전기차 히트펌프 시스템 (feat.현대자동차 데이터)

 

1. 전기차 냉각시스템과 내연기관의 차이

 

 옛날아이폰에서 그런이야기가있었다 겨울되면 꺼지는핸드폰 이라는건 한번쯤 들어봤 을것이다 사실 온도가 낮으면 베터리의 내부저항이 증가해 에너지 효율이 떨어지고 히터 사용으로 인해 저온에서 상온상태와 큰차이를 보인다. 기존 내연기관은 엔진의 열을 이용해 실내의 온도를 관리하고 겨울철또한 엔진열을 이용해서 전체적으로 대류시스템을 돌린다 그러나 전기차의 경우 PTC히터를 별도로 장착하여 난방을하여 위이전에 주행거리가 줄어다는 특성을 이해할필요가없다

전기자동차 구동모터 냉각방식의 종류와 특성

 

2.  히트펌프 시스템이란?

 

 히트펌프 기술은 에어컨을 생각하면 편하다 냉매는 압축과 응축 과정을 거쳐 온도가 높아지고, 팽창하고 증발하는 과정에서 온도가 낮아지는데, 에어컨은 차가워진 냉매를 활용해 온도를 낮추고 뜨거워진 냉매는 열을 배출한다. 히트펌프 또한 에어컨이 실외기를 통해 열을 배출했다면 그 열을 히터로 활용하는 거다,

 히트펌프는 냉매가 압축, 응축, 팽창, 증발하며 순환하는 과정에서 발생하는 고온과 저온을 각각 활용해 히터와 에어컨을 동시에 구동하는 기술이다. 냉매 순환 과정에서 현대·기아차의 히트펌프 시스템은 전기모터, 온보드차저, 통합전력제어장치 등에서 발생하는 열을 활용한다.

 하지만 실내 난방에 필요한 열 온도는 40℃ 정도이므로 차가워진 냉매를 다시 데우는 과정에서 이 폐열을 활용한다. 결국, 히트펌프의 효율도 높이고, 배터리도 식힐 수 있는 일거양득의 기술이다 참고로 히트펌프 구동 시 난방 효율에 주목할 필요가 있습니다. 압축기가 가동하면서 1Kw의 열을 만들고, 냉매가 순환하면서 외부의 열을 1.5Kw 얻습니다. 그 결과 총 2.5Kw의 열을 실내 난방에 활용하게 됩니다. 즉, 적은 전력을 소모해 큰 난방 효과를 얻는다 생각면 편하다.

 

 

3. 현대 자동차의 히트 펌프시스템

  테슬라에서 출원한 히트펌프 관련 특허와 현대차를 비교해보면, 두 시스템은 외부 공기, 전장 부품, 배터리의 폐열을 활용한다는 것은 동일하지만,  주행 상황에 따라 전기모터, 배터리, 각종 전장 장치에서 발생하는 열의 온도가 상이한데, 코나 일렉트릭은 이 중 높은 온도가 발생한 열원을 선택적으로 흡열한다 꽤나 흥미로는 특성으로 여기저기서 적정한양을 택하는 기술을 가졌다는 점에서 굉장히 흥미롭다

 

 사실 세계최초의 히트펌프시스템 양산차량은 2012년 닛산 리프이고 BMW I3 폭스바겐 E-골프 소울EV 까지 적용되었다. 물론 지금은 좀더 개선이 되었다고 말은하지만 그냥 쉽게 이해하면 종합 열관리 시스템 정도로 이해하면 좋을것같다.

 

현대·기아차가 개발한 전기차 ‘고효율 히트펌프 기술’ 다른 브랜드도 앞다퉈 도입하는 이유