KR101768136B1 - Battery cooling apparatus for vehicle - Google Patents
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Abstract
하이브리드 차량 및/또는 전기 차량에서 발생되는 배터리 팩의 과열을 냉각시키기 위한 배터리 냉각 장치가 개시된다.
이를 위해, 본 실시예는 시동 오프시 리저버 탱크부 및 모세관 파이프부를 통과한 응축수를 이용하여 배터리 팩의 내부에 발생된 과열을 냉각시키고, 시동 온시 에어컨 시스템에서 발생된 냉기를 이용하여 배터리 팩의 내부에 발생된 열을 냉각시키는 배터리 냉각 장치를 제공한다.
이에, 본 실시예는 응축수를 이용한 배터리 팩의 내부 냉각을 통해 배터리의 내구 수명 및 성능 저하를 억제할 수 있다.A battery cooling apparatus for cooling overheating of a battery pack generated in a hybrid vehicle and / or an electric vehicle is disclosed.
To this end, in the present embodiment, the condenser water passing through the reservoir tank portion and the capillary pipe portion at the start-off time is used to cool the overheat generated in the battery pack, and the cool air generated in the start- And a cooling device for cooling the generated heat.
Thus, the present embodiment can suppress the service life and performance degradation of the battery through internal cooling of the battery pack using the condensed water.
Description
본 실시예는 배터리 냉각 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 하이브리드 차량 및/또는 전기 차량에서 발생되는 배터리 팩의 과열을 냉각시키기 위한 차량용 배터리 냉각 장치에 관한 것이다.This embodiment relates to a battery cooling apparatus, and more particularly, to a battery cooling apparatus for a vehicle for cooling an overheating of a battery pack generated in a hybrid vehicle and / or an electric vehicle.
환경 오염 문제 및 대체 에너지 개발에 대한 노력으로 하이브리드 차량 또는 전기 차량의 개발이 꾸준히 이루어지고 있다.The development of hybrid vehicles or electric vehicles has been steadily progressing due to environmental pollution problems and efforts to develop alternative energy sources.
예를 들면, 하이브리드 버스는 전기 모터를 구동원으로 사용하는데, 전기 모터의 구동을 위한 에너지원인 고전압 배터리를 사용한다.For example, a hybrid bus uses an electric motor as a drive source, and uses a high-voltage battery that is the energy source for driving an electric motor.
하이브리드 버스에 탑재된 고전압 배터리는 충전 및 방전 가능한 이차 전지로서, 배터리 팩('배터리 케이스'라고도 함)의 형태로 탑재되는데, 배터리 팩은 필요 전력을 얻기 위해 다수개의 셀로 이루어진 배터리 모듈을 서로 직렬 연결되는 구조를 갖는다.2. Description of the Related Art A high voltage battery mounted on a hybrid bus is a secondary battery capable of being charged and discharged, and is mounted in the form of a battery pack (also referred to as a 'battery case'). .
이러한 고전압 배터리는 충, 방전시 셀에서 발열 현상이 발생하여 배터리 케이스의 내부의 온도가 상승하게 되는데, 배터리의 온도가 너무 높거나 낮으면 배터리의 전기적인 성능 및 내구 성능을 저하시킬 수 있다.Such a high voltage battery generates heat in the cell during charging and discharging, and the temperature inside the battery case rises. When the temperature of the battery is too high or low, it may deteriorate the electrical performance and durability of the battery.
예를 들면, 배터리 케이스내의 온도가 높은(고압이면)면 이를 적절히 냉각시킬 필요가 있다.For example, if the temperature in the battery case is high (high pressure), it is necessary to properly cool the surface.
이를 위해, 기존의 하이브리드 버스는 내부에 장착된 에어컨 시스템으로부터 발생된 냉기를 이용하여 배터리 팩의 고전압 배터리를 냉각시켰다.To this end, the existing hybrid bus cools the high voltage battery of the battery pack using the cool air generated from the air conditioner system installed therein.
그러나, 하이브리드 버스가 운행하지 않는 경우, 예컨대 시동 오프시에는 하이브리드 버스의 상부에 노출된 배터리 팩이 태양열에 의해 과열되는 현상을 막을 수 없었다.However, when the hybrid bus is not operated, for example, the battery pack exposed at the upper portion of the hybrid bus can not be prevented from being overheated by the solar heat at the start-off time.
본 실시예는 에어컨 작동시 발생되는 응축수를 이용하여 시동 오프시에도 배터리 팩의 과열을 냉각시키기 위한 차량용 배터리 냉각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a battery cooling apparatus for a vehicle for cooling overheating of a battery pack even when starting off by using condensed water generated when an air conditioner operates.
하나의 실시예에 따르면, 하이브리드 차량 또는 전기 차량에 설치되는 배터리 냉각 장치로서, 에어컨 시스템과 연통되어 상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 응축수를 저장하는 리저버 탱크부, 시동 오프(OFF)시 상기 리저버 탱크부에 연결되는 모세관 파이프부, 및 상기 리저버 탱크부에 저장된 응축수를 상기 모세관 파이프부를 통해 공급받고, 공급받은 응축수를 이용하여 내부에서 발생된 열을 냉각시키는 배터리 팩을 포함하는 차량용 배터리 냉각 장치를 제공한다.According to one embodiment, there is provided a battery cooling apparatus installed in a hybrid vehicle or an electric vehicle, comprising: a reservoir tank unit communicating with an air conditioning system to store condensed water generated from the air conditioning system; And a battery pack for supplying condensed water stored in the reservoir tank portion to the capillary pipe portion through the capillary pipe portion and using the supplied condensed water to cool the heat generated in the capillary pipe portion.
상기 배터리 팩은 상기 응축수를 상기 배터리 팩의 내부로 공급하기 위한 통로인 응축수 유입구를 포함할 수 있다.The battery pack may include a condensate inlet which is a passage for supplying the condensed water into the battery pack.
상기 배터리 팩은 상기 응축수 유입구를 포함하여, 상기 하이브리드 버스의 상부에 장착될 수 있다.The battery pack may include the condensed water inlet, and may be mounted on the hybrid bus.
상기 배터리 팩은 공기 유입구를 더 포함하고, 상기 공기 유입구는 시동 온(ON)시 상기 리저버 탱크부로부터 상기 모세관 파이프부의 연결이 단절될 경우, 상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 냉기를 유입하여 상기 배터리 팩의 내부로 공급할 수 있다.Wherein the battery pack further includes an air inlet, wherein when the connection of the capillary pipe part is disconnected from the reservoir tank part when the air conditioner is turned ON, cold air generated from the air conditioner system flows into the battery pack, It can be supplied to the inside.
하나의 실시예에 따르면, 에어컨 시스템과 연통되어 상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 응축수를 저장하는 리저버 탱크부, 시동 오프(OFF)시 상기 리저버 탱크부로부터 연결되는 모세관 파이프부, 상기 리저버 탱크부에 저장된 응축수를 상기 모세관 파이프부를 통해 공급받고, 공급받은 응축수를 이용하여 내부에서 발생된 열을 냉각시키는 배터리 팩, 및 상기 시동 오프시, 상기 모세관 파이프부의 절체를 제어하는 제어기를 포함하는 차량용 배터리 냉각 장치를 제공한다.According to one embodiment, there is provided an air conditioning system comprising: a reservoir tank communicating with an air conditioning system to store condensed water generated from the air conditioning system; a capillary pipe connected to the reservoir tank when the valve is turned off; And a controller for controlling the switching of the capillary pipe part during the start-off state, and a controller for controlling the switching of the capillary pipe part do.
상기 배터리 팩은 상기 응축수를 상기 배터리 팩의 내부로 공급하기 위한 통로인 응축수 유입구를 포함할 수 있다.The battery pack may include a condensate inlet which is a passage for supplying the condensed water into the battery pack.
상기 배터리 팩은 상기 응축수 유입구를 포함하여, 상기 하이브리드 버스의 상부에 장착될 수 있다.The battery pack may include the condensed water inlet, and may be mounted on the hybrid bus.
상기 배터리 팩은 공기 유입구를 더 포함하고, 상기 공기 유입구는 시동 온(ON)시 상기 리저버 탱크부로부터 상기 모세관 파이프부의 연결이 단절될 경우, 상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 냉기를 유입하여 상기 배터리 팩의 내부로 공급할 수 있다.Wherein the battery pack further includes an air inlet, wherein when the connection of the capillary pipe part is disconnected from the reservoir tank part when the air conditioner is turned ON, cold air generated from the air conditioner system flows into the battery pack, It can be supplied to the inside.
상기 공기 유입구는 상기 제어기의 제어에 의해 개폐될 수 있다.The air inlet may be opened or closed under the control of the controller.
하나의 실시예에 따르면, 에어컨 시스템과 연통되어 상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 응축수를 저장하는 리저버 탱크부, 상기 리저버 탱크부에 연결된 모세관 파이프부, 및 상기 리저버 탱크부에 저장된 응축수를 상기 모세관 파이프부를 통해 공급받고, 공급받은 응축수를 이용하여 내부에서 발생된 열을 냉각시키는 배터리 팩을 포함하는 차량용 배터리 냉각 장치를 제공한다.According to one embodiment, there is provided an air conditioning system comprising: a reservoir tank communicating with an air conditioning system to store condensed water generated from the air conditioning system; a capillary pipe connected to the reservoir tank; and condensate stored in the reservoir tank through the capillary pipe And a battery pack which is supplied with and supplied with the condensed water to cool the heat generated therein.
상기 모세관 파이프부는 시동 오프(OFF)시 상기 리저버 탱크부에 저장된 응축수의 모세관 현상에 의해 상승된 응축수를 상기 배터리 팩의 내부로 자동 공급할 수 있다.The capillary pipe portion can automatically supply the condensed water raised by the capillary phenomenon of the condensed water stored in the reservoir tank portion to the inside of the battery pack when the capillary pipe portion is turned off.
상기 배터리 팩은 상기 모세관 현상에 의해 상승된 응축수를 상기 배터리 팩의 내부로 공급하기 위한 통로인 응축수 유입구를 포함할 수 있다.The battery pack may include a condensed water inlet which is a passage for supplying condensed water raised by the capillary phenomenon to the inside of the battery pack.
상기 배터리 팩은 상기 응축수 유입구를 포함하여, 상기 하이브리드 버스의 상부에 장착될 수 있다.The battery pack may include the condensed water inlet, and may be mounted on the hybrid bus.
상기 배터리 팩은 공기 유입구를 더 포함하고, 상기 공기 유입구는 시동 온시, 상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 냉기를 유입하여 상기 배터리 팩의 내부로 공급할 수 있다.The battery pack may further include an air inlet, and the air inlet may supply the cool air generated from the air conditioning system to the inside of the battery pack when the starter is turned on.
이상과 같이, 본 실시예는 에어컨 작동시 발생되어 버려지는 응축수를 활용하여 냉각 효과를 볼 수 있다.As described above, in this embodiment, the cooling effect can be seen by utilizing the abandoned condensed water generated when the air conditioner operates.
이로 인해, 본 실시예는 응축수를 이용한 배터리 팩의 내부 냉각을 통해 배터리의 내구 수명 및 성능 저하를 억제할 수 있다.Thus, the present embodiment can suppress the durability life and performance deterioration of the battery through internal cooling of the battery pack using the condensed water.
도 1은 제1 실시예에 따른 시동 오프시 하이브리드 버스에 설치된 배터리 냉각 장치의 각 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 시동 온시 하이브리드 버스에 설치된 배터리 냉각 장치의 각 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 도 1과 다른 형태의 시동 오프시 하이브리드 버스에 설치된 배터리 냉각 장치를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 도 3과 다른 형태의 시동 온시 하이브리드 버스에 설치된 배터리 냉각 장치의 각 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 도 3과 도 4와 다른 형태의 시동 오프와 온시 하이브리드 버스에 설치된 배터리 냉각 장치를 예시적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram exemplifying the configuration of a battery cooling apparatus provided on a hybrid bus in a start-off according to the first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating each configuration of a battery cooling apparatus installed on a hybrid bus at a startup time according to the first embodiment; FIG.
FIG. 3 is a view illustrating a battery cooling apparatus installed on a hybrid bus according to a second embodiment of the present invention, which is different from that of FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a battery cooling device installed on a hybrid bus at a start-up time different from that of FIG. 3 according to the second embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a battery cooling apparatus installed on a start-off and on-hybrid bus of a different form from those of FIG. 3 and FIG. 4 according to the third embodiment.
이하의 실시예들이 적용된 다양한 방법, 장치들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Various methods and devices to which the following embodiments are applied will be described in detail with reference to the drawings.
이하의 본 명세서에서 개시되는 접미사인 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.The suffix "part" disclosed in the present specification is to be given or mixed with consideration only for ease of specification, and does not have a meaning or role that is different from itself.
이하의 실시예에서 개시되는 '및/또는'은 열거되는 관련 항목들 중 하나 이상의 항목에 대한 임의의 및 모든 가능한 조합들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the "and / or" disclosed in the following embodiments include any and all possible combinations of one or more of the listed related items.
이하의 실시예에서 개시되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어들은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것으로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 구비하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the terms such as " comprise "or" comprise ", as used herein, mean that a component can be implanted unless specifically stated to the contrary, But should be understood to include further elements.
이하의 실시예에서 개시되는 배터리 냉각 장치는 시동 온(ON) 뿐만 아니라, 시동 오프(OFF)시에도 하이브리드 차량(예: 하이브리드 전기차, 하이브리드 버스) 또는 전기 차량(예: 전기 버스, 전기 자동차)에 설치된 배터리 팩(고전압 배터리를 포함함)을 냉각시켜 목적하는 바를 달성한다.The battery cooling apparatus disclosed in the following embodiments can be applied not only to start-up ON but also to a hybrid vehicle (e.g., a hybrid electric vehicle, a hybrid bus) or an electric vehicle (e.g., an electric bus or an electric vehicle) Cool the installed battery pack (including the high voltage battery) to achieve the desired result.
이러한 배터리 냉각 장치의 냉각 방식으로서, 기계적인 절체, 전기적인 제어 및 자연적인 절체 등이 적용될 수 있다.As the cooling method of such a battery cooling device, mechanical transfer, electrical control and natural transfer can be applied.
이하에서는, 전술한 각 냉각 방식을 일례인 하이브리드 버스에 적용하여 배터리 팩을 냉각시키기 위한 다양한 하드웨어 구성들에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various hardware configurations for cooling the battery pack by applying the above-described cooling methods to the hybrid bus, which is an example, will be described in more detail.
<제1 실시예>≪ Embodiment 1 >
도 1은 제1 실시예에 따른 시동 오프시 하이브리드 버스에 설치된 배터리 냉각 장치의 각 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 시동 온시 하이브리드 버스에 설치된 배터리 냉각 장치의 각 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of each battery cooling apparatus installed on the hybrid bus in the start-off state according to the first embodiment. FIG. Fig.
도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 배터리 냉각 장치(100)는 기계적인 메카니즘에 의해 하이브리드 버스(101)에 설치된 배터리 팩을 냉각시키기 위하여, 리저버 탱크부(110), 모세관 파이프부(120) 및 배터리 팩(130)을 포함한다.The
리저버 탱크부(110)는 에어컨 시스템(102)과 연통된다. 에어컨 시스템(102)은 예컨대 하이브리드 차량(101)의 내부로 냉기를 공급하기 위하여 통상적으로 널리 알려진 공지의 쿨링 시스템을 포함할 수 있다.The
이러한 에어컨 시스템(102)에 연결된 리저버 탱크부(110)는 에어컨 시스템(102)으로부터 발생된 응축수를 공급받아 저장할 수 있다.The
리저버 탱크부(110)는 하절기에 하이브리드 버스(101)가 주행시, 주행중에 냉각수로부터 발생된 응축수를 드레인 호스(103)를 통해 공급받아 저장할 수 있다.The
모세관 파이프부(120)는 도 2에서와 같이 시동 온(ON)시 리저버 탱크부(110)와 연결이 단절 되고, 도 1에서와 같이 시동 오프(OFF)시 리저버 탱크부(110)에 연결되도록 하는 기계적인 절체 수단을 포함할 수 있다.2, the
따라서, 기계적인 절체 수단에 의해 모세관 파이프부(120)는 시동 온시에 리저버 탱크부(110)로부터 연결이 끊기고, 시동 오프시에 리저버 탱크부(110)에 연결될 수 있다.Therefore, the
여기서, 상기 연결은 리저버 탱크부(110)에 저장된 응축수가 이후에 설명할 배터리 팩(130)으로 공급되도록 응축수의 통로 역할을 의미할 수 있다.Here, the connection may mean that the condensed water stored in the
마지막으로, 배터리 팩(130)은 도 1에서와 같이 시동 오프시 리저버 탱크부(110)에 저장된 응축수를 모세관 파이프부(120)를 통해 공급받고, 공급받은 응축수를 이용하여 내부에서 발생된 열을 냉각시킬 수 있다.1, the
배터리 팩(130)의 내부에 발생된 열은 태양열에 의한 열이거나 및/또는 고전압 배터리에 의한 열일 수 있다.The heat generated inside the
예를 들어, 태양열에 의한 열이 배터리 팩(130)의 내부에서 발생되는 경우는 배터리 팩(130)이 하이브리드 버스(101)의 상부에 장착되어 태양열에 의한 열을 직접적으로 받기 때문이다.For example, when heat due to solar heat is generated inside the
여기서, 모세관 파이프부(120)로부터 응축수를 공급받기 위하여, 배터리 팩(130)의 상부에는 도 1에서와 같이 적어도 하나의 통로인 응축수 유입구(131, '증발구'라고도 함)가 배치될 수 있다.1, a condensed water inlet 131 (also referred to as an evaporator), which is at least one passage, may be disposed at an upper portion of the
응축수 유입구(131)까지 응축수가 도달할 수 있었던 이유는 모세관 파이프부(120)의 통로가 기계적인 절체에 의해 개방됨으로써, 압력을 받은 응축수 또는 모세관 현상에 의한 응축수가 자연스럽게 상승하였기 때문이다.The reason for the condensate reaching the
이와 같이, 본 실시예는 시동 오프시 기계적인 절체에 의한 모세관 파이프부(120)의 개방을 통해 응축수를 배터리 팩(130)의 내부로 공급함으로써, 자연 냉각을 실현시킬 수 있었다.As described above, in this embodiment, natural cooling can be realized by supplying the condensed water into the
한편, 배터리 팩(130)은 응축수 유입구(131) 뿐만 아니라, 도 2에서와 같이 공기 유입구(132)를 더 구비할 수 있다.The
모세관 파이프부(120)가 시동 온(ON)시에 리저버 탱크부(110)로부터 연결이 끓어지기 때문에 응축수 유입구(131)는 모세관 파이프부(120)로부터 응축수를 공급받을 수 없다.The
이런 경우, 공기 유입구(132)는 도 2에서와 같이 시동 온(ON)시 응축수를 공급받지 않고 에어컨 시스템(102)으로부터 발생된 냉기를 공기 통로관(133)를 통해 또는 직접 유입하여 배터리 팩(130)의 내부로 공급할 수 있다.In this case, the
그러나, 시동 온시, 공기 유입구(132)를 통한 냉기 공급은 이에 한정되지 않으며, 다양한 공급 방법과 장치가 설계될 수 있다.However, during start-up, the supply of cold air through the
이와 같이, 본 실시예는 시동 온 뿐만 아니라, 시동 오프시에도 배터리 팩(130)에서 발생된 과열에 대해 자연 냉각을 실시함으로써, 배터리의 내구 성능을 높일 수 있을 것이다.As described above, in this embodiment, natural cooling of the overheat generated in the
<제2 실시예>≪ Embodiment 2 >
도 3은 제2 실시예에 따른 도 1과 다른 형태의 시동 오프시 하이브리드 버스에 설치된 배터리 냉각 장치를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 제2 실시예에 따른 도 3과 다른 형태의 시동 온시 하이브리드 버스에 설치된 배터리 냉각 장치의 각 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a battery cooling apparatus installed on a hybrid bus in a start-off mode different from that of FIG. 1 according to the second embodiment. FIG. 1 is a diagram exemplifying the respective constitutions of a battery cooling device installed in a hybrid bus; Fig.
도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 배터리 냉각 장치(200)는 전기적인 제어에 의해 하이브리드 버스(201)에 설치된 배터리 팩을 냉각시키기 위하여, 리저버 탱크부(210), 모세관 파이프부(220), 제어기(230) 및 배터리 팩(240)을 포함한다.The
리저버 탱크부(210)는 에어컨 시스템(201)과 연통된다. 에어컨 시스템(202)은 예컨대 하이브리드 차량 내부로 냉기를 공급하기 위하여 통상적으로 널리 알려진 공지의 쿨링 시스템을 포함할 수 있다.The
이러한 에어컨 시스템(202)에 연결된 리저버 탱크부(210)는 에어컨 시스템(202)으로부터 발생된 응축수를 공급받아 저장할 수 있다.The
리저버 탱크부(210)는 하절기에 하이브리드 버스(201)가 주행시, 주행중에 냉각수로부터 발생된 응축수를 드레인 호스(203)를 통해 공급받아 저장할 수 있다.The
모세관 파이프부(220)는 도 4에서와 같이 시동 온(ON)시 리저버 탱크부(210)와 연결이 끊기고, 도 3에서와 같이 시동 오프(OFF)시 리저버 탱크부(210)에 연결되도록 하는 전기적인 연결과 절체 동작이 이루어질 수 있다.4, the
여기서, 전기적인 절체 동작은 제어기(230)에 의해 달성될 수 있다. 즉, 제어기(230)는 시동 온(ON)시와 시동 오프(OFF)시, 모세관 파이프부(220)의 절체를 제어하는 것을 의미할 수 있다.Here, the electric transfer operation can be achieved by the
예를 들면, 제어기(230)는 도 3에서와 같이 시동 오프 신호를 확인하면, 확인된 시동 오프 신호에 대응하여 발생된 연결 신호를 이용하여 모세관 파이프부(220)의 기계적인 연결(모세관 파이프부(220)가 리저버 탱크부(210)에 연결되는 동작)이 이루어지도록 할 수 있다.For example, when the
반면, 제어기(230)는 도 4에서와 같이 시동 온 신호를 확인하면, 확인된 시동 온 신호에 대응하여 발생된 절체 신호를 이용하여 모세관 파이프부(220)의 기계적인 절체(모세관 파이프부(220)가 리저버 탱크부(210)에 연결된 것을 연결을 끊는 동작)가 이루어지도록 할 수 있다.On the other hand, when the
이러한 제어기(230)의 제어 명령에 따라, 모세관 파이프부(220)는 도 3에서와 같이 시동 오프(OFF)시 모세관 파이프부(220)에 연결될 경우 모세관 파이프부(220)로부터 응축수를 공급받을 수 있고, 도 4에서와 같이 시동 온(ON)시 모세관 파이프부(220)에 연결되지 않을 경우 모세관 파이프부(220)로부터 응축수를 공급받을 수 없게 된다.According to the control command of the
마지막으로, 배터리 팩(240)은 도 3에서와 같이 시동 오프(OFF)시 리저버 탱크부(210)에 저장된 응축수를 모세관 파이프부(220)를 통해 공급받고, 공급받은 응축수를 이용하여 내부에서 발생된 열을 냉각시킬 수 있다.3, the
배터리 팩(240)의 내부에 발생된 열은 태양열에 의한 열이거나 및/또는 고전압 배터리에 의한 열일 수 있다.The heat generated inside the
예를 들어, 태양열에 의한 열이 배터리 팩(240)의 내부에서 발생되는 경우는 배터리 팩(240)이 하이브리드 버스(201)의 상부에 장착되어 태양열에 의한 열을 직접적으로 받기 때문이다.For example, when heat due to solar heat is generated inside the
여기서, 모세관 파이프부(220)로부터 응축수를 공급받기 위하여, 배터리 팩(240)의 상부에는 도 3에서와 같이 적어도 하나의 통로인 응축수 유입구(241, '증발구'라고도 함)가 배치될 수 있다.In order to receive the condensed water from the
응축수 유입구(241)까지 응축수가 도달할 수 있었던 이유는 시동 오프(OFF)시 모세관 파이프부(220)의 통로가 개방됨으로써, 압력을 받은 응축수 또는 모세관 현상에 의한 응축수가 자연스럽게 상승하였기 때문이다.The reason why the condensed water can reach the
이와 같이, 본 실시예는 시동 오프시 전기적인 제어에 의한 모세관 파이프부(220)의 개방을 통해 응축수를 배터리 팩(240)의 내부로 공급함으로써, 배터리 팩(240)에 대한 냉각을 실현시킬 수 있었다.As described above, in the present embodiment, by supplying the condensed water to the interior of the
한편, 배터리 팩(240)은 응축수 유입구(241) 뿐만 아니라, 도 4에서와 같이 공기 유입구(242)를 더 구비할 수 있다.Meanwhile, the
모세관 파이프부(220)가 시동 온(ON)시에 리저버 탱크부(210)로부터 연결이 끓어지기 때문에 응축수 유입구(241)는 모세관 파이프부(220)로부터 응축수를 공급받을 수 없다.The
이런 경우, 공기 유입구(242)는 도 4에서와 같이 시동 온(ON)시 응축수를 공급받지 않고 에어컨 시스템(202)으로부터 발생된 냉기를 공기 통로관(243)를 통해 또는 직접 유입하여 배터리 팩(240)의 내부로 공급할 수 있다.In this case, the
그러나, 시동 온시, 공기 유입구(132)를 통한 냉기 공급은 이에 한정되지 않으며, 다양한 공급 방법과 장치가 설계될 수 있다.However, during start-up, the supply of cold air through the
이와 같이, 본 실시예는 시동 온 뿐만 아니라, 시동 오프시에도 배터리 팩(240)에서 발생된 과열에 대해 냉각을 실시함으로써, 배터리의 내구 성능을 높일 수 있을 것이다.As described above, the present embodiment can improve the endurance performance of the battery by cooling the
<제3 실시예>≪ Third Embodiment >
도 5는 제3 실시예에 따른 도 3과 도 4와 다른 형태의 시동 오프와 온시 하이브리드 버스에 설치된 배터리 냉각 장치를 예시적으로 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a battery cooling apparatus installed on a start-off and on-hybrid bus of a different form from those of FIG. 3 and FIG. 4 according to the third embodiment.
도 5를 참조하면, 제3 실시예에 따른 배터리 냉각 장치(300)는 리저버 탱크부(310), 모세관 파이프부(320) 및 배터리 팩(330)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the
리저버 탱크부(310)는 에어컨 시스템(302)과 연통된다. 에어컨 시스템(302)은 예컨대 하이브리드 차량(301)의 내부로 냉기를 공급하기 위하여 통상적으로 널리 알려진 공지의 쿨링 시스템을 포함할 수 있다.The
이러한 에어컨 시스템(302)에 연결된 리저버 탱크부(310)는 에어컨 시스템(302)으로부터 발생된 응축수를 공급받아 저장할 수 있다.The
리저버 탱크부(310)는 하절기에 하이브리드 버스(301)가 주행시, 주행중에 냉각수로부터 발생된 응축수를 드레인 호스(303)를 통해 공급받아 저장할 수 있다.The
모세관 파이프부(320)는 리저버 탱크부(310)에 연결되어 연통될 수 있다. 따라서, 리저버 탱크부(310)에 저장된 응축수가 시동 오프(OFF)시 모세관 현상에 의해 모세관 파이프부(320)를 통해 상승할 수 있다.The
이런 경우, 배터리 팩(330)은 모세관 파이프부(320)를 통해 상승한 응축수를 공급받고, 공급받은 응축수를 이용하여 배터리로부터 발생된 열을 냉각시킬 수 있다.In this case, the
이와 같이, 모세관 파이프부(320)는 시동 오프(OFF)시 리저버 탱크부(310)에 저장된 응축수의 모세관 현상에 의해 상승된 응축수를 배터리 팩(330)의 내부로 자동 공급함으로써, 내부에서 발생된 열을 냉각시킬 수 있게 된다.As described above, the
배터리 팩(330)의 내부에 발생된 열은 태양열에 의한 열이거나 및/또는 고전압 배터리에 의한 열일 수 있다.The heat generated inside the
예를 들어, 태양열에 의한 열이 배터리 팩(330)의 내부에서 발생되는 경우는 배터리 팩(330)이 하이브리드 버스(301)의 상부에 장착되어 태양열에 의한 열을 직접적으로 받기 때문이다.For example, when heat due to solar heat is generated inside the
여기서, 모세관 파이프부(320)로부터 응축수를 공급받기 위하여, 배터리 팩(340)의 상부에는 적어도 하나의 통로인 응축수 유입구(331, '증발구'라고도 함)가 배치될 수 있다.In order to receive the condensed water from the
따라서, 모세관 파이프부(320)를 통해 상승한 응축수가 시동 오프(OFF)시 응축수 유입구(331)를 통과하여 배터리 팩(330)에 공급될 수 있게 된다. 바람직하게는 모세관 파이프부(320)를 통해 상승한 응축수가 배터리 팩(330)에 구비된 응축수 유입구(331)를 통과하여 배터리 팩(330)에 공급될 수 있다.Accordingly, the condensed water that has risen through the
그러나, 모세관 파이프부(320)를 통해 상승한 응축수가 시동 온(ON)시에는 배터리 팩(330)으로 공급되지 못할 수도 있다.However, the condensed water that has risen through the
그 이유로는 에어컨 시스템(301)이 이미 가동되어 에어컨 시스템(301)으로부터 발생된 냉기가 배터리 팩(330)으로 공급되고 있기 때문이다.This is because the
그러나, 이에 한정되지 않고, 시동 온(ON)시에는 모세관 파이프부(320)를 통과한 응축수와 에어컨 시스템(301)으로부터 발생된 냉기가 동시에 배터리 팩(330)으로 공급될 수도 있다.However, the present invention is not limited to this, and the condensed water passing through the
이와 같이, 본 실시예는 시동 오프시 및/또는 시동 온시 리저버 탱크부(310) 및 모세관 파이프부(320)를 통해 공급된 응축수를 배터리 팩(330)의 내부로 공급함으로써, 배터리 팩(330)의 내부에 발생된 열을 냉각을 실현시킬 수 있었다.As described above, in the present embodiment, the condensed water supplied through the
한편, 배터리 팩(330)은 응축수 유입구(331) 뿐만 아니라, 공기 유입구(332)를 더 구비할 수 있다.Meanwhile, the
공기 유입구(332)는 시동 온시 에어컨 시스템(302)으로부터 발생된 냉기를 공기 통로관(333)를 통해 또는 직접 유입하여 배터리 팩(330)의 내부로 공급할 수 있다.The
그러나, 시동 온시, 공기 유입구(132)를 통한 냉기 공급은 이에 한정되지 않으며, 다양한 공급 방법과 장치가 설계될 수 있다.However, during start-up, the supply of cold air through the
이와 같이, 본 실시예는 시동 온 뿐만 아니라, 시동 오프시에도 배터리 팩(240)에서 발생된 과열에 대해 냉각을 실시함으로써, 배터리의 내구 성능을 높일 수 있을 것이다.As described above, the present embodiment can improve the endurance performance of the battery by cooling the
이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the exemplary embodiments or constructions. You can understand that you can do it. The embodiments described above are therefore to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.
100,200,300 : 배터리 냉각 장치 101,201,301 : 하이브리드 버스
102,202,302 : 에어컨 시스템 103,203,303 : 드레인 호스
110,210,310 : 리저버 탱크부 120,220,320 : 모세관 파이프부
130,240,330 : 배터리 팩 131,241,331 : 응축수 유입구
132,242,332 : 공기 유입구 133,243,333 : 공기 통로관
230 : 제어기100, 200, 300:
102, 202, 302: air conditioning system 103, 203, 303: drain hose
110, 210, 310:
130, 240, 330:
132, 242, 332:
230:
Claims (13)
에어컨 시스템과 연통되어 상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 응축수를 저장하는 리저버 탱크부;
기계적인 절체 수단에 의해 시동 온(ON)시에 상기 리저버 탱크부로부터 연결이 끊기고, 시동 오프(OFF)시 상기 리저버 탱크부에 연결되어 개방될 때 압력 또는 모세관 현상에 의해 상기 응축수를 상승시키는 모세관 파이프부; 및
상기 모세관 파이프부를 통해 상승된 응축수를 이용하여 내부에서 발생된 열을 냉각시키는 배터리 팩
을 포함하는 차량용 배터리 냉각 장치.A battery cooling apparatus installed in a hybrid vehicle or an electric vehicle,
A reservoir tank communicating with the air conditioning system to store condensed water generated from the air conditioning system;
A capillary tube for raising the condensed water by pressure or a capillary phenomenon when the connection from the reservoir tank is disconnected at the time of the start-up ON by the mechanical transfer means, and when the reservoir tank portion is opened at the time of the OFF- A pipe section; And
A condenser for condensing the condensed water through the capillary pipe,
And the battery cooling device.
상기 배터리 팩은,
상기 응축수를 상기 배터리 팩의 내부로 공급하기 위한 통로인 응축수 유입구
를 포함하는 차량용 배터리 냉각 장치.The method according to claim 1,
The battery pack (100)
And a condensed water inlet port for supplying the condensed water to the inside of the battery pack,
Wherein the battery cooling apparatus comprises:
상기 배터리 팩은,
상기 응축수 유입구를 포함하여, 상기 하이브리드 차량의 상부에 장착된 것인 차량용 배터리 냉각 장치.3. The method of claim 2,
The battery pack (100)
Wherein the hybrid vehicle is mounted on an upper portion of the hybrid vehicle including the condensed water inlet.
상기 배터리 팩은, 공기 유입구를 더 포함하고,
상기 공기 유입구는,
상기 시동 온(ON)시 상기 리저버 탱크부로부터 상기 모세관 파이프부의 연결이 단절될 경우,
상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 냉기를 유입하여 상기 배터리 팩의 내부로 공급하는 차량용 배터리 냉각 장치.The method according to claim 1,
The battery pack may further include an air inlet,
The air inlet
When the connection of the capillary pipe portion is disconnected from the reservoir tank portion at the time of the startup ON,
Wherein the cooling air is supplied from the air conditioning system to the inside of the battery pack.
기계적인 절체 수단에 의해 시동 온(ON)시에 상기 리저버 탱크부로부터 연결이 끊기고, 시동 오프(OFF)시 상기 리저버 탱크부로부터 연결되어 개방될 때 압력 또는 모세관 현상에 의해 상기 응축수를 상승시키는 모세관 파이프부;
상기 모세관 파이프부를 통해 상승된 응축수를 이용하여 내부에서 발생된 열을 냉각시키는 배터리 팩; 및
상기 시동 오프시, 상기 기계적인 절체 수단의 동작을 전기적으로 인가하는 제어기
를 포함하는 차량용 배터리 냉각 장치.A reservoir tank communicating with the air conditioning system to store condensed water generated from the air conditioning system;
A capillary tube for raising the condensed water by pressure or a capillary phenomenon when the connection from the reservoir tank is disconnected at the time of starting ON by the mechanical transfer means and when the reservoir tank portion is opened from the reservoir tank portion at the time of OFF, A pipe section;
A battery pack for cooling the heat generated inside by using the condensed water raised through the capillary pipe portion; And
A controller for electrically applying an operation of the mechanical transfer means during the start-
Wherein the battery cooling apparatus comprises:
상기 배터리 팩은,
상기 응축수를 상기 배터리 팩의 내부로 공급하기 위한 통로인 응축수 유입구
를 포함하는 차량용 배터리 냉각 장치.6. The method of claim 5,
The battery pack (100)
And a condensed water inlet port for supplying the condensed water to the inside of the battery pack,
Wherein the battery cooling apparatus comprises:
상기 배터리 팩은,
상기 응축수 유입구를 포함하여, 하이브리드 차량의 상부에 장착된 것인 차량용 배터리 냉각 장치.The method according to claim 6,
The battery pack (100)
And the condensed water inlet is mounted on an upper portion of the hybrid vehicle.
상기 배터리 팩은, 공기 유입구를 더 포함하고,
상기 공기 유입구는,
상기 시동 온(ON)시 상기 리저버 탱크부로부터 상기 모세관 파이프부의 연결이 단절될 경우,
상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 냉기를 유입하여 상기 배터리 팩의 내부로 공급하는 차량용 배터리 냉각 장치.6. The method of claim 5,
The battery pack may further include an air inlet,
The air inlet
When the connection of the capillary pipe portion is disconnected from the reservoir tank portion at the time of the startup ON,
Wherein the cooling air is supplied from the air conditioning system to the inside of the battery pack.
상기 공기 유입구는,
상기 제어기의 제어에 의해 개폐되는 차량용 배터리 냉각 장치.9. The method of claim 8,
The air inlet
And is opened / closed under the control of the controller.
상기 에어컨 시스템과 연통되어 상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 응축수를 저장하는 리저버 탱크부;
상기 리저버 탱크부에 연결되어, 기계적인 절체 수단에 의해 시동 온(ON)시에 상기 리저버 탱크부로부터 연결이 끊기고, 시동 오프(OFF)시 상기 리저버 탱크부로부터 연결되어 개방될 때 압력 또는 모세관 현상에 의해 상기 응축수를 상승시키는 모세관 파이프부; 및
시동 오프(OFF)시에는 상기 상승된 응축수를 이용하고, 시동 온(ON)시에는 상기 발생된 냉기를 공급받아 내부에서 발생된 열을 냉각시키는 배터리 팩을 포함하는,
차량용 배터리 냉각 장치.An air conditioning system that generates cold air when the ignition is turned ON;
A reservoir tank communicating with the air conditioning system to store condensed water generated from the air conditioning system;
And is connected to the reservoir tank portion and disconnected from the reservoir tank portion when the valve is turned on by the mechanical transfer means. When the valve is opened from the reservoir tank portion when the valve is turned off, pressure or capillary phenomenon A capillary pipe portion for raising the condensed water by the capillary pipe portion; And
And a battery pack that uses the ascended condensed water when the starter is turned off and cools the heat generated by the generated cool air when the starter is turned on.
Battery cooler for vehicles.
상기 배터리 팩은,
상기 모세관 현상에 의해 상승된 응축수를 상기 배터리 팩의 내부로 공급하기 위한 통로인 응축수 유입구
를 포함하는 차량용 배터리 냉각 장치.11. The method of claim 10,
The battery pack (100)
And a condensed water inlet port which is a passageway for supplying the condensed water raised by the capillary phenomenon to the inside of the battery pack,
Wherein the battery cooling apparatus comprises:
상기 배터리 팩은,
상기 응축수 유입구를 포함하여, 하이브리드 차량의 상부에 장착된 것인 차량용 배터리 냉각 장치.12. The method of claim 11,
The battery pack (100)
And the condensed water inlet is mounted on an upper portion of the hybrid vehicle.
상기 배터리 팩은, 공기 유입구를 더 포함하고,
상기 공기 유입구는,
상기 시동 온(ON)시, 상기 에어컨 시스템으로부터 발생된 냉기를 유입하여 상기 배터리 팩의 내부로 공급하는 차량용 배터리 냉각 장치.
11. The method of claim 10,
The battery pack may further include an air inlet,
The air inlet
And cooling air generated from the air conditioning system flows into the battery pack when the starter is turned on.
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KR1020150140320A KR101768136B1 (en) | 2015-10-06 | 2015-10-06 | Battery cooling apparatus for vehicle |
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KR20240058239A (en) | 2022-10-25 | 2024-05-03 | 국립공주대학교 산학협력단 | System and method for preventing battery overheating and fire of electric vehicle |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |