전 세계 건설 기계 산업이 전기화 혁명을 겪으면서 주변적으로 보이는 기술 요소인 배터리 열 관리 - 가 중요한 병목 현상. 전기 로더와 굴삭기가 극한 환경에서 전력 제한, 정지 또는 배터리 손상을 자주 경험하는 경우, 업계는 이 엄청난 도전에 정면으로 맞서야 합니다.
열 관리: 전기 건설 기계의 '아킬레스건', 열 관리
기존의 전기화 접근 방식은 승용차나 상용차에서 열 관리 솔루션을 차용하여 건설 기계의 고유한 요구 사항을 무시했습니다:
- 극한의 작동 조건: 굴삭기 및 로더와 같은 장비는 -30°C 북극 광산부터 50°C 사막 건설 현장까지 다양한 환경에서 높은 하중을 견디며 지속적으로 작동합니다;
- 공간 제약: 컴팩트한 레이아웃은 라디에이터 크기를 제한하여 여름철 폭염 시 급격한 성능 저하를 유발하고 컨트롤러 경보 또는 모터 감속을 유발합니다;
- 에너지 소비의 역설: 추운 환경의 기존 전기 난방 솔루션은 배터리 용량을 소모하여 작동 내구성을 크게 떨어뜨립니다.
XCMG의 현장 테스트에 따르면 -25°C에서 최적화되지 않은 배터리 팩은 다음과 같은 문제를 겪습니다. 40% 방전 용량 감소 와 함께 200% 더 길어진 충전 시간. 이러한 문제점은 전기 장비 신뢰성에 대한 고객의 신뢰를 직접적으로 약화시킵니다.
중국 혁신가들이 돌파구를 마련하는 방법
경로 1: 정밀 제어를 위한 다차원 데이터 융합
쉬저우 신런 인텔리전스의 2024년 출시 예정인 다차원 데이터 기반 지능형 배터리 열 감시 시스템 는 데이터 기반 열 관리의 새로운 패러다임을 제시합니다. 이 시스템은 세 가지 핵심 모듈을 조정합니다:
- 데이터 분석 모듈: 비열 매개변수(전압, 전류, 내부 저항)를 추출하여 다차원 특징 조합을 구성하고 '분석 온도'를 예측하는 동적 피팅 함수를 생성합니다;
- 이상 징후 진단: 계산 편차 값(|분석 온도 - 모니터링 온도| / 분석 온도)를 사용하여 조기 오류 감지를 위한 편차 곡선을 생성합니다;
- 공간 최적화 알고리즘: 특허받은 좌표 병합 기술은 거리와 온도 차이에 따라 인접한 지점을 지능적으로 통합하여 처리 효율성을 높입니다.
이 접근 방식은 온도 모니터링 정확도를 30%까지 높이고 이상 응답 시간을 2초 이내로 단축하여 "사후 장애 경보"에서 "사전 장애 예방"으로 전환합니다.
경로 2: 통합 열 에코시스템 설계
XCMG 연구소의 멀티 서브시스템 커플링 기술 는 기존의 파편화된 아키텍처를 해체합니다:
- 공유 라디에이터에어컨과 모터 냉각 회로를 연결하여 중복 부품을 제거합니다;
- 유압 폐열 회수: 콜드 스타트 시 유압 시스템에서 배터리로 열을 전달하고 전용 열 교환 루프를 통해 유압 오일을 가열합니다;
- 동적 라우팅 제어: 전자식 밸브 네트워크(예: 1차/2차/3차 솔레노이드 밸브)를 통해 직렬 및 병렬 모드 간에 냉각수 경로를 실시간으로 전환할 수 있습니다.
이 통합 접근 방식은 부품을 25% 줄이고 추운 환경에서 에너지 소비를 40% 절감하여 '더 큰 라디에이터' 군비 경쟁을 없애줍니다.
경로 3: 시나리오 인텔리전트 전략
XCMG의 2024년 특허는 다음과 같습니다. 전기 로더 배터리 열 관리 는 운영 시나리오에 대한 심층적인 적응력을 보여줍니다:
이 시스템은 휴면, 충전 및 작동 상태에 대해 별도의 온도 임계값(T01/T02/T03)과 가열 목표(T1/T2/T3)를 설정하여 다음과 같은 목표를 달성합니다. 세분화된 에너지 할당. 중국 북동부 광산에서의 현장 테스트를 통해 혹한기 배터리 고장이 90% 감소했습니다.
기술 혁신의 기본 논리
중국 혁신가들의 열 관리 혁명은 다음과 같은 패러다임의 전환을 의미합니다. "단일 지점 모니터링"에서 "시스템 수준 최적화"로의 전환:
- 소재 혁신:그래핀 열 필름 및 상변화 물질(PCM)은 열 충격으로부터 셀을 완충합니다.
- 제어 시스템의 진화:강화 학습 기반의 동적 매개변수 조정이 고정 온도 임계값을 대체합니다;
- 에너지 리바랜싱: 신런의 좌표 통합 알고리즘은 중복 데이터 포인트를 제거하여 프로세서 부하를 15%까지 줄여줍니다.
글로벌 경쟁에서 중국 솔루션
서구 제조업체들이 더 큰 라디에이터와 더 강력한 냉각 시스템을 추구하는 동안, 중국 기업들은 다음과 같은 새로운 방향을 제시합니다. "데이터 기반 인텔리전스 + 시스템 통합": 신런의 예측 분석과 XCMG의 열 네트워크는 뚜렷한 접근 방식을 제시합니다. 무차별 대입이 아닌 알고리즘과 아키텍처를 통해 복잡성을 해결합니다..
XCMG의 최신 양면 냉각 배터리 모듈 특허 (CN119253127A) - 병렬 셀 표면에 독립적인 냉각 회로가 있어 온도 균일성을 50%까지 향상시킨 중국 솔루션은 이제 글로벌 표준에 기여하고 있습니다.
결론 새로운 핵심 역량으로서의 열 관리
배터리 열 관리가 '보조 시스템'에서 다음과 같이 진화했습니다. "미션 크리티컬 허브" 건설 기계 전기화의 성숙을 알리는 신호탄입니다. 쉬저우 신룬 인텔리전스와 같은 혁신 기업은 다음과 같은 사실을 증명합니다. 병목 현상을 해결하려면 점진적 패치가 아닌 규칙을 다시 작성해야 합니다.. 열 시스템이 에너지 낭비에서 효율적 엔진으로 전환되면 중국의 전기 건설 기계 혁명은 진정으로 급진전할 것입니다.
