KR100792915B1 - 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치 및 방법 - Google Patents

하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 전기 차량의 고전압 배터리의 발열을 이용하여 실내난방 성능을 보조하는 동시에 차가운 외기를 이용하여 고전압 배터리를 냉각시켜 냉각 성능을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 고전압 배터리와 차량의 실내쪽을 연결하는 제1덕트와, 고전압 배터리와 차량의 실외쪽을 연결하는 제2덕트와, 상기 제2덕트내에 장착되는 블로워모터를 포함하는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치에 있어서, 차량의 실내온도를 검출하는 실내온도 검출센서 및 차량의 외기온도를 검출하는 외기온도 검출센서와; 상기 실내온도 및 외기온도 검출센서의 신호를 수신하여 상기 블로워모터의 회전방향을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치 및 방법을 제공한다.
하이브리드, 전기 차량, 고전압 배터리, 배터리 냉각모드, 실내 난방모드

Description

하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치 및 방법{Device and method for cooling battery of HEV}
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 방법의 동작을 설명하는 순서도,
도 3은 종래의 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치를 나타내는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 고전압 배터리 12 : 제1덕트
14 : 제2덕트 16 : 블로워모터
18 : 실내온도 검출센서 20 : 외기온도 검출센서
22 : 제어부
본 발명은 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 전기 차량의 고전압 배터리의 발열을 이용하여 실내난방 성능을 보조하는 동시에 차가운 외기를 이용하여 고전압 배터리를 냉각시켜 냉각 성능을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치에 관한 것이다.
통상적으로 하이브리드 전기 차량은 가솔린 엔진에 전기 모터를 직결한 형태로 CVT(Continuously Variable Transmission)를 통해 바퀴에 동력을 전달하는 형태로 구성되어 있다.
또한, 하이브리드 전기 차량의 거동은 고전압 배터리의 전압에 의해 이루어지며, 주행상황에 대응하여 가솔린 엔진의 연비가 가장 높게 되도록 제어하고, 제동시와 감속시에 차량의 관성 에너지를 바퀴를 통해 전달 받아서 모터에 의한 전기에너지 회수로 배터리를 충전시킴으로서, 기존 가솔린 엔진에 비해 연비 향상을 이룰 수 있게 구성되어 있다.
상기 하이브리드 전기 차량의 고전압 배터리는 대개 트렁크내에 설치되며, 첨부한 도 3에 도시된 바와 같이 고전압 배터리를 냉각시킬 수 있는 별도의 냉각장치가 구비되어 있다.
종래의 고전압 배터리에 대한 냉각장치는 고전압 배터리(10)와 차량의 실내 쪽을 연결하는 제1덕트(12)와, 고전압 배터리(10)와 차량의 실외쪽을 연결하는 제2덕트(14)와, 상기 제2덕트(14)내에 장착되는 블로워모터(16)를 포함하여 구성되어 있다.
따라서, 상기 고전압 배터리(10)의 냉각을 위하여 블로워모터(16)를 작동시킴으로써, 실내공기가 제1덕트(12)를 통하여 고전압 배터리(10)쪽으로 배출되어 배터리(10)를 냉각시키게 되고, 고전압 배터리(10)를 냉각시킨 공기는 블로워모터(16)의 흡입력에 의하여 외기쪽으로 송풍되어진다.
그러나, 상기와 같은 종래의 고전압 배터리 냉각 장치를 다음과 같은 단점이 있다.
즉, 여름철과 같이 차실내의 공기가 고온일 경우, 고전압 배터리에 대한 충분한 냉각 효과를 얻을 수 없고, 겨울철에도 히터 가동으로 차량의 실내공기가 올라가는 상태이므로 고전압 배터리에 대한 충분한 냉각 효과를 얻을 수 없는 단점이 있으며, 오히려 겨울철에는 차가운 외기를 이용한 냉각이 효율적일 수 있다.
또한, 고전압 배터리의 발열을 이용하지 못하고 그대로 냉각시킴에 따라, 에너지 재사용에 대한 실효성이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 하이브리드 전기 차량의 고전압 배터리의 발열을 이용하여 실내난방 성능을 보조하는 동시에 차가운 외기를 이용하여 고전압 배터리를 냉각시켜 냉각 성능을 향상시킬 수 있도록 고전 압 배터리에서 발생되는 발열을 이용하여 겨울철 실내 난방을 할 수 있는 실내 난방모드 및 고전압 배터리에 대한 냉각모드를 갖는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일구현예는 고전압 배터리와 차량의 실내쪽을 연결하는 제1덕트와, 고전압 배터리와 차량의 실외쪽을 연결하는 제2덕트와, 상기 제2덕트내에 장착되는 블로워모터를 포함하는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치에 있어서, 차량의 실내온도를 검출하는 실내온도 검출센서 및 차량의 외기온도를 검출하는 외기온도 검출센서와; 상기 실내온도 및 외기온도 검출센서의 신호를 수신하여 상기 블로워모터의 회전방향을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는 차량의 실내온도 및 외기온도를 측정하는 단계와; 미리 설정된 실내온도가 측정된 실내온도보다 높고, 동시에 측정된 실내온도가 측정된 외기온도보다 높으면, 실내난방모드로 진입하는 단계와; 미리 설정된 실내온도가 측정된 실내온도보다 낮거나, 측정된 실내온도가 측정된 외기온도보다 낮으면, 배터리 냉각모드로 진입하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 방법을 제공한다.
바람직한 구현예로서, 상기 실내난방모드는 제어부에서 미리 설정된 실내온 도가 측정된 실내온도보다 높고, 동시에 측정된 실내온도가 측정된 외기온도보다 높음을 감지하는 단계와; 상기 제어부의 신호에 따라 블로워모터가 역방향으로 구동하는 단계와; 외기가 고전압 배터리쪽으로 유입되어 고전압 배터리의 냉각이 이루어지는 동시에 외기가 고전압 배터리의 발열로 가열됨과 함께 실내로 유입되어 실내의 난방이 이루어지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 구현예로서, 상기 배터리 냉각모드는 제어부에서 미리 설정된 실내온도가 측정된 실내온도보다 낮거나, 측정된 실내온도가 측정된 외기온도보다 낮음을 감지하는 단계와; 상기 제어부의 신호에 따라 블로워모터가 정방향으로 구동하는 단계와; 실내공기가 고전압 배터리쪽으로 배출되어 고전압 배터리에 대한 냉각이 이루어지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치를 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 방법의 동작을 설명하는 순서도이다.
전술한 바와 같이, 하이브리드 전기 차량의 고전압 배터리(10)는 트렁크내에 설치되어, 차량의 실내쪽과 제1덕트(12)로 연결되는 동시에 차량의 실외쪽과 제2덕트(14)로 연결되며, 제2덕트(14)내에는 블로워모터(16)가 장착되어 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 실내온도를 검출하는 실내온도 검출센서(18)를 실내에 설치하고, 차량의 외기온도를 검출하는 외기온도 검출센 서(20)를 차체 외부에 설치하며, 실내온도 및 외기온도 검출센서(18,20)를 상기 블로워모터(16)의 구동방향을 제어하는 제어부(22)에 신호 교환 가능하게 연결하게 된다.
상기 제어부(22)는 실내온도 및 외기온도에 따라 실내 난방모드 또는 배터리 냉각모드로 전환되도록 상기 블로워모터(16)의 구동방향을 정방향 또는 역방향으로 제어하게 된다.
여기서, 본 발명의 고전압 배터리 냉각 장치의 작동에 따른 실내 난방모드 및 배터리 냉각모드의 진입 방법을 설명하기로 한다.
1) 실내 난방모드(도 1a 참조)
실내 난방모드는 하이브리드 차량의 고전압 배터리(10)에서 발생되는 자체 발열을 재활용하여 실내 난방을 위한 보조에너지로 활용하고자 한 것이다.
먼저, 상기 실내온도 검출센서(18) 및 외기온도 검출센서(20)에서 차량의 실내온도 및 외기온도를 측정하여, 그 검출신호를 제어부(22)로 전송한다.
상기 제어부(22)의 연산 결과, 미리 설정된 실내온도(예를들어, 오토냉난방장치를 조작하여 운전자가 미리 설정한 온도)가 실내온도 검출센서(18)에서 측정된 실제 실내온도보다 높고, 동시에 측정된 실내온도가 상기 외기온도 검출센서(20)에서 측정된 외기온도보다 높으면, 실내 난방모드로 진입하게 된다.
상기 실내난방모드는 제어부(22)에서 블로워모터(16)에 역방향 구동신호를 보내게 되어 이루어지는 바, 블로워모터(16)의 역방향 구동으로 외기가 제2덕트(14)를 통하여 고전압 배터리(10)쪽으로 유입되는 동시에 연속해서 제1덕트(12) 를 통하여 실내로 유입된다.
따라서, 외기가 고전압 배터리(10)쪽으로 유입되어 고전압 배터리(10)의 냉각이 이루어지고, 연속해서 실내쪽으로 흐르게 되며, 실내로 흐르기 전에 외기가 고전압 배터리(10)의 발열로 가열됨과 함께 실내로 유입됨에 따라 실내의 난방이 이루어지게 된다.
이때, 실내로 유입된 외기는 뒷좌석에 대한 보조 난방 역할을 하게 된다.
2) 배터리 냉각모드(도 1b 참조)
먼저, 상기 실내온도 검출센서(18) 및 외기온도 검출센서(20)에서 차량의 실내온도 및 외기온도를 측정하여, 그 검출신호를 제어부(22)로 전송한다.
상기 제어부(22)의 연산 결과, 미리 설정된 실내온도가 상기 실내온도 검출센서(18)에서 측정된 실제 실내온도보다 낮거나, 또는 측정된 실내온도가 상기 외기온도 검출센서(20)에서 측정된 외기온도보다 낮으면, 배터리 냉각모드로 진입하게 된다.
상기 배터리 냉각모드는 상기 제어부(22)에서 블로워모터(16)에 정방향 구동신호를 보내게 되어 이루어지게 되며, 이에 실내공기가 블로워모터(16)의 흡입력에 의하여 고전압 배터리(10)쪽으로 배출되고, 실내공기에 의한 고전압 배터리(10)에 대한 냉각이 이루어지게 된다.
이와 같이, 기존에 그대로 버려지던 고전압 배터리의 발열을 이용하여, 하이브리드 차량의 운전 특성상 차량 정차시 엔진이 정지되어 발생하는 불리한 차량 난방성능을 보완할 수 있고, 또한 차가운 외기를 이용하여 배터리를 냉각하므로 냉각 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치 및 방법에 의하면, 고전압 배터리에서 발생되는 발열을 이용하여 겨울철 실내 난방을 할 수 있는 실내 난방모드 및 고전압 배터리에 대한 냉각모드를 구비함으로써, 하이브리드 전기 차량의 고전압 배터리의 발열을 이용하여 실내난방 성능을 보조할 수 있고, 차가운 외기를 이용하여 고전압 배터리를 냉각시켜 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 고전압 배터리와 차량의 실내쪽을 연결하는 제1덕트와, 고전압 배터리와 차량의 실외쪽을 연결하는 제2덕트와, 상기 제2덕트내에 장착되는 블로워모터를 포함하는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치에 있어서,
    차량의 실내온도를 검출하는 실내온도 검출센서와;
    차량의 외기온도를 검출하는 외기온도 검출센서와;
    상기 실내온도 및 외기온도 검출센서의 신호를 수신하여 상기 블로워모터의 회전방향을 제어하는 제어부;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 장치.
  2. 차량의 실내온도 및 외기온도를 측정하는 단계와;
    미리 설정된 실내온도가 측정된 실내온도보다 높고, 동시에 측정된 실내온도가 측정된 외기온도보다 높으면, 실내난방모드로 진입하는 단계와;
    미리 설정된 실내온도가 측정된 실내온도보다 낮거나, 측정된 실내온도가 측정된 외기온도보다 낮으면, 배터리 냉각모드로 진입하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 실내난방모드는:
    제어부에서 미리 설정된 실내온도가 측정된 실내온도보다 높고, 동시에 측정된 실내온도가 측정된 외기온도보다 높음을 감지하는 단계와;
    상기 제어부의 신호에 따라 블로워모터가 역방향으로 구동하는 단계와;
    외기가 고전압 배터리쪽으로 유입되어 고전압 배터리의 냉각이 이루어지는 동시에 고전압 배터리의 발열이 실내로 유입되어 실내의 난방이 이루어지는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 방법.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 배터리 냉각모드는:
    제어부에서 미리 설정된 실내온도가 측정된 실내온도보다 낮거나, 측정된 실내온도가 측정된 외기온도보다 낮음을 감지하는 단계와;
    상기 제어부의 신호에 따라 블로워모터가 정방향으로 구동하는 단계와;
    실내공기가 고전압 배터리쪽으로 배출되어 고전압 배터리에 대한 냉각이 이루어지는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량용 고전압 배터리 냉각 방법.
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