고도는 신에너지 배터리 열 관리 시스템에 어떤 영향을 미칩니까?

로서배터리 열 관리 시스템(BTMS)산악 지역, 고고도 함대 및 광산 작업을 위한 솔루션을 배포한 수년간의 경험을 보유한 제조업체의 짧은 대답은 다음과 같습니다. 고도는 공기가 얇아지고 기압이 낮아지며 배터리 내부 저항이 높아지는 세 가지 핵심 메커니즘을 통해 열 시스템 성능을 저하시킵니다. 이러한 효과가 결합되어 냉각 효율을 감소시키고, 배터리 발열을 증가시키며, EV 주행 거리를 단축시킵니다. 적절하게 보정되고 고도를 인식하는 BTMS는 이러한 영향을 거의 모두 완화할 수 있습니다.

1. 공기 밀도 감소로 인해 대류 냉각 효율성이 약화됩니다.

10,000피트 고도에서 공기 밀도는 해수면 값의 약 3/4이므로 주어진 공기량에는 약 4분의 1 적은 분자가 포함됩니다. 이는 공기의 열 운반 능력을 직접적으로 감소시킵니다. 이는 높은 고도에서 인체 냉각 효과가 떨어지는 것과 동일한 효과입니다.

액체 냉각식 BTMS도 공기를 사용하여 응축기를 통해 열을 거부합니다. 공기가 얇아지면 콘덴서가 열을 빠르게 방출할 수 없어 냉매 온도가 올라가고 배터리 냉각 용량이 떨어지게 됩니다.

실제 차량 사례: 5,280피트에서 작동하는 유타 기반 배송 차량은 배터리 온도가 지속적으로 45°C를 초과함에 따라 원래 냉각 시스템을 사용하여 여름 범위가 20% 감소했습니다. 응축기 팬 블레이드의 크기를 조정하고 낮은 공기 밀도에 맞게 시스템을 재보정한 후 범위 차이가 3%로 좁아졌습니다.

Battery Thermal Management System

2. 대기압이 낮아지면 배터리 내부 저항이 증가합니다.

주변 압력이 낮아지면 배터리 전해질 내 이온 이동성이 느려지고 내부 전기 저항이 높아집니다. 가속 또는 고속 충전 중에 이 추가 저항은 동일한 부하가 해수면에서 생성하는 것보다 더 많은 열을 발생시킵니다.

추운 날씨에는 그 효과가 더 커집니다. 실내 난방은 배터리에서 추가 전력을 끌어오고 주변 공기가 얇아지면 열이 더 빨리 손실되어 난방 시스템이 더 열심히 작동하게 됩니다. 이 이중 부하는 많은 표준 BTMS 설계를 방해하는 추가 열을 생성합니다.

실제 차량 사례: 스키 시즌 동안 12,000피트 상공에 차량을 배치하는 덴버 소재 EV 제조업체는 기본 열 시스템을 사용하여 배터리 수명이 15% 감소했습니다. 우리는 출발 20분 전에 배터리를 예열하도록 제어 알고리즘을 조정했으며, 저항 가열을 제한하기 위해 고도에서 최대 충전 속도를 10% 줄였습니다. 12,000피트의 겨울 범위는 이후 거의 해수면 수준으로 회복되었습니다.

3. 압력 변화로 인해 냉매 사이클 및 HVAC 성능이 저하됩니다.

높은 고도에서는 주변 압력이 낮을수록 냉각 루프 내부의 냉매 포화 온도가 이동합니다. 해수면에서 4°C에서 끓는 냉매는 10,000피트에서 6°C에서 끓을 수 있으며, 이로 인해 배터리 팩과 객실 모두의 증발기 냉각 용량이 감소합니다.

대부분의 표준 BTMS는 해수면 기압에서만 교정되기 때문에 이는 가장 일반적으로 간과되는 고도 효과 중 하나입니다.

실제 차량 사례: 볼리비아 라파스(11,000피트 이상)의 택시 차량에서는 원래 시스템을 사용하여 더운 오후에 객실 냉각에 10분이 걸렸다고 보고했습니다. 실시간 고도 압력 센서를 갖춘 BTMS 설계는 고도에 따라 냉매 루프를 자동 보정하여 객실 냉각 시간을 3분으로 단축합니다.

Electric Vehicle Battery Thermal Management