친환경 자동차 > 17. 전기 자동차 냉각 • 히터 시스템
▣ 공냉식 냉각 시스템 1
◈ 구성 부품 : 쿨링 팬, 쿨링 덕트, 인렛 온도 센서
◈ 시스템의 온도는 1∼12번 모듈에 장착된 12개의 온도 센서 신호를 바탕으로 BMS ECU에 의해 계산되며, 고전압 배터리 시스템이 항상 정상 작동 온도를 유지할 수 있도록 제어된다. 또한 클링 팬은 차량의 상태와 소음/진동의 상태에 따라 BLDC 모터를 9단으로 제어된다.
◈ 냉각 공기 흐름도
1. 쿨링 팬이 작동한다.
2. 차량 실내 공기가 쿨링 덕트(인렛)로 유입된다.
3. 화살표로 표기한 냉각 순환 경로를 통해서 고전압 배터리를 냉각시킨다.
4. 쿨링 덕트(아웃렛)를 통해서 차량 외부로 공기를 배출한다.
◈ 쿨링 팬은 고전압 배터리의 냉각 상태에 따라 BMS ECU의 PWM 신호에 의해 BLDC 모터를 9단으로 속도 제어를 한다.
◈ 쿨링 덕트는 쿨링 팬 작동 시 공기 흐름 통로의 역할을 한다.
◈ 인렛 온도 센서는 고전압 배터리 1번 모듈 상단에 장착되어 있으며, 배터리 시스템 어셈블리 내부의 공기 온도를 감지하는 역할을 한다. 인렛 온도 센서 값에 따라 쿨링 팬의 작동 유무가 결정된다.
▣ 수냉식 냉각 시스템 1
◈ 개요·
전기차 시스템을 구성하는 구동 모터, 차량 탑재형 충전기(OBC), 전력 제어 장치(EPCU) 등은 작동 중에 필연적으로 고열이 발생하게 되며, 이러한 고열은 해당 부품의 성능에 악영향을 미치게 된다. 더군다나 전기장치 내부의 각종 반도체 부품들은 고열로 인하여 녹아내릴 수 있다. 이 때문에 이러한 전기장치들의 적절한 냉각은 매우 중요하다.·전력 제어 장치(EPCU)는 각 부품 중의 작동 온도를 모니터링 하여 필요시 전자식 워터 펌프 작동시킴으로써 냉각수가 순환하게 된다.·칠러(Chiller)는 에어컨/난방 시스템에서 난방 시 실외기에서 1차 열 교환하고, 칠러는 모터의 폐열을 이용하여 2차 열 교환을 한다.
◈ 전자식 워터 펌프(Electronic Water Pump)·기능
모터 시스템 전력 제어 장치(EPCU), 모터, 완속 충전기(OBC)에서 냉각 회로에 냉각수를 순환시키는 역할을 한다.·작동 원리 : 모터 시스템의 냉각수 온도가 한계점[전력 제어 장치(EPCU)에 설정된] 이상으로 오르면 전력 제어 장치(EPCU)는 전자식 워터 펌프(EWP)를 작동하기 위해 CAN 통신을 통해 전자식 워터 펌프(EWP)로 명령을 보낸다. 전자식 워터 펌프(EWP)는 작동 유무를 CAN 통신을 통해 전력 제어 장치(EPCU)로 보낸다.(·작동 전압 13.5∼14.5V ·냉각수 온도 75℃ 이하)
◈ 인렛 온도 센서
인렛 온도 센서는 고전압 배터리 모듈, 배터리 승온 히터, 냉각수 호스에 장착되어 있으며, 배터리 및 전장 시스템 내부의 냉각수 온도를 감지하는 역할을 한다. 인렛 온도 센서 값에 따라 EWP RPM 및 3웨이 밸브의 방향 변환이 결정된다.
◈ 3웨이 밸브·히트 펌프 작동 시 Chiller(냉간) 쪽으로 추가 열원이 되는 데워진 냉각수를 공급하여 히트 펌프의 난방 성능을 향상시킨다.·3웨이 밸브는 전압 인가 시 전류를 제어하는 전자식 액추에이터, 냉각수를 보내는 밸브 하우징, 실제 냉각수 유동을 제어하는 밸브로 구성되어 있다.·모터가 정지하고 밸브 고장으로 인해 정상적으로 작동하지 않을 경우 토션 스프링의 자동 안전 기능이 밸브를 히트 펌프의 OFF 방향으로 회전시킨다. 이때는 라디에이터 쪽으로 냉각수의 유로가 설치되어 냉각수의 온도가 상승하지 않는다.
◈ 액티브 에어 플랩(AAF : Active Air Flap) : 액티브 에어 플랩(AAF : Active Air Flap)은 라디에이터 그릴 후면에 개폐가 가능한 에어 플랩을 설치하여 모터의 냉각을 위한 공기의 유입량을 제어한다. 이 시스템은 고속 주행시 플랩을 닫아 공기 저항을 감소시켜 연비의 향상 및 주행 안정성을 향상시킨다. 또한 모터의 고온시에는 플랩을 열어 모터를 냉각시킨다.에어컨 컴프레서가 작동하는 동안에는 플랩을 열어 냉매의 압력을 보호하고 냉간 시동 시에는 플랩을 닫아 모터의 웜업 시간을 단축시키는 역할을 한다. AAF 제어기가 P-CAN을 통해 EMS, DATE/FATC로부터 각종 차량의 조건을 입력 받아 제어 조건을 판단하고 모터를 통하여 AAF를 제어한다.