KR100245692B1

KR100245692B1 - Cooling device for electric vehicle

Info

Publication number: KR100245692B1
Application number: KR1019960059460A
Authority: KR
Inventors: 이규동
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 2000-04-01
Also published as: KR19980040294A

Abstract

이 발명은 전기 자동차의 냉각 장치에 관한 것으로, 냉각수가 저장되어 있는 저장 수단과; 상기 저장 수단으로부터 저장되어 있는 냉각수를 유출시키거나, 각 전자 장치로부터 유출되는 냉각수를 상기 저장 수단으로 유입시키는 펌프와; 상기 저장 수단으로부터 유출되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온 감지 수단과; 각 전자 장치로부터 유출되는 냉각수의 압력을 감지하는 압력 감지 수단과; 감지되는 냉각수의 온도에 따라 각 전자 장치로 공급되는 유로를 형성하고, 전자 장치로부터 유출되는 냉각수의 압력에 따라 냉각수를 바이패스시키기 위한 다수의 제어 신호를 출력하는 제어 수단과; 상기 제어 수단에서 출력되는 제어 신호에 따라 구동되어 냉각수를 각 전자 장치로 공급하는 공급 수단과; 각 전자 장치로부터 유출되는 냉각수를 방열시켜 다시 저장 수단으로 유입시키는 방열 수단과; 각 전자장치로부터 유출되는 냉각수를 바이패스시켜 방열 수단으로 공급하는 바이패스 수단을 포함하여 이루어지며, 전기 자동차에 있어서, 다수 전자 장치의 과열을 방지하고 적당한 온도를 유지함으로써, 회로의 오동작 및 화재 발생을 방지할 수 있다.The present invention relates to a cooling apparatus for an electric vehicle, comprising: storage means in which cooling water is stored; A pump for flowing out the cooling water stored in the storage means or introducing the cooling water flowing out of each electronic device into the storage means; Water temperature sensing means for sensing a temperature of cooling water flowing out of the storage means; Pressure sensing means for sensing a pressure of cooling water flowing out of each electronic device; Control means for forming a flow path supplied to each electronic device according to the sensed temperature of the coolant, and outputting a plurality of control signals for bypassing the coolant according to the pressure of the coolant flowing out of the electronic device; Supply means which is driven in accordance with a control signal output from the control means and supplies cooling water to each electronic device; Heat dissipation means for dissipating cooling water flowing out of each electronic device and introducing it back into the storage means; And bypass means for bypassing the cooling water flowing out from each electronic device and supplying it to the heat dissipation means. In an electric vehicle, a circuit malfunction and a fire occur by preventing overheating of a plurality of electronic devices and maintaining an appropriate temperature. Can be prevented.

Description

Cooling device of an electric vehicle

이 발명은 전기 자동차의 냉각 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 배터리로 구동되는 전지 자동차의 엔진 과열을 방지하고 적당한 온도를 유지하기 위한 전기 자동차의 냉각 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the cooling apparatus of an electric vehicle. More specifically, it is related with the cooling apparatus of an electric vehicle for preventing the engine overheating of a battery powered battery vehicle and maintaining a moderate temperature.

차량의 냉각 장치는 기관을 냉각하여 과열을 방지하고 또 적당한 온도로 유지하기 위한 장치이다. 일반 자동차의 실린더안의 연소 가스의 온도는 2000℃이상에 이르며, 이 열의 상당한 양이 실린더, 실린더 헤드, 피스턴 밸브 등에 전도된다.The cooling device of the vehicle is a device for cooling the engine to prevent overheating and to maintain the proper temperature. The temperature of the combustion gas in the cylinder of a general automobile reaches 2000 ° C. or more, and a significant amount of this heat is conducted to the cylinder, the cylinder head, the piston valve, and the like.

이러한 부분의 온도가 과도하게 높아지게 되면 부품 재료의 강도가 저하되어 고장이 생기거나 수명이 단축되고 연소 상태도 나빠져 노팅이나 조기 점화가 발생하며 그 결과 기관의 출력이 저하된다.Excessively high temperatures in these areas reduce the strength of the part material, resulting in failure or shortening of life and worsening of combustion, resulting in notching or premature ignition, resulting in lower engine output.

또한, 냉각이 불완전한 상태에서는 실린더 벽의 유막이 끓기는 등의 윤활기능이 저하와 오일의 변질 등으로 이상 마모, 눌어 붙는 등 고장의 원인이 된다.In addition, in a state of incomplete cooling, the lubrication function such as boiling of the oil film on the cylinder wall is reduced, and abnormal wear and seizure may occur due to deterioration of the oil.

반대로 지나치게 냉각되면 연소에서 발생한 열량 가운데 냉각으로 손실되는 열량이 크기 때문에, 기관의 열효율이 낮아지고 연료 소비량이 증가하는 등의 문제가 생기므로, 기관의 온도를 알맞게 유지하는 것이 냉각 장치의 기능이다.On the contrary, if excessively cooled, the amount of heat lost by cooling is large among the heat generated from combustion, and thus, the engine thermal efficiency is lowered and fuel consumption is increased. Therefore, it is a function of the cooling apparatus to maintain the engine temperature properly.

기관의 냉각 방식에는 외부 공기로 기관을 직접 냉각하는 공랭식과, 냉각수를 기관의 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다.The engine cooling system includes an air-cooling type in which the engine is directly cooled by external air, and a water cooling type in which cooling water is circulated to cool the engine.

수냉식 냉각 장치는 물의 순환 방식에 따라 자연 순환식과 강제 순환식으로 나누어지며, 자연 순환식은 냉각에 신뢰성이 없으므로 전혀 사용하지 않고 거의 강제 순환식을 사용하고 있다.The water-cooled cooling system is divided into natural circulation and forced circulation according to the water circulation method, and since the natural circulation is unreliable in cooling, almost no forced circulation is used.

강제 순환식은 실린더 블록과 실린더 헤드에 마련된 물 재킷안에 냉각수를 순환시켜 냉각 작용을 수행하는 것으로, 그 주요부는 라디에이터(radiator), 물펌프, 냉각 팬, 수온 조절기 등으로 구성되어 있다.Forced circulation type is to circulate the cooling water in the water jacket provided in the cylinder block and the cylinder head to perform a cooling action, the main part is composed of a radiator (radiator), water pump, cooling fan, water temperature regulator and the like.

종래의 일반적인 차량의 강제 순환식 냉각 장치는 물펌프를 돌려서 냉각수를 실린더 블록과 실린도 헤드의 물 재킷으로 보낸 다음, 가열된 냉각수를 라디에이터로 보내서 방열하여 다시 물 펌프로 순환시킨다. 상기 물 펌프에는 냉각팬이 부착되어 외부 공기를 라디에이터를 통해 강제적으로 흡입하여 방열효과를 좋게 한다.A conventional conventional forced circulation cooling system of a vehicle rotates a water pump to send cooling water to a cylinder block and a cylinder head's water jacket, and then sends the heated cooling water to a radiator to radiate heat and circulate it back to the water pump. Cooling fan is attached to the water pump to force the outside air through the radiator to improve the heat dissipation effect.

전기 자동차는 일반 자동차와는 달리 전기에 의한 모터 작동에 의하여 엔진이 구동되는 것으로, 환경오염 방지에 따른 각국의 배기가스에 규제에 적절히 대응할 수 있는 자동차이다.Electric cars, unlike ordinary cars, are driven by an electric motor to operate an engine, and are vehicles that can respond appropriately to regulations of exhaust gas of various countries due to environmental pollution prevention.

전기 자동차는 다수의 전자 장치들의 구동되기 때문에 열이 발생되어 회로가 오동작하거나 화재가 발생할 위험이 있다.Since electric vehicles are driven by a large number of electronic devices, there is a risk that heat is generated and a circuit malfunctions or a fire occurs.

이 발명의 목적은 전기 자동차에 있어서, 다수 전자 장치의 과열을 방지하고 적당한 온도를 유지함으로써, 회로의 오동작 및 화재 발생을 방지하기 위한 전기 자동차의 냉각 장치를 제공하고자 하는데 있다.An object of the present invention is to provide an electric vehicle cooling apparatus for preventing malfunction of a circuit and occurrence of fire by preventing overheating of a plurality of electronic devices and maintaining an appropriate temperature.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은, 냉각수가 저장되어 있는 저장 수단과; 상기 저장 수단으로부터 저장되어 있는 냉각수를 유출시키거나, 각 전자 장치로부터 유출되는 냉각수를 상기 저장 수단으로 유입시키는 펌프와; 상기 저장 수단으로부터 유출되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온 감지 수단과; 각 전자 장치로부터 유출되는 냉각수의 압력을 감지하는 압력 감지 수단과; 감지되는 냉각수의 온도에 따라 각 전자 장치로 공급되는 유로를 형성하고, 전자 장치로부터 유출되는 냉각수의 압력에 따라 냉각수를 바이패스시키기 위한 다수의 제어 신호를 출력하는 제어 수단과; 상기 제어 수단에서 출력되는 제어 신호에 따라 구동되어 냉각수를 각 전자 장치로 공급하는 공급 수단과; 각 전자 장치로부터 유출되는 냉각수를 방열시켜 다시 저장 수단으로 유입시키는 방열 수단과; 각 전자장치로부터 유출되는 냉각수를 바이패스시켜 방열 수단으로 공급하는 바이패스 수단을 포함하여 이루어진다.The configuration of the present invention for achieving the above object comprises: a storage means in which cooling water is stored; A pump for flowing out the cooling water stored in the storage means or introducing the cooling water flowing out of each electronic device into the storage means; Water temperature sensing means for sensing a temperature of cooling water flowing out of the storage means; Pressure sensing means for sensing a pressure of cooling water flowing out of each electronic device; Control means for forming a flow path supplied to each electronic device according to the sensed temperature of the coolant, and outputting a plurality of control signals for bypassing the coolant according to the pressure of the coolant flowing out of the electronic device; Supply means which is driven in accordance with a control signal output from the control means and supplies cooling water to each electronic device; Heat dissipation means for dissipating cooling water flowing out of each electronic device and introducing it back into the storage means; And bypass means for bypassing the cooling water flowing out from each electronic device and supplying the cooling water to the heat dissipation means.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 냉각 장치의 냉각수의 흐름을 알 수 있는 구성도이도.1 is a block diagram showing the flow of the cooling water of the cooling apparatus of the electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 냉각 장치의 전기 회로의 구성 블록도이다.2 is a block diagram of the electrical circuit of the cooling apparatus of the electric vehicle according to the embodiment of the present invention.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.With the above configuration, the most preferred embodiment which can be easily carried out by those skilled in the art with reference to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 냉각 장치의 냉각수의 흐름을 알 수 있는 구성도이고,1 is a block diagram showing the flow of the cooling water of the cooling apparatus of the electric vehicle according to an embodiment of the present invention,

첨부한 재1도 및 제2도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 냉각 장치의 구성은, 냉각수가 저장되어 있는 저장 탱크(1)와, 저장 탱크(1)로부터 유출되는 냉각수의 불순물을 제거하는 필터(3)와, 상기 필터(3)에서 유출되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온 감지부(4)와, 각 전자 장치로부터 유출되는 냉각수의 압력을 감지하는 압력 감지부(7)와, 상기 감지부(4, 7)의 출력단에 연결되고 감지되는 냉각수의 온도에 따라 각 전자 장치로 공급되는 유로를 형성하고, 전자 장치로부터 유출되는 냉각수의 압력에 따라 냉각수를 바이패스시키기 위한 다수의 제어 신호를 출력하는 제어부(10)와, 상기 제어부(10)의 출력단에 연결되어 냉각수를 각 전자 장치로 공급하는 밸브 구동부(5)와, 상기 제어부(10)의 출력단에 연결되어 냉각수를 유출입을 수행하는 워터 펌프(2)와, 상기 제어부(10)의 출력단에 연결되어 냉각수를 바이패스시키는 바이패스부(8)와, 가열된 냉각수를 방열시켜 다시 저장 탱크(1)로 공급하는 라디에이터 (9)로 이루어진다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the configuration of a cooling apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes a storage tank 1 in which cooling water is stored and cooling water flowing out of the storage tank 1. A filter 3 for removing impurities, a water temperature detector 4 for detecting a temperature of the coolant flowing out of the filter 3, and a pressure detector 7 for detecting pressure of the coolant flowing out of each electronic device. And a flow path supplied to each electronic device according to the detected temperature of the coolant connected to the output terminals of the sensing units 4 and 7 and bypassing the coolant according to the pressure of the coolant flowing out of the electronic device. A control unit 10 for outputting a plurality of control signals, a valve driving unit 5 connected to an output terminal of the control unit 10 to supply cooling water to each electronic device, and an output terminal of the control unit 10 to supply cooling water. Inflow and outflow A water pump 2, a bypass unit 8 connected to an output end of the control unit 10 to bypass the cooling water, and a radiator 9 for dissipating the heated cooling water and supplying it to the storage tank 1 again. Is made of.

상기 라디에이터(9)에는 방열 효과를 향상시키기 위하여 냉각팬(91)이 장착되어 있다.The radiator 9 is equipped with a cooling fan 91 to improve the heat dissipation effect.

상기 밸브 구동부(5)는 냉각수를 각 전자 장치로 공급하는 제1밸브 구동부(51)와, 냉각수를 일정 온도로 상승시킨 다음 각 전자 장치로 공급하는 제2밸브 구동부(52)로 이루어진다.The valve driver 5 includes a first valve driver 51 for supplying cooling water to each electronic device, and a second valve driver 52 for raising the cooling water to a predetermined temperature and then supplying the cooling water to each electronic device.

상기 워터 펌프(2)는 저장 탱크(1)로부터 냉각수를 유출시키는 제1워터 펌프 (21)와, 전자 장치의 출력단에 연결되어 냉각수를 저장 탱크(1)로 유입시키는 제2 워터 펌프(22)로 이루어진다.The water pump 2 has a first water pump 21 for discharging the cooling water from the storage tank 1 and a second water pump 22 connected to the output terminal of the electronic device for introducing the cooling water into the storage tank 1. Is made of.

상기 수온 감지부(4)는 상기 필터(3)의 출력단측에 장착된 제1수온 감지부 (41)와, 상기 밸브 구동부(5)의 출력단측에 장착된 제2수온 감지부(42)로 이루어지며, 이 발명의 실시예에 따른 상기 수온 감지부(4)는 전지적 파워 소자 및 온도에 민감한 반도체 소자의 동작 온도에 적합한 냉각수의 온도를 감지하도록 구성되어 있다.The water temperature detector 4 is a first water temperature detector 41 mounted at the output end side of the filter 3 and a second water temperature detector 42 mounted at the output end side of the valve driver 5. The water temperature detection unit 4 according to the embodiment of the present invention is configured to detect the temperature of the coolant suitable for the operating temperature of the battery power element and the temperature sensitive semiconductor element.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 냉각 장치의 작용은 다음과 같다.The action of the cooling apparatus of the electric vehicle according to the embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.

전기 자동차에 시동이 걸려 전원이 공급되면, 상기 제어부(10)는 수온 감지부 (4)에서 출력되는 신호를 감지하여 냉각수를 순환시킨다.When the electric vehicle is started and powered, the controller 10 detects a signal output from the water temperature detector 4 to circulate the coolant.

저장 탱크(1)안의 냉각수는 모터식 제1워터 펌프(21)에 의하여 필터(3)로 유입되고, 상기 필터(3)는 유입되는 냉각수의 불순물을 제거한 다음 각 전자 장치(6)로 공급한다.Cooling water in the storage tank (1) flows into the filter (3) by the motor-type first water pump (21), and the filter (3) removes impurities from the incoming cooling water and supplies it to each electronic device (6). .

상기 필터(3)는 냉각수의 흐름을 방해하거나 막히는 원인이 되는 불순물을 제거할 수 있는 구조로 형성되어 있으며, 상기 제1수온 감지부(41)는 필터(3)를 통하여 유출되는 냉각수의 온도를 감지하여 제어부(10)로 출력한다.The filter 3 is formed in a structure capable of removing impurities that may cause a blockage or blockage of the flow of the cooling water, and the first water temperature detector 41 adjusts the temperature of the cooling water flowing out through the filter 3. It detects and outputs to the control unit 10.

상기 제어부(10)는 제1수온 감지부(41)에서 출력되는 냉각수의 온도가 설정 온도 이하인 경우에는 제1밸브 구동부(51)를 구동시켜 냉각수를 각 전자 장치(6)로 공급한다.When the temperature of the coolant output from the first water temperature detector 41 is lower than or equal to the set temperature, the controller 10 drives the first valve driver 51 to supply the coolant to each electronic device 6.

상기 제1수온 감지부(41)에서 출력되는 냉각수의 온도가 설정 온도 보다 일정값 이하로 떨어지는 경우에는, 동절기 등 외부 온도에 의하여 냉각수의 온도가 급격하게 낮아진 상태로 판단하여, 냉각수를 임의로 일정 온도 상승시킨 다음 각 전자 장치(6)로 공급한다.When the temperature of the cooling water output from the first water temperature detection unit 41 falls below a predetermined value below a predetermined temperature, it is determined that the temperature of the cooling water is abruptly lowered by an external temperature such as winter, and the cooling water is arbitrarily fixed. It raises and supplies it to each electronic device 6.

즉, 냉각수가 설정 온도가 일정값 이하 낮은 경우에는 제1밸브 구동부(51)를 구동시키지 않고, 제2밸브 구동부(52)를 구동시켜 냉각수를 각 전자 장치(6)로 공급한다.That is, when the coolant is lower than the predetermined temperature, the second valve driver 52 is driven without supplying the coolant to each electronic device 6 without driving the first valve driver 51.

제2밸브 구동부(52)가 구동되는 경우에는 필터(3)를 통과한 냉각수가 히터()로 유입되어 일정 온도로 상승된 다음 각 전자 장치(6)로 공급된다.When the second valve driving unit 52 is driven, the coolant passing through the filter 3 flows into the heater and rises to a predetermined temperature, and then is supplied to each electronic device 6.

상기와 같이 제1 밸브 구동부(51) 또는 제2밸브 구동부(52)를 통하여 유출된 냉각수는 첨부한 제1도에 도시되어 있듯이 배터리 트레이(61)와 GCU(Generater Control Unit)(62)와 인버터(63) 등으로 유입되어 과열된 전자 장치(6)를 냉각시킨다.As described above, the coolant flowing out through the first valve driving unit 51 or the second valve driving unit 52 is connected to the battery tray 61, the generator control unit (GCU) 62, and the inverter as shown in FIG. 1. The electronic device 6 that has flowed into the 63 or the like and is overheated is cooled.

상기 다수의 전자 장치(6)로 유입되어 냉각 작용을 수행한 냉각수는 라디에이터 (9)를 통하여 방열된 다음 다시 저장 탱크(1)로 유입된다.The cooling water introduced into the plurality of electronic devices 6 and performing the cooling action is radiated through the radiator 9 and then flowed back into the storage tank 1.

이 때 냉각 작용에 따라 냉각수의 온도는 설정 온도 이상으로 상승된 상태이다.At this time, the cooling water has risen above the set temperature due to the cooling action.

상기 압력 감지부(7)는 다수의 전자 장치(6)로부터 유출되는 냉각수의 흐름에 따라 압력을 감지하여 그에 해당하는 전지적인 신호를 제어부(10)로 출력하고, 상기 제어부(10)는 감지되는 냉각수의 흐름에 따른 압력이 설정 압력 이상인 경우에는 냉각수의 흐름이 원활하게 이루어지도록 바이패스부(8)를 구동시켜 냉각수를 바이패스시킨다.The pressure sensing unit 7 detects a pressure according to the flow of the coolant flowing out of the plurality of electronic devices 6 and outputs a battery signal corresponding thereto to the controller 10, and the controller 10 detects the pressure. When the pressure according to the flow of the cooling water is more than the set pressure, the bypass unit 8 is driven to bypass the cooling water so that the cooling water flows smoothly.

인버터(63)에서 유출된 냉각수는 다시 제2워터 펌프(22)에 의하여 전기 자동차를 구동시키는 모터(64)로 유입되어 해당 냉각 작용을 수행한 다음 라이데이터()로 유입되고, 바이패스된 냉각수는 바로 라디에이터(9)로 유입된다.The coolant flowing out from the inverter 63 flows back into the motor 64 which drives the electric vehicle by the second water pump 22, performs the corresponding cooling operation, and then flows into the lydata (). Immediately flows into the radiator (9).

상기 라이데이터(9)로 유입된 냉각수는 라디에이터(9)의 방열 작용에 따라 다시 원래의 적정 온도로 낮아진 다음 저장 탱크(1)로 유입된다.The coolant introduced into the lydata 9 is lowered back to its original proper temperature according to the heat dissipation of the radiator 9 and then introduced into the storage tank 1.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 전기 자동차에 있어서, 다수 전자 장치의 과열을 방지하고 적당한 온도를 유지함으로써, 회로의 오동작 및 화재 발생을 방지할 수 있는 효과를 가지는 전기 자동차의 냉각 장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the electric vehicle cooling apparatus of the electric vehicle having the effect of preventing overheating of a plurality of electronic devices and maintaining a proper temperature, thereby preventing malfunction of the circuit and occurrence of fire. Can be provided.

Claims

Storage means for storing cooling water; A pump for flowing out the cooling water stored in the storage means or introducing the cooling water flowing out of each electronic device into the storage means; Water temperature sensing means for sensing a temperature of cooling water flowing out of the storage means; Pressure sensing means for sensing a pressure of cooling water flowing out of each electronic device; Control means for forming a flow path supplied to each electronic device according to the sensed temperature of the coolant, and outputting a plurality of control signals for bypassing the coolant according to the pressure of the coolant flowing out of the electronic device; Supply means which is driven in accordance with a control signal output from the control means and supplies cooling water to each electronic device; Heat dissipation means for dissipating the coolant flowing out of each electronic device and flowing it back into the storage means; And a bypass means for bypassing the cooling water flowing out from each electronic device and supplying it to the heat dissipation means.

The electric vehicle cooling apparatus according to claim 1, further comprising filter means for removing impurities of cooling water flowing out from said storage means.

2. The apparatus of claim 1, wherein the supply means comprises: first supply means for supplying cooling water flowing out of the storage means directly to each electronic device; And second supply means for heating the cooling water flowing out of said storage means to a predetermined temperature and then supplying it to each electronic device.

4. The control means according to claim 3, wherein the control means drives the first supply means when the temperature of the cooling water flowing out of the storage means is lower than or equal to a predetermined temperature, and when the temperature of the cooling water is lower than or equal to the predetermined temperature by a predetermined value. Cooling apparatus for an electric vehicle for driving the second supply means.

The electric vehicle cooling apparatus according to claim 1, wherein the control means drives the bypass means when the sensed pressure of the cooling water is equal to or greater than a set pressure.

According to claim 1, wherein the water temperature detection means, The first water temperature detection means for detecting the temperature of the cooling water flowing out of the filter means; And a second water temperature sensing means for sensing a temperature of the cooling water flowing out of the supply means.

The pump of claim 1, wherein the pump comprises: a first pump configured to discharge coolant from the storage means; A cooling device for an electric vehicle, comprising a second pump for discharging cooling water to the heat radiating means.

And a cooling fan is mounted on the heat dissipation means.