KR101749128B1 - 하이브리드 타입 전기자동차 히팅시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차에서 배터리를 사용하지 않고 난방을 실시하는 기술을 제공하고, 외기온도가 낮은 조건에서도 배터리의 성능이 저하되지 않도록 배터리를 히팅시켜주는 기술을 제공하며, 전기자동차의 주행거리를 감소시키지 않고 혹은 전기자동차의 주행거리를 증가시키면서 난방을 실시하는 기술을 제공한다.

Description

하이브리드 타입 전기자동차 히팅시스템{Hybrid type heating system for electric vehicle}
본 발명은 전기자동차의 히팅시스템에 관한 것이다.
전기자동차의 약점은 1회충전주행거리가 내연기관 자동차에 비해 짧다는 것이다. 이는 탑재된 배터리 용량의 한계에 기인한다.
특히, 겨울 난방 시기에는 배터리 전력을 공기조화시스템과 공유해야 하기 때문에 주행에 사용되는 배터리의 용량이 더 적어지게 된다. 이에 따라, 이러한 시기의 1회충전주행거리는 더 짧아질 수 있다. 구체적으로, 겨울 난방 시기에, 외기온도 0도를 기준으로 공기조화시스템을 가동시키는 경우, 1회충전주행거리가 65% 수준까지 감소하는 것으로 알려져 있다.
또한, 배터리는 작동 온도에 따라 다른 용량을 가지는데, 겨울과 같이 주변 온도가 낮은 시기에는 배터리의 용량이 더 적어지게 되어, 1회충전주행거리가 더더욱 짧아지는 문제가 있다. 구체적으로, 외기온도 0도에서 배터리의 용량은 75% 수준으로 감소하며, -25도 조건에서는 배터리의 용량이 50%까지 감소할 수 있다.
한편, 종래 전기자동차에서는 난방을 위한 공기조화시스템에 PTC(Positive Temperature Coefficient)히터가 채용되었다. 그런데, 이러한 PTC히터는 5.6kW 정도의 많은 에너지를 소비하여 전술한 바와 같이 주행에 필요한 배터리의 용량을 크게 감소시키는 문제가 있었다. 또한, 이러한 PTC히터는 -10도와 같은 저온 환경에서 효율이 낮은 문제를 가지고 있었다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면으로, 전기자동차에서 배터리를 사용하지 않고 난방을 실시하는 기술을 제공하는 것이다. 다른 측면으로, 본 발명의 목적은, 외기온도가 낮은 조건에서도 배터리의 성능이 저하되지 않도록 배터리를 히팅시켜주는 기술을 제공하는 것이다. 또 다른 측면으로, 전기자동차의 주행거리를 감소시키지 않고 혹은 전기자동차의 주행거리를 증가시키면서 난방을 실시하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 전기자동차의 히팅시스템으로서, 기통 안으로 공기가 주입되는 흡기구, 외측면은 상기 기통 안의 공기와 접촉되고 내측에서 연료를 연소시켜 연소열을 생성하는 버너부, 제1측은 상기 버너부와 연결되고 제2측은 제1경로배관과 연결되며 제3측은 제2경로배관과 연결되는 유량제어밸브, 상기 제1경로배관을 통해 공급되는 연소열을 이용하여 상기 기통 안의 공기를 가열하는 제1열교환부, 상기 제2경로배관을 통해 공급되는 연소열을 이용하여 배터리히팅수를 가열하는 제2열교환부, 가열된 공기를 실내로 배출하는 난방구 및 상기 배터리히팅수를 배터리로 순환시키는 펌프를 포함하는 전기자동차 히팅시스템를 제공한다.
이러한 전기자동차 히팅시스템에서 제1열교환부 및 제2열교환부의 외측면은 기통 안의 공기와 접촉함으로써 공기를 가열할 수 있다.
그리고, 이러한 전기자동차 히팅시스템은 제1경로배관 및 제2경로배관과 연결되는 배기구를 더 포함하고, 이러한 배기구는 전기자동차의 실외로 연결될 수 있다. 또한, 전기자동차 히팅시스템은 이러한 배기구에 잔존하는 연소열을 이용하여 연료를 가열하는 제3열교환부를 더 포함할 수 있으며, 이러한 제3열교환부는 기통 밖에 위치할 수 있다.
전기자동차 히팅시스템에서 사용되는 연료는 부탄 혹은 프로판일 수 있다.
그리고, 버너부에서 생성되는 연소열은 버너부의 배기가스를 통해 제1경로배관 및 제2경로배관으로 전달될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 전기자동차의 히팅시스템으로서, 연료를 연소시켜 연소열을 생성하는 버너부, 제1경로배관의 열을 이용하여 실내 공기를 가열하는 제1열교환부, 제2경로배관의 열을 이용하여 배터리히팅수를 가열하는 제2열교환부 및 상기 제1경로배관과 상기 제2경로배관에 대한 상기 연소열의 배분을 제어하는 제어부를 포함하는 전기자동차 히팅시스템을 제공한다.
이러한 전기자동차 히팅시스템에서, 제어부는 운전자의 조작신호를 인식하고 이러한 조작신호에 따라 연소열의 배분을 제어할 수 있다.
그리고, 제어부는 실내 온도에 대한 설정 조건에 따라 제1경로배관으로 공급되는 연소열의 양을 제어할 수 있고, 기동 이후 시간의 경과에 따라 제2경로배관으로 공급되는 연소열의 양이 작아지도록 제어할 수 있다.
한편, 이러한 전기자동차 히팅시스템은 제1측은 버너부와 연결되고 제2측은 제1경로배관과 연결되며 제3측은 제2경로배관과 연결되는 3방밸브를 더 포함할 수 있는데, 이때, 제어부는 3방밸브를 제어하여 연소열의 배분을 제어할 수 있다. 그리고, 이때, 제어부는 3방밸브를 제어하여, 기동 이후 일정 시간이 경과하면 제2경로배관을 폐쇄하고 제1경로배관으로만 연소열을 공급할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 전기자동차의 히팅시스템을 제어하는 방법에 있어서, 연료를 연소시켜 연소열을 생성하는 단계, 제1경로배관의 열을 이용하여 실내 공기를 가열하는 단계, 제2경로배관의 열을 이용하여 배터리히팅수를 가열하는 단계 및 상기 제1경로배관과 상기 제2경로배관에 대한 상기 연소열의 배분을 제어하는 단계를 포함하는 전기자동차 히팅시스템의 제어방법을 제공한다.
이러한 제어방법에 있어서, 상기 제어하는 단계에서, 전기자동차 히팅시스템은 운전자의 조작신호를 인식하고 이러한 조작신호에 따라 연소열의 배분을 제어할 수 있다.
그리고, 이러한 제어하는 단계에서, 전기자동차 히팅시스템은 실내 온도에 대한 설정 조건에 따라 제1경로배관으로 공급되는 연소열의 양을 제어할 수 있고, 기동 이후 시간의 경과에 따라 제2경로배관으로 공급되는 연소열의 양이 작아지도록 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전기자동차에서 배터리를 사용하지 않고 난방을 실시하여 주행에 필요한 배터리 용량을 감소시키지 않는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 배터리를 히팅시켜줌으로써 외기온도가 낮은 조건에서도 배터리의 성능이 저하되지 않도록 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 전기자동차의 주행거리를 감소시키지 않고 혹은 전기자동차의 주행거리를 증가시키면서 난방을 실시하는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기자동차 히팅시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전기자동차 히팅시스템의 개략적인 배치도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기자동차 히팅시스템의 제어방법에 대한 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제어방법에서 연소열을 배분하는 단계에 대한 제1예시를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제어방법에서 연소열을 배분하는 단계에 대한 제2예시를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
아래에서는 일 실시예에 따른 하이브리드 타입 전기자동차 히팅시스템에 대해 설명한다. 공기히팅과 냉각수히팅을 통해 실내난방과 배터리히팅을 동시에 수행한다는 측면에서 하이브리드 타입 전기자동차 히팅시스템으로 명명하였으나, 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 "하이브리드 타입"이라는 용어를 생략한다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기자동차 히팅시스템(100, 이하 '히팅시스템'이라 함)의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 히팅시스템(100)은 버너부(110), 제1열교환부(120), 제2열교환부(130), 열배분부(140) 및 제어부(150)을 포함할 수 있다.
버너부(110)는 연료를 연소시켜 연소열을 생성할 수 있다.
버너부(110)에서 생성된 연소열은 열배분부(140)를 거쳐 제1열교환부(120) 및 제2열교환부(130)로 전달된다.
제1열교환부(120)는 전달되는 연소열을 이용하여 전기자동차 실내의 공기를 가열한다.
그리고, 제2열교환부(130)는 전달되는 연소열을 이용하여 배터리히팅수를 가열한다. 여기서, 배터리히팅수는 배터리팩을 순환하는 액체로서 배터리의 온도를 올려준다. 다만, 배터리히팅수는 이러한 용도로만 사용되지는 않고 배터리의 온도를 낮추는 기능을 수행할 수도 있다. 후자의 측면에서 배터리히팅수를 냉각수라 부를 수도 있다.
제어부(150)는 열배분부(140)를 제어하여 버너부(110)에서 제1열교환부(120)로 전달되는 열의 양과 버너부(110)에서 제2열교환부(130)로 전달되는 열의 양을 제어한다. 이외에, 제어부(150)는 히팅시스템(100)의 작동에 필요한 제반 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 버너부(110)를 제어하여 연소열의 생성량을 제어할 수 있다.
한편, 열배분부(140)는 유량제어밸브일 수 있다. 이때, 버너부(110)에서 생성되는 연소열은 유체(예를 들어, 배기가스)에 포함된 형태로 전달될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 전기자동차 히팅시스템의 개략적인 배치도이다.
도 2를 참조하면, 히팅시스템(100)에는 기통(210)이 배치되고, 기통(210) 내부에 버너부(110), 제1열교환부(120) 및 제2열교환부(130)가 배치될 수 있다. 또한, 기통(210)에는 공기가 주입되는 흡기구(220) 및 가열된 공기가 배출되는 난방구(230)가 배치될 수 있다.
흡기구(220)는 기통(210) 밖에 있는 공기를 흡입하여 제공하고, 난방구(230)는 기통(210)에서 가열된 공기를 전기자동차의 실내로 배출한다. 이때, 흡기구(220) 및 난방구(230) 중 적어도 한 곳에는 송풍기가 더 포함되어 있을 수 있다. 이러한 송풍기는 제어부(150)에 의해 제어될 수 있다. 일 예로서, 제어부(150)는 제1열교환부(120)를 통해 공기로 전달되는 연소열의 양에 따라 송풍기의 송풍량을 제어할 수 있다. 혹은 제어부(150)는 운전자의 조작신호를 인식하여 이러한 조작신호에 따라 송풍기의 송풍량을 제어할 수 있다.
버너부(110)는 흡기구(220)에 가까운 방향에 배치되어 있으면서, 외측면을 통해 흡기구(220)를 통해 주입되는 공기를 가열시킬 수 있다. 다른 측면에서, 버너부(110)의 외측면은 기통(210)의 안의 공기와 접촉되도록 배치될 수 있는데, 이러한 외측면을 통해 발산되는 연소열을 이용하여 공기를 가열시킬 수 있다.
버너부(110)에는 연료배관(245)가 연결되어 있고, 연료배관(245)으로 주입되는 연료를 점화시키는 점화기가 더 포함되어 있을 수 있다.
또한, 버너부(110)에는 산소공급관(246)이 연결되어 있으면서 이러한 산소공급관(246)을 통해 산소가 공급될 수 있다. 산소공급관(246)으로는 공기가 그대로 공급될 수 있는데, 이러한 공기 중의 산소가 연소 과정에 사용될 수 있다.
연료로는 탄소 배출량이 적은 부탄 혹은 프로판이 사용될 수 있다. 이러한 부탄 혹은 프로판은 액체 상태로 연료배관(245)을 통해 흐르다가 버너부(110)에서 기화되면서 연소 과정에 사용될 수 있다.
버너부(110)에서 생성된 연소열은 유량제어밸브의 일 예시인 3방밸브(142)를 거쳐 제1열교환부(120) 및 제2열교환부(130)로 전달될 수 있다. 이때, 연소열은 연소의 결과로 생성되는 배기가스(이산화탄소, 수증기 등)에 저장된 형태로 제1열교환부(120) 및 제2열교환부(130)로 전달될 수 있다.
버너부(110)에서 생성된 배기가스는 제1경로배관(241) 및/혹은 제2경로배관(242)를 통해 배출될 수 있다.
이때, 제1경로배관(241)으로 공급되는 연소열의 양과 제2경로배관(242)을 통해 공급되는 연소열의 양은 3방밸브(142)에 의해 결정될 수 있다. 3방밸브(142)는 제1경로배관(241) 및 제2경로배관(242) 중 하나의 배관을 선택하여 연소열(예를 들어, 배기가스에 포함된 연소열)을 공급할 수 있다. 또는, 3방밸브(142)는 제1경로배관(241) 및 제2경로배관(242)으로 연소열을 공급하되, 각각의 경로배관(241, 242)으로 공급되는 연소열의 양을 조절할 수 있다. 한편, 3방밸브(142)는 제어부(150)의 제어신호에 따라 제어될 수 있다.
제1열교환부(120)는 제1경로배관(241) 상에 배치되어 있으면서 제1경로배관(241)을 통해 흐르는 배기가스로부터 연소열을 흡수하여 기통(210) 안의 공기를 가열할 수 있다. 이를 위해, 제1열교환부(120)는 기통(210) 안의 공기와 접촉할 수 있는 외측면을 포함할 수 있는데, 이때, 이러한 외측면은 열의 발산이 원활이 이루어지도록 표면적이 넓은 형태를 가질 수 있다.
제2열교환부(130)는 제2경로배관(242) 상에 배치되어 있으면서 제2경로배관(242)을 통해 흐르는 배기가스로부터 연소열을 흡수하여 배터리히팅수를 가열할 수 있다.
배터리히팅수는 배터리온수관(244)를 통해 흐르는데, 제2열교환부(130)에서 이러한 배터리온수관(244)과 제2경로배관(242)이 결합함으로써 배기가스의 연소열이 배터리히팅수로 전달될 수 있다. 이때, 제2열교환부(130)의 외측면은 기통(210) 안의 공기와 접촉함으로써 연소열의 일부를 공기 가열에 사용할 수 있다.
배터리온수관(244)에는 순환펌프(270)가 더 포함되어 있을 수 있다. 순환펌프(270)는 배터리온수관(244)에서의 배터리히팅수의 순환을 지원한다.
이러한 순환펌프(270)는 제어부(150)에 의해 제어될 수 있는데, 제어부(150)는 제2열교환부(130)로 전달되는 연소열의 양에 따라 순환펌프(270)를 다르게 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2열교환부(130)로 전달되는 연소열이 없을 때, 제어부(150)는 순환펌프(270)를 가동하지 않을 수 있다. 다른 예로서, 제어부(150)는 운전자 조작신호를 인식하여 이러한 조작신호에 따라 순환펌프(270)의 가동량을 제어할 수 있다. 또 다른 예로서, 제어부(150)는 전기자동차의 작동 상태에 따라 순환펌프(270)의 가동량을 제어할 수 있는데, 예를 들어, 전기자동차가 기동 상태에 있는 경우, 순환펌프(270)의 가동량을 증가시킬 수 있다.
한편, 배터리히팅수는 배터리온수관(244)을 통해 연소열을 배터리패키지(260)로 전달한다. 배터리패키지(260)에는 배터리와 이러한 배터리를 제어하는 전자회로 등이 포함될 수 있고, 이러한 배터리와 전자회로를 둘러싸는 외장재가 더 포함되어 있을 수 있다. 배터리히팅수는 배터리 표면에 직접적으로 접촉하면서 배터리의 온도를 제어할 수도 있지만 전술한 배터리 외장재에 접촉하면서 배터리로 간접적으로 열을 전달할 수 있다.
배터리패키지(260)에는 온도센서가 더 포함되어 있고, 제어부(150)는 이러한 온도센서를 통해 배터리의 온도를 측정할 수 있다. 그리고, 제어부(150)는 이러한 배터리 온도 측정값을 이용하여 제2열교환부(130)로 전달되는 연소열의 양을 제어하거나 순환펌프(270)의 가동량을 제어할 수 있다. 혹은 제어부(150)는 버너부(110)에서 생성되는 연소열의 양을 제어할 수 있다.
제1경로배관(241)과 제2경로배관(242)은 배기구(243)와 연결되고 이러한 배기구(243)는 전기자동차의 실외로 연결될 수 있다.
배기구(243)는 기통(210) 밖을 경유하여 전기자동차의 실외로 연결되는데, 전술한 순환펌프(270), 배터리패키지(260)도 기통(210) 밖에 배치될 수 있다.
히팅시스템(100)은 제3열교환부(250)를 더 포함하고, 이러한 제3열교환부(250)는 배기구(243) 상에 배치될 수 있다.
제3열교환부(250)에서는 배기구(243)와 연료배관(245)이 결합할 수 있는데, 이러한 구조를 통해 제3열교환부(250)는 배기구(243)에 잔존하는 연소열을 이용하여 연료를 가열할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기자동차 히팅시스템의 제어방법에 대한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 히팅시스템(100)은 연소열을 생성한다(S310). 이때, 생성되는 연소열의 양은 운전자의 조작신호 혹은 제어부(150)의 제어프로세스에 따르 결정될 수 있다.
예를 들어, 히팅시스템(100)은 운전자의 조작신호(예를 들어, 단계별 버튼의 눌림 신호)를 인식하여 연소열의 양을 결정할 수 있다. 전기자동차에 터치스크린이 구비되어 있는 경우, 히팅시스템(100)은 이러한 터치스크린에 연소열의 양에 대응되는 단계를 표시하고 운전자로부터 특정 단계에 대한 터치를 입력받은 후, 이러한 특정 단계에 해당되는 양의 연소열을 생성할 수 있다.
이때, 히팅시스템(100)은 버너부(110)로 주입되는 연료의 양을 제어하여 연소열의 양을 제어할 수 있다.
연소열이 생성된 후, 히팅시스템(100)은 연소열을 제1열교환부(120)와 제2열교환부(130)로 배분할 수 있다(S320).
이때, 히팅시스템(100)은 운전자의 조작신호를 인식하고, 이러한 조작신호에 따라 연소열의 배분을 제어할 수 있다. 그리고, 히팅시스템(100)은 전기자동차에서 계측되는 다양한 조건변수값(예를 들어, 배터리 온도, 실내 온도 등)들을 인식하고 이러한 조건변수값들을 이용하여 연소열의 배분을 제어할 수 있다.
제1열교환부(120) 및 제2열교환부(130)로 연소열이 배분되면, 제1열교환부(120)에서는 연소열을 이용하여 실내 공기를 가열하고(S330), 제2열교환부(130)에서는 연소열을 이용하여 배터리를 가열한다(S340).
도 4는 일 실시예에 따른 제어방법에서 연소열을 배분하는 단계에 대한 제1예시를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 연소열 배분 단계(S320)에서 히팅시스템(100)은 먼저, 전기자동차의 조건변수값들을 획득할 수 있다(S410). 이때, 히팅시스템(100)은 조건변수값으로 실내온도값과 배터리온도값을 획득할 수 있다.
그리고, 히팅시스템(100)은 조건변수값들을 이용하여 제1경로배관(241) 및 제2경로배관(242)으로 공급해야 하는 연소열의 양을 계산할 수 있다(S420). 다른 측면에서, 히팅시스템(100)은 조건변수값들을 이용하여 제1열교환부(120) 및 제2열교환부(130)로 공급해야 하는 연소열의 양을 계산할 수 있다.
예를 들어, 히팅시스템(100)은 S410 단계에서 조건변수값으로 실내온도측정값과 실내온도설정값을 획득하고 실내온도측정값과 실내온도설정값의 차이에 비례하는 값을 제1경로배관(241)으로 공급해야 할 연소열의 양으로 계산할 수 있다. 다른 예로서, 히팅시스템(100)은 S410 단계에서 조건변수값으로 배터리온도측정값을 획득하고 내부 메모리에 저장되어 있는 배터리온도설정값과 배터리온도측정값의 차이에 비례하는 값을 제2경로배관(242)으로 공급해야 할 연소열의 양으로 계산할 수 있다.
그리고, 히팅시스템(100)은 각 배관으로 공급해야 할 연소열의 양과 버너부(110)에서 생성된 혹은 버너부(110)에서 생성하기로 계산된 연소열의 양을 비교할 수 있다(S430).
이러한 비교단계에서 버너부(110)에서 생성된 연소열의 양이 각 배관으로 공급해야 할 연소열의 양보다 작은 경우(S430에서 YES), 히팅시스템(100)은 운전자 조작신호에 따라 연소열의 배분을 제어할 수 있다(S440).
예를 들어, 운전자가 실내 난방 모드를 선택한 경우 혹은 실내 난방이 배터리히팅보다 우선시 되도록 선택한 경우, 히팅시스템(100)은 버너부(110)에서 생성된 연소열을 우선적으로 제1열교환부(120)로 공급할 수 있다.
상기 비교단계에서 버너부(110)에서 생성된 연소열의 양이 각 배관으로 공급해야 할 연소열의 양보다 크거나 같은 경우(S430에서 NO), 히팅시스템(100)은 각 배관으로 필요한 연소열을 공급할 수 있다. 이때, 연소열이 남을 수도 있는데, 배터리가 과열되지 않는 상황에서는 히팅시스템(100)은 남는 연소열을 제2열교환부(130)로 공급할 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 제어방법에서 연소열을 배분하는 단계에 대한 제2예시를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 연소열 배분 단계(S320)에서 히팅시스템(100)은 먼저, 전기자동차의 조건변수값들을 획득할 수 있다(S410). 이때, 히팅시스템(100)은 조건변수값으로 실내온도값과 배터리온도값을 획득할 수 있다.
그리고, 히팅시스템(100)은 조건변수값들을 이용하여 제1경로배관(241) 및 제2경로배관(242)으로 공급해야 하는 연소열의 양을 계산할 수 있다(S420). 다른 측면에서, 히팅시스템(100)은 조건변수값들을 이용하여 제1열교환부(120) 및 제2열교환부(130)로 공급해야 하는 연소열의 양을 계산할 수 있다.
예를 들어, 히팅시스템(100)은 S410 단계에서 조건변수값으로 실내온도측정값과 실내온도설정값을 획득하고 실내온도측정값과 실내온도설정값의 차이에 비례하는 값을 제1경로배관(241)으로 공급해야 할 연소열의 양으로 계산할 수 있다. 다른 예로서, 히팅시스템(100)은 S410 단계에서 조건변수값으로 배터리온도측정값을 획득하고 내부 메모리에 저장되어 있는 배터리온도설정값과 배터리온도측정값의 차이에 비례하는 값을 제2경로배관(242)으로 공급해야 할 연소열의 양으로 계산할 수 있다.
그리고, 히팅시스템(100)은 각 배관으로 공급해야 할 연소열의 양과 버너부(110)에서 생성된 혹은 버너부(110)에서 생성하기로 계산된 연소열의 양을 비교할 수 있다(S430).
이러한 비교단계에서 버너부(110)에서 생성된 연소열의 양이 각 배관으로 공급해야 할 연소열의 양보다 작은 경우(S430에서 YES), 히팅시스템(100)은 전기자동차의 작동 상태에 따라 연소열의 배분을 제어할 수 있다(S540).
전기자동차의 작동 상태는 기동 후의 시간에 따라 구분될 수 있다. 예를 들어, 기동 후 제1시간까지의 상태를 기동 상태로 정의할 수 있고, 제1시간으로부터 제2시간까지의 상태를 제1운행상태로 정의하고, 제2시간 이후를 제2운행상태로 정의할 수 있다. 이렇게 전기자동차의 작동 상태를 기동 후의 시간에 따라 구분할 때, 히팅시스템(100)은 기동 상태에서 제2열교환부(130)로 공급되는 연소열의 양을 최대로 하고, 이후 제1운행상태 및 제2운행상태에서 제2열교환부(130)로 공급되는 연소열의 양을 감소시킬 수 있다.
한편, 히팅시스템(100)은 S540 단계에서, 기동 이후의 시간에 따라 연소열의 배분을 제어할 수 있다. 예를 들어, 히팅시스템(100)은 기동 이후 시간의 경과에 따라 제2경로배관으로 공급되는 연소열의 양이 작아지도록 제어할 수 있다. 또는, 히팅시스템(100)은 기동 이후 일정 시간이 경과하면 제2경로배관(242)을 폐쇄하고 제1경로배관(241)으로만 연소열을 공급할 수 있다.
상기 비교단계에서 버너부(110)에서 생성된 연소열의 양이 각 배관으로 공급해야 할 연소열의 양보다 크거나 같은 경우(S430에서 NO), 히팅시스템(100)은 각 배관으로 필요한 연소열을 공급할 수 있다. 이때, 연소열이 남을 수도 있는데, 배터리가 과열되지 않는 상황에서는 히팅시스템(100)은 남는 연소열을 제2열교환부(130)로 공급할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전기자동차에서 배터리를 사용하지 않고 난방을 실시하여 주행에 필요한 배터리 용량을 감소시키지 않는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 배터리를 히팅시켜줌으로써 외기온도가 낮은 조건에서도 배터리의 성능이 저하되지 않도록 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 전기자동차의 주행거리를 감소시키지 않고 혹은 전기자동차의 주행거리를 증가시키면서 난방을 실시하는 효과가 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

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  9. 전기자동차의 히팅시스템으로서,
    연료를 연소시켜 연소열을 포함하는 배기가스를 생성하는 버너부;
    제1측은 상기 버너부와 연결되고 제2측은 제1경로배관과 연결되며 제3측은 제2경로배관과 연결되는 유량제어밸브;
    상기 유량제어밸브에 대한 제어를 통해 상기 제1경로배관과 상기 제2경로배관에 대한 상기 배기가스의 배분을 제어하는 제어부;
    상기 배기가스의 일부 혹은 전부가 배출되는 상기 제1경로배관의 열을 이용하여 실내 공기를 가열하는 제1열교환부; 및
    상기 배기가스의 다른 일부가 배출되는 상기 제2경로배관의 열을 이용하여 배터리히팅수를 가열하는 제2열교환부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 유량제어밸브를 제어하여, 기동 이후 일정 시간이 경과하면 상기 제2경로배관을 폐쇄하고 상기 제1경로배관으로만 상기 배기가스를 공급하는 전기자동차 히팅시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    운전자의 조작신호를 인식하고 이러한 조작신호에 따라 상기 배기가스의 배분을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 히팅시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    실내 온도에 대한 설정 조건에 따라 상기 제1경로배관으로 공급되는 상기 배기가스의 양을 제어하는 전기자동차 히팅시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기동 이후 시간의 경과에 따라 상기 제2경로배관으로 공급되는 상기 배기가스의 양이 작아지도록 제어하는 전기자동차 히팅시스템.
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  15. 전기자동차의 히팅시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    버너부에서 연료를 연소시켜 연소열을 포함하는 배기가스를 생성하는 단계;
    제1측은 상기 버너부와 연결되고 제2측은 제1경로배관과 연결되며 제3측은 제2경로배관과 연결되는 유량제어밸브에 대한 제어를 통해 상기 제1경로배관과 상기 제2경로배관에 대한 상기 배기가스의 배분을 제어하는 단계;
    상기 배기가스의 일부 혹은 전부가 배출되는 상기 제1경로배관의 열을 이용하여 실내 공기를 가열하는 단계; 및
    상기 배기가스의 다른 일부가 배출되는 상기 제2경로배관의 열을 이용하여 배터리히팅수를 가열하는 단계를 포함하고,
    상기 제어하는 단계에서,
    상기 유량제어밸브를 제어하여, 기동 이후 일정 시간이 경과하면 상기 제2경로배관을 폐쇄하고 상기 제1경로배관으로만 상기 배기가스를 공급하는 전기자동차 히팅시스템의 제어방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어하는 단계에서,
    운전자의 조작신호를 인식하고 이러한 조작신호에 따라 상기 배기가스의 배분을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 히팅시스템의 제어방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제어하는 단계에서,
    실내 온도에 대한 설정 조건에 따라 상기 제1경로배관으로 공급되는 상기 배기가스의 양을 제어하는 전기자동차 히팅시스템의 제어방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제어하는 단계에서,
    기동 이후 시간의 경과에 따라 상기 제2경로배관으로 공급되는 상기 배기가스의 양이 작아지도록 제어하는 전기자동차 히팅시스템의 제어방법.
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JP2002352867A (ja) 2001-05-28 2002-12-06 Honda Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリ温度制御装置

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