인섀시 배터리 편집하기
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− | 인섀시 배터리는 세심관과 보조채움관 및 양면 바깥층을 방열판으로 하는 프레임(frame)이 하나로 통합된다. 인섀시 배터리는 별도 | + | '''인섀시 배터리'''(In chassis battery)는 [[배터리셀]](cell)과 [[섀시]](chassis)가 하나로 통합된 패키징 기술이다. '''편평형차대'''(扁平型車臺, flatform chassis)라고도 하며 [[테슬라]]의 [[셀투바디]](cell to body)보다 한 단계 더 진화한 기술이다. |
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+ | 인섀시 배터리는 세심관과 보조채움관 및 양면 바깥층을 방열판으로 하는 프레임(frame)이 하나로 통합된다. 인섀시 배터리는 별도 배터리(cell) 설치 공간을 제거하여 객실(客室) 서비스 공간을 최대화하고 중량 감축으로 전비(연비)향상과 차종별, 크기별로 표준화하여 전기차 생산원가를 낮추고 부품교환이나 수리와 같은 출고 후 사후 서비스(AS) 제공이 용이하다. | ||
== 상세 == | == 상세 == | ||
− | [[파일:인섀시 배터리, 인휠 헥사모터.jpg|썸네일|300픽셀|오른쪽| | + | [[파일:인섀시 배터리, 인휠 헥사모터.jpg|썸네일|300픽셀|오른쪽|인섀시 배터리, 인휠 헥사모터]] |
− | [[파일:인섀시배터리 단면형상.jpg|썸네일|300픽셀|오른쪽| | + | [[파일:인섀시배터리 단면형상.jpg|썸네일|300픽셀|오른쪽|인섀시배터리 단면형상]] |
[[파일:버금-아亞형-섀시.jpg|썸네일|300픽셀|오른쪽|인섀시 배터리 버금-아亞형-섀시]] | [[파일:버금-아亞형-섀시.jpg|썸네일|300픽셀|오른쪽|인섀시 배터리 버금-아亞형-섀시]] | ||
인섀시 배터리는 경량과 저강도의 속이 빈(hollow) 세심관을 다중 집속한 다발형 튜브(관)의 두꺼운 '''중간층'''(core)을 갖고 있다. | 인섀시 배터리는 경량과 저강도의 속이 빈(hollow) 세심관을 다중 집속한 다발형 튜브(관)의 두꺼운 '''중간층'''(core)을 갖고 있다. | ||
− | '''중간층'''(core)을 상대적으로 고강도 재료(강판, 알루미늄판 등)로 된 두 개의 얇은 '''바깥층'''(face)을 덧대어 바깥층+중간층+바깥층으로 겹치는 '''삼겹구조'''의 샌드위치 보(sandwich beam) 형상 패널로 고강도(high-strength)와 고강성(high-rigidity)의 재료 특성을 발현한다. | + | '''중간층'''(core)을 상대적으로 고강도 재료(강판, 알루미늄판 등)로 된 두 개의 얇은 '''바깥층'''(face)을 덧대어 바깥층+중간층+바깥층으로 겹치는 '''삼겹구조'''의 샌드위치 보(sandwich beam)형상 패널로 고강도(high-strength)와 고강성(high-rigidity)의 재료 특성을 발현한다. |
− | 재료역학적으로 굽힘응력은 재료가 중립축으로부터 가장 먼 거리에 위치하고 있어야 최대로 발현되기 때문에 | + | 재료역학적으로 굽힘응력은 재료가 중립축으로부터 가장 먼 거리에 위치하고 있어야 최대로 발현되기 때문에 세심관을 집속한 다발형 튜브를 중간층(core)으로 하고 두 개의 얇은 판재의 바깥층(face)으로 구성되는 샌드위치보를 평면으로 확장한 샌드위치패널 형상을 갖는다. |
− | 다발형 튜브로 형성되는 중간층(core)은 | + | 다발형 튜브로 형성되는 중간층(core)은 필러(filler)로 바깥층(face)을 주름(winkling)이나 좌굴(buckling)에 대해 안정화시킴으로써 바깥층(face)을 지지하는 한편, 대용량의 배터리를 세심관에 수납하여 에너지원인 '''[[배터리팩]]'''(pack)을 형성한다. 이때 배터리가 채워지는 세심관의 채움률은 최대 90.7%가 되고 세심관 사이 빈 공간(9.3%, 100-90.7)은 보조 채움관을 채워 냉매와 공기유동통로(채널)로 한다. |
− | + | 세심관과 보조 채움관 사이 나머지 빈 공간은 냉각수 혹은 상변화물질로 충진하여 열교환 시스템을 형성한다. | |
− | + | 보조채움관은 외부 대기로 배터리의 열을 방출하는 냉각공기 유관으로 활용하여 바깥층(face)의 방열판 기능으로 열교환의 냉각계통을 형성한다. | |
− | 인섀시 배터리(In chassis battery)는 | + | 인섀시 배터리(In chassis battery)는 세심관과 보조채움관 및 양면 바깥층을 방열판으로 하는 프레임(frame)이 하나로 통합된다. 고가 배터리의 성능향상과 수명연장 및 전기차 화재예방을 위한 적절한 배터리 냉각솔루션은 필수적이다. |
− | 다중집속 다발형 튜브(관) 사이의 공극의 냉각챔버 혹은 냉각자켓과 냉각공기 유동구와 넓은 바깥층(face)을 통로(채널)로 활용하여 | + | 다중집속 다발형 튜브(관) 사이의 공극의 냉각챔버 혹은 냉각자켓과 냉각공기 유동구와 넓은 바깥층(face)을 통로(채널)로 활용하여 열전도와 열대류 용량을 키워 에너지원인 배터리와 프레임인 섀시가 통합되는 최적의 플랫폼(platform, flatform)을 제공한다. |
− | 삼겹구조의 편평형차대(扁平型車臺)는 샌드위치 보(sandwich beam) 형상 패널로 고강도(high-strength)와 고강성(high-rigidity)의 | + | 삼겹구조의 편평형차대(扁平型車臺)는 샌드위치 보(sandwich beam)형상 패널로 고강도(high-strength)와 고강성(high-rigidity)의 재료특성을 발현한다. 다발형 튜브(관)의 중간층(core)인 속이 빈 세심관에는 대용량 1865, 2170, 4680 등의 표준 [[원통형 배터리]]를 수납한다. |
세심관 사이 빈 공간에 배터리 냉각액 유관을 안치하여 에너지원과 프레임이 하나로 통합되는 삼위일체형 차대인 편평형차대(扁平型車臺, flatform chassis)는 체적대비 관성 모멘트와 인장, 비틀림, 굽힘, 압축 등의 전단응력 증대와 재료비 절감 및 차량 디자인의 자유도를 확보할 수 있게 된다. | 세심관 사이 빈 공간에 배터리 냉각액 유관을 안치하여 에너지원과 프레임이 하나로 통합되는 삼위일체형 차대인 편평형차대(扁平型車臺, flatform chassis)는 체적대비 관성 모멘트와 인장, 비틀림, 굽힘, 압축 등의 전단응력 증대와 재료비 절감 및 차량 디자인의 자유도를 확보할 수 있게 된다. | ||
− | 편평형차대는 자동차의 구조용 프레임인 | + | 편평형차대는 자동차의 구조용 프레임인 섀시로, 대용량 배터리를 섀시 내부에 수납하고 격납하여 별도의 배터리 설치공간을 제거하여 서비스 공간의 최적화와 섀시의 강성(rigidity) 향상 및 중량 감축으로 전비(연비)향상에 기여할 수 있다. |
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− | + | 인섀시 배터리의 '버금 아(亞)형 섀시'는 편평(扁平)한 차대(車臺)의 거의 모든 부분을 객실(客室)이나 화물 적재용으로 활용하여 서비스 공간을 극대화하는 용장성(redundancy, 冗長性)을 갖고 있다. | |
− | + | 또한, 대용량 배터리를 전기차의 바닥판(floor pan)부분에 폭넓게 적재하고 세심관 사이의 빈공간을 활용한 [[공랭식]]과 [[수랭식]] 혹은 상변화 냉각시스템을 조합한 하이브리드 냉각방식을 적용하고, 외기대기와 맞닿는 차량 바닥 부분 전체를 보조 방열판으로 병용하는 열교환 시스템을 형성한다. | |
− | + | 이러한 인섀시 배터리는 최적의 '구조화 [[배터리셀]]' 시현으로 섀시 구조물의 열응력(thermal stress)에 의한 열변형률(thermal strain)을 억제하고, 배터리 냉각효율 향상과 섀시의 재료와 무게중심을 바퀴 회전축 원점O보다 아래에 두어 차량운행의 안정성을 향상시킬 수 있다. | |
== 참고자료 == | == 참고자료 == | ||
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* 〈[https://besetotube.com/2021/05/02/%EC%A0%84%EA%B8%B0%EC%B0%A8-%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80%EC%9B%90%EC%9D%B8-%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC%EC%99%80-%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC-%EB%83%89%EA%B0%81%EC%8B%9C%EC%8A%A4%ED%85%9C-%EB%B0%8F/ 전기차 에너지원인 배터리와 배터리 냉각시스템 및 차량 기본 구조물인 섀시(車臺)가 삼위일체로 통합된 “인섀시 배터리(In chassis battery)’ 혹은 ‘편평형 차대(扁平型車臺, flatform chassis)’]〉, 《베세토튜브》, 2021-05-02 | * 〈[https://besetotube.com/2021/05/02/%EC%A0%84%EA%B8%B0%EC%B0%A8-%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80%EC%9B%90%EC%9D%B8-%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC%EC%99%80-%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC-%EB%83%89%EA%B0%81%EC%8B%9C%EC%8A%A4%ED%85%9C-%EB%B0%8F/ 전기차 에너지원인 배터리와 배터리 냉각시스템 및 차량 기본 구조물인 섀시(車臺)가 삼위일체로 통합된 “인섀시 배터리(In chassis battery)’ 혹은 ‘편평형 차대(扁平型車臺, flatform chassis)’]〉, 《베세토튜브》, 2021-05-02 | ||
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* [[셀투섀시]] | * [[셀투섀시]] | ||
* [[블레이드 배터리]] | * [[블레이드 배터리]] | ||
− | * [[ | + | * [[얼리엄 배터리]] |
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