전기차 초급속충전기 전력변환모듈의 발열특성 분석을 통한 공랭식 냉각시스템 개선

초록

전 세계적으로 심각한 기후변화에 대응하기 위하여 화석연료 사용을 줄이고 친환경 에너지로의 전환이 급속도로진행되면서 전기차 보급이 확대되고 있다. 전기차의 동력성능과 배터리 용량이 향상됨과 동시에 전기차 충전기의 충전전력 또한 향상될 전망이다. 충전기 충전전력은 전력변환모듈을 적층하여 향상될 수 있으나 발열이 발생하여 충전기 내부의 열관리가 중요해진다. 충전 안정성 확보를 위하여 전력변환모듈의 온도를 허용 온도 이하로 유지하게 하는 냉각시스템 설계에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 전기차 초급속충전기의 전력변환모듈의 발열 특성 분석을 위해 모듈냉각팬의 유량과 모듈의 온도를 측정하여 전산해석에 활용하였으며 냉각팬 용량과 가이드베인의 각도에 따른 냉각시스템의 효율을 분석하였다. 춘/추계, 하계, 동계의 계절별 대기 온도에 따른 발열 특성을 분석하였고 하계에서 작동 중단온도를 상회하는 것을 확인하여 하계 조건으로 냉각 성능 향상을 위한 연구를 진행하였다. 냉각팬 유량은 10%와 20%로증가할수록 냉각 성능이 기존 대비 각각 4.45%, 15.82% 향상되었으며 입구 덕트 가이드베인 각도는 35°일 때 냉각성능 향상비 9.06%로 가장 큰 향상비를 나타내었다.

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