광섬유온도감지 – 전세계 선박의 전기화 가능

 하이라이트

• 전기선박이 기존선박에대한 인기있는 대안인 이유는 무엇입니까?

• 전기선의 최신동향

• 선박용전기 파워트레인설계

• EV 열관리에서 광섬유온도센서의 중요성

• EV 테스트를위한 견고한 모니터링센서 및 모니터

전기선박이 기존선박에 대한 인기있는 대안인 이유는 무엇입니까?

해상운송은 전 세계 온실가스 배출량의 2 % 이상을 차지하며 수역을 가로지르는 운송은 2022 년까지 3.8 % 증가할 것으로 예상됩니다. 우려되는 발견은 15 개의 가장 큰 화물선에서 생성되는 질소산화물 및 황산화물 오염물질의 양이 전 세계 모든 자동차가 배출하는 오염물질보다 더 큽니다. 과학자들은 우리가 청정에너지 수단으로 전환하지 않으면 대기오염 수준이 2050 년까지 현재 수준의 250 % 증가하고 해상 교통이 전 세계 이산화탄소 배출량의 거의 20 %를 차지할 것이라고 예측합니다.

따라서 선박의 전기화는 국가가 환경목표를 달성하는데 매우 중요합니다. 전기선박산업의 높은 성장 뒤에 있는 다른 이유는 해상무역의 증가, IMO Sulfur 2020 규정 및 해양관광증 가입니다. 전기선박산업이 직면한 주요 과제는 다음과 같습니다.

기존 리튬이온배터리는 열 활주로 문제로 인해 큰 안전 위험을 초래합니다.
현재 EV 배터리 (Li-Ion)는 화물을 전 세계로 운반할 수 있는 전력이 충분하지 않습니다. 

전기선의최신동향

전기선박에 사용하기 위해 몇 가지 새로운 유형의 배터리가 제안되었으며 그중 많은 배터리가 이미 가장 유명한 옵션인 납축전지로 구현되었습니다. 또한 리튬 이온, 연료전지와 같은 배터리 기술이전기 선박에 사용되기 위해 테스트되고 있으며 최근 새로운 전기선박에는 2.4mWh의 에너지 용량을 허용하는 리튬이온배터리와 울트라커패시터가 혼합되어 있습니다.

전기선박의 EV 트랙션 모터는 아키텍처의 속도, 제어, 유연성을 높이고 소음 및 진동 수준을 줄입니다. 우리는 여전히 대형 선박을 위해 에너지 효율이 높은 더 나은 성능의 견인 모터가 필요합니다.

더 높은 전압에 대한 필요성은 대용량의 고밀도 배터리만큼 중요합니다. 동력전달장치 작동 전압은 대형 컨테이너 운송에 필요한 대형 선박과 함께 증가합니다. 더 높은 전압 입력을 통해 더 작은 발전기, 모터 및 케이블을 사용하여 비용과 무게를 줄일 수 있습니다. 

EV 배터리와 EV 모터는 급유가 필요하기 전에 누군가가 이동할 수 있는 거리를 결정하므로 중요한 차량의 범위를 결정하는 데 도움이 됩니다. 현재 전기선의 가장 긴 범위는 12 노트에서 12000 마일이며 이는 모터에 연료를 공급하는 150kW를 생성하는 큰 태양전지판을 가지고 있기 때문에 가능합니다.

그러나 선박은 언젠가 충전이 필요할 것이며 이 산업분야는 매우 인상적인 발전을 보았습니다. 예를 들어, 한독일회사가전기페리용유도충전시스템을발표했습니다. 이 무선 충전 기술은 노르웨이에서 이미 구현되었으며 최대 100kW의 충전용량에 도달하는 반면 페리는 각 정류장에서 몇 분만 대기합니다.

혁신은 전기선박을 상업적으로 실행 가능한 옵션으로 만드는 것을 목표로 이 산업에서 거의 매주 일어나고 있습니다. 

선박용전기 파워트레인 설계

이 전기선박을 설계하고 제조하는 회사는 가솔린 연료를 사용하는 선박과 비교할 수 있는 내부를 수용하는 EV 설계를 만드는 힘든 싸움을 벌이고 있습니다. 새로운 기술이 개발됨에 따라 이러한 엔지니어는 고전압에서 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 제공하는 유능한 테스트 도구가 필요합니다.

새로운 개발과 새로운 테스트 환경에는 더 안전하고 정확하며 빠른 응답 센서가 필요합니다. 이러한 신기술 센서는 테스트 설정 시간을 줄이고 모든 실제 조건에서 EV 파워 트레인을 테스트할 수 있는 유연성을 제공해야 합니다. 

EV 파워 트레인의 성능과 노후화는 온도 분포와 EV 모터, EV 인버터 및 배터리 내의 핫스폿 개발에 따라 달라집니다. 따라서 핫스폿 위치를 식별하고 EV 테스트 주기 동안 이를 지속적으로 모니터링하면 EV 파워트레인 설계를 개선하는 데 도움이 됩니다.

모터 고정자 권선 및 냉각 덕트의 정확한 열 프로파일링을 통해 올바른 종류의 절연, 더 나은 냉각을 위한 설계 및 모터 제어 알고리즘을 최적화할 수 있습니다. 마찬가지로 EV 배터리 모듈 및 배터리팩의 정확한 열 프로파일링은 이후 단계에서 열폭 준 상황을 방지하는 데 도움이 됩니다.

광섬유 온도감지 기술은 EV 파워 트레인의 프로토타입 테스트를 위해 EV 설계 엔지니어들 사이에서 많은 관심을 받고 있습니다. 

EV 열관리에서 광섬유온도센서의 중요성

열전대 와 같은 기존 센서 는 매우 느리고 특히 고전압에 설치할 때 부정확한 결과를 제공합니다. 이러한 센서는 또한 제대로 분리되지 않으면 단락이나 감전사의 심각한 위험을 초래합니다.

광섬유 온도감지 기술은 기존 온도센서 (열전대)의 문제를 극복합니다. FO 온도센서의 다음 기능은 EV 프로토타입 테스트에 이상적입니다.