White electric car being recharged with high-voltage charger

EV 자동차 에어컨의 전기 컴프레서를 위한 안정적인 연결

고전압 애플리케이션 및 48V 시스템에서 최적의 밀봉 및 에너지 전송을 통해 전기 컴프레서의 전원 공급을 개선할 수 있습니다.

전기 이동수단의 추세는 에어컨 컴프레서가 점차 전기로 작동하고 있음을 의미합니다. 작동 전압과 그에 따른 전원 공급 장치 터미널의 요구 사항은 상당히 다릅니다. SCHOTT는 고전압 및 48V 모두에 적합한 최적의 전기 컴프레서 피드스루를 개발했습니다. 고전압 애플리케이션용 특수 합성 탄성중합체를 이용한 고전류 구리 도체와 추가 절연은 독특합니다.

이제 에어컨은 자동차의 표준 기능입니다. 매우 다른 기후대를 지닌 유럽의 경우에도 에어컨을 갖춘 후 생산 라인에서 나오는 차량의 비율은 약 92퍼센트이지만 미국에서는 사실상 100퍼센트입니다. 예를 들어 전문가는 인도에서 높은 성장률을 기대합니다.

최적의 운전 경험 지원

쾌적함만이 차량 에어컨의 역할이 아닙니다. 연구 결과에 따르면 운전자가 30도 이상의 온도에 놓일 때 교통 안전이 매우 위험하다는 것이 밝혀졌습니다. 또한, 먼지와 같은 물질은 습기와 함께 제거되기 때문에 에어컨이 운전자와 승객을 특정 대기 오염으로부터 보호합니다.

전기 이동수단은 공조 분야에서 새로운 과제를 제시합니다. 따라서 특정 상황에서는 차량에 전원을 공급하는 데 사용되는 리튬 이온 배터리도 냉각해야 합니다. 고온으로 인해 배터리의 수명이 단축되기 때문입니다. 섭씨 15 및 35도 사이에서 가장 효율적으로 작동합니다. 이 온도를 초과하면 에이징 프로세스가 빨라집니다. 작동 온도를 낮추기 위해 여러 가지 기술적 방법이 사용됩니다. 이것은 배터리 컨디셔닝이라고 알려져 있으며, 이를 달성하기 위한 가장 일반적인 방법은 에어컨을 차량에 이미 장착된 상태로 사용하는 것입니다. 일반적인 냉각원은 컴프레서입니다.

고전압 및 48V

전기 자동차의 경우, 압출기를 전기로 작동시켜야 합니다. 물론 하이브리드 차량도 전기 동력으로 장거리를 주행할 수 있어야 있습니다. 그렇지 않으면 이러한 작동 모드에서 승객 셀의 공조 및 구동 배터리의 컨디셔닝이 더 이상 보장되지 않습니다. 현재(2020) 전 세계적으로 인도되는 신차의 7%가 전기 컴프레서를 갖추고 있습니다. 대부분은 고전압 공급 장치를 구비하고 있습니다. 48V 시스템은 여전히 희귀하지만 중요도가 높습니다. 두 경우 모두 구동 모터는 컴프레서에 통합되어 있습니다. 반면에 기존 차량의 경우 내장 연소 엔진은 벨트를 통해 컴프레서를 구동합니다. 전기 컴프레서의 경우, 에너지는 하우징으로 직접 공급되어야 합니다. 이는 적절한 피드스루를 사용하여 달성됩니다. SCHOTT가 선도적인 공급업체로 자리매김하는 핵심 구성품입니다.

전기차 내부의 디지털 대시보드 디스플레이

절연 요구사항

고전압 시스템의 경우 구동 배터리에서 사용 가능한 운전 전압이 항상 200V 이상, 종종 500V 이상입니다. 일부 OEM 업체는 약 800V를 사용합니다. 이러한 고전압으로 인해 전기 절연에 대한 요구가 매우 높습니다. 피드스루 터미널은 자동차 산업과 그 공급업체에 있어 특히 어려운 과제입니다. 오랜 기간 동안 이 산업의 DNA에는 고전압이 뿌리를 내리지 못했습니다. "그러나 SCHOTT는 유리에 금속을 밀봉하는 데 있어 80년 이상의 경험을 가지고 있습니다"라고 R&D 관리자 Akira Fujioka는 말합니다. "저희는 60년 이상 고정형 에어컨과 냉장고를 위해 이러한 부품을 생산해 왔습니다"라고 그는 덧붙입니다.

도로 차량의 조건은 매우 높습니다. 환경적 요인, 진동 및 심한 온도 변화 측면에서 업계의 일반적인 요구 사항을 충족시키는 것은 어려운 과제입니다. 또한 컴프레서 자체의 조건도 있습니다. 단자는 R134a, R1234yf 및 R744(CO2)와 같은 다양한 냉매를 견뎌야 합니다. 최대 200 bar(20 메가파스칼)의 작동 압력에서 이산화탄소를 가장 많이 요구합니다. 절연재도 고전압을 견뎌야 합니다. 연면 간격은 특히 중요합니다. SCHOTT는 유리를 포함하여 설계를 최적화하기 위해 여러 가지 고품질 소재를 사용합니다. 이는 전기 절연체 역할을 하며 지지 플레이트에서 금속 접촉 핀을 분리합니다. 유리는 SCHOTT의 핵심 역량입니다. 당사는 130년 동안 특수 고품질 유리 유형을 생산하는 것으로 알려져 왔습니다. 또한 유리와 금속을 연결하는 데 있어 높은 수준의 전문 지식을 보유하고 있습니다.

 

추가 보호를 위한 합성 엘라스토머

SCHOTT의 전기 컴프레서 단자를 고유한 탄성중합체로 만드는 또 다른 소재가 있습니다. 유리는 실제 기계적 연결을 담당하고 있지만 합성 고무로 제작된 부품은 응축을 방지하여 연면 경로를 단축시키고 스파크오버를 촉진합니다. 엘라스토머는 PAG 및 POE와 같은 컴프레서의 다른 윤활유에도 견딜 수 있습니다. SCHOTT는 내부 및 외부의 다양한 밀봉 재료를 사용합니다. Akira Fujioka는 "광범위한 일련의 테스트를 수행한 후 당사의 엔지니어들은 이상적인 조합을 찾아냈습니다"라고 말합니다. 탄성 부품으로 연결부가 더욱 안정적이고 내구성이 뛰어납니다. 가장 높은 품질 기준은 캐리어 플레이트에도 적용됩니다. 컴프레서 하우징에 아주 단단히 밀착될 수 있도록 매우 평평하고 매끄러워야 합니다.

전기차 및 전기 컴프레서

전기 및 하이브리드 전기 자동차에는 배터리 구동식 컴프레서가 장착되어 있습니다.

고전류의 문제

48V의 컴프레서는 더 높은 전압에 맞게 설계된 모델의 요구사항과는 다른 요구사항을 적용합니다. 특히 신차 개발 및 대체 전기 개념의 경우 48V 시스템의 전원 공급 장치가 이미 차량 전기화에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 이러한 저전압으로 최대 30킬로미터의 거리를 감당할 수 있는 자동차가 현재 개발 중입니다. 그러나 컴프레서의 전기 연결과 그에 따른 피드스루도 매우 중요하지만, 고전압 연결 이외의 다른 이유가 있습니다. 절연 및 연면 간격에 대한 요구는 고전류 전달에 대한 요구만큼 심각하지 않습니다. 에어컨 컴프레서에는 2KW 이상의 출력이 필요합니다. 48V에서 이는 100 ~150A에 해당합니다. 전원 공급 장치 단자에 해당하는 큰 단면적을 필요로 합니다.

 

구리가 더 나은 전도체입니다.

SCHOTT는 이러한 요구 사항에 맞는 고유한 제품 포트폴리오를 갖추고 있습니다. 도체는 전도성이 우수한 구리로만 구성되어 있습니다. 컴프레서용 표준 피드스루는 스테인리스강 도체를 사용합니다. 그 이유는 이 소재의 팽창 계수와 경도가 유리의 팽창 계수와 비슷하기 때문입니다. 그러나 구리보다 전기 전도도가 낮지만 구리는 덜 유리하게 팽창합니다. 여기가 SCHOTT의 특허받은 혁신이 필요한 곳입니다. 이는 구리 전도체와 유리 절연체의 팽창 차이를 보상합니다. 구리의 전도성이 향상되면 단면이 더 작아지고 연결부는 더 컴팩트해집니다.

SCHOTT는 이미 최대의 전기 컴프레서 제조업체에 전기 피드스루를 제공하고 있습니다. 회사의 포트폴리오에는 표준화된 구성 요소와 맞춤형 구성 요소가 모두 포함됩니다.

전기 컴프레서 표준 설계(고무 및 세라믹 포함)

고무 및 세라믹 설계 전기 컴프레서

표준 설계

SCHOTT® 전기 컴프레서 단자의 표준 설계.

표준 설계

SCHOTT® 전기 컴프레서 단자의 표준 설계.

고전류 용량

고전류 용량의 SCHOTT® 전기 컴프레서 단자 단면.

고전류 용량

고전류 용량의 전기 컴프레서 단자

내부 및 외부 고무 절연

내부 및 외부 고무 절연을 갖춘 SCHOTT® 전기 컴프레서 단자의 단면.

내부 및 외부 고무 절연

내외부 고무 절연 포함 전기 컴프레서 단자