KR101577974B1 - 차량용 배터리 히팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에서, 전기자동차용 납축배터리에 연결되어 납축배터리로 따뜻한 공기를 제공하여 납축배터리를 예열하는 동시에 납축배터리를 충전할 수 있는 차량용 배터리 히팅 장치는, 납축배터리가 설치되는 배터리수용공간이 마련된 배터리수용부; 납축배터리와 연결되어 납축배터리로 전력을 공급하는 발전기; 발전기가 설치되는 발전기수용공간이 마련된 발전기수용부; 발전기수용부와 배터리수용부 사이에 설치되며 발전기수용부와 배터리수용부를 서로 연통시키는 복수의 배관부재를 포함하고, 복수의 배관부재는, 발전기수용부와 배터리수용부 사이에 연결되어, 발전기의 작동시 발전기수용공간 내에 발생한 따뜻한 공기가 배터리수용공간으로 유동되는 통로인 제 1 배관부재; 제 1 배관부재와 이격되어, 발전기수용부와 배터리수용부 사이에 연결되어, 송풍팬의 작동시 배터리수용공간 내에 차가운 공기가 발전기수용공간으로 유동되는 통로인 제 2 배관부재를 구비하는 것이 바람직하다.

Description

차량용 배터리 히팅 장치{BATTERY HEATING APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 배터리 히팅 장치에 관한 것이며, 상세하게는 전기자동차용 납축배터리에 연결되어 납축배터리로 따뜻한 공기를 제공하여 납축배터리를 예열시킬 수 있고 납축배터리를 충전할 수 있는 차량용 배터리 히팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기자동차(Electric Vehicle)는 배터리 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 일컫는다. 최근 연비를 개선하고, 보다 친환경적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 전기자동차에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다.
전기자동차의 구동원으로 배터리에서 제공된 전기력이 사용된다. 일반적으로, 전기자동차에 사용되는 배터리로는 납축배터리, 수은배터리, 니켈배터리가 지금까지 많이 사용되고 있고, 최근에는 리튬이온 배터리와 리튬폴리머배터리 등이 이를 대체하고 있다.
본 출원의 출원인은 전기자동차의 일종으로서, 골프 카트로 이용되는 전동 카트를 개량한 농수축산업용 작업차량을 제안한 바 있다.
그러나, 상기 전기자동차나 전동카트는 배터리가 전기자동차로 공급할 수 있는 충전양은 한정되어 있어, 소정의 시간 이상 시간이 흐르면 전기자동차의 작동이 멈춰지게 되는 문제점이 있다.
아울러, 전기자동차에 설치되는 배터리는 화학적 반응에 의해 전기를 저장하는 장치이므로 충전이나 방전시 화학반응을 일으키므로 온도에 매우 민감한 설비이다.
이에 따라, 배터리는 온도가 너무 낮으면 화학반응이 느리게 일어나서 배터리의 성능이 감소하고 온도가 너무 높으면 화학반응이 지나치게 높아서 배터리의 안정성에 문제를 유발시킬 수 있다.
여기서, 납축배터리는 배터리셀 내부에 수용된 액체가 증류수라서 기온이 영하로 떨어지면 배터리의 성능이 떨어지는 문제점이 발생한다. 한편, 한국등록특허 제10-0774762호에는 하이브리드 전기자동차의 배터리 히팅 제어시스템 및 제어방법이 개시되어 있다.
본 발명은 겨울철에 기온이 영하로 내려가면서 납축배터리 내의 증류수가 얼어 납축배터리가 작동되지 않는 것을 대비하여, 납축배터리의 사용전에, 납축배터리를 예열시켜 납축배터리의 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 배터리 히팅 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 납축배터리를 히팅하는 동시에 납축배터리를 충전시킬 수 있는 차량용 배터리 히팅 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 전기자동차용 납축배터리에 연결되어 납축배터리로 따뜻한 공기를 제공하여 납축배터리를 예열하는 동시에 납축배터리를 충전할 수 있는 차량용 배터리 히팅 장치는, 납축배터리가 설치되는 배터리수용공간이 마련된 배터리수용부; 납축배터리와 연결되어 납축배터리로 전력을 공급하는 발전기; 발전기가 설치되는 발전기수용공간이 마련된 발전기수용부; 발전기수용부와 배터리수용부 사이에 설치되며 발전기수용부와 배터리수용부를 서로 연통시키는 복수의 배관부재를 포함하고, 복수의 배관부재는, 발전기수용부와 배터리수용부 사이에 연결되어, 발전기의 작동시 발전기수용공간 내에 발생한 따뜻한 공기가 배터리수용공간으로 유동되는 통로인 제 1 배관부재; 제 1 배관부재와 이격되어, 발전기수용부와 배터리수용부 사이에 연결되어, 송풍팬의 작동시 배터리수용공간 내에 차가운 공기가 발전기수용공간으로 유동되는 통로인 제 2 배관부재를 구비하는 것이 바람직하다.
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본 발명의 일 실시예에서, 일단이 발전기에 연결되고, 타단이 발전기수용부를 관통하여 발전기수용부의 외부에 위치되어, 발전기에서 배출된 배기가스가 유동하는 배기관을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용부의 일측에 설치되어, 발전기수용공간의 공기가 외부로 배출되도록 작동되는 송풍팬을 더욱 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 배터리수용부는 배터리수용공간이 마련된 배터리수용하우징; 배터리수용하우징의 내주면에 탈착가능하게 설치된 배터리방음단열재; 및 배터리수용하우징의 상부를 개폐가능하게 배터리수용하우징에 연결되고, 배터리수용공간과 연통되는 제 1 배관커버개구부와 제 2 배관커버개구부가 마련된 배터리수용커버를 포함하고, 제 1 배관커버개구부에는 제 1 배관부재가 연결되고, 제 2 배관커버개구부에는 제 2 배관부재가 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 배터리수용부는 배터리수용하우징과 배터리수용커버 사이에 설치되어, 배터리수용하우징에 대한 배터리수용커버의 임의적 열림을 방지하는 배터리잠금부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용부는, 내부에 발전기수용공간이 마련되고, 일면에 송풍팬이 설치되고, 다른 일면에 공기통과망이 마련된 발전기수용하우징; 발전기수용하우징의 상부를 개폐가능하도록, 발전기수용하우징에 연결된 발전기수용커버; 발전기수용하우징의 내주면에 탈착가능하게 설치된 발전기방음단열재; 및 공기통과망을 개폐토록, 발전기수용하우징의 다른 일면에 탈착가능하게 설치된 개폐판을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용부는 발전기수용하우징과 발전기수용커버 사이에 설치되어, 발전기수용하우징에 대한 발전기수용커버의 임의적 열림을 방지하는 발전기잠금부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용부는 발전기수용하우징의 내부바닥면에 설치되어, 발전기의 설치위치를 한정하는 발전기이탈방지부재가 더 포함된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 1 배관부재와 제 2 배관부재는 벨로우즈타입인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 배기관은 발전기에서 배출된 배기가스가 발전기수용공간에서 냉각된 상태에서 외부로 배출될 수 있도록, 발전기수용공간과의 표면적이 넓은 코일구조로 발전기수용공간에 설치된 것이 바람직하다.
본 발명은 겨울철에 기온이 영하로 내려가면서 납축배터리 내의 증류수가 얼어 납축배터리가 작동되지 않는 것을 대비하여, 납축배터리의 사용전에, 납축배터리를 예열시킴으로써, 기온의 하강으로 인해 냉각된 납축배터리의 증류수를 액체화시켜 납축배터리의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 발전기의 구동시 납축배터리를 히팅하는 동시에 납축배터리를 충전시킬 수 있고, 송풍팬의 구동시 발전기수용공간의 공기를 순환시켜 배기관을 유동하는 배기가스의 열을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치가 골프카트를 개조한 농수축산업용 작업차량에 설치된 상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치의 내부가 보이는 상태에서, 차량용 배터리 히팅 장치의 구성요소간의 연결상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기수용부의 구성요소 간의 연결상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 주변환경의 온도가 영하로 떨어졌을 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치의 작동상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 주변환경의 온도가 상온보다 높을 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치의 작동상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 본 발명에 따른 실시 예들을 설명하는데 있어서, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하며, 필요에 따라 그 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 상기 배터리 히팅장치는 전기자동차에 설치되며, 상기 전기자동차는 전동 골프카트를 개조한 농수축산업용 작업차량에 설치되는 것을 예로 하였으나, 반드시 이에 한정되지 않음은 물론이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치(100)는 전기자동차용 납축배터리(30)에 연결되어 납축배터리(30)로 따뜻한 공기를 제공하는 차량용 배터리 히팅 장치로서, 전기자동차(10)에 설치된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치(100)는 배터리수용부(110), 발전기수용부(120), 발전기(150), 송풍팬(160), 제 1 배관부재(130), 제 2 배관부재(140)와 배기관(155)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 배터리수용부(110)는 배터리수용하우징(111), 배터리방음단열재(113), 배터리수용커버(115)와 배터리잠금부재(117)로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에서, 배터리수용하우징(111)은 내부에 납축배터리(30)가 설치되는 배터리수용공간(112)이 마련된 박스형 구조를 가진다. 구체적으로, 배터리수용하우징(111)은 상부가 개방된 사각통 구조를 가지는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리수용하우징(111)의 배터리수용공간(112)에는 납축배터리(30)가 설치된다. 배터리수용하우징(111)의 외면에는 제 1 손잡이홈(111a)이 마련된다. 이는 배터리수용하우징(111)을 전기자동차(10)에서 분리하는 경우에, 배터리수용하우징(111)의 이동을 용이하게 하기 위함이다.
그리고, 배터리수용하우징(111)의 내면에는 배터리방음단열재(113)가 설치된다. 이때, 배터리방음단열재(113)는 납축배터리(30)의 측면과 상부면을 둘러싸도록, 배터리수용하우징(111)에 설치된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리방음단열재(113)는 배터리수용하우징(111)에 탈착가능하게 설치된다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치(100)는 배터리방음단열재(113)가 주변환경의 온도에 따라, 구체적으로, 여름철에는 배터리수용하우징(111)에서 분리하여 납축배터리(30)에서 발생한 열이 보다 용이하게 제거되도록 할 수 있고, 겨울철에는 배터리수용하우징(111)에 설치하여 배터리수용하우징(111) 내로 전달되는 냉기를 차단함으로써 납축배터리(30) 내에 수용된 증류수가 냉각되지 않도록 할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 배터리수용커버(115)는 배터리수용하우징(111)의 개방된 상부를 덮도록 상기 배터리수용하우징(111)에 연결된다. 여기서, 상기 배터리수용 하우징은 상기 전기자동차의 뒷좌석으로 사용되고, 필요시 상기 배터리수용커버를 오픈할 수 있도록 구성된다.
배터리수용커버(115)에는 배터리수용커버손잡이(115a)가 마련된다.
본 발명의 일 실시예에서, 배터리수용커버(115)는 제 1 경첩부재(115b)와 같이 소정의 각도로 회전가능하게 작동되는 결합부재에 의해 배터리수용하우징(111)에 연결된다.
본 발명의 일 실시예에서, 배터리수용커버(115)의 상부면에는 제 1 배관커버개구부(118)와 제 2 배관커버개구부(119)가 마련된다. 여기서, 제 1 배관커버개구부(118)와 제 2 배관커버개구부(119)는 배터리수용공간(112)과 연통가능한 구조를 가진다. 본 발명의 일 실시에에서, 제 1 배관커버개구부(118)에는 제 1 배관부재(130)가 삽입되어 연결되고, 제 2 배관커버개구부(119)에는 제 2 배관부재(140)가 삽입되어 연결된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리수용부(110)는 발전기수용부(120)와 단차지게 전기자동차(10)에 설치될 수 있고, 여기서, 배터리수용부(110)의 배터리수용커버(115)는 전기자동차(10)의 운전자의 발판 역할을 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리수용부(110)는 배터리수용하우징(111)과 배터리수용커버(115)의 연결부분에 배터리잠금부재(117)를 더 설치할 수 있다.
여기서, 배터리잠금부재(117)는 배터리수용하우징(111)에 대한 배터리수용커버(115)의 임의적 열림을 방지할 수 있는 동시에, 배터리수용하우징(111)의 내부에 수용된 납축배터리(30)의 도난을 방지할 수 있다.
여기서, 배터리잠금부재(117)는 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에 속하는 잠금부재가 사용될 수 있으며, 본 명세서에 도시된 형상 및 구조에 의해 한정되지 않기로 한다.
이하에서는 발전기수용부(120)에 대해 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용부(120)는 발전기수용하우징(121), 발전기수용커버(125), 발전기방음단열재(123)와 개폐판(170)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용부(120)는 발전기(150)의 작동시 발전기(150)에서 발생된 열의 전달범위를 발전기수용공간(122)으로 한정하여, 발전기(150)에서 발생된 열이 발전기수용공간(122) 내의 공기를 가열하고, 발전기수용공간(122)에서 데워진 따뜻한 공기가 공기의 밀도차에 의한 대류현상에 의해 배터리수용공간(112)으로 제공될 수 있도록 마련된 부재이다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용하우징(121)은 내부에 발전기(150)가 설치되는 발전기수용공간(122)이 마련된 박스형 구조를 가진다. 구체적으로, 발전기수용하우징(121)은 상부가 개방된 사각통 구조를 가지는 것이 바람직하다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 발전기수용하우징(121)의 외면에는 제 2 손잡이홈(121a)이 마련된다. 이는 발전기수용하우징(121)을 전기자동차(10)에서 분리하는 경우에, 발전기수용하우징(121)의 이동을 용이하게 하기 위함이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 발전기수용하우징(121)의 내부공간인 발전기수용공간(122)에는 발전기(150)가 설치된다. 본 발명의 일 실시예에서, 발전기(150)는 납축배터리(30)와 전기적으로 연결되어, 납축배터리(30)의 방전시 납축배터리(30)를 충전시킬 수 있는 부재이다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기(150)에는 배기관(155)이 직접적으로 연결된다. 이때, 배기관의 일단(155a)은 발전기(150)에 직접적으로 연결되고, 배기관의 타단(155b)은 발전기수용하우징(121)을 관통하여 발전기수용하우징(121)의 외부에 위치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 배기관(155)은 발전기(150)에서 배출된 고온의 배기가스가 발전기수용공간(122)에서 냉각된 상태에서 외부로 배출될 수 있도록, 발전기수용공간(122)과의 표면적이 넓은 코일구조로 발전기수용공간(122)에 설치된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치(100)에는 발전기(150)의 설치위치를 제한하기 위해, 발전기수용하우징(121)의 내부바닥면에 발전기이탈방지부재(124)가 더 구비된다.
여기서, 발전기이탈방지부재(124)는 발전기수용공간(122)의 내부에서 발전기수용하우징(121)의 바닥면에 고정되어, 전기자동차(10)가 주행되는 과정에서 차체가 이리저리 흔들릴 수 있는 상황에서도 발전기(150)가 발전기수용공간(122)에서 이동되지 않도록, 발전기(150)의 설치위치를 제한하는 부재이다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용하우징(121)의 외면에는 제 2 손잡이홈(121a)이 마련된다. 이는 발전기수용하우징(121)을 전기자동차(10)에서 분리하는 경우에, 발전기수용하우징(121)의 이동을 용이하게 하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용하우징(121)의 어느 일면에는 송풍팬(160)이 설치된다. 여기서, 송풍팬(160)은 발전기수용공간(122) 내의 공기가 보다 용이하게 외부로 유동되도록 작동되는 부재이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍팬(160)은 배터리수용공간(112)과 발전기수용공간(122), 그리고 차량용 배터리 히팅 장치(100)의 외부공기를 순환시키는 역할을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송풍팬(160)은 발전기(150)에 연결되어, 발전기(150)로부터 전력을 공급받는다. 본 발명의 일 실시예에서는 송풍팬(160)의 종류 및 설치개수에 대해서는 특별히 한정하지 않기로 하며, 당업자의 입장에서 자명한 범위에서 다양하게 가변가능하다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용하우징(121)의 외면에는 제 1 배관부재(130)가 연결되는 제 1 배관하우징개구부(128)와, 제 2 배관부재(140)가 연결되는 제 2 배관하우징개구부(129)가 마련되는데, 여기서, 제 1 배관하우징개구부(128)와 제 2 배관하우징개구부(129)는 송풍팬(160)과 마주보는 위치에서, 발전기수용하우징(121)의 다른 일면에 마련된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 1 배관부재(130)는 일단이 제 1 배관커버개구부(118)에 연결되고, 타단이 제 1 배관하우징개구부(128)에 삽입되어, 배터리수용하우징(111)과 발전기수용하우징(121)을 연결하는 배관이다. 여기서, 제 1 배관하우징개구부(128)는 발전기(150)에서 배출된 배기가스가 유동하는 배기관(155)과 인접한 위치에서, 발전기수용하우징(121)에 마련된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용공간(122) 내의 따뜻한 공기는 배터리수용공간(112) 내의 공기와 발전기수용공간(122) 내의 공기의 밀도차에 의한 대류현상에 의해, 제 1 배관부재(130)를 통해 배터리수용공간(112)으로 유동된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 배관부재(130)는 벨로우즈 타입 또는 자바라 타입의 배관구조가 사용될 수 있는데, 이는 발전기(150)의 작동시 발전기수용하우징(121)에서 발생된 진동이 배터리수용하우징(111)으로의 전달을 저감시키기 위함이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 제 2 배관부재(140)는 일단이 제 2 배관커버개구부(119)에 연결되고, 타단이 제 2 배관하우징개구부(129)에 연결된다. 제 2 배관부재(140)는 제 1 배관부재(130)와 마찬가지로 배터리수용하우징(111)과 발전기수용하우징(121)을 연결하는 배관이다.
여기서, 제 2 배관하우징개구부(129)는 상기 제 1 배관하우징개구부(128)와 소정의 간격만큼 이격되어 발전기수용하우징(121)에 마련되는데, 이때, 제 2 배관하우징개구부(129)는 송풍팬(160)과 마주보는 위치에 마련된 것이 바람직하다.
송풍팬(160)의 작동시, 개폐판(170)이 발전기수용하우징(121)의 발전기수용공간(122)을 폐쇄하는 경우에, 배터리수용공간(112) 내의 공기는 송풍팬(160)의 흡입력에 의해, 제 2 배관부재(140)를 통해 F2방향을 따라 발전기수용공간(122)으로 유동된 후, F3방향을 따라 송풍팬(160)을 경유하여 발전기수용하우징(121)의 외부로 배출되는 경로를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 배관부재(140)는 벨로우즈 타입 또는 자바라 타입의 배관구조가 사용될 수 있는데, 이는 발전기(150)의 작동시 발전기수용하우징(121)에서 발생된 진동이 배터리수용하우징(111)으로의 전달을 저감시키기 위함이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용하우징(121)의 내면에는 발전기방음단열재(123)가 설치된다. 이때, 발전기방음단열재(123)는 발전기(150)의 측면을 둘러싸도록, 발전기수용하우징(121)에 설치된 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기방음단열재(123)는 발전기수용하우징(121)에 탈착가능하게 설치된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치(100)는 발전기방음단열재(123)가 주변환경의 온도에 따라, 구체적으로, 여름철에는 발전기수용하우징(121)에서 분리하여 발전기(150)에서 발생한 열이 보다 용이하게 외부로 배출되게 하고, 겨울철에는 발전기수용하우징(121)에 설치되어 발전기(150)에서 발생된 열이 주변으로 빼앗기지 않도록 하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용커버(125)는 발전기수용하우징(121)의 개방된 상부를 덮도록 상기 발전기수용하우징(121)에 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용커버(125)에는 발전기수용커버손잡이(125a)가 마련된다. 여기서, 발전기수용커버(125)는 제 2 경첩부재(125b)와 같은 결합부재에 의해 발전기수용하우징(121)에 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용커버(125)의 상부면에는 도 1에 도시된 바와 같이, 의자(20)가 설치될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기수용부(120)는 발전기수용하우징(121)과 발전기수용커버(125)의 연결부분에 발전기잠금부재(127)를 더 설치할 수 있다.
여기서, 발전기잠금부재(127)는 발전기수용하우징(121)에 대한 발전기수용커버(125)의 임의적 열림을 방지할 수 있는 동시에, 발전기수용하우징(121) 내부에 수용된 발전기(150)의 도난을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전기잠금부재(127)는 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에 속하는 잠금부재가 사용될 수 있으며, 본 명세서에 도시된 형상 및 구조에 의해 한정되지 않기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 개폐판(170)은 발전기수용하우징(121)의 다른 일면에 설치된다. 여기서, 개폐판(170)은 공기통과망(121b)을 개폐하는 부재로서, 발전기수용하우징(121)에 탈착가능하게 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 공기통과망(121b)은 송풍팬(160)의 작동시, 발전기수용하우징(121)의 주변공기가 보다 용이하게 발전기수용공간(122)으로 유동될 수 있도록, 송풍팬(160)과 마주보는 위치에서 발전기수용하우징(121)에 마련된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치(100)에서, 개폐판(170)은 전기자동차(10)의 주변온도가 상온이상 일 때, 즉, 여름철에 발전기수용하우징(121)에서 분리되어, 전기자동차(10) 주변의 공기가 공기통과망(121b)을 경유하여 발전기수용공간(122)으로 유입될 수 있도록 한다.
또한, 개폐판(170)은 전기자동차(10)의 주변의 온도가 영하로 내려갈 때, 즉, 겨울철에 발전기수용하우징(121)에 설치되어, 주변공기가 발전기수용공간(122)으로 유동되는 것을 차단하는 부재이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 발전기수용하우징(121)의 외면에는 제어박스(180)가 설치된다. 여기서, 제어박스(180)는 발전기(150)와 전기적으로 연결되어, 발전기(150)의 구동을 제어하기 위한 부재이다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 기온이 영하로 떨어지는 겨울철에, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치(100)의 작동상태에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 차량용 배터리 히팅 장치(100)는 겨울철에 납축배터리(30)를 사용하기 전에, 소정의 시간동안 발전기(150)를 가동시킨다. 이때, 발전기(150)에서 발생된 열에 의해 발전기수용공간(122)의 공기는 가열되어 따뜻한 공기가 된다.
발전기수용공간(122)의 따뜻한 공기는 배터리수용공간(112) 내의 공기와 발전기수용공간(122) 내의 공기의 밀도차에 의한 대류현상에 의해 F1방향을 따라 제 1 배관부재(130)를 통해 배터리수용공간(112)으로 유동된다.
이때, 제 1 배관부재(130)를 통해 배터리수용공간(112)으로 유입된 따뜻한 공기는 배터리수용공간(112)의 공기와 섞이면서 배터리수용공간(112)을 예열시키면서, 납축배터리(30) 내의 증류수가 액체상태가 되도록 증류수의 냉기를 흡수하고, 이 과정에서 배터리수용공간(112) 내의 공기는 다시 냉각된다.
이후, 배터리수용공간(112) 내의 차가워진 공기는 송풍팬(160)의 작동시 송풍팬(160)의 흡입력에 의해 제 2 배관부재(140)를 통해 F2 방향을 따라 발전기수용공간(122)으로 유동된다. F2 방향을 따라 발전기수용공간(122)으로 유입된 차가운 공기는 발전기수용공간(122) 내부에서 어느 정도 순환되면서 발전기(150)에서 발생된 열과 배기관(155)을 따라 유동하는 배기가스의 열을 흡수한 후, 송풍팬(160)을 경유하여 F3 방향을 따라 발전기수용하우징(121)의 외부로 유동한다.
이러한 과정이 반복되면서, 배기관(155)을 유동하는 배기가스는 발전기수용공간(122)으로 열을 빼앗기게 되고, 이로 인해, 배기관(155)을 유동하는 배기가스는 소정의 온도로 냉각된 상태로 F4를 따라 발전기수용하우징(121)의 외부로 배출된다.
상기와 같은 과정, 즉, 제 1 배관부재(130)를 통해 발전기수용공간(122) 내의 공기가 배터리수용공간(112)으로 유동하고, 배터리수용공간(112) 내의 공기가 제 2 배관부재(140)를 통해 발전기수용공간(122)으로 유동하는 과정은, 배터리수용하우징(111)에 마련된 온도센서(미도시)에 의해 납축배터리(30)의 온도가 상온에 올라갈 동안 진행되는데, 이때, 납축배터리(30)는 히팅과 충전이 동시에 수행된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기(150)는 납축배터리(30)의 온도가 상온이 되면, 제어박스(180)에 미리 설정된 세팅에 의해 작동이 정지된다. 여기서, 납축배터리(30)의 온도는 배터리수용하우징(111)의 내부에 설치된 온도센서(미도시)에 의해 감지된다.
이하에서는 도 5를 참조하여, 여름철에, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치(100)의 작동상태에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치(100)를 여름철에 사용하는 경우에, 납축배터리(30)의 효율 및 발전기(150)의 효율을 높이기 위해, 배터리수용하우징(111)에서 배터리방음단열재(113)를 제거하고, 발전기수용하우징(121)에서 발전기방음단열재(123)를 제거한 상태에서 사용될 수 있다. 이는, 납축배터리(30)의 증류수는 상온에서 액체상태를 유지하고 있기 때문이고, 발전기(150)에서 발생된 열을 보다 효율적으로 냉각시키기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 히팅 장치(100)는 발전기수용하우징(121)의 발전기수용공간(122)으로 시원한 공기를 보다 용이하게 제공하기 위해, 발전기수용하우징(121)에서 개폐판(170)이 제거된 상태를 유지할 수 있다. 개폐판(170)이 발전기수용하우징(121)에서 분리된 경우에, 개폐판(170)이 설치된 부분에는 공기통과망(121b)이 존재한다.
송풍팬(160)의 작동시, 발전기수용하우징(121)의 주변공기는 송풍팬(160)의 흡입력에 의해 F5방향을 따라 공기통과망(121b)을 경유하여 발전기수용공간(122)으로 유입된다. 발전기수용공간(122)으로 유입된 공기는 발전기수용공간(122)을 순환하면서, 발전기(150)의 작동시 발생된 열과 발전기(150)의 작동시 발생되어 배기관(155)을 따라 유동하는 배기가스의 열을 흡수한 후, F6방향을 따라 송풍팬(160)을 경유하여 발전기수용하우징(121)의 외부로 배출된다.
F5방향을 따라 발전기수용공간(122)으로 유입된 공기가 발전기수용공간(122) 내의 열을 흡수하는 과정에서, 발전기(150)에서 배출된 배기가스는 배기관(155)을 유동하면서 냉각된 후, F7방향을 따라 발전기수용하우징(121)의 외부로 배출된다.
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 전기자동차 20: 의자
30: 납축배터리 110: 배터리수용부
111: 배터리수용하우징 111a: 제 1 손잡이홈
112: 배터리수용공간 113: 배터리방음단열재
115: 배터리수용커버 115a: 배터리수용커버손잡이
117: 배터리잠금부재 118: 제 1 배관커버개구부
119: 제 2 배관커버개구부 120: 발전기수용부
121: 발전기수용하우징 121a: 제 2 손잡이홈
121b: 공기통과망 122: 발전기수용공간
123: 발전기방음단열재 124: 발전기이탈방지부재
125: 발전기수용커버 125a: 발전기수용커버손잡이
127: 발전기잠금부재 128: 제 1 배관하우징개구부
129: 제 2 배관하우징개구부 130: 제 1 배관부재
140: 제 2 배관부재 150: 발전기
155: 배기관 160: 송풍팬
170: 개폐판 180: 제어박스

Claims (11)

  1. 전기자동차용 납축배터리에 연결되어 상기 납축배터리로 따뜻한 공기를 제공하여 상기 납축배터리를 예열하는 동시에 상기 납축배터리를 충전할 수 있는 차량용 배터리 히팅 장치에 있어서,
    상기 납축배터리가 설치되는 배터리수용공간이 마련된 배터리수용부;
    상기 납축배터리와 연결되어 상기 납축배터리로 전력을 공급하는 발전기;
    상기 발전기가 설치되는 발전기수용공간이 마련된 발전기수용부;
    상기 발전기수용부와 상기 배터리수용부 사이에 설치되며 상기 발전기수용부와 상기 배터리수용부를 서로 연통시키는 복수의 배관부재를 복수의 배관부재를 포함하고,
    상기 복수의 배관부재는,
    상기 발전기수용부와 상기 배터리수용부 사이에 연결되어, 상기 발전기의 작동시 상기 발전기수용공간 내에 발생한 따뜻한 공기가 상기 배터리수용공간으로 유동되는 통로인 제 1 배관부재;
    상기 제 1 배관부재와 이격되어, 상기 발전기수용부와 상기 배터리수용부 사이에 연결되어, 송풍팬의 작동시 상기 배터리수용공간 내에 차가운 공기가 상기 발전기수용공간으로 유동되는 통로인 제 2 배관부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 히팅장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    일단이 상기 발전기에 연결되고, 타단이 상기 발전기수용부를 관통하여 상기 발전기수용부의 외부에 위치되어, 상기 발전기에서 배출된 배기가스가 유동하는 배기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 히팅 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발전기수용부의 일측에 설치되어, 상기 발전기수용공간의 공기가 외부로 배출되도록 작동되는 송풍팬을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 히팅장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 배터리수용부는
    상기 배터리수용공간이 마련된 배터리수용하우징;
    상기 배터리수용하우징의 내주면에 탈착가능하게 설치된 배터리방음단열재; 및
    상기 배터리수용하우징의 상부를 개폐가능하게 상기 배터리수용하우징에 연결되고, 상기 배터리수용공간과 연통되는 제 1 배관커버개구부와 제 2 배관커버개구부가 마련된 배터리수용커버를 포함하고,
    상기 제 1 배관커버개구부에는 상기 제 1 배관부재가 연결되고, 상기 제 2 배관커버개구부에는 상기 제 2 배관부재가 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 히팅 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 배터리수용부는
    상기 배터리수용하우징과 상기 배터리수용커버 사이에 설치되어, 상기 배터리수용하우징에 대한 상기 배터리수용커버의 임의적 열림을 방지하는 배터리잠금부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 히팅 장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 발전기수용부는,
    내부에 상기 발전기수용공간이 마련되고, 일면에 상기 송풍팬이 설치되고, 다른 일면에 공기통과망이 마련된 발전기수용하우징;
    상기 발전기수용하우징의 상부를 개폐가능하도록, 상기 발전기수용하우징에 연결된 발전기수용커버;
    상기 발전기수용하우징의 내주면에 탈착가능하게 설치된 발전기방음단열재; 및
    상기 공기통과망을 개폐토록, 상기 발전기수용하우징의 다른 일면에 탈착가능하게 설치된 개폐판을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 히팅 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 발전기수용부는
    상기 발전기수용하우징과 상기 발전기수용커버 사이에 설치되어, 상기 발전기수용하우징에 대한 상기 발전기수용커버의 임의적 열림을 방지하는 발전기잠금부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 히팅 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 발전기수용부는
    상기 발전기수용하우징의 내부바닥면에 설치되어, 상기 발전기의 설치위치를 한정하는 발전기이탈방지부재가 더 포함된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 히팅 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 배관부재와 상기 제 2 배관부재는 벨로우즈타입인 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 히팅 장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 배기관은 상기 발전기에서 배출된 배기가스가 상기 발전기수용공간에서 냉각된 상태에서 외부로 배출될 수 있도록, 상기 발전기수용공간과의 표면적이 넓은 코일구조로 상기 발전기수용공간에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 히팅 장치.
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