自動車用温度制御チラーがEVにとって重要な理由

ガソリン車とは異なり、電気自動車（EV）は自動車用温度制御チャillerが提供する温度管理の影響をはるかに超えて、正確な温度管理を必要とします。このチャillerはバッテリー、モーター、パワーエレクトロニクスなど、EVの各コンポーネントにおける熱管理の中心です。熱管理技術の開発において、Liatem（ https://www.liatem.com/)は高効率の自動車用温度制御チャillerユニットを開発しています。Liatemは、バッテリーの過熱や航続距離への不安（レンジアンシア）に対処するために、EV向けの自動車用温度制御チャillerを製造しています。バッテリーの過熱によりEVでは航続距離への不安が生じます。以下に、電気自動車およびEV産業において、なぜ自動車用温度制御チャillerが温度管理に不可欠であるかの主な理由を示します。

EVバッテリーを保護し、その有効寿命を最大化するため

自動車用温度制御チラーは、リチウムイオン電池の性質上、バッテリー温度が一定レベルを超えないようにする必要があり、そのため頻繁な温度チェックおよび必要に応じた調整が求められます。リチウムイオンEVバッテリーは劣化（容量の低下や寿命の短縮）を防ぐため、20〜30°C（68〜86°F）の範囲で管理する必要があります。0°C以下のバッテリーは暖める必要があります。35°C（95°F）を超えるとバッテリーはピーク状態で動作しており、温度管理が不可欠となり、そうでなければ劣化が進行します。自動車用温度制御チラーは、走行および充電中の発熱を抑えるために、動力に使用されるバッテリーを冷却します。

Liatemの自動車用温度制御チラーは、最先端の冷媒システムと高精度センサーを採用しており、冷却出力をリアルタイムで調整します。たとえば、150kWの急速充電中には、バッテリーに発生する急激な熱エネルギーの移動を監視するために、チラーが冷却能力を強化します。自動車用温度制御チラーがなければ、バッテリーの劣化が進行し、EV所有者は高価なバッテリーパックをより早期に交換せざるを得なくなります。この劣化は、バッテリーの健康状態や関連コスト、および車両の残存価値に大きな影響を与える要因です。

EVバッテリーの航続距離と性能の最適化

自動車用温度制御チラーは、EVの航続距離とバッテリー性能の安定化という、ほとんどのドライバーにとって最も重要な2つの目的を達成するために不可欠です。過熱したバッテリーは蓄えたり供給したりできるエネルギーを大幅に低下させます。例えば、40度で動作しているバッテリーは、最適な温度で動作しているバッテリーと比較して、航続距離が15%短くなります。この自動車用温度制御チラーはバッテリーを冷却し、航続距離の低下を防ぎます。Liatemの自動車用温度制御チラーは冬季にはヒーター系統とも連携しますが、暖かい時期における航続距離の維持においてはその冷却機能が特に重要です。たとえば、適切に作動する自動車用温度制御チラーを搭載したEVは、同様の装置のないEVと比較して、夏の酷暑時において最大20%の航続距離向上が見込まれます。さらに、EVが急加速したり急勾配を登ったり、その他の高負荷運転を行った際にも、バッテリー性能を維持することで、突然の出力低下を回避し、スムーズな走行体験を実現します。EVにとって安定した性能と最大の航続距離は極めて重要であるため、自動車用温度制御チラーは不可欠な構成部品と言えます。

電力電子機器の冷却による故障の防止

EVが運転中には、インバーターやコンバーター、車載充電器などの電力電子機器から大量の熱が発生します。自動車用温度制御チャillerはこれらの部品が過熱したり故障したりするのを防ぎます。たとえば、冷却されていないインバーターは、バッテリーの直流電力をモーター用の交流電力に変換する過程で100°Cを超える高温になり、部品の損傷や絶縁破壊を引き起こす可能性があります。自動車用温度制御チャillerは冷却液を電力電子機器のヒートシンクまで運び、余分な熱を除去することで安全な作動温度を維持します。

Liatemの自動車用温度制御チャillerは、パワーエレクトロニクス内の各コンポーネント専用の冷却回路を備えており、バッテリーとモーターで異なる冷却要件がある場合でも、各冷却コンポーネントに対して温度管理システムを保護し、カスタマイズすることが可能です。例えば、急速充電中に発生する過剰な熱を優先して処理するために、チャillerは冷却回路をバイパスします。これにより、充電中の中断を防ぎます。自動車用温度制御チャillerはパワーエレクトロニクスの保護を支援し、高額な修理を回避するためにEVを正常に稼働させる上で極めて重要です。パワーエレクトロニクスの故障は高コストであり、EVの使用不能につながるため、信頼性の高いEV運用には自動車用温度制御チャillerが不可欠です。

電動モーターを過熱および効率低下から保護

自動車用温度制御チラーを使用することで、EVの電動モーターは過熱を避け、エネルギー効率を維持できます。モーターは運転中の発熱に対応できますが、80°Cを超える状態が長時間続くと危険です。過熱により銅巻線が膨張し、電気抵抗が増加します。その結果、モーターの効率が低下し、失われたエネルギーは熱に変換され、モーターベアリングに損傷を与える可能性があります。自動車用温度制御チラーは、ジャケット部や熱交換器を通じて冷却液を循環させることでモーターを冷却できます。Liatemの自動車用温度制御チラーにより、モーター温度を最適な60〜75°Cの範囲内に保つことが可能です。例えば、高速走行中にモーターが高負荷になる場合、チラーは発生する熱量に合わせて冷却液の流量を増加させます。Liatemの自動車用温度制御チラーは、モーターの負荷に応じて冷却量を調整します。

適切に冷却されたモーターは、そうでないものに比べて5〜8％効率が高くなり、航続距離の延長とエネルギー消費の削減につながります。モーターの過熱は問題ですが、自動車用温度制御チャillerがこれを解決し、モーターの寿命を延ばして将来のメンテナンスコストを節約します。

キャビン温度を管理することで乗車者の快適性を向上

自動車用温度制御チラーは主に重要なコンポーネントの冷却を目的として設計されていますが、快適性のためのキャビン温度制御にも貢献します。暖かい季節には、このチラーがEVエアコン（AC）システムと連携して、より効果的にキャビンを冷却します。エアコンシステム自体は直接電力を消費しないためバッテリーを消耗せず、チラーが事前にACの冷却媒体を冷却することで、エアコンのエネルギー需要を低減します。Liatem製の自動車用温度制御チラーは、キャビンのHVACシステムと統合され、バッテリー、パワーエレクトロニクス、およびキャビンを同時に冷却することでエネルギー使用量を最適化します。例えば、非常に暑い日には、チラーがバッテリーを冷却するとともに、キャビンエアコンに冷やされた冷却媒体を供給し、乗員の快適性を保ちながら過度なバッテリー消耗を防ぎます。これは、乗員の快適性を確保しつつコンポーネントを保護する統合システム設計の好例であり、高級EV設計の特徴の一つです。自動車用温度制御チラーは不可欠であり、これがない場合、エアコンシステムはキャビンを非効率に冷却し、航続距離を大幅に低下させてしまいます。

まとめ

自動車用温度制御チラーはEVにとって重要な部品です。パワーエレクトロニクスやモーターの過熱を防ぎ、乗員の快適性を向上させるとともに、バッテリーの健康状態と航続距離を維持します。

Liatemは、EV特有の熱問題を管理する高性能な自動車用温度制御チラー装置の提供に特化しており、信頼性が高く、効率的で快適な電動走行を実現しています。EVの採用が広がる中で、航続距離への不安やバッテリーの劣化といった主要な課題に対処し続ける自動車用温度制御チラーは、現代のEV向け熱管理システムの基盤となっています。自動車メーカーおよびEVドライバー双方にとって、EVの価値と性能は、使用される自動車用温度制御チラーの品質にかかっています。