전기차의 열관리 시스템

새는 열을 잡아서 최대한 활용해 준다.

화석 연료를 태워서 폭발을 일으키는 내연기관과는 달리 모터는 발생하는 열이 적다. 그러나 자동차는 난방을 위해서라도 열이 필요하다. 그래서 필요에 따라서는 충전되어 있는 전기를 사용해서 열을 만들어 내야 한다. 주행에 쓸 에너지를 소모해야 하기 때문에 주행 거리를 유지하려면 새는 열을 잡고 최대한 효율적인 열관리가 필요하다.

코나 EV에 적용된 열관리 시스템 - 현대 위아 홈페이지 참조

전기차의 열관리는 회전 동력을 만들어 내는 모터와 차량 실내 그리고 구동용 배터리를 주요 대상으로 한다. 특히 배터리는 낮은 온도에서는 성능 자체가 떨어지기도 하고 충전 중에는 급격히 온도가 상승하기도 해서 난방과 냉각을 교대로 진행해야 한다. 낮은 온도일 때는 전기 히터를 통해서 열원을 만들어 온도를 상승시켜 성능을 일깨워 주고, 온도가 지나치게 올라가면 공기나 물을 통해 냉각시켜 배터리 셀의 열 폭주를 막아야 한다.

차량 실내의 냉난방은 일반 내연기관 차와 유사하다. 다만, 냉매를 압축하는 컴프레서는 엔진의 회전력을 이용하지 않고 전기로 작동하고, 엔진의 열을 이용했던 난방은 디젤 차량의 PTC와 같은 전기 히터로 제어한다. 내연 기관 차량에서 냉방을 위해 에어컨을 켜면 연비에 영향을 받지만, 난방은 무관했던 것과는 달리 전기차에서는 난방이 오히려 더 큰 에너지를 소비한다.

테슬라에 적용된 4680 Snake Cooling system -

초창기 전기차에서는 배터리에 주로 단순한 공랭식을 적용했다. 배터리 모듈 사이에 공기의 통로를 만들어서 주행 중에 식히는 것으로 충분했기 때문에 기존 내연기관 차량 플랫폼에서 큰 변화가 필요하지 않았다. 그러나 화재에 취약하고, 온도 제어를 하기에 어려운 단점 때문에 요즘에 생산되는 전기차 전용 플랫폼 차량들은 대부분 수랭식으로 관리한다. 이를 통해 수로를 통해 모터, 배터리, 실내 난방을 서로 유기적으로 관리가 가능해졌다.