열전 모듈, 펠티어 모듈(열전 냉각 모듈, TEC라고도 함)은 펠티어 효과를 이용하여 자동차 냉장고 및 차량용 쿨러에서 냉각을 구현하는 대표적인 기술입니다. 다음은 자동차 냉장고에 사용되는 이러한 모듈의 주요 적용 특징, 장점, 한계 및 개발 동향입니다.
1. 작동 원리 개요
열전 냉각 모듈, 펠티어 모듈, 펠티어 소자는 N형 및 P형 반도체 재료로 구성됩니다. 직류 전류가 흐르면 접합부에 온도 차이가 발생하는데, 한쪽은 열을 흡수하고(저온부), 다른 쪽은 열을 방출합니다(고온부). 적절한 방열 시스템(예: 팬, 방열판)을 설계하면 열을 외부로 배출하여 냉장고 내부를 냉각할 수 있습니다.
2. 자동차 냉장고, 열전식 차량용 쿨러, 와인 쿨러, 맥주 쿨러, 맥주 냉각기의 장점
압축기도 없고, 냉매도 없습니다.
프레온과 같은 기존 냉매를 사용하지 않아 환경 친화적이며 누출 위험이 없습니다.
구조가 간단하고, 움직이는 부품이 없어 조용하게 작동하며 진동이 적습니다.
작은 크기, 가벼운 무게
차량 내부 공간이 제한적인 환경에 적합하여 소형 차량용 냉장고 또는 컵홀더 냉각 장치에 쉽게 통합할 수 있습니다.
빠른 시동, 정밀한 제어
냉각을 위한 전원 공급이 빠르고 응답 속도가 우수하며, 전류 크기를 조절하여 온도를 정밀하게 제어할 수 있습니다.
높은 신뢰성, 긴 수명
기계적 마모가 없고 평균 수만 시간에 달하며 유지 보수 비용이 저렴합니다.
냉방 및 난방 모드를 모두 지원합니다.
전류 방향을 바꾸면 냉기와 온기가 바뀔 수 있습니다. 일부 차량용 냉장고는 가열 기능(예: 커피를 따뜻하게 유지하거나 음식을 데우는 기능)을 갖추고 있습니다.
3. 주요 제한 사항
낮은 냉각 효율(낮은 COP)
압축기 냉동 방식과 비교했을 때 에너지 효율이 상대적으로 낮고(일반적으로 COP < 0.5), 전력 소비량이 많아 대용량 또는 초저온 냉동이 필요한 용도에는 적합하지 않습니다.
최대 온도차 제한
단일 단계 열전 냉각 모듈의 최대 온도 차이는 약 60~70°C입니다. 주변 온도가 높을 경우(예: 여름철 차량 내부 온도가 50°C인 경우), 냉각단의 최저 온도는 약 -10°C까지만 내려갈 수 있어 영하 18°C 이하의 동결 상태를 달성하기 어렵습니다.
우수한 열 방출에 대한 의존성
고온부에서는 효과적인 열 방출이 필수적입니다. 그렇지 않으면 전체 냉각 성능이 급격히 저하됩니다. 특히 덥고 밀폐된 차량 내부에서는 열 방출이 어려워 성능이 제한됩니다.
높은 비용
고성능 TEC 모듈, 고성능 펠티어 소자 및 관련 열 방출 시스템은 소형 압축기보다 가격이 더 비쌉니다(특히 고출력 시나리오에서).
4. 일반적인 적용 시나리오
소형 차량용 냉장고(6~15L): 음료, 과일, 의약품 등을 5~15°C로 냉장 보관하는 데 사용됩니다.
차량용 냉온 보관함: 냉방(10°C) 및 난방(50~60°C) 기능을 모두 갖추고 있어 장거리 운전에 적합합니다.
고급 차량의 순정 장비 구성: 메르세데스-벤츠, BMW 등의 일부 모델에는 편의 사양으로 TEC 냉장고가 장착되어 있습니다.
캠핑/야외용 휴대용 냉장고: 차량 전원 또는 이동식 전원 공급 장치와 함께 사용하며 휴대가 간편합니다.
5. 기술 발전 동향
새로운 열전 재료에 대한 연구
Bi₂Te₃ 기반 소재, 나노구조 소재, 스쿠테루다이트 등을 최적화하여 ZT 값(열전 효율)을 높이고 효율을 향상시킨다.
다단계 열전 냉각 시스템
더 큰 온도 차이를 얻기 위해 여러 개의 열전 소자(TEC)를 직렬로 연결하거나, 절연 성능을 향상시키고 전력 소비를 줄이기 위해 상변화 물질(PCM)과 결합할 수 있습니다.
지능형 온도 제어 및 에너지 절약 알고리즘
센서와 MCU를 통한 실시간 전력 조절로 주행 거리를 연장합니다(특히 전기 자동차에 중요).
신에너지 차량과의 심층적인 통합
고전압 플랫폼의 전력 공급 이점을 활용하여 사용자의 편안함과 편리함에 대한 요구를 충족하는 효율적인 차량용 냉난방 박스를 개발합니다.
6. 요약
열전 냉각 모듈(TEC 모듈, 펠티어 모듈)은 차량용 냉장고와 같이 소용량, 약한 냉각, 저소음, 친환경적인 용도에 적합합니다. 에너지 효율과 온도 차이 측면에서 한계가 있지만, 고급 승용차, 캠핑 장비, 의료용 냉장 운송 지원 등 특정 시장에서는 대체 불가능한 장점을 제공합니다. 재료 과학 및 열 관리 기술의 발전과 함께 이러한 모듈의 응용 전망은 지속적으로 확대될 것입니다.
TEC1-13936T250 사양
뜨거운 쪽 온도는 30도입니다.
아이맥스: 36A,
최대 출력: 36.5V
최대 전력 소비량: 650W
최대 온도차: > 66°C
ACR: 1.0±0.1mm
크기: 80x120x4.7±0.1mm
TEC1-13936T125 사양
뜨거운 쪽 온도는 30도입니다.
아이맥스: 36A,
최대 출력: 16.5V
최대 출력: 350W
최대 온도차: 68°C
ACR: 0.35 ±0.1 Ω
크기: 62x62x4.1±0.1 mm
TEC1-24118T125 사양
뜨거운 쪽 온도는 30도입니다.
아이맥스: 17-18세 관람가
최대 출력: 28.4V
Qmax: 305 +W
최대 온도차: 67°C
ACR: 1.30옴
크기: 55x55x3.5±0.15mm
게시 시간: 2026년 1월 30일
