KR101438094B1 - Cooling and heating system for using battery cooling system of air conditioner of hybrid electric vehicles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 냉/난방시스템에 관한 것으로, 특히 배터리스택에서 발생되는 열을 이용하여 하이브리드차량의 초기 난방에 활용하도록 한 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 냉/난방시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling / heating system using a battery cooling system of a hybrid vehicle, and more particularly, to a cooling / heating system using a battery cooling system of a hybrid vehicle that utilizes heat generated in a battery stack for initial heating of a hybrid vehicle. .

본 발명은 트렁크(T)에 구비되어 배터리스택(B)이 장착되는 배터리케이스(10)와, 차실(R) 뒤쪽에 장착되어 실내 공기가 유입되는 공기유입부(20)와, 상기 배터리케이스(10)와 공기유입부(20) 사이에 형성된 유입덕트(30)와, 상기 배터리케이스(10)에 연통되어 배터리스택(B)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 배출덕트(40) 및, 상기 배출덕트(40)에 장착된 송풍팬(50)을 포함한 하이브리드차량의 배터리냉각시스템에 있어서, 상기 유입덕트(30)와 리어공조장치(60)에 연통된 리턴덕트(70)와, 상기 유입덕트(30)와 상기 리턴덕트(70)의 통로를 개폐하는 개폐수단과, 상기 차실(R)과 리턴덕트(70)의 온도를 각각 감지하는 온도감지수단 및, 상기 온도감지수단에서 차실(R)과 리턴덕트(70)에서 감지된 온도를 비교하여 차실(R)의 온도가 상기 리턴덕트(70)의 온도 보다 낮을 경우, 상기 유입덕트(30)의 통로를 닫고 동시에 상기 리턴덕트(70)의 통로를 열도록 상기 개폐수단을 제어하는 제어부(76)로 구성된 것을 특징으로 한다. 따라서, 배터리스택의 열원을 낭비하지 않고 초기 난방에 활용함으로써 하이브리드차량의 전체 공조효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.The present invention relates to a battery pack including a battery case 10 provided in a trunk T to which a battery stack B is mounted, an air inlet 20 installed at the rear of the vehicle R to receive room air, A discharge duct 40 communicating with the battery case 10 to discharge the heat generated in the battery stack B to the outside, A battery cooling system for a hybrid vehicle including a blowing fan (50) mounted on an exhaust duct (40), comprising: a return duct (70) communicated with the inlet duct (30) and the rear air conditioning apparatus (60) (R) and a return duct (70), and a temperature sensing means for sensing the temperature of the passenger compartment (R) and the return duct (70) And the temperature sensed by the return duct 70 is compared to determine that the temperature of the vehicle R is lower than the temperature of the return duct 70 , And a control unit (76) for controlling the opening / closing means to close the passage of the inlet duct (30) and simultaneously open the passage of the return duct (70). Therefore, the heat source of the battery stack can be utilized for the initial heating without waste, thereby improving the overall air conditioning efficiency of the hybrid vehicle.

하이브리드차량, 냉각시스템, 냉/난방, 배터리스택 Hybrid Vehicle, Cooling System, Air / Heater, Battery Stack

Description

하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 냉/난방시스템{Cooling and heating system for using battery cooling system of air conditioner of hybrid electric vehicles}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a cooling / heating system using a battery cooling system of a hybrid vehicle,

본 발명은 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 냉/난방시스템에 관한 것으로, 특히 배터리스택에서 발생되는 열을 이용하여 하이브리드차량의 초기 난방에 활용하거나 도록 한 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 냉/난방시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling / heating system using a battery cooling system of a hybrid vehicle. More particularly, the present invention relates to a cooling / heating system using a battery cooling system of a hybrid vehicle that utilizes heat generated in a battery stack for initial heating of a hybrid vehicle. ≪ / RTI >

일반적으로, 하이브리드차량은 동력원을 가솔린 또는 디젤로 구동되는 엔진과 보조 동력원으로 모터를 사용하고 있는 바, 저속전시에 배터리로부터 전원을 공급받아 작동되는 모터를 동력원으로 하여 주행되고, 일정 속도이상에서 동력원을 엔진으로 전환하여 주행하도록 되어 있다.Generally, a hybrid vehicle uses a motor as a power source as an engine driven by gasoline or diesel and a motor as an auxiliary power source. The hybrid vehicle travels with a motor driven by power supplied from a battery at a low speed, as a power source, To the engine.

하이브리드차량이 시장에 널리 보급되기 위해서는 소형화되면서 장시간 동안 사용할 있는 배터리를 개발하는 것이 중요하다. 또한, 상기 배터리는 특성상 장시 간 사용하면 표면 온도가 올라가고 수명이 단축되는 것이 불가피하므로 배터리의 온도를 낮추면서 효율적으로 사용할 수 있도록 관리하는 것이 중요하다. In order for hybrid vehicles to become widely available in the market, it is important to develop a battery that can be used for a long period of time with miniaturization. In addition, since the battery is inevitably increased in surface temperature and shortened in life time when used for a long period of time due to its characteristics, it is important to manage the battery so that it can be efficiently used while lowering the temperature of the battery.

종래 하이브리드차량의 배터리냉각시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 트렁크(T)에 장착되고 배터리스택(B)이 구비된 배터리케이스(100)와, 차실(R) 뒤쪽에 장착되어 실내 공기가 유입되는 공기유입부(110)와, 상기 배터리케이스(100)와 공기유입부(110) 사이에 형성된 유입덕트(120) 및 상기 배터리케이스(100)에 연통되어 배터리스택(B)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 배출덕트(130)로 구성되어 있다. 그리고, 상기 배출덕트(130)에는 송풍기(140)가 설치되어 차실의 공기를 강제적으로 송풍하여 외부로 배출시키도록 되어 있다. 1, a battery cooling system of a conventional hybrid vehicle includes a battery case 100 mounted on a trunk T and equipped with a battery stack B, An inlet duct 120 formed between the battery case 100 and the air inlet 110 and a heat exchanger 120 communicating with the battery case 100 to generate heat generated in the battery stack B, And an exhaust duct 130 for exhausting the exhaust gas to the outside. A ventilator 140 is installed in the exhaust duct 130 to forcibly blow air from the passenger compartment to the outside.

종래 하이브리드차량의 배터리냉각시스템은, 배터리스택(B)의 표면온도가 일정온도 이상으로 상승되면 송풍기(140)가 자동으로 작동되도록 설정되어, 차실의 공기가 공기유입부(110)를 통해서 유입되면서 배터리스택(B)을 냉각시킨 후, 배출덕트(130)를 통하여 외부로 빠져나가도록 되어 있다. 여기서, 배터리스택(B)의 표면온도에 따라 송풍기(140)의 입력값이 결정되도록 되어 있다.The battery cooling system of the conventional hybrid vehicle is configured such that when the surface temperature of the battery stack B rises above a predetermined temperature, the blower 140 is automatically set to operate so that the air in the vehicle room flows through the air inlet 110 The battery stack B is cooled, and then discharged through the discharge duct 130 to the outside. Here, the input value of the blower 140 is determined according to the surface temperature of the battery stack B.

그런데, 종래 하이브리드차량의 배터리냉각시스템은 배터리스택(B)으로부터 방출되는 온도가 대략 25℃ 이상에서는 작동되지만, 겨울철 등 기온이 낮을 경우, 실내온도가 낮고 외기온도가 낮기 때문에 작동되지 않게 된다. 또한, 종래 하이브리드차량의 배터리냉각시스템은 실내기온이 낮아서 난방이 필요할 경우에도 배터리스택(B)에서 발생되는 열을 활용하지 못하고 그대로 외부로 배출하도록 되어 있다. 즉 외기가 0℃ 이하에서는 차량이 30분 이상 주행하더라도 배터리냉각시스템이 작동되지 않고 배터리스택(B)에서 발생되는 열이 외부로 그대로 빠져나감으로써 차량에서 발생되는 열원을 효율적으로 활용하지 못하는 문제점이 있었다. However, the battery cooling system of the conventional hybrid vehicle is operated at a temperature of about 25 DEG C or higher, which is emitted from the battery stack B. However, when the air temperature is low in winter, the indoor temperature is low and the outside temperature is low. Also, the battery cooling system of the hybrid vehicle in the related art is designed to discharge the heat to the outside without utilizing the heat generated in the battery stack B even when the indoor temperature is low and heating is required. That is, when the outside air temperature is below 0 ° C, the battery cooling system is not operated even if the vehicle travels for 30 minutes or more, and the heat generated in the battery stack B is externally discharged, there was.

이에 본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 배터리에서 발생되는 열원을 낭비하지 않고 공조장치의 난방으로 활용할 수 있는 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 냉/난방시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cooling / heating system using a battery cooling system of a hybrid vehicle, which can utilize a heat source generated from a battery as a heating of an air conditioning apparatus without waste .

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 트렁크에 구비되어 배터리스택이 장착되는 배터리케이스와, 차실 뒤쪽에 장착되어 실내 공기가 유입되는 공기유입부와, 상기 배터리케이스와 공기유입부 사이에 형성된 유입덕트와, 상기 배터리케이스에 연통되어 배터리스택에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 배출덕트 및, 상기 배출덕트에 장착된 송풍팬을 포함한 하이브리드차량의 배터리냉각시스템에 있어서, 상기 유입덕트와 리어공조장치에 연통된 리턴덕트와, 상기 유입덕트와 상기 리턴덕트의 통로를 개폐하는 개폐수단과, 상기 차실과 리턴덕트의 온도를 각각 감지하는 온도감지수단 및, 상기 온도감지수단에서 차실과 리턴덕트에서 감지된 온도를 비교하여 차실의 온도가 상기 리턴덕트의 온도 보다 낮을 경우, 상기 유입덕트의 통로를 닫고 동시에 상기 리턴덕트의 통로를 열도록 상기 개폐수단을 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an air conditioner comprising: a battery case provided in a trunk and having a battery stack mounted thereon; an air inflow portion installed at a rear side of the vehicle to receive room air; A battery cooling system of a hybrid vehicle including a duct, a discharge duct communicating with the battery case to discharge heat generated in the battery stack to the outside, and a blowing fan mounted on the discharge duct, A temperature sensing means for sensing the temperature of the vehicle room and a return duct, respectively, and a temperature sensor for sensing the temperature of the vehicle room and the return duct, respectively, And when the temperature of the passenger compartment is lower than the temperature of the return duct, the passage of the inlet duct is closed To open the passage of the return duct at the time characterized by consisting of a control unit for controlling the opening and closing means.

상기 제어부는 상기 온도감지수단에서 감지된 온도를 비교하여 차실의 온도가 상기 리턴덕트의 온도 보다 높은 경우, 상기 유입덕트와 리턴덕트의 통로를 모두 닫도록 상기 개폐수단을 제어하도록 되어 있다.The control unit compares the temperature sensed by the temperature sensing unit and controls the opening / closing unit to close both the inlet duct and the return duct when the temperature of the passenger compartment is higher than the temperature of the return duct.

상기 리어공조장치의 템프도어가 쿨링통로를 차단하는 위치로 설정하도록 되어 있다.And the tem- perature door of the rear air-conditioning unit is set to a position where the cooling passage is shut off.

본 발명에 따른 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 냉/난방시스템에 의하면, 배터리스택의 열원을 낭비하지 않고 초기 난방에 활용함으로써 전체 공조효율을 향상시킬 수 있게 되게 된다.According to the cooling / heating system using the battery cooling system of the hybrid vehicle according to the present invention, the heat source of the battery stack can be utilized for the initial heating without waste, thereby improving the overall air conditioning efficiency.

또한, 냉방시스템과 냉/난방시스템을 선택적으로 작동시켜, 필요한 시점에 배터리스택을 좀 더 빨리 냉각시킴으로써 송풍기의 가동시간을 줄여서 소음을 줄일 수 있고, 송풍기의 수명을 연장할 수 있게 된다.In addition, by selectively operating the cooling system and the cooling / heating system, the battery stack can be cooled more quickly when needed, thereby reducing the operating time of the blower, thereby reducing noise and extending the life of the blower.

더욱이, 냉/난방시스템이 가동되지 않은 경우에는 외부의 통로가 차단됨으로 써 차실의 열손실과 외부소음을 차단할 수 있게 된다. Further, when the cooling / heating system is not operated, the external passage is cut off, so that heat loss and external noise of the passenger compartment can be blocked.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 난방시스템을 도시한 구성도이다.2 is a configuration diagram illustrating a heating system using a battery cooling system of a hybrid vehicle according to the present invention.

본 발명에 따른 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 난방시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 트렁크(T)에 구비되어 배터리스택(B)이 장착되는 배터리케이스(10)와, 차실(R) 뒤쪽에 장착되어 실내 공기가 유입되는 공기유입부(20)와, 상기 배터리케이스(10)와 공기유입부(20) 사이에 형성된 유입덕트(30)와, 상기 배터리케이스(10)에 연통되어 배터리스택(B)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 배출덕트(40) 및 상기 배출덕트(40)에 장착된 송풍팬(50)을 포함하고 있다. 그리고, 난방시스템을 이루는 구성은, 상기 유입덕트(30)와 리어공조장치(60)에 연통된 리턴덕트(70)와, 상기 유입덕트(30)와 상기 리턴덕트(70)의 통로를 개폐하는 개폐수단과, 상기 차실(R)과 리턴덕트(70)의 온도를 각각 감지하는 온도감지수단 및, 상기 개폐수단을 제어하는 제어부(76)를 포함한다.2, a heating system using a battery cooling system of a hybrid vehicle according to the present invention includes a battery case 10 provided in a trunk T to which a battery stack B is mounted, An inflow duct 30 formed between the battery case 10 and the air inlet 20 and connected to the battery case 10 so as to be connected to the battery case 10, A discharge duct 40 for discharging heat generated in the stack B to the outside, and a blowing fan 50 mounted to the discharge duct 40. The heating system includes a return duct 70 communicating with the inlet duct 30 and the rear air-conditioning unit 60, and a return duct 70 connected to the inlet duct 30 and the return duct 70, Temperature sensing means for sensing the temperature of the passenger compartment R and the return duct 70, respectively, and a control unit 76 for controlling the opening and closing means.

상기 배터리케이스(10)는 트렁크(T)에 구비되어 배터리스택(B)이 유동되지 않도록 장착되어 있다. 배터리케이스(10)는 배터리스택(B)에서 발생되는 열이 외부로 빠져나가도록 상기 유입덕트(30)와 배출덕트(40)와 연통되는 구조로 되어 있다. The battery case 10 is installed in the trunk T so that the battery stack B can not flow. The battery case 10 is structured to communicate with the inlet duct 30 and the outlet duct 40 so that heat generated in the battery stack B may escape to the outside.

상기 공기유입부(20)는 차실(R)에서 실내 공기가 유입되도록 형성되어 있고, 상기 유입덕트(30)와 연통되는 구조로 되어 있다.The air inlet 20 is formed to introduce indoor air into the car R and communicates with the inlet duct 30. [

상기 유입덕트(30)는 상기 배터리케이스(10)와 공기유입부(20)와 연통되어, 상기 공기유입부(20)를 통해서 들어오는 차실(R)의 내부공기를 상기 배터리케이스(10)로 안내하도록 되어 있다.The inflow duct 30 communicates with the battery case 10 and the air inflow portion 20 to guide the air inside the vehicle R through the air inflow portion 20 to the battery case 10 .

상기 배출덕트(40)는 상기 배터리케이스(10)와 연통되어 배터리스택(B)에서 발생되는 열원을 외부로 배출되도록 안내하는 역할을 한다. 그리고, 배출덕트(40)에는 배터리스택(B)에서 발생되는 열원을 강제로 송풍시키는 송풍팬(50)이 설치되어 있다. The discharge duct 40 communicates with the battery case 10 to guide the heat source generated in the battery stack B to the outside. A ventilation fan 50 for forcibly blowing a heat source generated in the battery stack B is installed in the ventilation duct 40.

상기 리어공조장치(60)는 차량의 뒷바퀴 커버위에 설치되도록 되어 있고, 외형을 이루는 공조케이스(61)의 한쪽에 송풍통로(62)가 형성되어 있고, 상기 송풍통로(62)에 송풍기(63)가 배치되어 외부공기 또는 실내공기를 선택 공급하도록 되어 있으며, 상기 송풍기(63) 뒤쪽에 증발기(64)와 히터코어(65)가 차례로 구비되어 있다. 그리고, 상기 증발기(64)와 히터코어(65) 사이에 템프도어(66)가 형성되어 쿨링통로(C)와 히팅통로(H)를 선택적으로 차단하도록 되어 있다. 또한, 상기 템프도어(66)에 의해 선택적으로 쿨링통로(C)와 히팅통로(H)를 통과한 냉풍 또는 온풍이 덕트출구(67)로 나가도록 되어 있다. 여기서, 덕트출구(67)는 도시하지 않았지만 분기되는 구조로 되어 있다.The rear air conditioning unit 60 is installed on the rear wheel cover of the vehicle and has a blowing passage 62 formed on one side of the air conditioning case 61. The blowing unit 63 is connected to the blowing passage 62, And an evaporator 64 and a heater core 65 are disposed in order behind the blower 63. The evaporator 64 and the heater core 65 are disposed on the rear side of the blower 63, A tempdoor 66 is formed between the evaporator 64 and the heater core 65 to selectively block the cooling passage C and the heating passage H. [ The cold or hot air passing through the cooling passage C and the heating passage H selectively flows to the duct outlet 67 by the TEMP door 66. Here, the duct outlet 67 has a structure that is not shown, but branched.

상기 리턴덕트(70)는 상기 유입덕트(30)와 리어공조장치(60)의 공조케이 스(61)에 연통되도록 되어 있다. 여기서, 리턴덕트(70)가 공조케이스(61)에 연통되는 부위는 증발기(64)가 구비된 앞쪽에 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 리턴덕트(70)는 배터리냉각시스템이 가동될 때, 리어공조장치(60)의 냉기를 유입덕트(30)로 유입되게 하여 배터리스택(B)을 보다 빨리 냉각시키는 역할을 한다. 반대로, 리턴덕트(70) 배터리냉각시스템이 가동되지 않을 때, 배터리스택(B)에서의 열원을 리어공조장치(60)로 안내하는 역할을 한다.The return duct 70 is connected to the air conditioning case 61 of the inlet duct 30 and the rear air-conditioning unit 60. It is preferable that a portion where the return duct 70 communicates with the air conditioning case 61 is formed on the front side where the evaporator 64 is provided. The return duct 70 serves to cool the battery stack B more quickly by allowing cool air of the rear air-conditioning unit 60 to flow into the inlet duct 30 when the battery cooling system is operated. On the contrary, when the return duct 70 does not operate the battery cooling system, it serves to guide the heat source in the battery stack B to the rear air-conditioning unit 60.

상기 개폐수단은 상기 유입덕트(30)의 통로를 선택적으로 차단하는 제1개폐도어(72)와, 상기 리턴덕트(70)의 통로를 선택적으로 차단하는 제2개폐도어(74)로 구성되어 있다. 상기 제1개폐도어(72)는 상기 유입덕트(30)의 통로를 선택적으로 차단하도록 되어 있고, 상기 제2개폐도어(74)는 상기 리턴덕트(70)의 통로를 선택적으로 차단하도록 되어 있다. 여기서, 상기 제2개폐도어(74)는 상기 리턴덕트(70) 내부의 임의의 지점에 설치되어 무방하다. 상기 제1개폐도어(72)와 제2개폐도어(74)는 제어부(76)에 의해 각각 제어되도록 되어 있다.The opening and closing means comprises a first opening and closing door 72 for selectively blocking the passage of the inlet duct 30 and a second opening and closing door 74 for selectively blocking the passage of the return duct 70 . The first opening and closing door 72 selectively blocks the passage of the inlet duct 30 and the second opening and closing door 74 selectively blocks the passage of the return duct 70. Here, the second opening / closing door 74 may be installed at an arbitrary point inside the return duct 70. The first opening / closing door 72 and the second opening / closing door 74 are controlled by a control unit 76, respectively.

상기 제어부(76)는 상기 온도감지수단에서 차실(R)과 리턴덕트(70)에서 감지된 온도를 비교하여 차실(R)의 온도가 상기 리턴덕트(70)의 온도 보다 낮을 경우, 상기 유입덕트(30)의 통로를 닫고 동시에 상기 리턴덕트(70)의 통로를 열도록 상기 개폐수단을 제어하도록 되어 있다.The control unit 76 compares the sensed temperatures of the vehicle R and the return duct 70 in the temperature sensing unit and when the temperature of the vehicle R is lower than the temperature of the return duct 70, Closing means for closing the passage of the return duct (30) and simultaneously opening the passage of the return duct (70).

즉 상기 온도감지수단에서 차실(R)과 리턴덕트(70)에서 감지된 온도를 비교하여 차실(R)의 온도가 상기 리턴덕트(70)의 온도 보다 낮을 경우, 상기 제어부(76)는 제1개폐도어(72)가 상기 유입덕트(30)의 통로를 닫도록 제어하고, 동시에 제2개폐도어(74)가 상기 리턴덕트(70)의 통로를 열도록 제어하도록 되어 있다. That is, when the temperature sensed by the temperature sensing means is compared with the temperature sensed by the vehicle R and the return duct 70, if the temperature of the vehicle R is lower than the temperature of the return duct 70, Closing door 72 closes the passage of the inlet duct 30 and at the same time controls the second opening and closing door 74 to open the passage of the return duct 70. [

반면, 상기 온도감지수단에서 감지된 온도를 비교하여 차실(R)의 온도가 상기 리턴덕트(70)의 온도 보다 높은 경우, 상기 제어부(76)는 상기 제1개폐도어(72)가 상기 유입덕트(30)의 통로를 닫도록 제어하고, 동시에 상기 제2개폐도어(74)가 상기 리턴덕트(70)의 통로를 닫도록 제어하도록 되어 있다. 차실(R)의 온도가 리턴덕트(70)의 온도보다 높은 경우 배터리스택(B) 쪽의 공기를 난방에 이용할 필요가 없고 오히려 차실(R) 내의 온기가 외부로 배출되어 난방 성능에 악영향을 미칠 우려가 있므로, 제1개폐도어(72)와 제2개폐도어(74)를 모두 닫아 차실(R)의 내부 공간이 외부와 차단되도록 한다On the other hand, when the temperature sensed by the temperature sensing means is compared and the temperature of the passenger compartment R is higher than the temperature of the return duct 70, the control unit 76 controls the first opening / closing door 72, Closing door of the return duct 70 is closed, and at the same time, the second opening / closing door 74 closes the passage of the return duct 70. When the temperature of the vehicle room R is higher than the temperature of the return duct 70, it is not necessary to use the air on the battery stack B side for heating, and rather the warmth in the vehicle room R is discharged to the outside, The first opening and closing door 72 and the second opening and closing door 74 are both closed so that the inner space of the vehicle R is blocked from the outside

상기 온도감지수단은 차실(R)의 온도를 감지하는 제1온도센서(78)와 리턴덕트(70)의 온도를 감지하는 제2온도센서(79)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 제1,2온도센서(78,79)를 차실(R)과 리턴덕트(70)에 설치한 이유는, 리턴덕트(70)에서 감지한 온도와 차실(R)의 온도와 비교하기 위함이다. 물론, 상기 제1,2온도센서(78,79)에서 감지된 온도를 비교하는 것은 제어부(76)에서 이루어지게 된다.The temperature sensing means includes a first temperature sensor 78 for sensing the temperature of the vehicle R and a second temperature sensor 79 for sensing the temperature of the return duct 70. The reason why the first and second temperature sensors 78 and 79 are installed in the vehicle R and the return duct 70 is to compare the temperature sensed by the return duct 70 with the temperature of the vehicle R It is for this reason. Of course, the control unit 76 compares the temperatures sensed by the first and second temperature sensors 78 and 79.

본 발명에 따른 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 난방시스템은, 아래의 표에 나타난 바와 같은 작동조건에서 작동되게 된다.The heating system using the battery cooling system of the hybrid vehicle according to the present invention is operated under the operating conditions as shown in the following table.

송풍기작동상태Blower operating state 템프도어 위치Tempdoor location BCS작동상태BCS operational status 제1개폐도어The first opening and closing door 제2개폐도어The second opening / closing door 효과effect 온On 맥스웜Max Worm 오프off 닫힘Closed 열림Open BCS 열원이 유입되어 실내난방The BCS heat source flows into the indoor heating

즉 본 발명에 따른 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 난방시스템은, 배터리냉각시스템(BSC)이 가동되지 않고, 탑승객이 리어공조장치(60)의 송풍기(63)를 작동한 경우이다. That is, the heating system using the battery cooling system of the hybrid vehicle according to the present invention is a case where the battery cooling system (BSC) is not activated and the passenger operates the blower 63 of the rear air-conditioning apparatus 60.

제어부(76)가 제1,2온도센서(78,79)에서 감지한 온도를 비교하여, 차실(R)의 온도가 리턴덕트(70)의 온도 보다 낮을 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 제어 부(76)가 통하여 유입덕트(30)의 통로를 닫도록 제1개폐도어(72)를 제어하고, 리턴덕트(70)의 통로를 열도록 제2개폐도어(74)를 제어한다. 이때, 템프도어(66)를 쿨링통로(C)가 차단된 상태로 되어 있고, 송풍팬(50)은 작동되지 않은 상태로 되어 있다. 이 경우, 배터리스택(B)에서 발생된 열을 리턴덕트(70)를 통하여 리어공조장치(60) 내부로 유입시켜 초기난방으로 활용하게 된다.The control unit 76 compares the temperatures detected by the first and second temperature sensors 78 and 79. When the temperature of the vehicle R is lower than the temperature of the return duct 70, The controller 76 controls the first opening and closing door 72 to close the passage of the inlet duct 30 and controls the second opening and closing door 74 to open the passage of the return duct 70. [ At this time, the cooling passage C is blocked from the tempo door 66, and the blowing fan 50 is not operated. In this case, the heat generated in the battery stack B is introduced into the rear air conditioning unit 60 through the return duct 70 to be utilized as initial heating.

즉 제1온도센서(78)에서 감지된 차실(R)의 온도가 제2온도센서(79)에서 감지된 리턴덕트(70)의 온도 보다 낮은 경우에만 제어부(76)에서 유입덕트(30)의 통로를 차단하도록 제1개폐도어(72)를 제어하고 리턴덕트(70)의 통로를 열도록 제2개폐도어(74)를 제어함으로써 난방시스템이 정상적으로 가동되게 되는 것이다.That is, only when the temperature of the passenger compartment R sensed by the first temperature sensor 78 is lower than the temperature of the return duct 70 sensed by the second temperature sensor 79, The heating system is normally operated by controlling the first opening / closing door 72 to block the passage and controlling the second opening / closing door 74 to open the passage of the return duct 70.

한편, 본 발명에 따른 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 냉각시스템은 아래의 표에 나타난 바와 같이 크게 3종류의 작동조건으로 분류할 수 있다.Meanwhile, the cooling system using the battery cooling system of the hybrid vehicle according to the present invention can be classified into three types of operating conditions as shown in the following table.

송풍기작동상태Blower operating state 템프도어위치Tempdoor location BCS작동상태BCS operational status 제1개폐도어The first opening and closing door 제2개폐도어The second opening / closing door 효과effect 온On 위치무관Location 온On 열림Open 닫힘Closed 실내공기를 통하여 배터리스택을 냉각시킴Cooling the battery stack through the room air 오프off 맥스쿨Mac School 온On 열림Open 열림Open 배터리스택의 급냉각으로 송풍기작동시간을 줄임Rapid cooling of battery stack reduces blower run time 오프off 위치무관Location 오프off 닫힘Closed 닫힘Closed 룸과 외부를 차단하여, 열손실을 차단함Blocks room and outside to prevent heat loss

본 발명에 따른 냉방시스템은 배터리냉각시스템(BCS)이 가동될 경우와 가동되지 않은 경우로 나눌 수 있고, 그 경우에 따라 탑승자가 리어공조장치(60)의 송풍기(63)를 작동여부에 따라 제어부(76)가 리턴덕트(70)의 통로를 선택적으로 차단 하도록 제2개폐도어(74)를 제어하도록 되어있다.The cooling system according to the present invention can be divided into a case where the battery cooling system (BCS) is operated and a case where the battery cooling system (BCS) is not operated. In this case, according to whether the passenger operates the blower 63 of the rear air- (76) controls the second opening / closing door (74) so as to selectively block the passage of the return duct (70).

그리고, 배터리냉각시스템(BCS)은 배터리스택(B)이 일정온도가 올라가면 자동으로 가동되게 되고, 배터리냉각시스템(BCS)이 가동될 경우 제1개폐도어(72)는 제어부(76)에서 자동으로 열리도록 되어 있다. The battery cooling system BCS is automatically activated when the battery stack B reaches a predetermined temperature. When the battery cooling system BCS is activated, the first opening / closing door 72 is automatically operated by the control unit 76 To be opened.

첫 번째의 경우는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 배터리냉각시스템(BSC)이 가동되고 탑승자가 상기 리어공조장치(60)의 송풍기(63)를 작동시킬 때이다. 이때 제어부(76)는 리턴덕트(70)의 통로를 닫도록 제2개폐도어(74)를 제어하도록 되어 있다.In the first case, as shown in FIG. 4A, the battery cooling system (BSC) is activated and the passenger operates the blower 63 of the rear air-conditioning apparatus 60. At this time, the controller 76 controls the second opening / closing door 74 to close the passage of the return duct 70.

두 번째의 경우는, 도 4b와 같이 첫 번째의 경우에서 탑승자가 리어공조장치(60)의 송풍기(63)를 작동해제할 때이다. 이때, 제어부(76)는 리턴덕트(70)의 통로를 열도록 제2개폐도어(74)를 제어하도록 되어 있다.In the second case, as shown in FIG. 4B, it is the case that the occupant releases the blower 63 of the rear air-conditioning apparatus 60 in the first case. At this time, the control unit 76 controls the second opening / closing door 74 to open the passage of the return duct 70.

세 번째의 경우는, 도 4c와 같이 배터리냉각시스템(BSC)이 가동되지 않고 탑승자가 리어공조장치(60)의 송풍기(63)를 작동시키지 않을 때이다. 이때, 제어부(76)는 리턴덕트(70)의 통로를 닫도록 제어하도록 되어 있다.The third case is when the battery cooling system BSC is not activated and the occupant does not operate the blower 63 of the rear air-conditioning apparatus 60 as shown in FIG. 4C. At this time, the control unit 76 controls the passage of the return duct 70 to be closed.

이하, 본 발명에 따른 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 냉방시스템의 작동과정을 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한다. Hereinafter, the operation of the cooling system using the battery cooling system of the hybrid vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3C.

먼저, 배터리냉각시스템(BSC)이 가동되고 탑승자가 리어공조장치(60)의 송풍기(63)를 작동시킬 경우에는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제어부(76)가 유입덕 트(30)의 통로를 열도록 제1개폐도어(72)를 제어하고 리턴덕트(70)의 통로를 닫도록 제2개폐도어(74)를 제어한다. 이때, 템프도어(66)는 위치에 무관하게 배치될 수 있다.First, when the battery cooling system BSC is operated and the passenger operates the blower 63 of the rear air-conditioning unit 60, the control unit 76 controls the blower 63 of the inlet duct 30 And controls the first opening / closing door 72 so as to open the passage and controls the second opening / closing door 74 so as to close the passage of the return duct 70. At this time, the tempo door 66 can be disposed independently of the position.

결국, 이 경우에서는 차실(R)의 공기를 송풍팬(50)으로써 강제 송풍하여 배터리스택(B)을 냉각시킬 수 있게 되는 것이다. 물론, 난방시스템은 전혀 가동되지 않은 상태에 있게 된다.As a result, in this case, the air in the compartment R is forcibly blown by the blowing fan 50, so that the battery stack B can be cooled. Of course, the heating system is not in operation at all.

다음으로, 배터리냉각시스템(BSC)이 가동되고 탑승자가 가동한 리어공조장치(60)의 송풍기(63)를 작동해제한 경우(처음부터 송풍기를 가동하지 않은 경우도 포함)에는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제어부(76)가 유입덕트(30)의 통로와 리턴덕트(70)의 통로를 모두 열도록 제1개폐도어(72)와 제2개폐도어(74)를 제어한다. 이때, 템프도어(66)는 히팅통로(H)가 차단되게 조정되는 것이 바람직하다.Next, when the battery cooling system BSC is operated and the blower 63 of the rear air-conditioning unit 60 in which the occupant is operated is released (including the case where the blower is not operated from the beginning) The control unit 76 controls the first opening and closing door 72 and the second opening and closing door 74 to open both the passageway of the inlet duct 30 and the passageway of the return duct 70. [ At this time, it is preferable that the tempdoor 66 is adjusted so that the heating passage H is blocked.

결국, 이 경우에서는 차실(R)의 내기와 리어공조장치(60)의 내기를 송풍팬(50)으로써 강제 송풍하여 배터리스택(B)을 빨리 냉각시킬 수 있게 되고, 배터리스택(B)을 냉각시키기 위하여 송풍팬(50)의 가동시간을 줄여서 소음을 줄일 수 있게 되는 것이다. 물론, 난방시스템은 전혀 가동되지 않은 상태에 있게 된다.As a result, in this case, the inside of the vehicle room R and the inside of the rear air-conditioning unit 60 are forcibly blown by the blowing fan 50 so that the battery stack B can be cooled quickly, The operation time of the blowing fan 50 is reduced to reduce noise. Of course, the heating system is not in operation at all.

마지막으로, 배터리냉각시스템(BSC)이 가동되지 않고 탑승자가 리어공조장치(60)의 송풍기(63)를 작동시키지 않은 경우에는, 도 3c에 도시된 바와 같이, 제어부(76)가 유입덕트(30)의 통로와 리턴덕트(70)의 통로를 모두 닫도록 제1개폐도 어(72)와 제2개폐도어(74)를 제어한다. 이때, 템프도어(66)는 위치에 무관하게 배치될 수 있다.3C, when the battery cooling system BSC is not activated and the passenger does not operate the blower 63 of the rear air-conditioning apparatus 60, Closing door 72 and the second opening / closing door 74 so as to close both the passage of the return duct 70 and the passage of the return duct 70. At this time, the tempo door 66 can be disposed independently of the position.

결국, 이 경우에서는 차실(R)과 외부의 통로가 차단됨으로써 차실(R)의 열손실과 외부소음을 차단할 수 있게 되는 것이다. 이 경우에서는, 배터리냉각시스템과 난방시스템이 모두 가동되지 않은 상태로 있게 된다.As a result, in this case, since the passenger compartment R and the outside passages are blocked, heat loss and external noise of the passenger compartment R can be blocked. In this case, both the battery cooling system and the heating system are not activated.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 배터리스택(B)의 열원을 낭비하지 않고 초기 난방에 활용함으로써 전체 공조효율을 향상시킬 수 있게 되게 된다. 또한, 배터리냉각시스템과 난방시스템을 선택적으로 작동시켜, 배터리스택(B)을 빨리 냉각시킴으로써 송풍팬(50)을 동작시키는 시점을 지연함과 더불어 가동시간을 줄여 송풍기의 소음을 줄일 수 있게 된다.According to the configuration of the present invention, the heat source of the battery stack B can be utilized for the initial heating without waste, thereby improving the overall air conditioning efficiency. In addition, by selectively operating the battery cooling system and the heating system, the battery stack B is cooled quickly, thereby delaying the time for operating the blowing fan 50, and reducing the operation time, thereby reducing the noise of the blower.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에서 기재된 범주내에서 변경할 수 있다. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, have.

도 1은 종래 하이브리드차량의 배터리냉각시스템이 도시된 구성도,1 is a configuration diagram showing a battery cooling system of a conventional hybrid vehicle,

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 난방시스템을 도시한 구성도,FIG. 2 is a view showing a heating system using a battery cooling system of a hybrid vehicle according to the present invention. FIG.

도 3은 본 발명에 따른 배터리냉각시스템을 이용한 난방시스템의 작동상태도,FIG. 3 is an operational state diagram of a heating system using a battery cooling system according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 배터리냉각시스템을 이용한 냉방시스템의 작동상태도로서,4 is an operational state diagram of a cooling system using a battery cooling system according to the present invention,

(a)는 배터리냉각시스템이 가동되고, 리어공조장치의 송풍기가 작동될 경우의 상태도,(a) shows a state in which the battery cooling system is operated and the blower of the rear air-conditioning apparatus is operated,

(b)는 배터리냉각시스템이 가동되고, 리어공조장치의 송풍기가 작동되지 않은 경우의 상태도,(b) shows a state in which the battery cooling system is operated and the blower of the rear air-conditioning apparatus is not operated,

(c)는 배터리냉각시스템이 가동되지 않고, 리어공조장치의 송풍기가 작동되지 않은 경우의 상태도이다.(c) shows a state in which the battery cooling system is not operated and the blower of the rear air-conditioning apparatus is not operated.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

10 : 배터리케이스 20 : 공기유입부10: battery case 20: air inlet

30 : 유입덕트 40 : 배출덕트30: inlet duct 40: exhaust duct

50 : 송풍팬 60 : 리어공조장치50: blower fan 60: rear air conditioning unit

61 : 공조케이스 62 : 송풍통로61: air conditioning case 62: ventilation passage

63 : 송풍기 64 : 증발기63: blower 64: evaporator

65 : 히터코어 66 : 템프도어65: Heater core 66: Temp door

67 : 덕트출구 70 : 리턴덕트67: Duct outlet 70: Return duct

72 : 제1개폐도어 74 : 제2개폐도어72: first opening / closing door 74: second opening / closing door

76 : 제어부 78,79 : 제1,2온도센서76: control unit 78, 79: first and second temperature sensors

B : 배터리스택 R : 차실B: Battery stack R:

T : 트렁크 T: Trunk

Claims (4)

트렁크(T)에 구비되어 배터리스택(B)이 장착되는 배터리케이스(10)와, 차실(R) 뒤쪽에 장착되어 실내 공기가 유입되는 공기유입부(20)와, 상기 배터리케이스(10)와 공기유입부(20) 사이에 형성되어 상기 공기유입부(20)를 통해 들어오는 차실(R) 내부의 공기를 상기 배터리케이스(10)로 안내하는 유입덕트(30)와, 상기 배터리케이스(10)에 연통되어 배터리스택(B)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 배출덕트(40) 및, 상기 배출덕트(40)에 장착되어 상기 배터리스택(B)에서 발생한 열을 상기 배출덕트(40)의 외부로 강제로 송풍시키는 송풍팬(50)을 포함한 하이브리드차량의 배터리냉각시스템(BSC)과,A battery case 10 mounted on a trunk T and on which a battery stack B is mounted, an air inflow portion 20 mounted on the rear side of the vehicle R and into which room air flows, An inflow duct 30 formed between the air inlet 20 and guiding the air inside the vehicle R through the air inlet 20 to the battery case 10, And an exhaust duct 40 connected to the exhaust duct 40 to discharge the heat generated in the battery stack B to the outside, A battery cooling system (BSC) of a hybrid vehicle including an air blowing fan (50) for forcibly blowing air to the outside, 상기 유입덕트(30)와 리어공조장치(60)에 연통되어 상기 리어공조장치(60)의 송풍기(63)가 가동됨에 따라 상기 유입덕트(30)를 통해 전달되는 배터리스택(B)의 열을 상기 리어공조장치(60)로 안내하기 위한 리턴덕트(70)와, 상기 유입덕트(30)와 상기 리턴덕트(70)의 통로를 개폐하는 개폐수단과, 상기 차실(R)과 리턴덕트(70)의 온도를 각각 감지하는 온도감지수단 및, 상기 배터리냉각시스템(BSC)이 가동되지 않고 상기 송풍기(63)가 작동되는 상태에서 상기 온도감지수단에서 차실(R)과 리턴덕트(70)에서 감지된 온도를 비교하여 차실(R)의 온도가 상기 리턴덕트(70)의 온도 보다 낮을 경우, 상기 유입덕트(30)의 통로를 닫고 동시에 상기 리턴덕트(70)의 통로를 열도록 상기 개폐수단을 제어하는 제어부(76)로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 난방시스템.The heat of the battery stack B that is communicated with the inlet duct 30 and the rear air conditioning apparatus 60 and is transmitted through the inlet duct 30 as the blower 63 of the rear air- An opening and closing means for opening and closing a passage between the inlet duct 30 and the return duct 70 and a return duct 70 for guiding to the rear air conditioning apparatus 60, And a temperature sensing means for sensing the temperature of the vehicle R and the return duct 70 from the temperature sensing means in a state where the battery cooling system BSC is not operated and the blower 63 is operated, The opening and closing means for opening and closing the passageway of the inlet duct 30 and the passageway of the return duct 70 when the temperature of the passenger compartment R is lower than the temperature of the return duct 70, And a control unit (76) for controlling the hybrid vehicle Heating system using the system. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제어부(76)는 상기 온도감지수단에서 감지된 온도를 비교하여 차실(R)의 온도가 상기 리턴덕트(70)의 온도 보다 높은 경우, 상기 유입덕트(30)와 리턴덕트(70)의 통로를 모두 닫도록 상기 개폐수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 난방시스템.The control unit 76 compares the temperature sensed by the temperature sensing unit and determines whether the temperature of the passenger compartment R is higher than the temperature of the return duct 70. When the temperature of the passenger compartment R is higher than the temperature of the return duct 70, And the control means controls the opening / closing means so as to close all of the plurality of battery compartments. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 리어공조장치(60)의 템프도어(66)가 쿨링통로(C)를 차단하는 위치로 설정하도록 된 것을 특징으로 하는 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 난방시스템.And the temperature door (66) of the rear air-conditioning unit (60) is set to a position for blocking the cooling passage (C). 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 개폐수단은 상기 유입덕트(30)의 통로를 선택적으로 차단하는 제1개폐도어(72)와, 상기 리턴덕트(70)의 통로를 선택적으로 차단하는 제2개폐도어(74)로 구성되고,The opening and closing means includes a first opening and closing door 72 for selectively blocking the passage of the inlet duct 30 and a second opening and closing door 74 for selectively blocking the passage of the return duct 70, 상기 제2개폐도어(74)는 상기 리턴덕트(70) 내부의 임의의 지점에 설치된 것을 특징으로 하는 하이브리드차량의 배터리냉각시스템을 이용한 난방시스템.And the second opening / closing door (74) is installed at an arbitrary point in the return duct (70).
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