[전기차] ITM (Integrated Thermal Module)

전기차 효율과 수명 연장의 핵심, ITM

엔진에서 발생한 폐열을 난방에 쉽게 활용할 수 있는 내연기관 차와는 달리 전기차는 배터리, 모터, 인버터 등 다양한 고전압 부품에서 발생하는 열을 효과적으로 관리해야 합니다. 그리고 차량의 승객에게 쾌적한 실내 환경도 제공해야 하죠. 예전에는 부품마다 별도의 냉각 시스템이 있었지만, 이러한 복잡하고 유기적인 열관리를 통합하기 위해 등장한 것이 ITM (Integrated Thermal Module) 통합 열 관리 모듈입니다.

목차

• ITM (Integrated Thermal Module)
• ITM의 기능
• ITM의 종류
• ITM의 제조사별 명칭
• ITM 관련 약어
• ITM의 고장 증상
• ITM의 수리 비용
• 마치며

 

ITM (Integrated Thermal Module)

ITM (Integrated Thermal Module)은 전기차 내 주요 고전압 부품(배터리, 모터, 인버터 등)의 냉각 및 난방을 하나의 통합된 시스템으로 관리하는 열관리 모듈입니다. 열 에너지의 재활용과 구조의 간소화를 통해 전비를 높이고, 시스템의 복잡도를 낮추는 것이 핵심입니다.

 

ITM의 기능

• 통합 냉각 - 배터리, 모터, 인버터의 냉각 회로를 하나로 통합
• 열 에너지 재활용 - 회생 제동 및 부품 작동 중 발생한 폐열을 실내 난방 등에 활용
• 컴팩트 설계 - 냉각 펌프, 전자식 밸브, 히트펌프, 열교환기 등을 하나의 모듈에 집약
• 전비 향상 - 냉각 효율과 히팅 성능을 높여 에너지 손실 최소화
• 모듈 기반 구조 - 수리 및 제조의 표준화 가능

 

ITM의 종류

• Octovalve 구조 (테슬라): 배터리, 실내 난방, 모터, 인버터를 하나의 밸브와 매니폴드로 제어
• ICCU 기반 모듈 (현대/기아): 충전제어 유닛과 히트펌프를 통합한 복합 구조
• 전자식 열 밸브 기반 (독일계): 고정밀 전자 제어가 가능한 열관리 시스템
• 공랭/수랭 혼합형 ITM: 상황에 따라 공기 및 냉각수를 선택적으로 사용하는 구조

이렇게 ITM의 종류를 명확하게 구분하는 것은 없습니다. 위처럼 제조사나 차량 모델에 따라 ITM이 통합되는 범위나 기술 요소가 다릅니다. 그래서 실제로 아래의 통합 대상 중 어떤 시스템들을 얼마나 통합했는지에 따라 조금씩 달라집니다.

 

통합 시스템

• 배터리 열 관리 - 배터리의 최적 온도 유지를 위한 냉각 및 가열 기능 통합.
• 구동계 열 관리 - 모터, 인버터, 전력 변환 장치 등 구동계 부품의 냉각 기능 통합.
• 실내 공조 (HVAC) - 승객석 냉방 및 난방 기능 통합.
• 충전 시스템 열 관리 - 급속 충전 시 발생하는 열 관리 기능 통합 (일부 고도화된 시스템).

통합 기술 및 부품

• 히트 펌프 - 냉난방 및 폐열 회수를 위한 핵심 기술로 통합됩니다.
• 다양한 밸브 및 워터 펌프 - 열의 흐름 경로를 정교하게 제어하여 필요한 곳으로 열을 보내거나 가져옵니다.
• 열교환기 (라디에이터, 칠러 등) - 각 시스템 간 또는 외부와의 열 교환을 담당하는 부품들이 통합 배치됩니다.
• 통합 제어기 - 각 부품과 시스템의 작동을 총괄하여 전체적인 열 관리를 최적화합니다.

기본 적인 통합 시스템은 배터리 열 관리와, 실내 공조를 일부 통합하고, 히트 펌프 등을 활용하는 기본적인 형태입니다.

고도화된 통합 시스템은 배터리, 구동계, 실내 공조, 충전 시스템 등 차량의 거의 모든 열원을 통합 관리합니다.

 

ITM의 제조사별 명칭

제조사	통합 모듈	구성
현대/기아	ICCU + 통합 열관리 모듈	히트펌프, 냉각수 전자 밸브, 배터리 히터 등 포함
테슬라	Octovalve + Super Manifold	히트펌프, 냉각 모듈, 폐열 재활용 시스템 통합
BMW	Integrated Thermal Management	eDrive와 통합된 열 순환 시스템
GM	Thermal Control Center (TCC)	히트펌프, 배터리 히터, 전동 펌프 포함
르노	Thermal Management Module	배터리 히터, 전동 워터 펌프 통합
벤츠	Intelligent Thermal Management	히트펌프, 냉각 밸브, 예열 시스템 포함
아우디	Thermal Control Module (TCM)	열교환기, 워터 펌프, 히트펌프 일체형

 

ITM 관련 약어

약자	풀네임	한국어
ITM	Integrated Thermal Module	통합 열관리 모듈
ICCU	Integrated Charging Control Unit	통합 충전 제어 유닛
TCC	Thermal Control Center	열 제어 센터
TCM	Thermal Control Module	열 제어 모듈

 

ITM의 고장 증상

• 히터 작동 불량 - 히트펌프 회로 혹은 냉각 밸브 오류 시 실내 난방이 약해질 수 있음
• 배터리 과열 또는 냉각 부족 - 배터리 온도 상승 후 출력 제한 메시지 발생
• 인버터 온도 경고 - 구동 성능 저하 또는 긴급 주행 제한 모드 진입
• 소음 발생 - ITM 내부 펌프 또는 전자 밸브의 고장 시 이상 소음

 

ITM의 수리 비용

고장 증상	예상 원인	수리 방법	수리 비용
히터 작동 불량	히트펌프 밸브 이상	전자 밸브 또는 히트펌프 교체	40만 ~ 90만
배터리 과열	냉각 펌프 고장 또는 회로 막힘	펌프 교체 및 냉각 회로 점검	30만 ~ 80만
전동 밸브 작동 불능	전자 밸브 회로 이상	밸브 모듈 교체	25만 ~ 70만
통합 모듈 고장	회로 단락 또는 내부 센서 불량	모듈 전체 교체	100만 ~ 250만 (차종에 따라 상이)

ITM은 통합형 모듈이므로, 일부 고장 시 모듈 전체 교체가 필요할 수 있습니다.

 

마치며

전기차의 ITM은 단순한 냉난방 장치를 넘어 이제 전기차의 핵심 시스템의 열을 유기적으로 관리하는 고도화된 기술이 되었습니다. 그리하여 전기차의 가장 큰 과제 중 하나인 겨울철 주행 거리 감소 문제를 완화하고 연중 일정한 성능을 유지하는데 결정적인 역할을 하고 있죠. 전기차 기술이 발전함에 따라 ITM 시스템은 더욱 복잡하고 정교해지며, 차량 전체의 에너지 흐름을 최적화하는 핵심 요소로서 그 중요성이 더욱 커질 것으로 보입니다.

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