무더운 여름이나 추운 겨울에 자동차 애호가들에게 에어컨은 필수품입니다. 특히 창문에 김이 서리거나 성에가 낄 때는 더욱 그렇습니다. 에어컨 시스템의 빠른 김 서림 및 성에 제거 기능은 운전 안전에 매우 중요한 역할을 합니다. 연료 엔진이 없는 전기차는 난방을 위한 열원이 없고, 냉방을 위한 엔진 구동력도 없습니다. 그렇다면 순수 전기차는 어떻게 냉방과 난방 기능을 제공할까요? 함께 알아보겠습니다.
01 에어컨 냉각 시스템의 구성 요소
에어컨 냉방 시스템의 구성 요소에는 전기 압축기, 응축기, 압력 센서, 전자식 팽창 밸브, 증발기, 에어컨 배관, 호스 및 제어 회로가 포함됩니다.
압축기:
이 장치는 저온·저압의 기체 냉매를 흡입하여 고온·고압의 액체 냉매 가스로 압축합니다. 압축 과정에서 냉매의 상태는 변하지 않지만 온도와 압력은 지속적으로 상승하여 과열 가스가 생성됩니다.
콘덴서:
응축기는 전용 냉각 팬을 사용하여 고온 고압의 냉매에서 발생하는 열을 주변 공기로 방출시켜 냉매를 냉각합니다. 이 과정에서 냉매는 기체 상태에서 액체 상태로 변하며, 고온 고압 상태에 놓이게 됩니다.
팽창 밸브:
고온 고압의 액체 냉매는 팽창 밸브를 통과하면서 압력을 낮추고 증발기로 들어갑니다. 이 과정의 목적은 냉매를 냉각 및 감압하여 유량을 조절하고 냉각 용량을 제어하는 것입니다. 냉매가 팽창 밸브를 통과할 때 고온 고압의 액체 상태에서 저온 저압의 액체 상태로 변합니다.
증발기:
팽창 밸브에서 나온 저온, 저압의 액체 냉매는 증발기에서 주변 공기로부터 많은 양의 열을 흡수합니다. 이 과정에서 냉매는 액체에서 저온, 저압의 기체로 변합니다. 이 기체는 다시 압축기로 흡입되어 압축됩니다.
냉방 원리 측면에서 볼 때, 전기차의 에어컨 시스템은 기본적으로 기존 내연기관 차량과 동일합니다. 주요 차이점은 에어컨 컴프레서 구동 방식에 있습니다. 기존 내연기관 차량에서는 엔진 벨트 풀리가 컴프레서를 구동하는 반면, 전기차에서는 전자 제어 장치가 모터를 구동하고, 모터가 크랭크축을 통해 컴프레서를 작동시킵니다.
02 냉난방 시스템
주요 발열원은 PTC(Positive Temperature Coefficient) 발열 방식입니다. 순수 전기 자동차에는 일반적으로 공기 가열용 PTC 모듈과 온수 가열용 PTC 모듈 두 가지 형태의 PTC 발열체가 사용됩니다. PTC는 반도체 서미스터의 일종으로, 온도가 상승함에 따라 저항이 증가하는 특성을 가지고 있습니다. 일정한 전압 조건에서 PTC 히터는 저온에서 빠르게 가열되고, 온도가 상승함에 따라 저항이 증가하고 전류가 감소하여 PTC의 에너지 소비량이 줄어들기 때문에 비교적 일정한 온도를 유지할 수 있습니다.
공기 가열 PTC 모듈의 내부 구조:
그림과 같이 컨트롤러(저전압/고전압 구동 모듈 포함), 고압/저압 와이어 하네스 커넥터, PTC 발열 저항 필름, 열전도성 절연 실리콘 패드 및 외피로 구성됩니다.
공기 가열 PTC 모듈은 차량 실내 온풍 시스템의 핵심에 PTC를 직접 설치하는 것을 의미합니다. 실내 공기는 송풍기를 통해 순환되고 PTC 히터에 의해 직접 가열됩니다. 공기 가열 PTC 모듈 내부의 발열 저항막은 고전압으로 구동되며 VCU(차량 제어 장치)에 의해 제어됩니다.
03 전기차 에어컨 시스템 제어
전기차의 VCU(차량제어장치)는 에어컨 스위치, 에어컨 압력 스위치, 증발기 온도, 팬 속도 및 주변 온도에서 신호를 수집합니다. 이러한 신호들을 처리하고 계산한 후, 제어 신호를 생성하여 CAN 버스를 통해 에어컨 컨트롤러로 전송합니다. 에어컨 컨트롤러는 그림과 같이 에어컨 컴프레서의 고전압 회로를 켜고 끄는 것을 제어합니다.
이것으로 전기차 에어컨 시스템에 대한 일반적인 소개를 마치겠습니다. 도움이 되셨나요? 매주 더 많은 전문 지식을 얻고 싶으시다면 이이 신에너지 자동차를 팔로우하세요.
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게시 시간: 2023년 9월 13일
