As an innovative solution toward green transportation system, On-Line Electric Vehicle (OLEV) has been developed in KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) which can be charged while at a stop or in motion by employing a wireless power transfer technology. For the wireless charging, a pick-up power collecting device is equipped at a bottom part of OLEV and power cables as charging infrastructure is laid under the road surface. To keep various heat generating equipment and subsystems such as electric motors, inverters and so on under control, a thermal management has to be designed for OLEV.
In this study, we design conceptually an integrated thermal management system which is a water cooling system for motor, inverter, and pick-up devices. By 1-D lumped model method, mass flow rate and total pressure head of the electric pump of the cooling system can be determined that meet with: coolant boiling temperature limit (120℃) and various equipment’s operation temperature limits. It is assumed crudely that the overall loss of all the equipment or subsystems is changed into heat to estimate the total heat generated. Additionally, an effect of e-HVAC system in the cooling system is considered in the design process. With 1861W/K of a radiator performance, the mass flow rate and the pressure head of the pump designed for OLEV cooling system are estimated to be 0.34 kg/s and 0.45MPa, respectively. Based on this design, we suggest the SHURFLO EXTREME SMRT SSR 23V 20LPM 65PSI as a candidate pump for OLEV’s thermal management system.
전 세계가 전 세계가 봉착한 환경오염의 위기 및 화석연료 고갈의 문제에 대처하기 위해 녹색교통수단의 개발이 활발한 가운데, 한국과학기술원(KAIST)에서 무선전력전달 기술을 적용한 온라인 전기자동차(On-Line Electric Vehicle)를 개발하였다. 기존의 전기자동차와는 달리 정차 중 뿐 아니라 주행 중 충전이 가능한 시스템으로, 도로 하부에 설치된 급전선로로부터 공급된 전기가 전자기장을 형성하여 차량 하부에 장착된 집전장치를 통해 차량 전체에 전력을 공급하게 된다. 형성하여 차량 하부에 장착된 집전장치를 통해 차량 전체에 전력을 공급하게 된다. OLEV 차량 구동에 필수적인 전장품으로 구동 모터, 인버터, 집전장치 등은 필연적으로 발열을 수반하게 되며, 이를 제어하기 위해서는 통합 열관리 시스템의 개발이 필요하다.
본 연구에서는, 전체 시스템의 온도 조건을 충족하기 위해 수랭식 냉각방식을 선택하였다. 1D lumped model 방법을 적용하였으며 냉각수의 끓는점 120도와 전장품의 작동온도 요구조건을 만족시키는 범위에서 펌프의 유량과 작동압력을 계산하였다. 발열량의 경우 각 전장품의 효율에 따른 손실량이 모두 발열된다고 가정하였으며, 추가적으로 전동공조시스템에 의한 냉각효과도 확인하였다. 그 결과 1861W/K 의 방열기를 적용하였을 때, 현재 개발된 OLEV 시제품에 최적화된 펌프의 유량 0.34kg/s, 작동압력 0.45MPa 로 결정되었다. 설계된 조건에 부합하는 전동펌프로 SHURFLO EXTREME SMRT SSR 23V 20LPM 65PSI의 장착을 제안하였다.
