EV 가열식 냉각기: 3가지 기능이 하나로 통합된 배터리 냉각, 실내 난방 및 히트펌프 통합

EV 가열식 냉각기는 수동 냉매-냉각수 열 교환기가 아닌 다중 에너지 열 구성 요소입니다. 배터리 냉각수 루프에서 열을 제거하고 통합 전기 히터를 통해 해당 냉각수를 적극적으로 가열하며 냉매 회로에 에너지를 추가하여 히트펌프 실내 난방을 지원할 수 있습니다. 교체는 냉매 및 냉각수 통로, 고전압 히터 등급 및 절연, 저전압 제어 장치, 센서, 포트 매핑, 장착, 열용량, 압력 제한 및 차량 소프트웨어와 일치해야 합니다.

기존 냉각기는 냉매와 배터리 냉각수 사이에서 열을 전달합니다. 가열된 냉각기는 전기 입력과 컨트롤러를 추가하여 또 다른 작동 모드와 또 다른 안전 경계를 만듭니다. 그것은 다음과 함께 작동합니다 전기 A/C 압축기 , 팽창 장치, 밸브, 펌프, 배터리 냉각판 및 객실 열 펌프 루프. 유사한 외부 치수는 상호 교환성을 설정하지 않습니다.

안전 경계: 구성 요소는 고전압 전기, 가압 냉매 및 뜨거운 냉각수를 결합할 수 있습니다. 서비스에는 차량별 격리, 냉매 회수, 냉각수 처리, 전압 부재 확인, 개인 보호 장비 및 승인된 누출/절연 절차가 필요합니다. 건조하고 비어 있거나 식별되지 않은 가열된 냉각기에 전원을 공급하지 마십시오.

세 가지 기능의 의미

Webasto는 2025년 12월에 3-in-1 EV 열 관리 개념으로 가열식 냉각기를 출시했습니다. 공개된 기능은 배터리 냉각, 능동 배터리 가열 및 직접 냉매 가열을 통한 실내 가열 지원입니다. 통합은 별도의 구성 요소, 라인, 제어 장치 및 밀봉 지점을 줄이는 것을 목표로 합니다.

'Three in one'은 상호 교환 가능한 세 가지 제품 모듈이 아닌 결합된 기능을 설명합니다. 정확한 아키텍처는 전기 히터가 냉각수, 냉매 또는 결합 구조에 열을 추가하는지 여부를 결정합니다. 차량이 어떻게 열을 전달하는지; 그리고 어떤 컨트롤러가 프로세스를 감독하는지. 구매자는 생산 부품에 대한 회로도가 필요합니다.

통합하면 포장 부피와 연결부를 줄일 수 있지만 실패 효과도 집중됩니다. 냉매측 누출, 냉각수 제한, 히터 절연 결함, 센서 오류 또는 제어 불일치로 인해 여러 열 기능이 비활성화될 수 있습니다. 전체 장치가 폐기되기 전에 진단을 통해 세 가지 에너지 경로를 분리해야 합니다.

일반적인 가열식 냉각기는 별도의 냉매 및 냉각수 통로를 하나의 제어 어셈블리 내부에 전기적으로 절연된 히터 및 센서와 결합합니다.

기능 1: 배터리 냉각

고속 충전, 고전력 작동 또는 더운 주변 조건에서 냉각수는 배터리 냉각판에서 열을 모아 냉각기를 통해 흐릅니다. 냉매는 열교환기의 반대쪽에서 증발하고 그 열을 흡수합니다. 그런 다음 압축기는 열을 외부 열교환기로 이동시킵니다.

냉각 용량은 냉매 질량 흐름 및 상태, 냉각수 흐름, 입구 온도, 열 전달 영역 및 제어에 따라 달라집니다. 포트 크기가 올바른 냉각기라도 여전히 플레이트 면적이 부족하거나 내부 회로가 잘못될 수 있습니다. 정의된 작동 지점에서 용량 및 압력 강하 데이터를 요청합니다.

배터리 제어를 통해 응결을 방지하거나 냉각수 온도 변화를 제한할 수 있습니다. 지나치게 차가운 냉각수는 국부적인 셀 스트레스나 습기 위험을 유발할 수 있습니다. 가열된 냉각기는 차량이 요청한 목표를 따릅니다. 교체 중에 추가된 독립형 온도 조절 장치로 제어해서는 안 됩니다.

기능 2: 활성 배터리 가열

차가운 배터리는 따뜻한 배터리와는 다르게 충전을 받아들이고 전력을 공급합니다. 통합된 전기 히터는 냉각수 온도를 높여 주행 또는 고속 충전 전에 냉각수 루프가 팩을 따뜻하게 할 수 있습니다. 펌프와 밸브가 의도한 흐름을 설정하는 경우에만 열이 전달됩니다.

히터 전력, 전압 범위 및 전류는 플랫폼마다 다릅니다. 컨트롤러는 냉각수 온도, 배터리 상태, 커넥터 온도, 고전압 제한 및 사용 가능한 에너지에 따라 출력을 조절할 수 있습니다. 공칭 400V 또는 800V 라벨로는 충분하지 않습니다. 허용되는 DC 범위, 전력 맵, 돌입, 절연 및 진단이 일치해야 합니다.

건식 작동은 히터 표면을 과열시킬 수 있습니다. 냉각수 회로에 공기가 갇히면 열 제거가 줄어들고 국부적으로 온도 제한이 발생할 수 있습니다. 충전, 진공 충전 또는 공기 빼기 절차와 펌프 명령은 서비스 정보에서 나와야 합니다.

기능 3: 객실 히트펌프 지원

주변 온도가 낮을 ​​때 공기열원 히트펌프는 사용 가능한 환경 열이 적으므로 제상이 필요할 수 있습니다. 가열된 냉각기는 결합된 냉매 경로에 전기 열을 추가하여 열 펌프가 해당 에너지를 실내 쪽으로 이동할 수 있도록 합니다. 이는 객실에서 직접 공기나 냉각수를 가열하는 별도의 객실 PTC 히터와 다릅니다.

이점은 시스템 라우팅 및 작동 조건에 따라 달라집니다. 전기 열을 추가해도 자유 에너지가 생성되지는 않습니다. 시스템은 여전히 ​​배터리 전력을 소모합니다. 통합은 열 분산 방식을 개선하고 하나의 소형 열 아키텍처를 지원할 수 있지만 효율성을 주장하려면 테스트 조건이 필요합니다.

밸브 순서, 압축기 속도, 팽창 제어, 펌프 및 통합 히터를 조정해야 합니다. 냉매나 냉각수 흐름이 잘못된 상태에서 히터가 작동하면 국지적으로 온도와 압력이 상승할 수 있습니다. 따라서 소프트웨어 호환성은 부품 요구 사항입니다.

배터리 냉각은 열을 제거하고, 활성 배터리 가열은 냉각수 루프를 따뜻하게 하며, 객실 지원 모드는 열 펌프 에너지 경로에 제어된 열을 추가합니다.

4개의 인터페이스가 서로 일치해야 합니다.

냉매 인터페이스

냉매, 오일, 흡입/액체 또는 고측/저측 역할, 포트 직경, 밀봉 방법, 흐름 방향, 압력 및 온도 범위, 내부 부피 및 누출 사양을 확인합니다. R1234yf, R290 및 R744 구성 요소는 서로 바꿔 사용할 수 없습니다. R290에는 가연성 냉매 봉쇄 및 서비스 제어 기능이 추가되었습니다. R744는 고압 구조가 필요합니다.

팽창 장치에 대한 냉각기 배치에 따라 입구의 냉매 상태가 결정됩니다. 다른 내부 배전으로 교체하면 배전 불량, 소음, 과도한 과열 또는 액체 회수 위험이 발생할 수 있습니다. 용량 데이터는 동일한 냉매 및 경계 조건을 사용해야 합니다.

절삭유 인터페이스

냉각수 사양, 농도, 허용 전도도, 온도 범위, 흐름/수두 요구 사항, 포트 위치, 호스 연결, 가스 제거 경로 및 압력 등급을 기록합니다. 배터리 냉각수는 기존 엔진 냉각수보다 전기 및 청결도를 더 엄격하게 제어할 수 있습니다.

압력 강하는 펌프 작동점에 영향을 미칩니다. 제한적인 교체는 팩 흐름을 감소시킵니다. 지나치게 열린 분기는 병렬 회로의 불균형을 초래할 수 있습니다. 점도가 없는 단일 값이 아닌 냉각수 온도 및 흐름에 따른 압력 강하 곡선을 요청합니다.

고전압 히터 인터페이스

DC 작동 창, 연속 및 피크 히터 전력, 전류, 커넥터, 극성, 고전압 인터록, 절연 모니터링, 사전 충전 또는 스위칭 동작 및 방전 시간을 일치시키십시오. 히터에는 전력 전자 장치가 포함되거나 외부 컨트롤러에 의존할 수 있습니다.

고전압 케이블 길이, 차폐, 단자 도금, 씰 및 스트레인 릴리프가 작동합니다. 고전압 하니스나 파일 커넥터 키를 끼워 맞추지 마십시오. 승인된 데이터를 통해 연면거리, 공간거리 및 접지/접속 요구 사항을 확인하십시오.

저전압 제어 및 센서 인터페이스

저전압 커넥터는 전원, 접지, 웨이크, CAN 또는 LIN 통신, 온도 센서, 인터록 또는 진단 신호를 전달할 수 있습니다. 핀아웃, 전압, 프로토콜, 메시지 식별자, 스케일링 및 하드웨어/소프트웨어 개정을 일치시킵니다.

온도 센서는 냉각수, 냉매 또는 히터 위치에 통합될 수 있습니다. 잘못된 곡선을 가진 센서로 인해 컨트롤러가 유체를 과열하거나 과열시킬 수 있습니다. 위치, 응답 시간 및 타당성 진단은 설계의 일부입니다.

내부 분리 및 교차 누출 위험

냉매와 냉각수는 금속 벽을 통해 열을 교환하므로 분리된 상태로 유지되어야 합니다. 내부 파손으로 인해 작동 압력에 따라 냉매가 냉각수로 유입되거나 냉각수가 냉매 회로로 유입될 수 있습니다. 전기 가열 구조는 고전압 전도체와 두 유체 사이에 절연 경계를 추가합니다.

검증에서는 외부 누출, 냉매-냉각수 교차 누출, 냉각수-히터 전기 절연 및 온도 사이클링 시 압력 무결성을 다루어야 합니다. 간단한 외부 기포 테스트로는 내부 분리 또는 유전 상태를 입증할 수 없습니다.

가능한 교차 누출 증거에는 냉각수 수준 변경, 저장소의 가스, 설명할 수 없는 냉매 손실, 회수된 냉매의 냉각수 오염, 정지 후 압력 거동 또는 절연 결함이 포함됩니다. 이러한 증상에는 다른 원인도 있습니다. 고장을 지정하기 전에 별도의 회로 테스트와 유체 분석을 사용하십시오.

작동 모드 상태 테이블

실제 차량 상태 테이블은 서비스를 제어합니다. 일부 시스템은 배터리 냉각수를 가열하는 동시에 실내 난방을 지원할 수 있습니다. 다른 것들은 하나의 로드를 우선시합니다. 지원되지 않는 모드를 명령하기 위해 일반 상태 테이블을 사용하지 마십시오.

열용량과 전력은 다릅니다.

냉각 모드에서는 압축기가 냉동 사이클을 구동하기 때문에 냉매 열 전달 용량이 펌프 및 제어 장치의 전기 입력을 초과할 수 있습니다. 능동 가열 모드에서 히터 전력은 분배 손실을 제외한 열이 됩니다. 객실 열 펌프 지원에서 시스템은 추가된 히터 에너지와 다른 소스에서 수집된 열을 이동할 수 있습니다.

배터리 냉각 용량, 냉각수 발열량, 냉매측 열 추가에 대한 별도의 맵을 요청하세요. 각각은 전압, 냉매, 유체 흐름, 입구 온도, 압력 조건 및 주변 환경을 명시해야 합니다. 하나의 최대 kW 값을 세 가지 기능 모두로 광고하지 마십시오.

예열 시간은 배터리 및 냉각수 열 질량, 열 손실, 초기 온도, 펌프 유량 및 히터 한계에 따라 달라집니다. 작은 실험실 루프는 전체 차량보다 훨씬 빠르게 예열될 수 있습니다. 차량 승인은 대표적인 팩 및 주변 조건을 사용해야 합니다.

냉각수 충전 및 공기 관리

통합 통로에는 공기가 갇힐 수 있습니다. 지정된 차량 방향, 진공 충전, 펌프 활성화 및 밸브 명령을 따르십시오. 승인된 냉각수와 장비로만 채우십시오. 냉각수를 혼합하면 부식 방지, 전도성, 씰 호환성 및 동결 동작이 변경될 수 있습니다.

저장소 동작, 펌프 속도, 유량 데이터 및 입구/출구 온도를 관찰하십시오. 냉각수 온도 상승이 거의 없고 히터 온도가 높다는 것은 유량이 적거나 공기가 갇혀 있음을 의미합니다. 과열 오류를 반복적으로 재설정하는 대신 중지하십시오.

출혈 후 냉각 수준, 압력 무결성 및 열 주기를 확인합니다. 가스를 가두는 꼬임과 높은 지점이 있는지 호스 라우팅을 검사하십시오. 냉각기 포트를 로드하지 않고 클램프와 퀵 커넥터가 완전히 장착되었는지 확인하십시오.

전기 절연 및 결함 격리

차량 제조사의 격리 진단 절차를 따르십시오. 격리 코드는 가열된 냉각기, 압축기, 견인 배터리, 인버터, 케이블, 냉각수 히터 또는 기타 고전압 구성 요소에서 유래될 수 있습니다. 시스템을 안전하게 만들고 정의된 순서를 따른 후에만 구성 요소를 분리하십시오.

절연 테스트 전압은 전자 장치에 대한 승인을 받아야 합니다. 일반적인 절연 저항계 테스트를 적용하면 반도체 회로가 손상될 수 있습니다. 전도성과 습기가 유체 접촉 설계의 측정에 영향을 미칠 수 있으므로 냉각수 온도와 상태를 기록하십시오.

고전압 및 저전압 커넥터에 습기, 부식, 추적, 손상된 단자 및 씰이 있는지 검사하십시오. 고전압 인터록을 확인하십시오. 접점을 벌리거나 긁는 도구를 사용하여 밀봉된 단자를 조사하지 마십시오.

부품 매칭을 통해 냉매 및 냉각수 포트, 고전압 히터 전력, 저전압 데이터, 센서, 인터록, 흐름 방향 및 장착 기준점을 식별합니다.

증상 기반 진단

고속 충전 중에는 배터리가 제대로 냉각되지 않습니다.

냉각수 흐름, 펌프 명령, 밸브 위치, 냉각기 입구/출구 온도, 압축기 속도, 냉매 압력, 팽창 제어, 응축기 팬 및 외부 열교환기를 확인합니다. 깨끗한 가열식 냉각기 라벨이 있다고 해서 시스템 열 방출 결함이 배제되지는 않습니다.

추운 날씨에는 배터리가 천천히 가열됩니다.

요청 전력과 실제 히터 전력, 버스 전압/전류, 냉각수 흐름, 입구/출구 온도, 밸브 상태, 팩 열 질량 및 열 손실을 비교합니다. 절연 또는 커넥터 온도 보호로 인해 히터의 성능이 저하될 수 있습니다. 루프 내 공기는 유용한 팩 가열 없이도 핫스팟을 생성할 수 있습니다.

캐빈 열은 약하지만 배터리 가열은 작동합니다

냉매 경로, 압축기, 팽창 장치, 실내 열 교환기, 공기 도어 또는 열 펌프 제어 장치로 인해 실내 전달이 제한되는 동안 냉각수 가열 기능은 정상일 수 있습니다. 요청한 객실 모드에 맞는 에너지 경로를 사용하세요.

외부 누출 없이도 냉매 손실이 반복됨

통제된 테스트를 통해 내부 교차 누출을 고려하십시오. 적합한 증거가 있는지 냉각수를 검사하고 압력 반응을 모니터링합니다. 승인된 안전 절차에 따라 위험이 해결될 때까지 가연성 냉매 오염 가능성이 있는 경우 냉각수 저장소를 열지 마십시오.

냉각수 서비스 후 고전압 절연 결함이 나타남

유출, 커넥터 습기, 냉각수 사양 및 출혈을 검토합니다. 가열된 냉각기를 즉시 교체하기보다는 플랫폼 격리 순서를 따르십시오. 오염이 의심되는 경우 유체 샘플과 서비스 기록을 보존하십시오.

패시브 냉각기 대 가열식 냉각기

패시브 냉각기는 외부 저항기를 추가하여 가열식 냉각기를 대체할 수 없습니다. 통합제어와 열경로가 다릅니다. 가열식 냉각기는 차량 아키텍처와 소프트웨어가 이를 위해 설계되지 않은 한 수동 부품을 대체해서는 안 됩니다.

입고검사 및 보관

정확한 OE 및 모듈 번호, 하드웨어/소프트웨어 개정, 냉매 및 냉각수 표시, 고전압 및 저전압 커넥터 키, 포트 식별자, 장착, 캡 및 제공된 씰을 확인하십시오. 충격 손상, 느슨한 캡, 습기, 구부러진 포트 또는 추적된 터미널을 거부하거나 격리합니다.

냉매 및 냉각수 통로를 밀봉하고 건조한 상태로 유지하십시오. 정전기, 습기 및 충격으로 인한 손상으로부터 고전압 커넥터를 보호하십시오. 절연 테스트, 저항 측정 또는 히터 전원 켜기를 통제되지 않은 수신 점검으로 사용하지 마십시오.

추적성은 부품을 생산 로트와 누출, 교차 누출, 히터 기능, 센서 및 전기 절연에 대한 최종 증거와 연결해야 합니다. 플레이트, 브레이징, 히터, 씰, 센서, 전자 장치 또는 소프트웨어를 변경하려면 통지 및 영향 검토가 필요합니다.

교체 및 시운전 순서

1. 결함, 실시간 데이터, 히터 명령, 압력 및 냉각수 온도를 저장합니다.

2. 고전압 시스템을 안전하게 만들고 전압이 없는지 확인하십시오.

3. 승인된 냉매를 회수하고 별도의 장비를 사용하여 냉각수를 배출/담습니다.

4. 개방 회로를 막고 라벨, 포트, 커넥터 및 장착을 비교합니다.

5. 튜브나 호스에 응력이 가해지지 않도록 지정된 새 냉매 씰과 냉각수 연결부를 설치하십시오.

6. 올바른 잠금 장치, 씰 및 인터록을 사용하여 고전압 및 저전압 플러그를 다시 연결하십시오.

7. 측정된 절차에 따라 누출 테스트, 냉매 회로 배기 및 충전을 수행합니다.

8. 명령을 받은 펌프와 밸브를 사용하여 냉각수 회로를 채우고 빼냅니다.

9. 정확한 개정에 필요한 초기화 또는 프로그래밍을 실행하십시오.

10. 배터리 냉각, 배터리 가열 및 실내 지지 모드를 별도로 검증합니다.

11. 누출, 절연, 코드, 커넥터 상태 및 유체 수준을 다시 확인하십시오.

RFQ 필드

• VIN, 플랫폼, 생산 날짜 및 열 시스템 공급업체.

• 완전한 OE/모듈 번호 및 하드웨어/소프트웨어 개정판.

• 냉매, 오일 및 압력/온도 범위.

• 냉각수 사양, 유량, 압력 강하 및 포트 세부 정보입니다.

• 고전압 DC 범위, 히터 전력, 전류, 커넥터 및 인터록.

• 저전압 공급, 핀아웃, CAN/LIN 프로토콜 및 센서 곡선.

• 냉각 용량, 냉각수 가열 및 객실 지지 테스트 포인트.

• 냉매/냉각수 교차 누출 및 전기 절연 증거.

• 장착, 방향, 패키지 봉투 및 제공된 씰.

• 초기화, 프로그래밍, 서비스 및 안전 요구 사항.

• 수량, 목적지, 포장, 라벨링 및 추적성.

다음과 같은 관련 열교환기 카테고리 자동차 오일 쿨러, 도매 A/C 콘덴서 또는 A/C 콘덴서는 익숙한 플레이트 또는 튜브 앤 핀 원리를 사용하지만 완전한 다중 에너지 검증 없이 가열된 냉각기와 상호 참조해서는 안 됩니다.

최종 승인 체크리스트

차량 검증을 위해 배터리 입구/출구 냉각수 온도, 냉각기 냉매 상태, 히터 요청 및 실제 전력, 펌프 흐름 증거, 압축기 속도, 주변 온도, 충전 상태 및 각 작동 모드의 결함 한계를 기록합니다. 결과를 정확한 모듈 및 차량 소프트웨어 개정과 연결하십시오. 계절별 현장 데이터를 통해 짧은 작업장 테스트로는 재현할 수 없는 공기 관리, 커넥터 또는 제어 문제가 드러날 수 있습니다.

• 정확한 차량, 모듈 및 소프트웨어 개정판이 일치합니다.

• 냉매 및 냉각수 포트, 흐름 방향 및 씰이 식별됩니다.

• 냉각, 배터리 가열 및 객실 지원 용량은 정의된 조건을 충족합니다.

• DC 범위, 히터 전력, 커넥터, 인터록 및 절연 정합.

• 저전압 핀아웃, 프로토콜, 센서 및 진단이 일치합니다.

• 압력 강하, 외부 누출 및 교차 누출 요구 사항을 통과했습니다.

• 장착, 방향 및 호스/튜브 응력이 정확합니다.

• 냉각수 주입 및 공기 빼기 절차가 가능합니다.

• 고전압 및 냉매 서비스 요구 사항이 제어됩니다.

• 엔지니어링 승인 없이는 수동 냉각기 또는 히터 개조가 가정되지 않습니다.

주요 결론: EV 가열식 냉각기는 배터리 냉각, 활성 냉각수 가열 및 열 펌프 지원을 하나의 제어 구성 요소 내에 통합합니다. 추가 기능은 냉매/냉각수 경계에 고전압, 전자 장치 및 절연 기능을 추가합니다. 교체하기 전에 정확한 OE 매핑, 4개 인터페이스 호환성, 교차 누출 증거 및 소프트웨어 제어 시운전이 필요합니다.

부품 지원을 위해 상호 참조를 요청하기 전에 원래 모듈 라벨과 모든 유체 포트, 커넥터, 장착면 및 주변 회로의 선명한 사진을 보내십시오.