배터리셀 사이에
방열핀을 삽입하고 방열핀의 끝단을 외부
히트싱크(heat sink)에 연결시켜 냉각하는 간접 수랭식
수랭식(water cooling type, 水冷式)은 물을 이용하여 배터리팩을 냉각시키는 방식이다. '수냉식'이 아니라 '수랭식'이 올바른 표기법이다. 직접 수랭식과 간접 수랭식 2가지 방식이 있는데 직접 수랭식은 배터리셀 사이에 냉각 유로를 배치하여 냉각시키는 방식이다. 냉각 효율이 높지만 제조원가가 비싸지고 배터리팩의 무게와 부피가 커진다. 간접 수랭식은 배터리셀 사이에 방열핀을 삽입하고 방열핀의 끝단을 외부 히트싱크(heat sink)에 연결시켜 냉각하는 방식이다. 가격 대비 성능이 좋아서 간접 수랭식 방식을 많이 사용한다.
활용 사례[편집]
현대기아차[편집]
현대·기아차는 정해진 공간에 배터리 탑재량을 극대화 하기 위해 공랭식보다 배터리를 더 촘촘하게 배열할 수 있는 수랭식 냉각방식을 채택했다. 공랭식 냉각방식은 배터리 셀 냉각을 위한 공기 통로가 필요하지만, 수랭식의 경우 이러한 공간이 필요 없기 때문에 배터리 탑재량 측면에서 더 유리하다.[1]
BMW[편집]
삼성과 보쉬가 공동으로 개발하여 공급한 배터리를 사용중인 BMW i3의 경우는 수랭식이라고 알려져 있다. 배터리팩에 냉각과 가열을 위한 시스템을 만들어두었는데, 다양한 컨디션에서도 배터리가 항상 일정한 온도를 유지할 수 있게 해준다고 합한다. 기본적으로 쿨란트와 라디에이터가 달려 있고 배터리팩을 냉각호스로 감싸서 배터리 온도가 높을 때 냉각수를 호스로 흘려보내 일정한 온도를 유지하며 만약 배터리 사용량이 많아지는 경우, 그러니까 빨리 달리는 경우에는 보다 빠른 순환속도로 펌프를 가동한다고 한다. 반대로 너무 추울 때 이 시스템은 라디에이터와 연결된 호스를 바이패스하여 가열을 위한 배터리를 이용하여 배터리를 워밍업 시켜주기도 한다.
쉐보레[편집]
쉐보레 볼트의 경우는 매우 뜨거운 날에는 추가적으로 달아 놓은 팬을 돌려서 직접적으로 배터리팩에 시원한 공기를 공급하여 냉각을 시켜준다.
니다. 팬이 직접적으로 시원한 공기를 공급한다는 것에서는 공랭식일 것이며, 라디에이터가 있다는 것은 수랭식이 될테니, 배터리 팩의 냉각을 위해서는 두가지 방식 모두 다 사용한다고 봐도 무방할 것 같다. 그리고 이 시스템은 자동차가 작동이 될 때만 가동되면 곤란할 것 같기도 하다. 물론 무턱대고 언제든지 작동이 된다면 그 또한 배터리를 소모시키는 일이 된다. 예를 들어 충전을 하고 있는데 한낮에 뜨거운 태양 아래에 차를 두고 충전을 해야 할 때.혹은 그 반대 기후에서 충전 중일때. 배터리의 효율을 최대로 높이기 위해서는 이 시스템이 작동을 하고 있어야 하기 때문이다.
테슬라[편집]
테슬라의 경우도 유사한 방식을 사용 중이다. 배터리팩 위에 냉각핀을 달아두었고 또 앞쪽에는 라디에이터를 달아서 수냉식과 공랭식을 함께 사용하고 있다.
자동차 회사들이 전기차를 빨리 상용화 하지 않았던 이유 중에는 이런 부분들도 포함된다. BMW Active E나 미니E도 몇 년간의 필드테스트를 거쳐서 i3에 기술이 이전되었다. 바로 이런 기후적인 변화에 따른 배터리의 성능 변화에 어떻게 대처할 것인가에 대한 다양한 실험이 필요했기 때문이다.[2]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
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