모델 S는 비교적 표준적이고 전통적인 열 관리 시스템을 갖추고 있습니다. 전기 구동 브리지 가열 또는 배터리 냉각을 위해 냉각 라인을 직렬 및 병렬로 변경하는 4방향 밸브가 있습니다. 추가적인 자유도를 제공하기 위해 여러 개의 바이패스 밸브가 추가되었습니다. 그러나 차량 전면부에는 여전히 여러 개의 방열판이 있으며, 이는 표준 열 관리 프레임워크에 따라 조정된다고 할 수 있습니다.
모델 3는 2017년 출시 당시 슈퍼보틀(Superbottle)이라는 패키지와 함께 출시되었습니다. 이 시스템의 원리와 전체 시스템 구조는 이전 세대 모델 S 시스템과 유사하지만, 이 슈퍼보틀은 펌프, 교환기, 5방 밸브 등을 하나의 본체에 통합하여 파이프라인과 연결 부품을 간소화하고 무게와 공간을 줄였습니다. 이는 슈퍼보틀 프레임워크의 통합적 혁신이라고 할 수 있습니다.모델 S더욱 흥미로운 점은 모터가 하드웨어와 소프트웨어 측면에서 새로운 기능을 추가했다는 점인데, 이를 통해 모터의 효율을 낮추고 열을 배터리로 전달하기 위해 idiq를 적극적으로 조정할 수 있습니다.
출시 후모델 Y작년에도 이 열 관리 시스템에 대한 주제가 화제가 되었습니다. 에어컨 냉각 회로는 차량 전면부의 라디에이터를 제거하고, 전면부에는 라디에이터를 하나만 사용합니다. 아래 그림으로 원리를 설명하자면, 간단히 말해 9방향 밸브(옥토밸브, Octopus Valve)와 에어컨 회로의 여러 밸브를 통해 10가지의 직렬, 병렬 및 냉난방 모드를 구현합니다. 동시에, 물과의 열 교환을 통해 차량의 열을 배터리 팩으로 전달하는 기능도 추가했습니다. 배터리 팩을 축열 장치로 사용하여 필요 시 열을 외부로 방출하여 조종석을 따뜻하게 유지하는 기능도 있습니다.
에어컨 시스템의 전면 라디에이터를 제거하는 것 외에도 고전압 PTC도 제거합니다.일반적인 저온 환경 히트 펌프 난방에서 매우 낮은 온도의 경우 다음과 같은 방법을 사용합니다.인터넷에는 고전압 PTC가 없지만 이론적인 열 에너지도 7-8kW로 고전압 PTC와 비슷하다는 정보가 있습니다.그러나 특수 열교환기로는 열전도 능력이 좋지 않기 때문에 열 상쇄 기능의 효율과 모터 열 감소 효과는 확실히 손실될 것으로 추정되지만 최소 5kW에 도달하는 데 문제가 없을 것으로 추정됩니다.
에어컨 시스템의 조종석 응축기와 증발기는 동시에 작동하며, 난방과 냉장이 동시에 오프셋되고, 압축기의 수 킬로와트 에너지 소비는 시스템에 열을 가져오는 것과 같으며, 이는 압축기를 고압 PTC로 처리하는 것과 같으며, 이러한 특수 조건에서의 COP는 PTC만큼 좋지 않을 수 있습니다.
저렴한 저전압 PTC를 사용하여 보상합니다.
Blower Fan 모터는 이전 세대와 유사한 가열 기능을 제공합니다. 모델 3효율성을 적극적으로 감소시키는 모터.
이전 세대 슈퍼보틀보다 한 단계 더 나아가, 이번에는 전체 에어컨 시스템, 수로 냉각 시스템, 열교환기, 옥토퍼스 밸브 등이 통합되었습니다. 열 관리 장치는 12V 배터리가 있는 빔에 장착되며, 먼로는 열 관리 시스템만으로도 다른 여러 모델에 비해 최소 15~20kg의 무게를 줄일 수 있다고 추정했습니다. 카 삼촌은 소형 라디에이터와 밸브 등이 추가되었기 때문에 이 수치가 다소 과장되었을 수 있다고 생각하지만, 최소 10kg의 무게 감소와 상당한 공간 절약 효과를 얻을 수 있습니다.
모델 3 출시 3년 만인 작년, 모델 Y에서 모델 3로 이 시스템이 이식되었습니다. 일부 네티즌들은 주변 온도가 약 0도일 때 업그레이드된 고속 배터리 수명 에너지 소비량이 기존 모델 3의 효율보다 약 7% 낮다고 측정했습니다. 이 결과는 히트 펌프가 있거나 없는 다른 모델들을 비교한 결과와도 유사하지만, 시스템 무게와 공간은 히트 펌프가 있는 다른 모델보다 적습니다. 물론 이는 단지 테스트일 뿐이며, 여러 환경적 요인이 작용합니다.
그래서 불과 몇 년 만에 Tesla의 열 관리 시스템은 진화해 왔습니다.모델 S에서 모델 3으로, 모델 Y로, 그리고 기존 모델을 업그레이드하기 위해 피드백을 제공했습니다. 하지만 온라인에서는 이 시스템의 한계에 대한 논의가 거의 없습니다. 에어컨 시스템이 열 교환을 위해 물과 외부 세계를 통과해야 하기 때문에 몇 가지 특정 조건에서 시스템 효율이 제한될 것으로 예상됩니다. 결국 이 시스템의 하위 시스템들은 서로 매우 의존적이며 각 모드의 자유도가 제한적입니다. 하지만 전반적으로 이 시스템은 잃을 것보다 얻을 것이 더 많습니다.
다음 진화 단계에서는 각 구성 요소의 크기 및 선정 최적화 외에도, 냉온 오프셋 조건에서 공조 시스템의 효율을 개선하고 제어를 강화하여 자유도와 분리성을 향상시키는 방안을 고려할 수 있습니다. 예를 들어, 냉온 오프셋 조건에서의 난방 효율은 열전도 효율을 통해 PTC에 최대한 근접합니다. 또 다른 방안은 밸브 제어를 강화하여 두 시스템을 분리하는 유연성을 높이는 것입니다. 그러나 이는 단지 추측일 뿐이며, 숏보드의 근본 원인을 파악하고 최적화하기 위해서는 많은 시뮬레이션과 실제 데이터 분석이 필요합니다.
인터넷에는 영하 30도 정도의 온도에서 측정한 영상이 몇 개 있는데, 큰 문제는 아니지만, 장시간 극한의 환경에서 테스트하기 어려운 경우 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 상황에서는 휴대폰 앱의 예열 기능과 하드웨어의 성능을 어느 정도 보완하는 소프트웨어 기능이 있습니다. 또한, 저온의 밤이 지나면 유리에 얼음이 맺히기도 하며, 일부 지역에서는 도로 주행 시 유리의 시인성을 요구하는 교통 규제가 있습니다. 따라서 자동차 회사는 듀티 사이클을 엔지니어링 설계의 목표로 삼아 합리적인 사용자를 개발해야 합니다. 듀티 사이클의 정의가 정확하지 않으면 처음부터 손실됩니다.
게시 시간: 2023년 10월 14일