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ISO 6773,JESD-A106,MIL-STD-883

전기차 구동모듈 냉온 유체 열충격 시스템 기능

1. 전기차 고전력 부품에 급격한 온도 변화 구현
유체(차량용 냉각수)를 이용해 고온과 저온을 반복하며 매우 빠르게 온도변화 수행
특히, 액체-대액체(liquid-to-liquid) 방식으로 유체 자체가 온도 충격을 주며, 공기식 대비 더 급격하고 균일한 온도변화를 제공할 수 있습니다.
이 기능을 통해 부품 내부 및 유체흐름채널이 겪는 온도응력(열팽창/수축)을 시험할 수 있음

2. 물리적/기계적 스트레스 부여
급속한 온도 변화는 소재의 열팽창계수 차이(CTE, coefficient of thermal expansion) 때문이거나 유체와 부품 접촉부에서 발생하는 응력으로 인해 균열, 접합부 박리, 누수, 변형 등을 유발할 수 있음
유체 채널, 냉각판, 접합부, 실링(Sealing) 등에서 발생할 수 있는 미세 손상이나 피로 누적 거동을 평가하는 데 기능적임
이를 통해 설계상 약점(예: 유체 채널 주변 금속판의 피로균열, 냉각관 접합부의 약화, 실링 재질의 열손상 등)을 조기에 검출할 수 있음

3. 기능-상태 변화 및 누수시험
시스템은 온도충격을 적용하면서 부품의 기능 자체가 정상적으로 유지되는지, 또는 누수·방열 저하·접합부 이탈이 없는지를 확인할 수 있습니다. 예컨대 냉각관 내부 흐름 저해, 누설, 접합부간 단락 등이 없는지를 점검
또한 금속-비금속 접합부, 고체/유체 경계면, 실링재의 접착력 상태, 피복재의 박리 여부 등이 검사 대상이 됨
이러한 시험은 품질보증 및 신뢰성 확보 과정에서 매우 중요한 역할 수행

4. 설계 신뢰성 및 수명 예측
유체 열충격 시험은 실사용 환경에서 부품이 겪을 수 있는 극한 조건(예: 고속주행 후 급냉, 외부 환경 급격 변화, 유체 시스템 급격한 흐름 변화 등)을 모사합니다. 따라서 부품 설계 초기 단계부터 내열·내구성 설계 검증이 가능
반복 사이클을 통해 누적 피로 거동, 응력 누적, 재료변형, 기능저하 등의 경향을 파악할 수 있으며, 이를 기반으로 전기차 부품의 장기 신

전기차 부품 유체 열충격 시스템은 전기차 구동모터·인버터·배터리 냉각판 등 유체 채널을 포함하는 구조물에 대하여 고온 유체 ↔ 저온 유체의 급격한 온도 변화를 반복 적용함으로써 실사용 조건에서 부품이 겪을 수 있는 열적 스트레스 및 유체환경 변화를 재현하고, 구조적·기계적·기능적 신뢰성을 검증하는 시험설비

시스템 구성 및 기능
(1) 유체 탱크 및 온도구역
고온 유체 서지탱크(Hot Bath)와 저온 유체 서지탱크(Cold Bath)를 별도로 구성하고, 시험체(부품)에 공급하는 유체를 두 서지탱크에서 짧은 시간 이내 전환시키는 방식
전환 시간(Hot ↔ Cold Bath)은 일반적으로 10초 내외 혹은 수초 단위로 설계되어, 높은 열충격 스트레스 부여
사용유체는 차량에서 사용하는 부동액(에틸렌글리콜 계열)

(2) 유체 순환 및 온도조절 시스템
고온 유체 탱크에는 히터 또는 전기저항 가열기가 설치되며, 저온 유체 탱크에는 냉각기(예: 냉동기, 콜드플레이트, 냉각순환기)가 장착되어 빠른 냉각 기능을 구현
유체 순환 및 탱크 내부 교반/순환펌프를 통해 유체 온도 균일성을 확보하며, 시험체 주변 유체 온도 급변동 시 열전달이 고르게 이루어질 수 있도록 설계
본 장비에서는 각 서지탱크별 온도조절 시스템과 이들을 냉각해주는 냉각탑으로 온도조절 시스템이 구성되며
열충격 시스템에서 유체 순환을 제어하는 구조

(3) 부품 전환 메커니즘
시험체(유체냉각채널을 포함한 전기차 부품)는 바스켓이나 고정홀더에 장착되어, 자동 또는 수동으로 고온/저온 유체 인가 시 PLC로 제어되는 비례제어 밸브 사용
전환 리프트/이송장치의 위치·속도 설계가 중요하며, 전환 시간이 짧을수록 열충격 효과가 커지고 내부 응력 유발
전환 과정에서 유체 유출, 접촉면 기포 발생, 부품 진동 등이 최소화되도록 유체 전환 경로 설계

(4) 제어·모니터링 시스템
온도 센서(유체 및 시험체 접촉부), 유량 센서, 압력 센서 등이 설치되어 실시간 데이터를 측정

*상세 사양은 장비 구성 및 성능 항목 참조