KR101558663B1 - Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle - Google Patents

Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle Download PDF

Info

Publication number
KR101558663B1
KR101558663B1 KR1020130120897A KR20130120897A KR101558663B1 KR 101558663 B1 KR101558663 B1 KR 101558663B1 KR 1020130120897 A KR1020130120897 A KR 1020130120897A KR 20130120897 A KR20130120897 A KR 20130120897A KR 101558663 B1 KR101558663 B1 KR 101558663B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling
peltier element
voltage battery
blower
cooling line
Prior art date
Application number
KR1020130120897A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150042105A (en
Inventor
오만주
김재웅
박재우
Original Assignee
현대자동차주식회사
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 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020130120897A priority Critical patent/KR101558663B1/en
Publication of KR20150042105A publication Critical patent/KR20150042105A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101558663B1 publication Critical patent/KR101558663B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • 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
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

고전압배터리 하우징에 마련된 열교환기 및 열교환기 주변에서 송풍하는 블로워; 일면이 휠하우징의 트렁크룸측 내측면에 접촉되도록 결합된 펠티어소자; 및 냉각수가 순환되는 라인으로써, 일측은 펠티어소자의 타면에 접촉되도록 결합되고 타측은 열교환기와 열교환되도록 결합된 냉각라인;을 포함하는 차량의 고전압배터리 공조시스템 및 공조방법이 소개된다.A blower blowing air around the heat exchanger and the heat exchanger provided in the high voltage battery housing; A Peltier element coupled to one side of the wheel housing so as to be in contact with the inner side surface of the trunk room side of the wheel housing; And a coolant line to which cooling water is circulated, one side of which is coupled to the other side of the Peltier element and the other side of which is coupled to heat exchange with the heat exchanger.

Description

차량의 고전압배터리 공조시스템 및 공조방법 {AIR CONDITIONING SYSTEM AND METHOD FOR HIGH-VOLTAGE BATTERY OF VEHICLE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a high-voltage battery air-

본 발명은 전기차 및 하이브리드 차량의 고전압배터리에 있어서 고전압배터리의 온도를 상승/냉각시킴으로써 고전압배터리의 상태를 최적으로 유지토록 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템 및 공조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-voltage battery air conditioning system and an air conditioning method for a vehicle that maintains a state of a high-voltage battery at an optimal level by raising / lowering a temperature of a high- voltage battery in a high- voltage battery of an electric vehicle and a hybrid vehicle.

본 발명은 전기차 및 하이브리드 차량의 고전압배터리에 있어서 고전압배터리의 온도를 상승/냉각시킴으로써 고전압배터리의 상태를 최적으로 유지토록 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템 및 공조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-voltage battery air conditioning system and an air conditioning method for a vehicle that maintains a state of a high-voltage battery at an optimal level by raising / lowering a temperature of a high- voltage battery in a high- voltage battery of an electric vehicle and a hybrid vehicle.

전기차나 하이브리드 차량, 연료전지 차량 등과 같은 친환경 차량의 경우 차량의 구동을 위해 모터와 고전압배터리를 이용한다. 그러한 충전이나 기타 필요시에는 고전압배터리가 과열되고 겨울철에는 과냉되어 제 성능을 발휘하지 못하고 열화될 수 있는 환경에 놓여있다. 따라서, 이러한 고전압배터리를 효과적으로 공조할 수 있는 기술이 필요하다.In the case of environmentally friendly vehicles such as electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles, a motor and a high-voltage battery are used for driving the vehicle. Such charging or other conditions are in an environment where the high voltage battery is overheated in the case of necessity, and undercooling in the winter can not be performed to deteriorate the performance. Therefore, there is a need for a technique capable of effectively cooperating with such a high-voltage battery.

종래의 기술 대부분은 배터리를 냉각하기 위해 기존의 냉매를 활용한 에어컨시스템을 사용함으로써, 냉각된 차량 내부 공기를 흡입하여 배터리로 이송시켜 대류에 의한 배터리 냉각이 되도록 한 기술이 적용되고 있다.Most of the conventional technologies use a conventional air-conditioning system that utilizes refrigerant to cool the battery, so that the air inside the cooled vehicle is sucked and transferred to the battery so that battery cooling by convection is applied.

그러나 이러한 기술은 오히려 실내 냉방 부하 증대의 원인이 되고, 실내가 냉방시라면 필요시 배터리에 난방을 할 수 있는 기능이 불가한 단점이 있었다.However, such a technology has a disadvantage in that it causes an increase in the indoor cooling load, and it is not possible to perform the function of heating the battery if necessary when the indoor is in a cooling state.

한편, 펠티어소자(열전소자)를 이용하여 냉각과 난방이 동시에 되도록 한 배터리 냉/난방 구조의 경우 고전압배터리의 일측면에 펠티어 열교환기를 설치하고 배터리의 외부로 폐열을 공기에 방열하기 위한 핀을 설치하는 것인바, 이 경우에는 폐열을 방열시 방열 성능이 저하되는 구조(AIR TO AIR)인 것이었다.
On the other hand, in the case of a battery cooling / heating structure in which cooling and heating are simultaneously performed using a Peltier element (thermoelectric element), a Peltier heat exchanger is installed on one side of a high voltage battery and a pin for dissipating waste heat to the outside is installed In this case, the structure is such that the heat radiation performance is lowered when the waste heat is dissipated (AIR TO AIR).

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

JP 2011-049139 AJP 2011-049139A

본 발명은 실내 냉난방을 이용하지 않으면서도 펠티어소자의 방열을 충분히 확보함으로써 효과적으로 고전압배터리를 공조할 수 있도록 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템 및 공조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
An object of the present invention is to provide a high-voltage battery air conditioning system and an air conditioning method of a vehicle which can efficiently provide high-voltage batteries by ensuring sufficient heat dissipation of Peltier elements without using indoor cooling and heating.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 고전압배터리 공조시스템은, 고전압배터리 하우징에 마련된 열교환기 및 열교환기 주변에서 송풍하는 블로워; 일면이 휠하우징의 트렁크룸측 내측면에 접촉되도록 결합된 펠티어소자; 및 냉각수가 순환되는 라인으로써, 일측은 펠티어소자의 타면에 접촉되도록 결합되고 타측은 열교환기와 열교환되도록 결합된 냉각라인;을 포함한다.To achieve the above object, a high voltage battery air conditioning system for a vehicle according to the present invention comprises a heat exchanger provided in a high voltage battery housing and a blower blowing around a heat exchanger; A Peltier element coupled to one side of the wheel housing so as to be in contact with the inner side surface of the trunk room side of the wheel housing; And a cooling line to which cooling water is circulated, one side of which is coupled to the other side of the Peltier element and the other side of which is coupled to heat exchange with the heat exchanger.

고전압배터리 하우징은 밀폐 구조이고, 열교환기와 블로워는 하우징의 내부에 마련되어 하우징 내부공기를 공조하며 냉각라인의 타측은 하우징을 관통하여 삽입됨으로써 열교환기와 결합될 수 있다.The high voltage battery housing is a sealed structure, and the heat exchanger and the blower are provided inside the housing to cooperate with the air inside the housing, and the other side of the cooling line can be coupled with the heat exchanger by being inserted through the housing.

펠티어소자는 일면이 트렁크룸의 내부에서 휠하우징 중 타이어에 근접한 지점에 마련되고 펠티어소자의 타면에는 냉각라인의 일측과 연통된 열교환챔버가 결합될 수 있다.The Peltier element may be provided at a position where one surface is close to the tire of the wheel housing from the inside of the trunk room, and a heat exchange chamber communicated with one side of the cooling line may be coupled to the other surface of the Peltier element.

냉각라인에는 유체펌프가 구비되어 냉각수가 순환될 수 있도록 한다.The cooling line is equipped with a fluid pump to allow cooling water to circulate.

열교환기에는 공기와 열교환되는 복수의 방열핀이 마련될 수 있다.The heat exchanger may be provided with a plurality of heat radiating fins to be heat-exchanged with air.

블로워, 펠티어소자 및 냉각라인의 가동을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.And a control unit for controlling the operation of the blower, the Peltier element, and the cooling line.

제어부는 고전압배터리의 저단냉방 필요시에는 냉각라인과 블로워를 가동할 수 있다.The control unit can operate the cooling line and the blower when the low-temperature cooling of the high-voltage battery is required.

제어부는 고전압배터리의 고단냉방 필요시에는 블로워, 펠티어소자 및 냉각라인을 모두 가동할 수 있다.The control unit can operate both the blower, the Peltier device, and the cooling line when high-temperature cooling of the high-voltage battery is required.

제어부는 고전압배터리의 난방 필요시에는 펠티어소자의 타면에서 발열이 되도록 펠티어소자를 가동하고 냉각라인과 블로워를 가동할 수 있다.
When the high-voltage battery needs to be heated, the control unit may operate the Peltier element so as to generate heat at the other surface of the Peltier element, and operate the cooling line and the blower.

이러한 차량의 고전압배터리 공조시스템을 이용한 공조방법은, 고전압배터리에서 필요한 공조모드를 결정하는 모드결정단계; 및 고단냉방모드의 경우 블로워를 가동하고, 펠티어소자는 타면에서 냉각이 일어나도록 제어하며, 냉각라인이 순환되도록 가동하는 고단냉방단계;를 포함한다.The air conditioning method using the high voltage battery air conditioning system of such a vehicle includes: a mode determining step of determining a required air conditioning mode in the high voltage battery; And a high-stage cooling step in which the blower is operated in the high-temperature cooling mode, the Peltier element is controlled to cause cooling on the other surface, and the cooling line is operated to circulate.

모드결정단계 이후에는, 저단냉방모드의 경우 냉각라인을 순환시키고 블로워를 가동하는 저단냉방단계;를 더 포함할 수 있다.And a low-stage cooling step of circulating the cooling line and activating the blower in the low-stage cooling mode after the mode determining step.

모드결정단계 이후에는, 난방모드의 경우 펠티어소자의 타면에서 발열이 되도록 제어하고 냉각라인과 블로워를 가동하는 난방단계;를 더 포함할 수 있다.
After the mode determining step, the heating step may control the heating of the other side of the Peltier element in the heating mode, and operate the cooling line and the blower.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 고전압배터리 공조시스템 및 공조방법에 따르면, 실내 냉난방을 이용하지 않으면서도 펠티어소자의 방열을 충분히 확보함으로써 효과적으로 고전압배터리를 공조할 수 있게 된다.According to the high-voltage battery air conditioning system and the air conditioning method of the vehicle having the above-described structure, the heat discharge of the Peltier element is sufficiently ensured without using the indoor cooling and heating, so that the high-voltage battery can be efficiently air-conditioned.

또한, 펠티어소자의 폐열을 휠하우징에 방열하고 이를 타이어의 주행풍을 통해 직접 외부로 공냉식으로 배출하도록 함으로 인해 레이아웃이 간단해지고 충분한 방열을 달성할 수 있다.Further, since the waste heat of the Peltier element is dissipated to the wheel housing and is discharged directly to the outside through the running wind of the tire, the layout is simplified and sufficient heat dissipation can be achieved.

또한, 냉각된 실내 공기를 사용하지 않음으로써 기존 차량의 에어컨 냉각 부하를 줄일 수 있게 된다.
In addition, by not using the cooled room air, the air conditioner cooling load of the existing vehicle can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 고전압배터리 공조시스템을 나타낸 도면.
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 고전압배터리 공조시스템의 동작을 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram of a high voltage battery air conditioning system for a vehicle in accordance with an embodiment of the present invention.
Figures 2 to 4 illustrate operation of a high voltage battery air conditioning system of a vehicle in accordance with an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 고전압배터리 공조시스템 및 공조방법에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a high voltage battery air conditioning system and an air conditioning method of a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 고전압배터리 공조시스템을 나타낸 도면이고, 도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 고전압배터리 공조시스템의 동작을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating a high voltage battery air conditioning system for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are views illustrating operations of a high voltage battery air conditioning system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1과 같이, 본 발명에 따른 차량의 고전압배터리 공조시스템은, 고전압배터리 하우징(120)에 마련된 열교환기(300) 및 열교환기(300) 주변에서 송풍하는 블로워(500); 일면이 휠하우징(W)의 트렁크룸(T)측 내측면에 접촉되도록 결합된 펠티어소자(800); 및 냉각수가 순환되는 라인으로써, 일측은 펠티어소자(800)의 타면에 접촉되도록 결합되고 타측은 열교환기(300)와 열교환되도록 결합된 냉각라인(700);을 포함한다.1, a high voltage battery air conditioning system for a vehicle according to the present invention includes a heat exchanger 300 provided in a high voltage battery housing 120 and a blower 500 blowing around the heat exchanger 300; A Peltier element 800 coupled so that one side thereof is in contact with the inner side of the trunk room T side of the wheel housing W; And a cooling line 700, one side of which is coupled to the other side of the Peltier element 800 and the other side of which is connected to heat exchange with the heat exchanger 300. [

본 발명의 경우 친환경 차량용의 고전압배터리를 공조하기 위한 것으로서, 고전압배터리(100)가 장착되는 하우징(120)의 내부에서 공조를 수행하는 것이다.In the present invention, air conditioning is performed inside a housing 120 in which a high-voltage battery 100 is mounted, for air-conditioning a high-voltage battery for an environment-friendly vehicle.

고전압배터리 하우징(120)에는 열교환기(300)가 마련되고, 열교환기(300)를 향해 송풍하는 블로워(500)가 마련되어 하우징(120) 내부의 공기를 블로워(500)가 순환시키며 그 내부의 공기는 열교환기(300)를 통해 공조된 공기로 열교환되는 것이다.
The high voltage battery housing 120 is provided with a heat exchanger 300 and a blower 500 for blowing air toward the heat exchanger 300 is provided to circulate the air inside the housing 120 to the blower 500, Is heat exchanged with the air conditioned through the heat exchanger (300).

한편, 트렁크룸(T)의 측단에는 일반적으로 타이어(R)가 장착되는 휠하우징(W)이 마련되는데, 이는 차체의 일부로써 제작된다. 이러한 휠하우징(W)의 트렁크룸(T)측 내측면에 펠티어소자(800)의 일면이 접촉되도록 결합되는 것이다. 특히, 펠티어소자(800)는 일면이 트렁크룸(T)의 내부에서 휠하우징(W) 중 타이어(R)에 근접한 지점에 마련되고 펠티어소자(800)의 타면에는 냉각라인(700)의 일측과 연통된 열교환챔버(400)가 결합되도록 한다. 그리고 냉각라인(700)에는 유체펌프(720)가 마련되어 냉각수가 순환될 수 있도록 한다.On the other hand, a wheel housing W, on which a tire R is mounted, is provided on a side of the trunk room T, which is manufactured as a part of a vehicle body. And one side of the Peltier element 800 is brought into contact with the inner side of the trunk room T side of the wheel housing W. [ Particularly, the Peltier element 800 is provided at a position close to the tire R among the wheel housings W inside the trunk room T and one side of the cooling line 700 is provided at the other side of the Peltier element 800 So that the communicated heat exchange chamber 400 is coupled. The cooling line 700 is provided with a fluid pump 720 so that the cooling water can be circulated.

펠티어소자(800)는 전기의 인가에 따라 일면이 냉각시 타면이 가열되고 일면이 가열시 타면이 냉각되는 열전소자로서, 그 일면이 열교환챔버(400)에 접촉되도록 결합된다. The Peltier element 800 is a thermoelectric element in which one surface of the Peltier element 800 is heated while the other surface is cooled and one surface of the Peltier element 800 is cooled when the other surface is heated. The Peltier element 800 is coupled to the heat exchange chamber 400.

또한, 냉각라인(700)은 냉각수가 순환되는 라인으로써, 일측은 열교환챔버(400)에 접촉되도록 결합되고 타측은 열교환기(300)와 열교환되도록 결합됨으로써 결국, 펠티어소자(800)의 방열은 휠하우징(W)을 통한 공냉식으로 이루어지며, 폐열은 타이어(R)의 회전과 주행에 따른 주행풍으로 휠하우징(W)에서 대류로서 버려지는 것이다. 그리고 휠하우징(W)은 차체와도 연결되어 있어 주행풍을 최대한 이용할 수 있는 것이다. 이러한 구성은 펠티어소자(800)의 방열을 위한 별도의 열교환기나 블로워의 삭제를 가져오게 한다. 그리고 외기온과의 차이를 이용하여 펠티어소자(800)의 방열을 더욱 용이하게 하는바, 펠티어소자(800)의 냉각시 효율이 높게 상승되는 것이다.The cooling line 700 is a line through which the cooling water is circulated and one side is coupled to the heat exchange chamber 400 and the other side is coupled to heat exchange with the heat exchanger 300. As a result, And the waste heat is discarded as convection in the wheel housing W as running wind caused by rotation and running of the tire R. [ The wheel housing (W) is also connected to the vehicle body so that the driving wind can be utilized to the maximum extent. This arrangement leads to the elimination of a separate heat exchanger or blower for the heat dissipation of the Peltier element 800. In addition, since the Peltier element 800 is more easily dissipated by using the difference between the ambient temperature and the outside temperature, the cooling efficiency of the Peltier element 800 increases.

이러한 구성을 통해 실내 냉난방을 이용하지 않으면서도 독립적인 펠티어소자의 방열을 충분히 확보함으로써 효과적으로 고전압배터리를 공조할 수 있게 된다. 또한, 냉각된 실내 공기를 사용하지 않음으로써 기존 차량의 에어컨 냉각 부하를 줄일 수 있게 된다.
With this configuration, it is possible to effectively heat the high-voltage battery by sufficiently ensuring the heat dissipation of the independent Peltier element without using the indoor cooling and heating. In addition, by not using the cooled room air, the air conditioner cooling load of the existing vehicle can be reduced.

한편, 고전압배터리 하우징(120)은 밀폐 구조이고, 열교환기(300)와 블로워(500)는 하우징(120)의 내부에 마련되어 하우징(120) 내부공기를 공조하며 냉각라인(700)의 타측은 하우징(120)을 관통하여 삽입됨으로써 열교환기(300)와 결합될 수 있다. 이러한 밀폐 구조를 통해 최소한의 전기소모를 통해 최대한의 배터리 공조 효과를 얻을 수 있게 된다.The high voltage battery housing 120 is a sealed structure and the heat exchanger 300 and the blower 500 are provided inside the housing 120 to air the inside of the housing 120. The other side of the cooling line 700 is connected to the housing 120, May be coupled to the heat exchanger (300) by being inserted through the heat exchanger (120). This sealed structure allows a maximum battery air conditioning effect through minimal electricity consumption.

그리고, 고전압배터리 하우징(120)은 트렁크룸(T)의 내부에서 전방부에 마련되며, 열교환기(300)에는 공기와 열교환되는 복수의 방열핀이 마련되어 송풍되는 공기와 열교환되도록 한다.
The high voltage battery housing 120 is provided in the front portion of the trunk room T. The heat exchanger 300 is provided with a plurality of heat dissipating fins for heat exchange with air to exchange heat with the air to be blown.

한편, 본 발명의 차량의 고전압배터리 공조시스템은 블로워(500), 펠티어소자(800) 및 냉각라인(700)의 가동을 제어하는 제어부(900);를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the high voltage battery air conditioning system of the vehicle of the present invention may further include a controller 900 for controlling the operation of the blower 500, the Peltier element 800, and the cooling line 700.

고전압배터리(100)는 그 상태에 따라 약한 냉방이 필요하거나 강한 냉방이 필요하거나 혹은 난방이 필요한 경우가 있다. 그에 따라 도 2와 같이, 제어부(900)는 고전압배터리(100)의 저단냉방 필요시에는 냉각라인(700)과 블로워(500)를 가동할 수 있다. Depending on the state of the high-voltage battery 100, a weak cooling may be required, a strong cooling may be required, or a heating may be required. Accordingly, as shown in FIG. 2, the controller 900 can operate the cooling line 700 and the blower 500 when low-temperature cooling of the high-voltage battery 100 is required.

즉, 냉각수는 순환시키며 블로워(500)를 가동함으로써 자연적인 열교환이 일어나도록 한다. 이러한 저단냉방의 경우가 가장 많은 일상 주행 영역인바, 펠티어소자(800)를 작동하지 않음으로써 에너지의 절약이 가능하다. 그리고, 주 사용 모드에 대해서는 자연 환기 송풍에 의해 열 교환이 되도록 구성하여 최소한의 에너지를 사용토록 구성할 수 있다.That is, the cooling water circulates and natural heat exchange occurs by operating the blower 500. This low-temperature cooling is the most frequent running area, and energy savings can be achieved by not operating the Peltier device 800. In the main use mode, the heat exchange can be performed by natural ventilation air blowing so that the minimum energy can be used.

한편, 제어부(900)는 도 3과 같이 고전압배터리(100)의 고단냉방 필요시에는 블로워(500), 펠티어소자(800) 및 냉각라인(700)을 모두 가동할 수 있다. 이 경우에는 펠티어소자(800)의 타면을 냉방으로 가동한다.3, the controller 900 can operate both the blower 500, the Peltier device 800, and the cooling line 700 when high-temperature cooling of the high-voltage battery 100 is required. In this case, the other surface of the Peltier element 800 is operated by cooling.

그리고 제어부(900)는 도 4와 같이 고전압배터리(100)의 난방 필요시에는 펠티어소자(800)의 타면에서 발열이 되도록 펠티어소자(800)를 가동하고 블로워(500)를 가동할 수 있다. 즉, 이 경우에는 펠티어소자(800)가 타면에서 발열을 하도록 하는 것인바, 냉각라인(700)을 통해 열교환기(300)로 전달된 열에 대하여 고전압배터리 하우징(120) 내부의 블로워(500)만을 가동하여 난방을 수행한다.
4, the control unit 900 may operate the Peltier device 800 to operate the blower 500 so that the Peltier device 800 generates heat at the other surface of the Peltier device 800 when the high voltage battery 100 needs to be heated. That is, in this case, the Peltier element 800 allows heat to be generated from the other surface, and only the blower 500 inside the high-voltage battery housing 120 is exposed to heat transmitted to the heat exchanger 300 through the cooling line 700 And performs heating.

한편, 차량의 고전압배터리 공조시스템을 이용한 공조방법은, 고전압배터리에서 필요한 공조모드를 결정하는 모드결정단계; 및 고단냉방모드의 경우 블로워를 가동하고, 펠티어소자는 타면에서 냉각이 일어나도록 제어하며, 냉각라인이 순환되도록 가동하는 고단냉방단계;를 포함한다. 즉, 저단냉방, 고단냉방, 난방의 모드를 결정하고, 그에 따라 고단냉방의 경우에는 도 3과 같이 블로워(500)를 가동하고, 펠티어소자(800)는 타면에서 냉각이 일어나도록 제어하며, 냉각라인(700)이 순환되도록 가동하는 것이다.Meanwhile, an air conditioning method using a high voltage battery air conditioning system of a vehicle includes: a mode determining step of determining a necessary air conditioning mode in a high voltage battery; And a high-stage cooling step in which the blower is operated in the high-temperature cooling mode, the Peltier element is controlled to cause cooling on the other surface, and the cooling line is operated to circulate. That is, the mode of low-stage cooling, high-stage cooling and heating is determined, and accordingly, in the case of high-stage cooling, the blower 500 is operated as shown in FIG. 3, the Peltier element 800 controls cooling to occur on the other surface, And the line 700 is operated to be circulated.

한편, 저단냉방모드의 경우에는 도 2와 같이 냉각라인(700)을 순환시키고 블로워(500)를 가동하는 저단냉방단계를 수행한다.On the other hand, in the case of the low-temperature cooling mode, the low-stage cooling step of circulating the cooling line 700 and operating the blower 500 is performed as shown in FIG.

그리고, 난방모드의 경우에는 도 4와 같이 펠티어소자(800)의 타면에서 발열이 되도록 제어하고 냉각라인(700)과 블로워(500)를 가동하는 난방단계를 수행한다.
In the case of the heating mode, as shown in FIG. 4, a heating step is performed in which the heat is generated at the other surface of the Peltier element 800 and the cooling line 700 and the blower 500 are operated.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 고전압배터리 공조시스템 및 공조방법에 따르면, 실내 냉난방을 이용하지 않으면서도 펠티어소자의 방열을 충분히 확보함으로써 효과적으로 고전압배터리를 공조할 수 있게 된다.According to the high-voltage battery air conditioning system and the air conditioning method of the vehicle having the above-described structure, the heat discharge of the Peltier element is sufficiently ensured without using the indoor cooling and heating, so that the high-voltage battery can be efficiently air-conditioned.

또한, 펠티어소자의 폐열을 휠하우징에 방열하고 이를 타이어의 주행풍을 통해 직접 외부로 공냉식으로 배출하도록 함으로 인해 레이아웃이 간단해지고 충분한 방열을 달성할 수 있다.Further, since the waste heat of the Peltier element is dissipated to the wheel housing and is discharged directly to the outside through the running wind of the tire, the layout is simplified and sufficient heat dissipation can be achieved.

또한, 냉각된 실내 공기를 사용하지 않음으로써 기존 차량의 에어컨 냉각 부하를 줄일 수 있게 된다.
In addition, by not using the cooled room air, the air conditioner cooling load of the existing vehicle can be reduced.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100 : 고전압배터리 300 : 열교환기
400 : 열교환챔버 500 : 블로워
700 : 냉각라인 800 : 펠티어소자
900 : 제어부100: High-voltage battery 300: Heat exchanger
400: heat exchange chamber 500: blower
700: Cooling line 800: Peltier element
900:

Claims (12)

고전압배터리 하우징에 마련된 열교환기 및 열교환기 주변에서 송풍하는 블로워;
일면이 휠하우징의 트렁크룸측 내측면에 접촉되도록 결합된 펠티어소자; 및
냉각수가 순환되는 라인으로써, 일측은 펠티어소자의 타면에 접촉되도록 결합되고 타측은 열교환기와 열교환되도록 결합된 냉각라인;을 포함하고,
펠티어소자는 일면이 휠하우징의 트렁크룸측 내측면에서 타이어에 근접한 지점에 마련되고 펠티어소자의 타면에는 냉각라인의 일측과 연통된 열교환챔버가 결합된 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템.A blower blowing air around the heat exchanger and the heat exchanger provided in the high voltage battery housing;
A Peltier element coupled to one side of the wheel housing so as to be in contact with the inner side surface of the trunk room side of the wheel housing; And
And a cooling line coupled to the other side to be in contact with the other surface of the Peltier element and the other side to be heat-exchanged with the heat exchanger,
Wherein the Peltier element is provided at a position close to the tire on the inner side of the trunk room side of the wheel housing and a heat exchange chamber communicated with one side of the cooling line is coupled to the other surface of the Peltier element. 청구항 1에 있어서,
고전압배터리 하우징은 밀폐 구조이고, 열교환기와 블로워는 하우징의 내부에 마련되어 하우징 내부공기를 공조하며 냉각라인의 타측은 하우징을 관통하여 삽입됨으로써 열교환기와 결합된 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템.The method according to claim 1,
Wherein the high voltage battery housing is a sealed structure, and the heat exchanger and the blower are provided inside the housing to cooperate with the air inside the housing, and the other side of the cooling line is inserted into the housing through the heat exchanger. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
냉각라인에는 유체펌프가 구비되어 냉각수가 순환될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템.The method according to claim 1,
Wherein the cooling line is provided with a fluid pump so that the cooling water can be circulated. 청구항 1에 있어서,
열교환기에는 공기와 열교환되는 복수의 방열핀이 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템.The method according to claim 1,
Wherein the heat exchanger is provided with a plurality of heat radiating fins for heat exchange with air. 청구항 1에 있어서,
블로워, 펠티어소자 및 냉각라인의 가동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a control unit for controlling the operation of the blower, the Peltier element, and the cooling line. 청구항 6에 있어서,
제어부는 고전압배터리의 저단냉방 필요시에는 냉각라인과 블로워를 가동하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템.The method of claim 6,
And the control unit activates the cooling line and the blower when the low-temperature cooling of the high-voltage battery is required. 청구항 6에 있어서,
제어부는 고전압배터리의 고단냉방 필요시에는 블로워, 펠티어소자 및 냉각라인을 모두 가동하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템.The method of claim 6,
Wherein the control unit operates both the blower, the Peltier element, and the cooling line when high-temperature cooling of the high-voltage battery is required. 청구항 6에 있어서,
제어부는 고전압배터리의 난방 필요시에는 펠티어소자의 타면에서 발열이 되도록 펠티어소자를 가동하고 냉각라인과 블로워를 가동하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 공조시스템.The method of claim 6,
Wherein the control unit activates the Peltier element so as to generate heat at the other surface of the Peltier element when the high voltage battery needs to be heated, and operates the cooling line and the blower. 청구항 6의 차량의 고전압배터리 공조시스템을 이용한 공조방법으로서,
고전압배터리에서 필요한 공조모드를 결정하는 모드결정단계; 및
고단냉방모드의 경우 블로워를 가동하고, 펠티어소자는 타면에서 냉각이 일어나도록 제어하며, 냉각라인이 순환되도록 가동하는 고단냉방단계;를 포함하는 차량의 고전압배터리 공조방법.The air conditioning method using the high-voltage battery air conditioning system of the vehicle of claim 6,
A mode determining step of determining a required air conditioning mode in the high voltage battery; And
And a high-stage cooling step of operating the blower in the high-temperature cooling mode, controlling the Peltier element to cause cooling on the other surface, and allowing the cooling line to circulate. 청구항 10에 있어서,
모드결정단계 이후에는,
저단냉방모드의 경우 냉각라인을 순환시키고 블로워를 가동하는 저단냉방단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 공조방법.The method of claim 10,
After the mode determination step,
And a low-stage cooling step of circulating the cooling line and operating the blower in the low-temperature cooling mode. 청구항 10에 있어서,
모드결정단계 이후에는,
난방모드의 경우 펠티어소자의 타면에서 발열이 되도록 제어하고 냉각라인과 블로워를 가동하는 난방단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 공조방법.The method of claim 10,
After the mode determination step,
Further comprising a heating step of controlling the heating of the other surface of the Peltier element in the heating mode and operating the cooling line and the blower.
KR1020130120897A 2013-10-10 2013-10-10 Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle KR101558663B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130120897A KR101558663B1 (en) 2013-10-10 2013-10-10 Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130120897A KR101558663B1 (en) 2013-10-10 2013-10-10 Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150042105A KR20150042105A (en) 2015-04-20
KR101558663B1 true KR101558663B1 (en) 2015-10-07

Family

ID=53035343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130120897A KR101558663B1 (en) 2013-10-10 2013-10-10 Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101558663B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230113329A1 (en) * 2021-10-08 2023-04-13 Paccar Inc Thermoelectric cooling and heating system for non-idling vehicle

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102290969B1 (en) 2019-12-19 2021-08-23 (주)동희산업 Sealing test method for battery case
KR102326465B1 (en) 2019-12-19 2021-11-17 (주)동희산업 Sealing test device and method for battery case
KR102376848B1 (en) * 2020-05-07 2022-03-22 에너테크인터내셔널 주식회사 Battery pack for convenient maintenance of cooling device
KR102470087B1 (en) * 2020-10-29 2022-11-23 주식회사 성우하이텍 Thermal management system of electric vehicle battery module assembly

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013084475A (en) 2011-10-11 2013-05-09 Toyota Industries Corp Temperature control mechanism for battery
JP2013184528A (en) 2012-03-07 2013-09-19 Toyota Motor Corp Vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013084475A (en) 2011-10-11 2013-05-09 Toyota Industries Corp Temperature control mechanism for battery
JP2013184528A (en) 2012-03-07 2013-09-19 Toyota Motor Corp Vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230113329A1 (en) * 2021-10-08 2023-04-13 Paccar Inc Thermoelectric cooling and heating system for non-idling vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150042105A (en) 2015-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101558661B1 (en) Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle
KR20150042104A (en) Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle
KR20150042103A (en) Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle
KR102518177B1 (en) Hvac system of vehicle
KR102450408B1 (en) Hvac system of vehicle
KR101571905B1 (en) Sub air conditioner for vehicles
KR101558663B1 (en) Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle
WO2019062553A1 (en) Automobile thermal management system, and automobile having same
US10562367B2 (en) Heating, ventilation, and air conditioning system for vehicle
JP6239185B2 (en) Electric vehicle temperature control system
CN112078323A (en) Thermal management system for vehicle
JP2012514445A (en) In particular, battery cooling devices for electric vehicles and vehicles having such devices
KR20090062143A (en) Air-conditioning apparatus using thermoelectric devices
KR101438949B1 (en) Air conditioning apparatus for electric vehicle
KR20190057980A (en) Cooling and heating system for high-voltage battery of vehicle
KR102609407B1 (en) Air conditioning system for automotive vehicles and control method using the same
CN115503445B (en) Integrated heat pump air conditioner and heat management system with five-way valve and control method thereof
KR20210013425A (en) Hvac system of vehicle
KR101355616B1 (en) System and method for managing battery
JP2014189077A (en) Hybrid vehicle
CN113147316A (en) System and control method of thermal management scheme of pure electric vehicle
KR20110002541A (en) Vehicle anti-start air-conditioning and heating equipment
KR102630690B1 (en) Heat management system of vehicle
CN106560337A (en) Vehicle heat radiation fan generating set, method and vehicle
KR20150072176A (en) Apparatus for air conditioning vehicle battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180928

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190926

Year of fee payment: 5