KR101856443B1 - Air conditioner for electrically powered vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 공조케이스, 공조케이스 내부로 공기를 유입되게 하는 블로어유닛, 공조케이스 내부에 구비되어 유입된 공기를 냉각하는 증발기, 증발기의 후방에 이격되게 배치되어 공기를 가열하는 전기히터, 공조케이스 외부에 노출되게 구비되어 전기히터를 제어하는 히터제어기 및 차량의 실내 공기의 온도를 측정하기 위하여 차량 실내의 공기를 흡입하는 것으로, 흡입된 상기 차량 실내 공기를 상기 히터제어기로 배출하여 히터제어기를 냉각하는 아스피레이터(Aspirator)를 포함하는 전기 자동차용 공기조화장치를 제공한다.
따라서 히터제어기의 냉각성능을 향상시켜 히터제어기의 과열을 방지하는 것은 물론, 히터제어기의 성능저하를 방지할 수 있다. The present invention relates to an air conditioning case, a blower unit for allowing air to flow into the air conditioning case, an evaporator for cooling the air introduced into the air conditioning case, an electric heater arranged to be spaced apart from the rear of the evaporator, A heater controller provided to be exposed to the outside to control the electric heater and to suck air in the vehicle interior to measure the temperature of the room air of the vehicle, to discharge the in-vehicle room air to the heater controller to cool the heater controller An air conditioner for an electric vehicle including an aspirator for controlling an air conditioner.
Accordingly, the cooling performance of the heater controller can be improved to prevent overheating of the heater controller, and to prevent deterioration of the performance of the heater controller.
Description
본 발명은 전기 자동차용 공기조화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유입되는 공기를 가열하는 전기히터와, 이러한 전기히터를 제어하는 히터제어기를 구비하는 전기 자동차용 공기조화장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner for an electric vehicle, and more particularly, to an air conditioner for an electric vehicle having an electric heater for heating incoming air and a heater controller for controlling the electric heater.
일반적으로 전기 자동차용 공기조화장치는, 외부에서 도입된 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내로 송풍하여 차량의 실내를 난방 또는 냉방하는 것으로, 여기에는 외기 또는 내기를 도입하는 송풍기와, 흡입된 공기를 냉매의 증발에 의하여 냉각시키거나 가열하는 증발기 및 히터코어 등을 구비하고 있다. BACKGROUND ART [0002] Generally, an air conditioner for an electric vehicle is a device for heating or cooling air introduced from the outside to blow air into the interior of a vehicle to heat or cool the interior of the vehicle. The air conditioner includes an air blower for introducing outside or inside air, And an evaporator and a heater core for cooling or heating the refrigerant by evaporation of the refrigerant.
그런데, 전기를 동력으로 하는 전기 자동차용 공기조화장치에서는 엔진을 구비하고 있지 않기 때문에, 엔진 냉각수의 냉각열에 의해 흡입된 공기를 가열하는 히터코어를 구비하고 있지 않다. 대신에, 전원을 공급하여 공기를 가열하는 전기히터를 별도로 구비하고, 이를 제어하는 히터제어기를 구비하여 온기를 공급할 수 있도록 하고 있다. However, an electric motor-driven air-conditioning apparatus powered by electricity does not have an engine, and therefore does not have a heater core that heats the air sucked by the cooling heat of engine cooling water. Instead, an electric heater for heating the air by supplying electric power is separately provided, and a heater controller for controlling the electric heater is provided so that the heater can be supplied.
한편, 이러한 전기히터는 실내 고온을 유지하기 위해서는 이에 따라 상기 히터제어기 역시 고전압이 통하면서 고온(약 105℃ 정도)이 발생하는 데, 이에 종래의 히터제어기는 자연대류에 의하여 냉각효과를 얻을 수 있는 방열핀을 외부에 노출되게 구비하여 히터제어기의 온도를 저감하였다. Meanwhile, in order to maintain a high temperature in the room, the heater controller also operates at a high temperature (about 105 ° C.) due to the high voltage, and the conventional heater controller can obtain a cooling effect by natural convection The heat radiating fin is exposed to the outside to reduce the temperature of the heater controller.
하지만, 종래의 전기 자동차용 공기조화장치는, 상기 방열핀을 자연대류 방식에 의해서만 냉각하였기 때문에, 고열의 히터제어기를 충분히 냉각 하지 못할 뿐만 아니라, 불규칙하게 불어오는 자연대류의 특성상 안정적이고 원활한 냉각이 어려워, 전기히터를 장시간 사용할 시에는 히터제어기 내부의 온도가 과도하게 상승하면서 성능을 저하시키는 문제점이 있었다. However, in the conventional air conditioner for electric vehicles, since the heat radiating fins are cooled only by the natural convection method, not only the high temperature heater controller can not be sufficiently cooled, but stable and smooth cooling is difficult due to the nature of natural convection When the electric heater is used for a long period of time, there is a problem that the temperature inside the heater controller rises excessively and the performance deteriorates.
본 발명은, 히터제어기의 냉각성능을 향상시키고, 이에 따른 히터제어기의 성능을 향상시킬 수 있는 전기 자동차용 공기조화장치를 제공하는데 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide an air conditioner for an electric vehicle that can improve the cooling performance of the heater controller and improve the performance of the heater controller accordingly.
본 발명은, 공조케이스; 상기 공조케이스 내부로 공기를 유입되게 하는 블로어유닛; 상기 공조케이스 내부에 구비되어 유입된 상기 공기를 냉각하는 증발기; 상기 증발기의 후방에 이격되게 배치되어 상기 공기를 가열하는 전기히터; 상기 공조케이스 외부에 노출되게 구비되어 상기 전기히터를 제어하는 히터제어기; 및 차량의 실내 공기의 온도를 측정하기 위하여 차량 실내의 공기를 흡입하는 것으로, 흡입된 상기 차량 실내 공기를 상기 히터제어기로 배출하여 상기 히터제어기를 냉각하는 아스피레이터(Aspirator)를 포함하는 전기 자동차용 공기조화장치를 제공한다. The present invention relates to an air conditioning case; A blower unit for allowing air to flow into the air conditioning case; An evaporator provided inside the air conditioner case to cool the introduced air; An electric heater disposed at a rear side of the evaporator to heat the air; A heater controller which is exposed outside the air conditioning case and controls the electric heater; And an aspirator for sucking air in the vehicle interior to measure the temperature of the indoor air of the vehicle and for cooling the heater controller by discharging the sucked vehicle room air to the heater controller, And an air conditioner for the air conditioner.
여기서, 상기 히터제어기는, 내부에 전기소자를 수용하는 히터제어기 케이스와, 상기 히터제어기 케이스의 외부에 노출되게 구비되고 서로 이격되게 배치된 복수 개의 방열핀들을 포함하고, 상기 아스피레이터에 의하여 배출되는 상기 공기는 상기 방열핀으로 분사할 수 있다. Here, the heater controller includes: a heater controller case that houses an electric device therein; and a plurality of heat radiating fins that are exposed to the outside of the heater controller case and are spaced apart from each other, The air can be injected into the radiating fin.
여기서, 상기 히터제어기는, 상기 방열핀들의 이격된 공간사이로 상기 공기가 원활하게 분사되도록, 상기 방열핀들을 상기 공기가 분사되는 방향에 나란하도록 이격 되게 배치하는 것이 바람직하다. Here, the heater controller may be disposed such that the radiating fins are spaced apart from each other in a direction in which the air is injected, so that the air is smoothly injected between the spaced spaces of the radiating fins.
또한, 본 발명은 일단부는 상기 공조케이스 내부와 연통되고 타단부는 상기 방열핀의 외측에 배치되어, 상기 증발기를 통하여 냉각된 상기 공기 일부를 상기 방열핀으로 공급하여 상기 히터제어기를 냉각하는 냉각덕트를 더 포함한다. The present invention further provides a cooling duct for cooling the heater controller by supplying a part of the air cooled through the evaporator to the radiator fin at one end communicating with the inside of the air conditioning case and at the other end outside the radiator fin .
본 발명에 따른 전기 자동차용 공기조화장치는, 히터제어기의 냉각성능을 향상시켜 히터제어기의 과열을 방지함은 물론, 이에 따른 히터제어기의 성능저하를 방지할 수 있다. The air conditioner for an electric vehicle according to the present invention can improve the cooling performance of the heater controller to prevent overheating of the heater controller and to prevent deterioration of the performance of the heater controller.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 공기조화장치의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 아스피레이터와 냉각덕트를 통한 히터어기의 냉각을 나타내는 사시도이다. 1 is a perspective view showing an appearance of an air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view showing the cooling of the heater unit through the aspirator and the cooling duct of Fig. 1;
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 공기조화장치의 외관을 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1의 아스피레이터와 냉각덕트를 통한 히터제어기의 냉각을 나타내는 사시도이다. FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing cooling of a heater controller through an aspirator and a cooling duct of FIG.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 공기조화장치(600; 이하 '공기조화장치'라고 한다)는, 공조케이스(100), 블로어유닛(200), 히터제어기(300) 및 아스피레이터(400; Aspirator)를 포함하며, 도시하지 않았지만 상기 공조케이스(100) 내부에 구비되는 증발기 및 전기히터를 포함한다. 1, an
상기 공조케이스(100)는, 유입구(미도시)를 통하여 공기가 유입되고, 유입된 상기 공기가 차량의 각 소요처로 토출되는 구조로 되어 있다. 여기서, 상기 공조케이스(100)의 상기한 토출구조와 내부구조 등 상세한 구성에 대한 설명은 공지의 자동차용 공기조화장치의 공조케이스와 그 구성이 대응되므로 생략하기로 한다.The
상기 블로어유닛(200)은, 상기 공조케이스(100)의 유입구측에 결합하여, 상기 공조케이스(100) 내부로 공기를 유입되도록 공기를 송풍하는 역할을 한다. 이러한 블로어유닛(200)은, 공기가 유입하는 입구가 형성된 하우징(210)과, 상기 하우징(210)의 내부에 구비되는 모터(미도시)와 블로어를 포함하며, 이러한 구성은 공지의 블로어유닛의 구성과 대응되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. The
한편, 상기 공조케이스(100) 내부에는 상기 공조케이스(100)로 유입되는 상기 공기를 냉각 및 가열하는 열교환기를 구비하며, 상기 열교환기는 증발기 및 전기히터를 포함한다. The
상기 증발기는, 상기 공조케이스(100) 내부의 입구측에 구비되어, 유입되는 상기 공기를 냉각시키는 역할을 한다. The evaporator is provided at an inlet side inside the
상기 전기히터는, 상기 공조케이스(100) 내부에서 상기 증발기의 후방에 이격되게 구비되어, 상기 증발기를 거친 공기를 가열하는 역할을 한다. 여기서, 상기 전기히터는 PTC(Positive Temperature Coefficient)소자를 이용하는 PTC히터로 하는 것이 바람직하지만, 이에 한정하지는 않는다. The electric heater is disposed inside the
상기 히터제어기(300)는, 상기 전기히터와 전기적으로 연결되어 상기 전기히터를 제어하며, 상기 공조케이스(100) 외부에 노출되도록 설치된다. 도면에서 상기 히터제어기(300)는 상기 공조케이스(100)에 설치된 경우를 나타내었지만, 이에 한정하지는 않는다. The
도 2를 참조하면, 상기 히터제어기(300)는, 내부에 전기소자(미도시)를 수용하는 히터제어기 케이스(310)와, 상기 히터제어기 케이스(310)의 외부에 노출되게 구비되어 자연대류에 의하여 냉각효과를 얻을 수 있으며 서로 이격되게 배치된 복수 개의 방열핀(320)들을 포함한다. Referring to FIG. 2, the
상기 아스피레이터(400)는, 차량 실내 공기의 온도와 습도를 측정하기 위하여 차량의 실내 공기를 흡입하도록 아스피레이터 호스(410)가 아스피레이터(400)에 연결되어 상기 블로어유닛(200)에 의하여 발생하는 압력에 의하여 차량의 실내 공기를 강제 흡입하는 구조로 되어 있다. The
한편, 상기한 아스피레이터(400)는, 일측이 차량의 실내와 연통되게 연결되어 차량의 실내 공기를 흡입하는 아스피레이터 호스(410)를 구비한다. Meanwhile, the
상기 아스피레이터(400)는, 일측 입구가 차량의 실내와 연통하여 차량의 실내 공기를 흡입하며, 타측 출구는 외부에 노출되어 흡입된 차량의 실내 공기를 상기 공조케이스(100) 내부의 공기가 아스피레이터(400)의 토출 공기와 함께 외부로 배출하는 구조로 되어 있다. The
상기 공기조화장치(600)는, 상기 아스피레이터(400)의 출구를 상기 히터제어기(300)에 인접하게 배치하여, 배출되는 공기가 상기 히터제어기(300)로 분사하도록 하여 상기 히터제어기(300)를 냉각하는 구조로 되어 있다. The
이에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 아스피레이터(400)는 출구측이 상기 히터제어기(300)에 인접하게 위치하되, 상기 히터제어기(300)의 방열핀(320)들을 향하도록 배치하여 배출되는 차량의 실내 공기가 상기 방열핀(320)들을 항하여 분사되도록 한다. 이에 따라, 상기 히터제어기(300)는, 자연대류에 의한 냉각뿐만 아니라 상기 아스피레이터 호스(410)로부터 배출되는 차량의 실내 공기에 의해서도 냉각된다. In detail, the
한편, 상기 히터제어기(300)는, 상기 아스피레이터(400)로부터 배출되는 공기가 상기 방열핀(320)들의 이격된 공간사이로 원활하게 분사되도록, 상기 방열핀(320)들을 상기 공기가 분사되는 방향에 대하여 나란하게 서로 이격되도록 배치한다. 도면에서, 상기 방열핀(320)들은 세로방향으로 배치되어 있으며, 이에 상기 아스피레이터(400)의 출구측은 상기 방열핀(320)들의 하측에 배치하여 배출되는 차량의 실내 공기가 하측에서 상측으로 배출되게 한다. 하지만, 이는 일 실시예로 상기 아스피레이터(400)의 출구측을 상기 방열핀(320)들의 상측에 배치할 수 있는 등 상기 방열핀(320)들의 구조에 대응하여 상기 아스피레이터(400)의 출구측의 위치를 다양하게 할 수 있음은 물론이다. The
덧붙여, 상기 공기조화장치(600)는, 상기 공조케이스(100) 내의 공기를 상기 방열핀(320)으로 공급되게 하여 상기 히터제어기(300)를 냉각하는 냉각덕트(500)를 더 포함한다. In addition, the
상기 냉각덕트(500)는, 상기 증발기를 거쳐 냉각된 공기의 일부를 유입하도록 일단부가 상기 공조케이스(100) 내부와 연통되고, 유입된 상기 공기가 상기 방열핀(320)으로 분사되도록 타단부가 상기 방열핀(320)의 외측에 인접하게 배치되어 있다. 여기서, 상기 냉각덕트(500)를 통하여 배출되는 공기는, 상기 블로어유닛(200)의 작동에 의하여 별도의 분사장치 없이도 상기 공조케이스(100) 내부의 공기가 상기 냉각덕트(500)를 거쳐 상기 히터제어기(300)로 분사된다. One end of the
한편, 상기 냉각덕트(500)는 상기 증발기를 거쳐 그 온도가 저하되어 냉각된 공기를 유입하기 위하여, 일단부가 증발기의 후방과 전기히터의 전방에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 냉각덕트(500)는, 상기 아스피레이터(400)로부터 배출되는 공기의 유동에 간섭이 발생하지 않도록, 상기 아스피레이터(400)의 출구측이 위치한 곳에 대응하여 배치하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the
상기한 바와 같이 상기 공기조화장치(600)는, 상기 히터제어기(300)로 자연대류에 의한 바람과 함께, 상기 아스피레이터(400)를 통해 배출되는 차량의 실내 공기 및 상기 공조케이스(100)의 내부에서 배출되는 냉각된 공기를 각각 분사 공급함으로써, 상기 히터제어기(300)의 냉각효과를 향상시킬 수 있으며, 이에 따른 히터제어기(300)의 성능저하를 방지할 수 있다.
As described above, the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100... 공조케이스 200... 블로어유닛
300... 히터제어기 310... 히터제어기 케이스
320... 방열핀 400... 아스피레이터
410... 아스피레이터 호스 500... 냉각덕트
600... 전기 자동차용 공기조화장치100 ...
300
320 ... radiating fin 400 ... aspirator
410 ...
600 ... Air conditioners for electric vehicles
Claims (4)
상기 공조케이스 내부로 공기를 유입되게 하는 블로어유닛;
상기 공조케이스 내부에 구비되어 유입된 상기 공기를 냉각하는 증발기;
상기 증발기의 후방에 이격되게 배치되어 상기 공기를 가열하는 전기히터;
상기 공조케이스 외부에 노출되게 구비되어 상기 전기히터를 제어하는 히터제어기; 및
차량의 실내 공기의 온도를 측정하기 위하여 차량 실내 공기를 흡입하는 것으로, 흡입된 상기 차량 실내 공기를 상기 히터제어기로 배출하여 상기 히터제어기를 냉각하는 아스피레이터(Aspirator)를 포함하되,
상기 히터제어기는, 내부에 전기소자를 수용하는 히터제어기 케이스와, 상기 히터제어기 케이스의 외부에 노출되게 구비되고 서로 이격되게 배치된 복수 개의 방열핀들을 포함하고,
상기 아스피레이터에 의하여 배출되는 상기 공기는 상기 방열핀들로 분사하는 전기 자동차용 공기조화장치.Air conditioning case;
A blower unit for allowing air to flow into the air conditioning case;
An evaporator provided inside the air conditioner case to cool the introduced air;
An electric heater disposed at a rear side of the evaporator to heat the air;
A heater controller which is exposed outside the air conditioning case and controls the electric heater; And
And an aspirator for sucking indoor air of the vehicle to measure the temperature of indoor air of the vehicle and discharging the sucked indoor air to the heater controller to cool the heater controller,
The heater controller includes a heater controller case that houses an electric device therein, and a plurality of heat radiating fins that are exposed to the outside of the heater controller case and are spaced apart from each other,
And the air discharged by the aspirator is sprayed to the radiating fins.
일단부는 상기 증발기의 후방과 상기 전기히터의 전방에 연통되고 타단부는 상기 방열핀들의 외측에 배치되며, 상기 증발기를 통하여 냉각된 상기 공기 일부를 상기 블로어유닛의 작동을 통해 상기 방열핀들로 공급하여 상기 히터제어기를 냉각하는 냉각덕트를 더 포함하는 전기 자동차용 공기조화장치.The method according to claim 1,
Wherein one end is communicated with the rear of the evaporator and the front of the electric heater and the other end is disposed with the outside of the radiating fins and a part of the air cooled through the evaporator is supplied to the radiating fins through the operation of the blower unit, And a cooling duct for cooling the heater controller.
상기 히터제어기는, 상기 방열핀들의 이격된 공간사이로 상기 공기가 원활하게 분사되도록, 상기 방열핀들을 상기 공기가 분사되는 방향에 나란하도록 이격되게 배치하는 전기 자동차용 공기조화장치.The method according to claim 1,
Wherein the heater controller disposes the radiating fins so as to be parallel to the direction in which the air is injected so that the air is smoothly injected between the spaced spaces of the radiating fins.
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| JP2514109Y2 (en) * | 1991-05-30 | 1996-10-16 | 株式会社ゼクセル | Control unit for vehicle air conditioner |
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- 2011-12-22 KR KR1020110139789A patent/KR101856443B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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