BEV 가열의 과제

대부분의 신차 구매자는 구매하기 전에 차량의 난방 시스템에 많은 관심을 보이지 않을 것입니다. 그것은 단지 존재하고, 서비스가 가능할 것으로 예상되며, 차별화 포인트로 간주되지 않는 것입니다.

그러나 BEV(배터리 전기 자동차)의 인기가 높아짐에 따라 이러한 상황이 바뀔 수 있습니다. 우리가 알고 있는 기존 난방 시스템의 경우 BEV에는 더 이상 존재하지 않습니다. 그리고 존재하는 것은 구매자가 기대하는 것보다 전반적인 만족도에 훨씬 더 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

왜 차이점이 있나요? 기존 차량의 열원인 엔진 폐열이 BEV에는 존재하지 않기 때문입니다.

1926년 Cadillac이 도입한 이후 사용되어 온 기존 가열 시스템을 사용하면 열이 엔진에서 액체(물/부동액)로 전달됩니다. 이 액체는 히터 코어(소형 라디에이터)가 포함된 폐쇄 시스템을 통해 순환하며, 이를 통해 공기가 실내로 유입되어 코어에서 열을 얻습니다.

팬은 따뜻한 공기를 실내 안팎으로 밀어넣어 탑승자를 따뜻하게 하고 창문의 성에를 제거하는 데 도움이 됩니다.

핵심은 엔진이 없으면 BEV에는 사용 가능한 "자유" 열원이 그렇게 크지 않다는 것입니다.

배터리에서 발생하는 열과 전력 전자 장치에서 발생하는 열이 있으며, 몇몇 자동차 제조업체에서는 그 열을 공기 흐름으로 전달하고 있습니다. 작은 도움이라도 됩니다. 그러나 일반적으로 엔진에서 사용할 수 있는 것을 대체하기에는 충분하지 않습니다.

많은 사람들이 채택한 확실한 해결책은 히터 코어를 오래된 전기 히터의 것과 같은 저항성 전기 가열 요소로 교체하는 것입니다.

그러나 단순한 저항선 코일이 아닌 최신 시스템은 과열에 대한 고유한 보호 기능을 갖춘 자체 조절형 PTC(정온도 계수) 가열 요소를 사용합니다.

히터 시스템의 나머지 부분은 거의 동일하게 유지될 수 있으며 전기 가열 요소의 순간적인 열은 엔진의 점진적인 예열보다 내부가 훨씬 더 빨리 예열될 수 있음을 의미합니다.

이 솔루션의 문제점은 전기 히터의 유일한 전원이 차량을 운전하는 데 사용되는 것과 동일한 배터리 팩이라는 것입니다. 따라서 난방에 사용되는 모든 전력은 운전에 사용할 수 없는 전력입니다. 이는 BEV 주행 거리가 낮은 주변 온도에서 급격하게 감소되는 경향이 있는 이유 중 하나입니다.

Nissan이 2012년 Leaf에서 도입하고 현재 여러 BEV 및 PHEV에 채택된 또 다른 대안은 가역식 히트 펌프를 사용하는 것입니다. 즉, 효과적으로 역방향으로 작동할 수 있는 에어컨 시스템입니다.

간단히 말해서, 열 펌프는 외부 공기의 에너지를 외부 증발기를 통해 냉매로 전달한 다음(외기가 추울 때에도) 냉매를 압축하여 가열하고, 그 열을 내부 응축기를 통해 실내로 방출합니다. .

AC 및 열 펌프 역할을 모두 수행하도록 가역적인 HVAC 시스템을 만드는 것은 상당히 복잡하며 결과적으로 비용이 많이 듭니다. 그러나 공개된 다수의 테스트에서는 저항 가열만큼 효과적이며 주행 거리에 대한 부정적인 영향을 줄이는 것으로 확인되었습니다.

그러나 제한이 있습니다. 히트펌프의 효율은 외부 온도가 떨어지면 감소합니다. 0oC에서는 매우 효과적일 수 있지만 -20oC에서는 그 효과가 현저히 떨어지며 대략 -30oC 정도의 실제 한계에 도달합니다. 불행히도 캐나다 대부분 지역에서는 이 온도가 드문 일이 아닙니다. 따라서 열 펌프라도 극단적으로 추가적인 열원이 필요합니다.

어떤 핵심 시스템을 사용하든 승객의 편안함을 달성하려는 궁극적인 목표는 특정 신체 부위에 열을 집중시키는 것과 같은 대체 수단을 통해 뒷받침될 수 있습니다. 이를 위해 열선내장 시트와 스티어링 휠이 이미 널리 사용되고 있습니다.

한 단계 더 나아가 Toyota는 상위 레벨 bZ4x 모델에서 운전자와 조수석의 다리 아래쪽과 발 부분을 향하는 복사열 장치를 양산 차량에 적용한 최초의 자동차 제조업체입니다.