KR100915296B1

KR100915296B1 - 연료전지 자동차의 냉각시스템

Info

Publication number: KR100915296B1
Application number: KR1020030008238A
Authority: KR
Inventors: 한인철; 박창호; 지용준; 김인갑; 조경석
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2009-09-03
Also published as: KR20040072244A

Abstract

본 발명은 전기자동차의 일종인 연료전지(Fuel Cell) 자동차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 자동차의 응축기를 효율적으로 냉각시키는 냉각시스템에 관한 것이다.

본 발명은 종래 내연기관 자동차의 냉각시스템보다 냉매 및 냉각수의 냉각이 효율적으로 이루어지도록 응축기와 연료전지 방열기가 서로 겹치지 않도록 설치하함으로써, 외기 공기가 응축기와 연료전지 방열기에 직접 작용하여 효율적인 냉각이 이루어지게 구성된 연료전지 자동차의 냉각시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

연료전지 자동차의 냉각시스템{A COOLING SYSTEM OF FUEL CELL VEHICLE}

근래에 들어 내연기관 자동차로부터 배출되는 배기가스로 인한 대기오염이 심각해짐에 따라 배기가스를 배출하지 않는 전기자동차가 각광을 받고 있다. 이러한 전기자동차는 전기에너지를 사용하여 전동기를 회전시켜 줌으로써 주행하게 되는데, 연료전지 자동차는 전기에너지의 전원으로서 연료전지를 장착한 전기자동차를 말한다.

도 1에 종래 내연기관 자동차의 공조장치용 응축기의 위치가 도시되어 있다.

도 1의 (a)는 종래의 내연기관 자동차 공조장치용 냉각시스템의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이고, 도 1의 (b)는 종래의 내연기관 자동차 공조장치용 냉각시스템에서의 응축기(Condenser)와 엔진 방열기(Radiator)의 위치를 나타내는 개략도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 내연기관 자동차 공조장치용 냉각시스템에 있어서, 응축기의 위치는 통상적으로 차량의 엔진 방열기의 앞부분에 장착되어 있다. 이는 상대적으로 고온을 방출하는 엔진 방열기보다 응축기를 앞에 위치하게 함으로써, 에어컨 작동시에 상대적으로 찬 외기의 공기로 압축기에 의해 압축된 고압의 증기 냉매를 액상의 냉매로 응축시키기 위한 것이다.

그러나, 연료전지 자동차의 에어컨 장치에 있어서, 응축기를 내연기관 자동차와 마찬가지로 엔진 방열기의 앞부분에 장착할 경우에 연료전지를 냉각하는데 문제가 발생한다. 통상적으로 연료전지를 냉각하는 냉각수의 온도는 80℃ 이하이고, 응축기를 통해 방열기 입구로 들어가는 공기의 온도는 60℃ 이상이 된다. 이러한 온도차이는 내연기관 자동차 공조장치의 냉각시스템에서의 온도 차이 보다 상당히 작기 때문에, 효율적으로 연료전지를 냉각시키는 것이 불가능하다는 문제가 있다.

또한, 응축기를 방열기 뒷부분에 장착하더라도, 방열기를 통과한 공기의 온도 역시 고온이기 때문에 응축기를 충분히 냉각시키기 어렵게 되어, 결국 에어컨 성능이 떨어지게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 응축기와 연료전지 방열기가 서로 겹치지 않도록 설치함으로써 냉각이 보다 효율적으로 이루어지는 연료전지 자동차의 냉각시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 연료전지 방열기와 응축기를 구비하는 연료전지 자동차의 냉각시스템에 있어서, 상기 연료전지 방열기는 차량의 전방부에 설치하고, 상기 응축기는 차량 전방부 외측에 배치하여, 차량 전방으로 유입되어 상기 연료전지 방열기를 통과하는 외기의 유로가 상기 응축기를 통과하지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다

삭제

또한, 상기 응축기는 차량의 정면에서 볼 때 상기 연료전지 방열기(10)의 후방 하측에 거리를 두고 배치되며, 상기 연료전지 방열기와 상기 응축기와의 사이에 설치되어 상기 연료전지 방열기를 통과하는 외기의 유로가 상기 응축기를 통과하지 않도록 배치된 안내벽을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 응축기는 후드의 아래쪽에 배치될 수 있다.

또한, 상기 응축기는, 차량 측면의 차체 통로를 통해 유입된 외기가 직접 상기 응축기를 통과하도록, 엔진룸 내 좌측면 또는 우측면 중 어느 일측면에 배치될 수 있다. 또, 상기 응축기(20)는, 차량 측면의 차체 통로를 통해 유입된 외기가 직접 상기 응축기(20)를 통과하도록, 엔진룸 내 좌측면 및 우측면에 모두 배치될 수도 있다.

또한, 상기 응축기는 차량의 바닥과 거리를 두고 배치될 수 있다.

본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템을 이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템의 일예에 따른 응축기 및 연료전지 방열기가 설치된 위치를 나타낸 평면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부의 우측에 설치되고, 그 뒤에 냉각팬(15)을 설치한다. 또한, 상기 연료전지 방열기(10)의 좌측에 응축기(20)를 나란히 설치하고, 그 뒤에 냉각팬(25)을 설치한다. 상기와 같이 연료전지 방열기(10)와 응축기(20)를 나란히 설치함으로써, 차량의 전방으로부터 유입된 외기가 직접 연료전지 방열기(10)와 응축기(20)를 각각 냉각시킬 수 있게 되므로 종래의 응축기 뒤에 방열기를 설치하는 냉각시스템에 비하여 효율적인 냉각이 이루어지게 된다.

한편, 연료전지 방열기(10)를 엔진룸 내 전방부의 좌측에 설치하고, 상기 연료전지 방열기(10)의 우측에 응축기(20)를 나란히 설치하는 것도 가능하다.

응축기(20)를 엔진룸 내 전방부에 설치하는 대신에, 응축기(20)를 엔진룸 내 측면에 설치하여 차체 통로를 통해 유입되는 외기가 상기 연료전지 방열기(10)를 거치지 않고 직접 응축기(20)를 통과하도록 할 수 있다. 응축기(20)는 용량에 따라 필요한 경우에는 엔진룸 내 양 측면에 모두 배치하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템의 일예에 따른 응축기 및 연료전지 방열기가 설치된 위치를 나타낸 측면도이다.

연료전지 방열기(10)는 종래와 같이 엔진룸 내 전방부에 설치하고, 차량의 정면에서 볼 때, 응축기(20)를 차량 전방 또는 중간 또는 후방의 바닥과 거리를 두고 수평하게 설치하는 것도 가능하다. 응축기(20)는 용량에 따라 복수개를 설치하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템의 또 다른 일예에 따른 응축기 및 연료전지 방열기가 설치된 위치를 나타낸 측면도이다.

연료전지 방열기(10)는 종래와 같이 엔진룸 내 전방부에 설치하고, 응축기(20)는 후드(30) 아래쪽에 설치하여, 외기가 직접 응축기(20)의 냉매를 냉각시키도록 할 수 있다.

또는, 응축기(20)는 연료전지 방열기(10)의 후방 하측에 거리를 두고 배치하고, 연료전지 방열기(10)와 응축기(20)와의 사이의 공간을 분리하도록 안내벽(40)을 설치함으로써, 연료전지 방열기(10)의 열교환 공간을 충분히 확보하고, 차량의 전방으로부터 유입되는 외기를 분리함으로써, 연료전지 방열기(10)를 통과하지 않은 외기가 직접 응축기(20)의 냉매를 냉각시킬 수 있도록 설치할 수도 있다.

상기 실시예에 있어서, 차량 공회전시 에어컨 작동을 위해서 냉각팬(25)을 응축기(20)의 뒤에 설치하여 냉매를 냉각시킬 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템을 사용하는 경우에는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

종래 내연기관 자동차의 냉각시스템보다 냉매 및 냉각수의 냉각이 보다 효율적으로 이루어지도록 응축기와 연료전지 방열기가 서로 겹치지 않도록 설치하거나 응축기의 설치위치를 연료전지 방열기와 나란하게 설치함으로써, 외기 공기가 각각의 응축기와 연료전지 방열기에 직접 작용하여 보다 효율적으로 냉각이 이루어지고, 이에 의해 연료전지의 냉각 성능 및 에어컨의 성능의 저하를 방지할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 종래의 내연기관 자동차 공조장치에서의 응축기의 위치를 나타내는 개략도이다.

<도면 부호의 간단한 설명>

10 ... 연료전지 방열기

15, 25 ... 냉각팬

20 ... 응축기

30 ... 후드(Hood)

40 ... 안내벽

Claims

연료전지 방열기(10)와 응축기(20)를 구비하는 연료전지 자동차의 냉각시스템에 있어서,

상기 연료전지 방열기(10)는 차량 전방부에 배치되고, 상기 응축기(20)는 차량 전방부 외측에 배치되어, 차량 전방으로 유입되어 상기 연료전지 방열기(10)를 통과하는 외기의 유로가 상기 응축기(20)를 통과하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,

상기 응축기(20)는 차량의 정면에서 볼 때 상기 연료전지 방열기(10)의 후방 하측에 거리를 두고 배치되며,

상기 연료전지 방열기(10)와 상기 응축기(20)와의 사이에 설치되어 상기 연료전지 방열기(10)를 통과하는 외기의 유로가 상기 응축기(20)를 통과하지 않도록 배치된 안내벽(40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,

상기 응축기(20)는 후드(30)의 아래쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,

상기 응축기(20)는, 차량 측면의 차체 통로를 통해 유입된 외기가 직접 상기 응축기(20)를 통과하도록, 엔진룸 내 좌측면 또는 우측면 중 어느 일측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,

상기 응축기(20)는, 차량 측면의 차체 통로를 통해 유입된 외기가 직접 상기 응축기(20)를 통과하도록, 엔진룸 내 좌측면 및 우측면에 모두 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,

상기 응축기(20)는 차량의 바닥과 거리를 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.