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제품정보 > 데이터 로거 / 다채널 타입

전기차 에너지 및 열 관리에 최적화된 차세대 데이터 로거(LR8101,LR8102)

요약

 

시작하며

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  전기차(EV) 개발에서 에너지 관리와 열 관리는 밀접하게 연관되어 있습니다. 예를 들어, EV에서는 공조 시스템에 의한 전력 소비가 주행 거리나 성능에 영향을 미치기 때문에 냉난방 에너지 소비를 억제하는 것이 중요한 과제입니다. 이를 위해서는 히트펌프나 열회수 시스템의 효율을 정확히 평가하는 것이 필수적입니다. 전력 소비량뿐만 아니라 발생하는 열량도 함께 측정하여 차량 전체의 에너지 배분을 최적화해야 합니다. 또한 급속 충전을 수행하면 배터리 내부 온도가 상승하며, 그대로 방치할 경우 성능 저하나 안전성 저하를 초래할 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는 충전 중의 전류 제어와 냉각 시스템에 의한 온도 관리를 연동시키는 것이 중요합니다.

 이처럼 EV 전체의 에너지 효율과 안전성을 높이기 위해서는 전력 및 온도 변화를 실시간으로 동시에 모니터링하고 각각의 균형을 최적으로 유지해야 합니다. 그러나 실제 개발 현장에서는 전력과 온도를 각각 별도의 장비로 측정하고 있어 데이터 동기화 및 통합에 많은 개발 공수와 비용이 소요되고 있습니다.

 

대상 고객
ㆍ EV 파워트레인 제어 개발 담당자
ㆍ 공조 시스템 개발 엔지니어
ㆍ 배터리 관리 시스템 개발 엔지니어
ㆍ 대규모 평가 시스템 개발 엔지니어

과제: 전력 및 온도 데이터가 동기화되지 않아 제어 최적화가 진행되지 않음

전기차의 효율적인 운용을 위해서는 열 발생과 에너지 분배를 실시간으로 정확히 파악해야 합니다. 그러나 많은 개발 현장에서는 다음과 같은 장비 구성에 의존하고 있습니다.

ㆍ 범용 DAQ를 통한 온도 측정
ㆍ 고전압 입력을 지원하는 별도 장비를 통한 전력 측정

이러한 구성에서는 다음과 같은 문제가 발생합니다.

ㆍ 데이터의 타임스탬프가 일치하지 않아 상관관계 분석이 어렵다
ㆍ 온도 변화와 전력 변화의 인과관계를 파악하기 어렵다
ㆍ 테스트 후 데이터 통합 및 처리에 시간이 많이 소요된다

 

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해결책: 전력 및 온도를 일괄 측정하는 통합 시스템

HIOKI의 모듈형 로거 시스템 'LR8100 시리즈'와 그 확장 유닛인 M7103(전력) 및 M7100(온도)은 전력 및 온도를 동기화하여 획득할 수 있는 통합 측정 솔루션을 제공합니다.

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주요 특징
ㆍ 최대 5ms 주기로 전력 연산(유효 전력·무효 전력·피상 전력)
ㆍ DC 1500V 대응 고전압 안전 설계
ㆍ 최대 3000채널까지 확장 가능한 열전대 입력
ㆍ 다양한 전류 센서 라인업에서 최적의 크기, 정격 선택
ㆍ CAN·XCP 대응으로 상위 시스템 연동 용이
ㆍ 광 링크를 통해 최대 120채널까지 전력 측정 가능
엔진룸에서의 복잡한 작업을 간단하고 신속하게 수행할 수 있으며, 연비 시험 및 성능 시험 시 준비 시간을 대폭 단축합니다.

복잡한 배선이나 좁은 공간에서도 여러 개의 센서를 쉽게 설치할 수 있습니다.

HIOKI의 계측기는 EV의 다양한 구성 요소에서 여러 지점의 전력을 측정할 수 있습니다.

배터리 셀의 온도를 고정밀도로 측정하여 과열 징후를 조기에 감지합니다.

에어컨의 흡기·송풍·배관 온도를 동시에 모니터링하여 성능 평가와 이상 감지를 지원합니다.


 

활용 사례

예: 전력 종합 모니터링 시스템


측정 대상:

ㆍ DC/DC 컨버터 효율 측정
ㆍ 모드 주행 중 배터리 및 각종 컴포넌트의 전력 측정
ㆍ 에어벤트, 차량 내부, 외부 공기, 배터리 온도 측정
ㆍ 차량 전체 소비 전력 측정

문제:
ㆍ 실외 온도나 주행 모드에 따라 전력 및 온도가 크게 변동
ㆍ 효율이 저하되는 영역을 특정할 수 없어 제어 시스템 개선이 어려움
ㆍ 측정 지점이 많아 여러 측정 장비를 준비해야 함
ㆍ 차량 내 측정 지점이 협소하여 다수의 전류 센서 연결이 어려움
ㆍ 방대한 측정 데이터 수집 방법

해결 방법:
ㆍ 고정밀 전력 및 온도 동시 측정을 단일 장비로 구현
ㆍ M7103으로 배터리 및 부품의 전력 변화를 최대 5ms 주기로 기록
ㆍ M7100으로 배터리 온도 및 냉각 시스템 온도를 동시 측정
ㆍ 소형 경량 클램프 센서 CT6830 시리즈로 실제 차량 환경에서 다점 측정 가능
ㆍ 방대한 데이터를 CAN으로 출력하여 상위 시스템에 데이터 통합
ㆍ 온도 × 전력 상관관계 맵 생성 및 제어 파라미터 최적화

도입 결과:
ㆍ 소비전력 절감 효과를 가시화하여 냉각 시스템의 과잉 제어를 방지
ㆍ 히트맵을 통해 냉각 성능과 주행 거리의 트레이드오프 지점을 명확히 함
ㆍ 실주행 환경(열 손실 및 공기역학적 성능에 미치는 영향을 최소화한 상태)에서 시험 가능

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ㆍ 단일 장치로 고정밀 전력 및 온도 측정 구현
ㆍ 5ms 간격으로 급격한 전력 변화를 확실히 포착
ㆍ 배터리와 냉각 시스템의 온도를 동시에 모니터링
ㆍ 소형 센서로 다점 측정 및 CAN 데이터 통합 지원

 

 

정리

전기차의 에너지 관리와 열 관리는 주행 거리 연장, 충전 효율 향상, 열적 쾌적성 유지에 중요한 역할을 합니다. 이를 최적화하는 핵심은 다채널 및 고정밀 전력 및 온도 동시 측정입니다. LR8101, LR8102는 전력 및 온도를 한 대의 장비로 동시에 측정할 수 있는 고정밀 데이터 로거로서 이러한 과제 해결을 강력히 지원합니다.

EV 개발의 '보이지 않는 손실'을 '보이는 개선'으로. 차세대 EV의 개발 품질을 한 단계 앞서 나가십시오.