KR101250277B1 - 전기자동차의 배터리 온도 조절장치 - Google Patents

전기자동차의 배터리 온도 조절장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내 난방 성능을 유지하면서 배터리의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 전기자동차의 배터리 온도 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 하며,
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배터리 트레이와, 일측은 차량 실내와 연통됨과 아울러 타측은 상기 배터리 트레이의 일측에 연통되게 설치되어 실내 공기를 도입받아 상기 배터리 트레이로 공급하는 인렛덕트와, 일측은 상기 배터리 트레이의 타측에 연통되게 설치됨과 아울러 타측은 외부로 연통되게 설치되는 아웃렛 덕트와, 상기 덕트중 어느 하나에 설치되어 실내의 공기를 인렛덕트로 강제 흡입하여 배터리 트레이를 경유하여 아웃렛 덕트를 통해 외부로 배출되도록 하는 팬으로 이루어진 전기자동차의 배터리 온도 조절장치에 있어서, 상기 배터리 트레이의 내부 공간내의 공기를 가열하기 위해 가열하며, 전원 공급에 따라 작동되는 전열수단과; 상기 배터리 트레이내의 배터리의 온도가 소정치 이하일 경우에 상기 전열수단으로 전원을 공급하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
배터리, 온도, 조절, 피티씨, 히터

Description

전기자동차의 배터리 온도 조절장치{A BATTERY TEMPERATURE ARRANGING APPARATUS OF ELECTRIC VEHICLE}
도 1은 종래 기술에 의한 전기자동차의 배터리 온도 조절장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 전기자동차의 배터리 온도 조절장치의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 온도 조절장치의 제어 블럭도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 트렁크 룸
2 : 배터리
3 : 배터리 트레이
4 : 인렛덕트
5 : 아웃렛 덕트
6 : 팬
10 : 배터리 온도감지 센서
20 : 전열수단
30 : 제어부
본 발명은 전기자동차의 배터리 온도 조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내 난방 성능을 유지하면서 배터리의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 전기자동차의 배터리 온도 조절장치에 관한 것이다.
통상적으로 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차에는 차량 시동시 및 차량에 구비되어 있는 각종 전기장치에 전원을 공급하며, 차량의 구동원인 유도 전동기를 구동하기 위한 전원을 공급하는 것으로, 차량의 주행시 및 외부의 전원 충전 장치에 의해 재충전되는 대용량의 배터리가 장착된다.
이러한 배터리는 전기자동차에서 가장 중요한 구성 요소중 하나인 바, 배터리는 일정 온도를 유지하지 않으면 성능이나 효율이 떨어진다. 일반적으로 23℃~25℃ 정도로 유지될 때 최적의 성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다.
이와 같이, 배터리의 온도를 일정하게 조절하기 위한 종래 기술로는 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 트렁크룸(1)내에 배터리(2)가 수납된 함체 형성의 배터리 트레이(3)와, 일측은 차량 실내와 연통됨과 아울러 타측은 상기 배터리 트레이(3)의 일측에 연통되게 설치되어 실내 공기를 도입받아 상기 배터리 트레이(3)로 공급하는 인렛덕트(4)와, 일측은 상기 배터리 트레이(3)의 타측에 연통되게 설치됨과 아울러 타측은 상기 트렁크룸(1) 외부로 연통되게 설치되는 아웃렛 덕트(5)와, 상기 아웃렛 덕트(5)상에 설치되어 실내의 공기를 인렛덕트(4)로 강제 흡입하여 배 터리 트레이(3)를 경유하여 아웃렛 덕트(5)를 통해 트렁크룸(1)의 외부로 배출되도록 하는 팬(6)으로 이루어져 있다.
즉, 외기온이 높은 여름과 같은 혹서기의 경우, 배터리(2)의 온도를 일정하게 유지하기 위해서는 차량 에어컨을 가동시켜 차량 실내의 온도를 하강시킨 다음, 상기 팬(6)을 작동시키면, 실내의 차가운 공기는 인렛덕트(4)로 유입된 후, 배터리 트레이(3)의 내부 공간을 지나면서 배터리(2)의 온도를 적정 온도인 23℃~25℃가 되게 하강시킨 다음, 아웃렛 덕트(5)를 통해 외부로 배출되는 것이다.
반면에, 외기온이 낮은 겨울과 같은 혹한기의 경우, 배터리(2)의 온도를 일정하게 유지하기 위해서는 차량 히터를 가동시켜 차량 실내의 온도를 상승시킨 다음, 상기 팬(6)을 작동시키면, 실내의 따뜻한 공기는 인렛덕트(4)로 유입된 후, 배터리 트레이(3)의 내부 공간을 지나면서 배터리(2)의 온도를 적정 온도인 23℃~25℃가 되게 상승시킨 다음, 아웃렛 덕트(5)를 통해 외부로 배출되는 것이다.
상기와 같이 종래 배터리의 온도를 조절하는 장치는, 혹서기인 경우 에어컨을 가동한 후 상기 팬(6)을 가동하여 차량 실내 냉기로써 배터리를 적정 온도로 낮추어줄 수 있으며, 혹한기인 경우 히터를 가동한 후 상기 팬(6)을 가동하여 차량 실내 온기로써 배터리를 적정 온도로 상승시켜 줄 수 있다.
종래 배터리의 온도를 조절하는 장치에서는 혹서기인 경우 배터리의 온도를 조절하기 위해 실내 냉기중의 일부를 이용하더라도 차량 실내 냉방 공조에 큰 영향을 주지는 않으나, 혹한기인 경우 배터리의 온도를 조절하기 위해 실내 온기중의 일부를 이용하게 되면 배터리의 온도 상승에 사용된 열을 빼앗기기 때문에 차량 실 내 난방 공조에 큰 영향을 주어, 탑승자에게 성능이 우수한 난방 공조 환경을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 실내 난방 성능을 유지하면서 배터리의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 전기자동차의 배터리 온도 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배터리 트레이와, 일측은 차량 실내와 연통됨과 아울러 타측은 상기 배터리 트레이의 일측에 연통되게 설치되어 실내 공기를 도입받아 상기 배터리 트레이로 공급하는 인렛덕트와, 일측은 상기 배터리 트레이의 타측에 연통되게 설치됨과 아울러 타측은 외부로 연통되게 설치되는 아웃렛 덕트와, 상기 덕트중 어느 하나에 설치되어 실내의 공기를 인렛덕트로 강제 흡입하여 배터리 트레이를 경유하여 아웃렛 덕트를 통해 외부로 배출되도록 하는 팬으로 이루어진 전기자동차의 배터리 온도 조절장치에 있어서, 상기 배터리 트레이의 내부 공간내의 공기를 가열하기 위해 가열하며, 전원 공급에 따라 작동되는 전열수단과; 상기 배터리 트레이내의 배터리의 온도가 소정치 이하일 경우에 상기 전열수단으로 전원을 공급하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 전기자동차의 배터리 온도 조절장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 전기자동차의 배터리 온도 조절장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 온도 조절장치의 제어 블럭도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 배터리 트레이(3)와, 일측은 차량 실내와 연통됨과 아울러 타측은 상기 배터리 트레이(3)의 일측에 연통되게 설치되어 실내 공기를 도입받아 상기 배터리 트레이(3)로 공급하는 인렛덕트(4)와, 일측은 상기 배터리 트레이(3)의 타측에 연통되게 설치됨과 아울러 타측은 외부로 연통되게 설치되는 아웃렛 덕트(5)와, 상기 덕트(4)(5)중 어느 하나에 설치되어 실내의 공기를 인렛덕트(4)로 강제 흡입하여 배터리 트레이(3)를 경유하여 아웃렛 덕트(5)를 통해 외부로 배출되도록 하는 팬(6)으로 이루어진 전기자동차의 배터리 온도 조절장치에 있어서, 겨울철의 혹한기에 실내 난방열을 이용하지 않고 배터리의 온도를 적정하기 유지할 수 있도록 한 것으로, 그 구성은 상기 배터리 트레이(3)의 내부 공간내의 공기를 가열하기 위해 가열하며, 전원 공급에 따라 작동되는 전열수단(20)과, 상기 배터리 트레이(3)내의 배터리(2)의 온도가 소정치 이하일 경우에 상기 전열수단(20)으로 전원을 공급하는 제어부(30)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 배터리 트레이(3)는 배터리(2)가 수납 가능한 함체 형상으로 형성되며, 일례로 차량의 트렁크룸(1)내에 설치된다.
그리고, 상기 팬(6)은 상기 인렛덕트(4) 또는 아웃렛덕트(5)중 어느 하나에 설치할 수 있는 바, 본 발명의 실시예에서는 아웃렛 덕트(5)에만 설치하는 것으로 도시였다.
그리고, 상기 전열수단(20)으로는 그 일례로 전원공급에 의해 자체적으로 발 열되는 피티씨 히터를 사용할 수 있는 바, 이에 대한 구성은 통상적인 구성이어서, 상세한 구성 설명은 생략하기로 한다.
상기 전열수단(20)은 배터리(2)의 온도를 급속하게 상승시킬 수 있는 위치에 장착되는 것으로, 그 일례로는 상기 배터리(2)의 표면에 설치할 수 있고, 배터리 트레이(3)의 내면에 설치할 수 있으며, 상기 인렛덕트(4)의 내면에 설치할 수 있다.
그리고, 상기 전열수단(20)의 작동시, 상기 제어부(30)는 상기 팬(6)의 가동 정지 상태가 되도록 제어하게 된다.
한편, 상기 전열수단(20)은 차량에 기본적으로 마련된 외기온도센서(미도시)의 검출에 의해 외기온도가 소정치 이하인 경우라고 제어부(30)에서 판단될 때 즉 동절기인 경우와, 엔진 냉각수 온도감지센서(미도시)의 검출에 의해 소정 시간 냉각수가 일정 온도 이하인 경우라고 제어부(30)에서 판단되는 경우에 작동된다.
그리고, 상기 전열수단(20)은 배터리 트레이(3)내의 배터리의 온도를 감지하는 배터리 온도감지 센서(10)에 의해 검출된 배터리(2)의 온도가 소정치 이하일 때 작동되도록 할 수 있다.
상기 배터리 온도감지 센서(10)는 그 일례로 배터리 트레이(3)의 내벽면에 부착되어 배터리 주변의 온도를 감지하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전열수단(20)이 배터리(2)의 표면에 설치된 경우에는, 상기 제어 부(30)는 배터리 온도감지 센서(10)에 검출된 배터리(2)의 온도가 대략 23℃ 이하일 경우에 상기 전열수단(20)으로 전원을 공급하게 된다.
이렇게 되면, 전열수단(20)에서는 자체적으로 발열되며, 이 발열된 열에 의해 배터리 트레이(3)의 내부인 배터리(2)의 주변 공기의 온도는 상승하게 된다.
이후, 제어부(30)는 배터리 온도감지 센서(10)에서 검출된 신호를 계속적으로 전달받아 배터리(2)의 온도가 23℃~25℃ 정도가 되는 것으로 판단하게 되면, 전열수단(20)으로 공급되는 전원을 차단하게 된다.
즉, 상기 제어부(30)는 배터리 온도감지 센서(10)에서 검출된 배터리의 온도가 설정치 이하로 떨어지게 되면 전열수단(20)을 가동시키고, 설정치 이상인 경우에는 전열수단(20)의 가동을 정지시키도록 제어하게 된다.
이때, 상기 제어부(30)는 상기 전열수단(20)의 작동시, 상기 팬(6)의 가동 정지 상태가 되도록 제어하게 된다.
그 이유는 상기 팬(6)을 가동시키게 되면, 배터리 트레이(3)의 내부 데워진 공기는 아웃렛 덕트(5)를 통해 차량 외부로 강제 배기되기 때문에 배터리(2)의 온도를 적정하게 유지시킬 수 없게 된다.
그리고, 상기 팬(6)을 가동시키지 않게 되면, 차량 실내의 온기 역시 인렛 덕트(4)-->배터리 트레이(3)-->아웃렛 덕트(5)를 통해 차량 외부로 강제 배기되지 않게 되며, 이로 인해, 차량 실내 난방 공조를 하기 위한 온기를 배터리의 온도 상승에 필요한 열로 빼앗기지 않게 되어 탑승자에게 성능이 우수한 난방 공조 환경을 제공할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명은 전열수단(20)을 인렛덕트(4)의 내면에 설치할 수 있다고 설명하였는 바, 이 경우에는 차량 실내 난방 공조를 실시하는 경우에 실내 온기중의 일부가 차량 실내 공기압에 의해 자연스럽게 인렛덕트(4)로 일부 유입되는 과정에서 공기 유속이 발생하게 된다. 이 공기 유속으로 인해 인렛덕트(4)내에서 전열수단(20)에 의해 발생된 열이 배터리 트레이(3)로 유동하여 배터리(2)의 온도를 상승시켜 줄 수 있게 된다.
이와 같은 전열수단(20)을 인렛덕트(4)의 내면에 설치한 경우에도 상기 제어부(30)는 상기 팬(6)이 가동되지 않도록 제어를 하게 되는데, 이렇게 되면, 차량 실내의 온기중의 일부가 인렛 덕트(4)-->배터리 트레이(3)-->아웃렛 덕트(5)를 통해 차량 외부로 소량이 자연 배기되기는 되나, 탑승자에게 난방 공조 환경을 제공하는 데 큰 영향을 끼치지 않게 된다.
한편, 본 발명의 작용 설명에서는 난방 공조에 대해서만 설명하였는 바, 냉방 공조에 대해서는 종래와 동일하여 그 설명을 생략하기로 한다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 실내 난방 성능을 유지하면서 배터리의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 배터리 트레이(3)와, 일측은 차량 실내와 연통됨과 아울러 타측은 상기 배터리 트레이(3)의 일측에 연통되게 설치되어 실내 공기를 도입받아 상기 배터리 트레이(3)로 공급하는 인렛덕트(4)와, 일측은 상기 배터리 트레이(3)의 타측에 연통되게 설치됨과 아울러 타측은 외부로 연통되게 설치되는 아웃렛 덕트(5)와, 상기 덕트(4)(5)중 어느 하나에 설치되어 실내의 공기를 인렛덕트(4)로 강제 흡입하여 배터리 트레이(3)를 경유하여 아웃렛 덕트(5)를 통해 외부로 배출되도록 하는 팬(6)으로 이루어진 전기자동차의 배터리 온도 조절장치에 있어서,
    상기 배터리 트레이(3)의 내부 공간내의 공기를 가열하기 위해 가열하며, 전원 공급에 따라 작동되는 전열수단(20)과;
    상기 배터리 트레이(3)내의 배터리의 온도가 소정치 이하일 경우에 상기 전열수단(20)으로 전원을 공급하는 제어부(30)를 포함하여 이루어지며,
    상기 전열수단(20)은 상기 배터리 트레이(3)내의 배터리의 표면에 설치되고, 상기 전열수단(20)의 작동시, 상기 제어부(30)는 상기 팬(6)의 가동 정지 상태가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 온도 조절장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전열수단(20)은 상기 인렛덕트(4)의 내면에 설치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 온도 조절장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전열수단(20)은 배터리 트레이(3)내의 배터리의 온도를 감지하는 배터리 온도감지 센서(10)에 의해 검출된 배터리(2)의 온도가 소정치 이하일 때 작동되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 온도 조절장치.
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