2022.11.11 히트펌프의 작동원리
[하이투자증권 조희승] 지금까지 이런 자동차는 없었다.

엔진열의 자리를 채울 열관리 시스템

- 엔진에서 모터로 변화하면서 또 달라진 점은 엔진은 열에너지를 운동에너지로 전환하였지만, 모터는 전기에너지를 운동에너지로 전환한다는 점이다.

- 내연기관차에서는 엔진에서 발생하는 열을 활용할 수 있지만, 전기차는 아니다. 그렇기 때문에 내연기관차에서는 단순한 공조시스템으로 치부되었던 열관리 시스템은 전기차의 핵심 부품으로 새롭게 등장하였다.

- 겨울철은 열관리 시스템의 중요성이 가장 잘 드러나는 시기이다

- 엔진에서 발생한 열을 이용해 냉각수를 데우고 난방에 활용하던 내연기관차와 달리 전기차는 배터리의 에너지를 활용하여 히터를 가동한다. 그렇기 때문에 전기차는 겨울철에 주행거리가 짧아지는 단점이 있을 수 밖에 없다

- 겨울철 주행거리 오차를 줄이는 핵심은 히트펌프 시스템이었는데, 이는 열을 이동시키는 장치이다.

- Condensor 를 통해 외부에서 흡수한 열과 차량 내부의 전장부품에서 흡수한 열을 압축기(Compressor)로 냉매를 압축한 뒤, 응축기로 냉매를 냉각하면서 열이 발생하게 된다. 냉매의 방향을 바꾸면 에어컨의 기능을 하게 된다.

- 이 시스템을 통해 전기차는 실내 냉난방 시스템에 대한 의존도를 낮추고 주행거리를 증가시킬 수 있다.



히트펌프 시스템은 DENSO, 한온시스템 과점

- 히트펌프는 냉매의 순환을 이용하여 외부 혹은 내부의 폐열을 실내에 공급하는 방식이다. 그렇기에 냉매를 압축시키는 압축기(Compressor)가 반드시 들어가게 된다.

- 기존의 내연기관차의 공조 시스템에서는 압축기가 엔진과 연결된 벨트로 구동되었지만, 배터리 기반의 전기차에서는 전동식 압축기(ECompressor) 가 모터에 의해 구동된다.

- 과거의 공조시스템은 핵심 부품이 아니었기 때문에 경쟁강도가 높지 않았지만, 히트펌프 시스템이 핵심 부품으로 부상한 초입인 지금은 DENSO, 한온시스템이 과점하고 있다.

- 점차 전기차에 히트펌프가 장착되는 비율이 늘어나면서, 전기차의 전환의 수혜를 받을 수 있는 부품이다. 특히 기계식 압축기는 50 만원 대의 단가였던 것에 비해, 전동식 압축기는 2~3 배 높은 단가이기 때문에 전기차 전환율이 중요하다.

- 현대위아도 전기차 부품 기업으로 거듭나려는 움직임의 일환으로 통합형 열관리 시스템을 새로이 개발하였다. 통합형 열관리는 Tesla 에 이어 두번째이며, E-GMP 3 차에 수주하였다. 이는 냉각수를 기반으로 한 통합모듈로 배터리, 구동장치, 전장 부품의 열을 관리하는 장치이다

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