전기차 모터 열전달에 대한 이해(1)

 

 일반적인 열전달에 관련된 문제를 풀고자 한다면 다음의 두 가지 경우에 포함될 것입니다. 첫째, 열에너지의 전달 자체가 목적인 경우, 둘째, 열의 발생 후 이동의 목적을 달성하기 위한 경우로서 열이 발생한 상황이 원치 않은 부산물일 경우에 해당합니다. 전기 모터에서 발생하는 열은 두번째에 해당하는 열전달 문제라 볼 수 있습니다.

 

 예를 들어 차량 내부의 냉난방 장치, 에어컨, 냉장고 등의 경우에는 열에너지 자체를 이용하는 시스템으로로서 열의 효율적인 전달  및 이용이 필요한 경우가 있습니다. 그러나 모터의 냉각, 배터리의 냉각, CPU의 냉각 등의 경우에는 열의 발생은 회로를 동작하거나 모터를 회전시키기 위한 목적을 수행하는 과정에서 불가피하게 일어나며 과열로 인해 부품이 고장 나는 것을 막기 위해 적절한 냉각을 해 주어야 합니다.

 

 

출처 : https://blog.altair.com/wp-content/uploads/2019/12/GL-AST_Image-ATZ-Article-TI-E-v02_02-18_LQ.png

 

 우리가 원했던 또는 원하지 않았던 간에 열의 발생과 이동은 모두 일정한 법칙과 원리에 의해 이루어집니다. 앞으로 몇 번의 포스팅을 통해 그 원리를 살펴보고, 이를 이해하는 방법에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 본격적인 글에 앞서 열역학과 열전달에 대한 차이점을 짚어 보도록 하겠습니다. 열역학은 한 시스템이 주위와 일과 열의 상호작용에 의해 에너지가 전달될 수 있는데, 이러한 상호작용 과정에서 처음과 끝의 상태가 다루는 분야입니다. 열역학에서는 중간 과정의 특성이나 상호작용이 일어나는 빠르기 정도 등의 정보에는 관심이 별로 없습니다.

 

 반면 열전달 부분은 열이 전달되는 방법 또는 전달 속도에 관심이 있기 때문에 얼마나 빨리, 효율적으로 열이 전달되고 어떻게 분포하는가에 관심이 있습니다.

 

 그럼 열전달에 대해 알아 보도록 하겠습니다. 열전달은 온도 차이에 의한 에너지의 이동입니다. 매체 즉, 고체나 액체 등의 내부나 매체와 매체 사이에 온도의 차이가 있으면 열전달은 필연적으로 발생하며 여려이 전달되는 방식은 전도, 대류, 복사 세 가지로 분류됩니다.