KR101510333B1 - 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101510333B1
KR101510333B1 KR20130107424A KR20130107424A KR101510333B1 KR 101510333 B1 KR101510333 B1 KR 101510333B1 KR 20130107424 A KR20130107424 A KR 20130107424A KR 20130107424 A KR20130107424 A KR 20130107424A KR 101510333 B1 KR101510333 B1 KR 101510333B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling water
electric power
vehicle
branch line
flow rate
Prior art date
Application number
KR20130107424A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150028931A (ko
Inventor
장용성
Original Assignee
현대자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR20130107424A priority Critical patent/KR101510333B1/ko
Publication of KR20150028931A publication Critical patent/KR20150028931A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101510333B1 publication Critical patent/KR101510333B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템이 개시된다. 개시된 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템은 냉각수 펌프를 통해 냉각수를 전기동력 부품들로 유동시키고, 냉각수를 라디에이터로 순환시키며 냉각하는 것으로서, 냉각수 펌프와 라디에이터를 연결하는 냉각수 순환라인에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인을 포함하되, 제1 분기라인에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군이 배치되고, 제2 분기라인에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군이 배치되며, 제1 및 제2 분기라인의 분기점에는 차속에 따라 제1 및 제2 분기라인으로 공급되는 유량을 조절하는 유량조절 밸브가 설치될 수 있다.

Description

연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법 {COOLING SYSTEM OF ELECTRIC COMPONENTS FOR FUEL CELL VEHICLE AND CONTROL METHOD OF THE SAME}
본 발명의 실시 예는 연료전지 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 차량에 채용되는 전기동력 부품들을 냉각수로서 냉각시킬 수 있는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 연료전지 시스템이 탑재된 차량에서는 연료로 사용되는 수소를 연료전지 스택에 공급하여 전기를 생산하며, 연료전지 스택에 의해 생산된 전기로 구동모터를 작동시켜 차량을 구동시킨다.
여기서, 연료전지 시스템은 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 연료전지 스택 내에서 전기 화학적으로 직접 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전시스템이다.
한편, 연료전지 차량에는 연료전지 스택을 냉각하기 위한 스택 냉각 시스템과, 차량의 주행을 위한 구동모터 및 제어기 등의 전기동력 부품들을 냉각하기 위한 전장 냉각 시스템을 구비하고 있다.
이 중에서 연료전지 차량의 전장 냉각 시스템은 기본적으로 전동펌프와 전장용 라디에이터를 구비하고 있다. 전장용 라디에이터는 차량 주행용 구동모터, 모터 제어기, 공기 블로워 제어기, 고전압/저전압 직류변환기, 정션박스 그리고 배터리 등에 구성되어 있는 냉각수 루트로부터 열교환되어 나온 냉각수를 냉각하는 역할을 수행하게 된다.
즉, 연료전지 차량의 전장 냉각 시스템은 전동펌프를 통해 냉각수를 전기동력 부품들의 냉각수 루트로 순환시켜 전기동력 부품들의 발열을 제거하고, 이러한 발열에 의해 데워진 냉각수를 전장용 라디에이터를 통해 냉각시킬 수 있다.
따라서, 연료전지 차량에 탑재된 전기동력 부품들은 전장 냉각 시스템에 의해 방열을 실시하여 보다 높은 출력과 온도에 대한 안정성을 지니게 되는 바, 이러한 전장 냉각 시스템은 전장 냉각 부품들의 구성 및 제어 방법에 따라 냉각 효율의 차이를 지니고 있다.
또한, 연료전지 차량의 전장 냉각 시스템은 전장용 라디에이터가 최소의 방열 성능에 맞추어 설계되기 때문에 전체 냉각 시스템의 사이즈 증대 및 냉각 성능의 저하로 인한 출력 제한을 야기시킬 수 있다.
더 나아가, 연료전지 차량의 전장 냉각 시스템은 냉각수의 온도에 따라 냉각수의 유량 만을 제어하여 냉각 성능을 확보하고 있기 때문에 효율적인 운전이 어렵고, 차량의 저속 시 전동펌프의 속도 증가로 인한 소음 및 진동으로 차량의 정숙성(편의성)에 불리하다는 문제점도 내포하고 있다.
본 발명의 실시 예들은 전기동력 부품들의 냉각 성능 및 전장용 라디에이터의 방열 성능을 더욱 향상시킬 수 있으며, 차량의 정숙성을 도모할 수 있도록 한 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템은, 냉각수 펌프를 통해 냉각수를 전기동력 부품들로 유동시키고, 냉각수를 라디에이터로 순환시키며 냉각하는 것으로서, 상기 냉각수 펌프와 라디에이터를 연결하는 냉각수 순환라인에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인을 포함하되, 상기 제1 분기라인에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군이 배치되고, 상기 제2 분기라인에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군이 배치되며, 상기 제1 및 제2 분기라인의 분기점에는 차속에 따라 상기 제1 및 제2 분기라인으로 공급되는 유량을 조절하는 유량조절 밸브가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템은, 차속 센서를 포함하는 차량 운행 검출수단으로부터 입력되는 신호를 비교 판단하여 상기 유량조절 밸브를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템은, 차량의 저속 구간에서 상기 유량조절 밸브를 통해 제1 분기라인 보다 제2 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템은, 차량의 고속 구간에서 상기 유량조절 밸브를 통해 제2 분기라인 보다 제1 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템에 있어서, 상기 유량조절 밸브는 3-웨이(3-way) 밸브로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템에 있어서, 상기 제1 전기동력 부품군은 구동모터 및 모터 제어기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템에 있어서, 상기 제2 전기동력 부품군은 고전압 및 저전압 직류변환기를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법은, 냉각수 펌프를 통해 냉각수를 전기동력 부품들로 유동시키고, 냉각수를 라디에이터로 순환시키며 냉각하는 것으로서, 상기 냉각수 펌프와 라디에이터를 연결하는 냉각수 순환라인에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인을 포함하되, 상기 제1 분기라인에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군이 배치되고, 상기 제2 분기라인에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군이 배치되는 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템을 제공하고, 차속 센서로서 차량의 속도를 감지하며, 차속이 기 설정된 기준 속도 이하의 저속인 것으로 판단되면, 유량조절 밸브에 전기적인 신호를 인가하고, 상기 유량조절 밸브를 통해 제1 분기라인 보다 제2 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법은, 차속이 기 설정된 기준 속도를 초과하는 고속인 것으로 판단되면, 유량조절 밸브에 전기적인 신호를 인가하고, 상기 유량조절 밸브를 통해 제2 분기라인 보다 제1 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군과, 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군으로 구분하여 전기동력 부품들의 레이아웃을 구성하고, 차속에 따라 제1 및 제2 전기동력 부품군으로 제공되는 냉각수의 유량을 유량조절 밸브를 통해 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 차속에 따라 제1 및 제2 전기동력 부품군으로 제공되는 냉각수의 유량을 제어함으로써 전체적인 냉각 시스템의 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있고, 전장용 라디에이터의 방열 성능을 개선할 수 있으며, 전체적인 냉각 시스템의 사이즈를 축소시킬 수 있고, 냉각수 펌프의 필요 속도를 낮출 수 있기 때문에 차량의 정숙성을 도모할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예가 적용되는 연료전지 차량은 연료와 산화제의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 생산하는 연료전지 시스템을 채용하며, 연료전지 시스템에서 생산된 전기 에너지로서 차량 구동을 위한 구동모터를 작동시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템(100)은 연료전지 차량에서 구동모터, 모터 제어기 및 각종 전력변환 장치 등의 각종 전기동력 부품들을 냉각하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템(100)은 냉각수 펌프(1)를 통해 냉각수를 전기동력 부품들의 냉각수 루트로 순환시키며 전기동력 부품들의 발열을 제거하고, 이러한 발열에 의해 데워진 냉각수를 전장용 라디에이터(3)를 통해 냉각시킬 수 있다.
여기서, 상기 냉각수 펌프(1)의 유입단은 전장용 라디에이터(3)의 유출단에 연결되고, 그 전장용 라디에이터(3)의 유입단과 냉각수 펌프(1)의 토출단은 냉각수 순환라인(5)을 통해 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템(100)은 전기동력 부품들의 냉각 성능 및 전장용 라디에이터(3)의 방열 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템(100)은 기본적으로 냉각수 펌프(1)와 전장용 라디에이터(3)를 연결하는 냉각수 순환라인(5)에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인(11, 12)을 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 분기라인(11, 12)은 냉각수 펌프(1)의 토출 측에서 냉각수 순환라인(5)으로부터 두 갈래로 분기될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 분기라인(11)에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군(21) 예컨대, 구동모터 및 모터 제어기(인버터) 등의 전기동력 부품들이 배치될 수 있다.
즉, 상기 제1 전기동력 부품군(21)은 차량의 저속 조건에서 발열량이 적고, 차량의 고속 조건에서 발열량이 증가한다.
그리고, 상기 제2 분기라인(12)에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군(22) 예컨대, 고전압 및 저전압 직류 변환기 등의 전기동력 부품들이 배치될 수 있다.
상기에서와 같은 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)의 부품들은 냉각수가 유동될 수 있는 냉각 유로를 형성하고 있다. 이러한 전기동력 부품들의 냉각 구조는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 그 구조의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
더 나아가 본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 분기라인(11, 12)의 분기점에는 차속에 따라 제1 및 제2 분기라인(11, 12)으로 공급되는 유량을 조절하기 위한 유량조절 밸브(30)가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 차속 센서(41)를 포함하는 차량 운행 검출수단(40)으로부터 입력되는 신호를 비교 판단하여 유량조절 밸브(30)를 제어하는 제어기(90)를 포함하고 있다.
이 경우, 상기 유량조절 밸브(30)는 3-웨이(3-way) 밸브(31)를 포함할 수 있다. 상기 3-웨이 밸브(31)는 전기적인 신호에 의해 작동하는 밸브체(도면에 도시되지 않음)의 회전 또는 상하 작동에 기인한 밸브 개폐 정도에 따라 냉각수 순환라인(5)을 따라 순환하며 제1 및 제2 분기라인(11, 12)으로 공급되는 유량을 실질적으로 가변시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
상기한 3-웨이 밸브(31)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 3-웨이 밸브로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 상기 3-웨이 밸브(31)는 차량의 저속 구간에서 제어기(90)에 의해 제어되어 제1 분기라인(11) 보다 제2 분기라인(12)으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있으며, 차량의 고속 구간에서는 제2 분기라인(12) 보다 제1 분기라인(11)으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템(100)의 제어 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서는 기본적으로 냉각수 펌프(1)의 구동으로서 냉각수를 냉각수 순환라인(5)에서 병렬로 분기된 제1 및 제2 분기라인(11, 12)을 통해 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)의 냉각 루트로 유동시키며, 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)의 발열을 제거하고, 이러한 발열에 의해 데워진 냉각수를 전장용 라디에이터(3)로 순환시키며 냉각할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)의 냉각 과정을 더욱 구체적으로 설명하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 차량 운행 검출수단(40)의 차속 센서(41)를 통해 차량의 속도를 감지하고(S11 단계), 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력한다.
그러면, 상기 제어기(90)는 차속 센서(41)로부터 입력되는 감지 신호를 비교 판단하여 차량의 속도가 기준 속도 이하의 저속 조건인지 그 기준 속도를 초과하는 고속 조건인지를 판단한다(S21 단계).
여기서, 상기한 차량의 기준 속도, 저속 조건 및 고속 조건은 차량의 엔진, 변속기 등의 구동 및 동력전달 사양에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 실시 예에서 어느 특정한 값으로 한정하지 않는다.
상기 S21 단계에서, 차속이 기준 속도 이하의 저속 조건인 것으로 판단되면, 제어기(90)는 유량조절 밸브(30)의 3-웨이 밸브(31)에 전기적인 제1 신호를 인가한다(S31 단계).
이에, 상기 3-웨이 밸브(31)는 회전 또는 상하 작동하는 밸브체(도면에 도시되지 않음)에 의해 제1 분기라인(11) 보다 제2 분기라인(12)으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공한다.
즉, 차량의 저속 조건에서는 상대적으로 제1 전기동력 부품군(21)의 발열량이 적고, 제2 전기동력 부품군(22)의 발열량이 크기 때문에, 제1 전기동력 부품군(21)이 배치된 제1 분기라인(11)으로 제공하는 냉각수의 유량(Q1) 보다 더 큰 유량(Q2)의 냉각수를 제2 전기동력 부품군(22)이 배치된 제2 분기라인(12)으로 제공한다(S41 단계).
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 차량의 저속 조건 시, 제1 전기동력 부품군(21)의 발열량이 제2 전기동력 부품군(22) 보다 상대적으로 적기 때문에, 제1 전기동력 부품군(21) 보다는 제2 전기동력 부품군(22)으로 더 많은 유량을 제공하여 전체적인 냉각 시스템의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 S21 단계에서 차속이 기준 속도를 초과하는 고속 조건인 것으로 판단되면, 제어기(90)는 유량조절 밸브(30)의 3-웨이 밸브(31)에 전기적인 제2 신호를 인가한다(S51 단계).
이에, 상기 3-웨이 밸브(31)는 회전 또는 상하 작동하는 밸브체(도면에 도시되지 않음)에 의해 제2 분기라인(12) 보다 제1 분기라인(11)으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공한다.
즉, 차량의 고속 조건에서는 제1 전기동력 부품군(21)의 발열량이 제2 전기동력 부품군(22)의 발열량 보다 상대적으로 크기 때문에, 제2 전기동력 부품군(22)이 배치된 제2 분기라인(12)으로 제공하는 냉각수의 유량(Q2) 보다 더 큰 유량(Q1)의 냉각수를 제1 전기동력 부품군(21)이 배치된 제1 분기라인(11)으로 제공한다(S61 단계).
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 차량의 고속 조건 시, 제1 전기동력 부품군(21)의 발열량이 제2 전기동력 부품군(22) 보다 상대적으로 크기 때문에, 제2 전기동력 부품군(22)으로 제공되는 냉각수의 유량을 줄이고, 제1 전기동력 부품군(21)으로 제공되는 냉각수의 유량을 증대시켜 전체적인 냉각 시스템의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법에 의하면, 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군(21)과, 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군(22)으로 구분하여 전기동력 부품들의 레이아웃을 구성하고, 차속에 따라 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)으로 제공되는 냉각수의 유량을 유량조절 밸브(30)를 통해 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 차속에 따라 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)으로 제공되는 냉각수의 유량을 제어함으로써 전체적인 냉각 시스템의 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있고, 전장용 라디에이터(3)의 방열 성능을 개선할 수 있으며, 전체적인 냉각 시스템의 사이즈를 축소시킬 수 있고, 냉각수 펌프(1)의 필요 속도를 낮출 수 있기 때문에 차량의 정숙성을 도모할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.
1... 냉각수 펌프 3... 전장용 라디에이터
5... 냉각수 순환라인 11... 제1 분기라인
12... 제2 분기라인 21... 제1 전기동력 부품군
22... 제2 전기동력 부품군 30... 유량조절 밸브
31... 3-way 밸브 40... 차량 운행 검출수단
41... 차속 센서 90... 제어기

Claims (9)

  1. 냉각수 펌프를 통해 냉각수를 전기동력 부품들로 유동시키고, 냉각수를 라디에이터로 순환시키며 냉각하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템으로서,
    상기 냉각수 펌프와 라디에이터를 연결하는 냉각수 순환라인에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인을 포함하되, 상기 제1 분기라인에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군이 배치되고, 상기 제2 분기라인에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군이 배치되며,
    상기 제1 및 제2 분기라인의 분기점에는 차속에 따라 상기 제1 및 제2 분기라인으로 공급되는 유량을 조절하는 유량조절 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    차속 센서를 포함하는 차량 운행 검출수단으로부터 입력되는 신호를 비교 판단하여 상기 유량조절 밸브를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    차량의 저속 구간에서 상기 유량조절 밸브를 통해 제1 분기라인 보다 제2 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    차량의 고속 구간에서 상기 유량조절 밸브를 통해 제2 분기라인 보다 제1 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 유량조절 밸브는 3-웨이(3-way) 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전기동력 부품군은 구동모터 및 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 전기동력 부품군은 고전압 및 저전압 직류변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.
  8. 냉각수 펌프를 통해 냉각수를 전기동력 부품들로 유동시키고, 냉각수를 라디에이터로 순환시키며 냉각하는 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법으로서,
    상기 냉각수 펌프와 라디에이터를 연결하는 냉각수 순환라인에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인을 포함하되, 상기 제1 분기라인에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군이 배치되고, 상기 제2 분기라인에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군이 배치되는 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템을 제공하고;
    차속 센서로서 차량의 속도를 감지하며;
    차속이 기 설정된 기준 속도 이하의 저속인 것으로 판단되면, 유량조절 밸브에 전기적인 신호를 인가하고;
    상기 유량조절 밸브를 통해 제1 분기라인 보다 제2 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    차속이 기 설정된 기준 속도를 초과하는 고속인 것으로 판단되면, 유량조절 밸브에 전기적인 신호를 인가하고,
    상기 유량조절 밸브를 통해 제2 분기라인 보다 제1 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법.
KR20130107424A 2013-09-06 2013-09-06 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법 KR101510333B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130107424A KR101510333B1 (ko) 2013-09-06 2013-09-06 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130107424A KR101510333B1 (ko) 2013-09-06 2013-09-06 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150028931A KR20150028931A (ko) 2015-03-17
KR101510333B1 true KR101510333B1 (ko) 2015-04-08

Family

ID=53023594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130107424A KR101510333B1 (ko) 2013-09-06 2013-09-06 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101510333B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3537578A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-11 Hamilton Sundstrand Corporation Variable speed constant frequency (vscf) generator system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225644A1 (de) 2015-12-17 2017-06-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Thermomanagementsystem für ein elektrisches Antriebssystem, vorzugsweise für ein Fahrzeug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005005040A (ja) 2003-06-10 2005-01-06 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池の冷却制御装置
KR20050089176A (ko) * 2004-03-04 2005-09-08 현대자동차주식회사 연료전지 자동차의 냉각시스템
JP2006002631A (ja) 2004-06-16 2006-01-05 Toyota Motor Corp 熱交換装置およびこれを搭載するハイブリッド車。
JP2006230143A (ja) 2005-02-18 2006-08-31 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池車両の冷却制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005005040A (ja) 2003-06-10 2005-01-06 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池の冷却制御装置
KR20050089176A (ko) * 2004-03-04 2005-09-08 현대자동차주식회사 연료전지 자동차의 냉각시스템
JP2006002631A (ja) 2004-06-16 2006-01-05 Toyota Motor Corp 熱交換装置およびこれを搭載するハイブリッド車。
JP2006230143A (ja) 2005-02-18 2006-08-31 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池車両の冷却制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3537578A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-11 Hamilton Sundstrand Corporation Variable speed constant frequency (vscf) generator system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150028931A (ko) 2015-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106328971B (zh) 一种氢能源有轨电车燃料电池的冷却系统
CN101855764B (zh) 用于机动车辆的燃料电池驱动系统
CN105196860B (zh) 一种温控式电动汽车冷却方法及系统
CN105196859A (zh) 一种混合动力汽车水泵系统及其控制方法
CN2894051Y (zh) 混合动力电动车电机冷却装置
CN105346367A (zh) 一种电动汽车冷却方法及系统
JP2008206345A (ja) 電力変換装置
RU2502614C1 (ru) Устройство управления силовой установкой
CN105398327B (zh) 电动汽车冷却控制系统
CN106207227A (zh) 用于车辆的冷却水控制的方法及系统
JP6611328B2 (ja) 燃料電池システム
JP2009029187A (ja) ハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置
KR101510333B1 (ko) 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법
JP2005117819A (ja) 電気車用電力変換装置
KR101550616B1 (ko) 차량용 냉각 시스템 및 제어 방법
KR102410516B1 (ko) 연료전지 차량의 냉각시스템 및 그 제어방법
JP2020133608A (ja) ハイブリッド車用の冷却システム
CN102624306A (zh) 冷却风扇系统及其控制装置
CN111413116B (zh) 电机控制器冷却故障检测系统及其方法
JP2014073746A (ja) ハイブリッド車の制御装置
CN203699690U (zh) 工程机械及其散热系统
CN103847503A (zh) 电动汽车冷却系统及电动汽车
KR100622735B1 (ko) 연료전지 자동차의 냉각시스템
JP6137452B2 (ja) 電動車両用冷却装置
KR101927158B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 그의 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190327

Year of fee payment: 5