KR102497338B1 - 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 별도의 난방을 통해서 자동차 내부를 적정한 온도의 따뜻한 상태로 유지함으로써 배터리의 전기를 자동차의 난방을 위하여 사용하지 않아 전기용량을 모두 주행에 사용할 수 있고, 추운날씨에 별도의 난방을 배터리 팩에 순환시켜 배터리를 난방하므로, 배터리의 성능을 활성화하여 효율적으로 배터리의 전기를 사용할 수 있는 새로운 구성의 전기 자동차용 난방 구조를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 배터리의 전기를 자동차의 난방을 위하여 사용하지 않고, 난방용 유입공기의 열교환으로 핫에어를 생성하여 실내 온도를 상승시키며, 핫에어 또는 열교환된 연소된 배출공기를 이용하여 배터리를 난방함으로 인하여 배터리의 성능을 활성화하므로, 배터리의 출력용량이 감소되는 것을 방지하여 전기 자동차의 주행 거리를 늘려줌으로써 전기 자동차의 주행을 멈추는 일이 없이 전기 자동차가 목적지에 도달하여 업무를 완수한 다음, 배터리 충전을 할 수 있도록 함으로써, 전기 자동차 주행 중에 배터리 충전으로 인한 장시간의 시간 낭비를 방지하고 업무에 차질이 생기는 경우를 방지하는 효과가 있는 것이다.

Description

주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조{Electric vehicle heating structure with increased mileage}
본 발명은 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 난방을 통해서 자동차 내부를 적정한 온도의 따뜻한 상태로 유지함으로써 배터리의 전기를 자동차의 난방을 위하여 사용하지 않아 전기용량을 모두 주행에 사용할 수 있고, 추운날씨에 별도의 난방을 배터리 팩에 순환시켜 배터리를 난방하므로, 배터리의 성능을 활성화하여 효율적으로 배터리의 전기를 사용할 수 있는 새로운 구성의 전기 자동차용 난방 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
일반적으로, 전기 자동차는 다수의 배터리에 전기에너지를 충전하고, 충전된 에너지를 이용하여 전동기를 구동하고 기타 부하에 전원을 공급하여 주행한다.
따라서, 에너지원으로서의 배터리의 역할은 대단히 중요하며, 온도에 따라 민감하게 성능 변화를 보인다.
배터리 평가 결과에 따르면 배터리의 온도가 일정범위내에서는 높으면 높을 수록 충전 또는 방전량이 증가한다. 따라서 추운곳에 장시간 주차시킨 상태에서 충전할 경우 배터리 충전효율이 저하된다. 즉 배터리를 충전할 때에 최대한의 충전 가능한 용량보다 적은 전기량이 충전되고, 사용할 때에도 실제의 충전된 전기량 보다 적은 용량을 사용하게된다.
그러나 현재 대부분의 전기자동차는 날씨가 춥거나 덥거나 관계없이 배터리를 차내에 설치된 상태로 충전 또는 방전함으로써 배터리 성능을 충분히 발휘하지 못하고 있는 실정이다.
한편, 전기 자동차는 배터리를 동력원으로 이용하여 주행을 하는 전기 차량인데, 배터리가 차가운 상태에서 전기 자동차의 주행을 하게 되면, 배터리의 용량이 작아져서, 배터리의 출력 용량이 작아지게 된다.
추운겨울 날씨에 자동차의 내부를 히팅하기 위하여 배터리의 전기를 사용하여 히팅을 하는 경우에 많은 전기량이 히팅을 위하여 사용되기 때문에 주행하다가 평시와 다르게 히팅을 위하여 소모된 전기량을 충전을 위하여 시간을 소비하고 재차 주행을 하여야 하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-1998-0012777호(1998년04월30일 공개) 한국공개특허 제10-1998-0054590호(1998년09월25일 공개) 한국공개실용신안 제20-1997-0031402호(1997년07월24일 공개)
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 난방을 통해서 자동차 내부를 적정한 온도의 따뜻한 상태로 유지함으로써 배터리의 전기를 자동차의 난방을 위하여 사용하지 않아 전기용량을 모두 주행에 사용할 수 있도록 하는 전기 자동차용 난방 구조를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 추운날씨에 별도의 난방을 배터리 팩에 난방공기의 흐름의 일부를 순환시켜 배터리를 난방하므로, 배터리의 전기적 특성을 활성화하여 효율적으로 배터리의 전기를 사용할 수 있는 새로운 구성의 전기 자동차용 난방 구조를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 내부로 공급되는 연료를 연소시키는 연료 연소실(120); 상기 연료 연소실(120)내부에 설치된 열교환기(180)와 연결된 핫에어 슬리브(130); 상기 열교환기(180)에서 열교환되어 핫에어 슬리브(130)에서 공급되어 자동차의 실내(190)로 공급하여 난방을 행하는 따뜻한 공기인 핫에어; 상기 자동차의 실내(190)를 난방하기 위하여 전기를 사용하지 않고 주행에 사용하는 자동차 배터리(150);로 구성된 것을 특징으로 하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조가 제공 된다.
상기 연료 연소실(120)에는 외부의 연료 연소를 위한 공기가 유입되는 연소 공기 유입 포트(122);와
연료 연소시 발생하는 연소 공기가 배출되는 연소 공기 배출 포트(124);와
연료 연소시, 핫에어를 생성하기 위하여 난방공용 필터(160)을 거쳐 공기유입관(123)을 통하여 유입된 외부공기가 열교환기(180)의 열교환으로 생성된 핫에어;가
상기 핫에어 슬리브(130) 쪽으로 전달하는 핫에어 유출 포트(126)가 구비되어, 상기 연료 연소실(120)에서 생성된 핫에어가 상기 핫에어 슬리브(130)를 통하여 자동차의 실내(190) 쪽으로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료 연소실(120)의 내부에 열교환기(180)가 설치되며, 상기 핫에어 슬리브(130)와 열교환기(180)를 매개로 연결되는 실내 난방을 위한 난방 공기 유입관(123) 상에는 난방공용 필터(160)가 설치되어,
상기 난방공용 필터(160)에 의해 난방공용 필터(160)링된 외부의 공기가 상기 연료 연소실(120) 내부의 판형형상의 열교환기(180)로 연소가스와 섞이지 않도록 분리된 상태로 공급되어,
상기 연료 연소실(120) 내부에 연소를 위한 외부의 공기가 연소 공기유입포트(122)를 통하여 공급된 상태로 연료유입포트(121)를 통하여 공급된 연료가 버너(185)에서 연소되어 열교환기(180)를 통하여 열교환을 하고 연소공기는 연소공기 배출포트(124)를 통하여 배출되며, 난방을 위하여 공기유입관(123)을 통하여 유입된 공기는 열교환기(180)를 통하여 열을 전달받는 열교환을 하고 핫에어 유출포트(126)을 통하여 핫에어 슬리브(130)을 경유하고, 실내용 밸브(134)를 통하여 자동차실내(190)로 공급되어 난방을 하는 것을 특징으로 한다.
내부로 공급되는 연료를 연소시키는 연료 연소실(120);
상기 연료 연소실(120)에 연결된 핫에어 슬리브(130);
상기 핫에어 슬리브(130)에서 공급되는 따뜻한 공기를 전기 자동차의 배터리(150) 난방을 위하여 배터리(150)로 공급하는 핫에어 공급 연결관(140);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 연료 연소실(120)에는 외부의 연료 연소를 위한 공기가 유입되는 공기 유입 포트(122)와 연료 연소시 발생하는 연소 공기가 배출되는 연소 공기 배출 포트(124)와 연료 연소시, 핫에어를 생성하기 위하여 난방공용 필터(160)을 거쳐 공기유입광(123)을 통하여 유입된 외부공기가 열교환기(180)의 열교환으로 핫에어가 생성되고,
상기 핫에어 슬리브(130) 쪽으로 전달하는 핫에어 유출 포트(126)가 구비되어,
상기 연료 연소실(120)에서 생성된 핫에어가 상기 핫에어 슬리브(130)를 통하여 상기 자동차의 실내(190) 쪽으로 공급되며, 배터리용 밸브(132)를 통하여 핫에어 슬리브(130)에서 분기되어 상기 핫에어 공급연결관(140)을 통해서 상기 자동차의 배터리(150) 쪽으로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료 연소실(120)의 내부에 열교환기(180)가 설치되며, 상기 핫에어 슬리브(130)와 열교환기(180)를 매개로 연결되는 실내 난방을 위한 공기 유입관(123) 상에는 난방공용 필터(160)가 설치되어, 상기 난방공용 필터(160)에 의해 난방공용 필터(160)링된 외부의 공기가 상기 연료 연소실(120) 내부의 판형형상의 열교환기(180)로 연소가스와 섞이지 않도록 분리된 상태로 공급되어 상기 연료 연소실(120) 내부에 연소를 위한 외부의 공기가 연소 공기유입포트(122)를 통하여 공급된 상태로 연료유입포트(121)를 통하여 공급된 연료가 버너(185)에서 연소되어 열교환기(180)를 통하여 열교환을하고 연소공기는 연소공기 배출포트(124)를 통하여 배출되며, 난방을 위하여 공기유입관(123)을 통하여 유입된 공기는 열교환기(180)를 통하여 열을 전달받는 열교환을하고 핫에어 유출포트(126)을 통하여 핫에어 슬리브(130)을 경유하고, 배터리용 밸브(132)를 통하여 핫에어 슬리브(130)에서 분기되어 핫에어 공급 연결관(140)과 연결되고 배터리 케이스(153) 내부의 배터리(150)를 관으로 주위를 감싸서 열을 전달하여주고 연장배출관(128)을 통하여 배출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 연료 연소실(120)의 상기 연소공기 배출포트(124)에서 배출되는 연소공기의 열원을 자동차 배터리(150)을 난방하기 위하여 사용할 경우의 배관연결 구조는 연소공기 배출포트(124)에 연결된 연결관(142)이 배터리 케이스(153) 내부의 배터리(150)를 관으로 감싸서 배출되는 연소공기의 열을 배터리(150)에 전달해주고, 상기 연장 배출관(128)의 배출홀은 전기 자동차의 후륜 쪽에 배치되어, 상기 연료 연소실(120)에서 연료의 연소에 의해 발생하는 연소 공기 및 매연이 상기 배기 연장 배출관(128)을 통해서 상기 전기 자동차의 후륜 쪽에서 배출되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료 연소실(120)과 연결된 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)을 통하여 배출되는 열원을 효율적으로 사용하기 위하여 난방 공기유입관(123)을 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)의 관으로 감아주어 배출되는 열원의 열을 전달받아 난방 공기유입관(123)을 통하여 유입되는 외부공기를 가열토록하여, 판형열교환기(180)로 유입되는 외부공기를 열교환하여 온도를 상승시켜 연소 히터의 효율을 증가시키고, 사용된 에어 또는 가스는 배기 연장 배출관(128)을 통해서 상기 전기 자동차의 후륜 쪽에서 배출되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료 연소실(120)과 연결된 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)을 통하여 배출되는 열원을 효율적으로 사용하기 위하여 연료탱크(114)를 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)의 관으로 감아주어 배출되는 열원의 열을 전달받아 연료 탱크(114)를 예열하여 예열된 연료를 연료 연소실(120)에 공급하여 연료 연소 효율을 더 높여, 연소 히터의 효율을 증가시키고, 사용된 에어 또는 가스는 배기 연장 배출관(128)을 통해서 상기 전기 자동차의 후륜 쪽에서 배출되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료 연소실(120)과 연결된 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)을 통하여 배출되는 열원을 효율적으로 사용하기 위하여 배터리(150)를 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)의 관으로 감아주어 배출되는 열원의 열을 전달받아 온도를 상승 시키면 배터리(150)의 전기적 특성이 향상되어 전기 자동차의 배터리(150)의 지속 사용 시간을 더 늘릴수 있으며, 사용된 에어 또는 가스는 배기 연장 배출관(128)을 통해서 상기 전기 자동차의 후륜 쪽에서 배출되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료 연소실(120)은 엔진룸 내부 일측벽에 연료연소실 설치용 브라켓(118)을 설치하고,
상기 연료연소실 설치용 브라켓(118)의 상부에 견고하게 부착된 연료 연소실(120)과,
상기 연료연소실 설치용 브라켓(118)을 열전달 효율을 높이기 위하여 실내와 거리가 가까운 위치인 엔진룸을 선택하여 브라켓을 설치하며,
상기 연료연소실 설치용 브라켓(118)은 하방향으로 두개의 홀이 형성되어 있고, 연소공기 유입포트(122)와 연소공기 배출포트(124)가 통과하는 홀로 사용되는 것을 특징으로 하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조가 해결하고자 하는 과제이다.
본 발명의 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조는 별도의 난방을 통해서 자동차 내부를 적정한 온도의 따뜻한 상태로 유지함으로써 배터리의 전기를 자동차의 난방을 위하여 사용하지 않아 전기용량을 모두 주행에 사용할 수 있고, 추운날씨에 별도의 난방을 배터리 팩에 순환시켜 배터리를 난방하므로, 배터리의 성능을 활성화하여 효율적으로 배터리의 전기를 사용할 수 있으므로, 전기 자동차 주행 중에 전기 자동차의 운행을 정지시키고 충전소에서 장시간 배터리 충전에 따른 시간 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 배터리의 전기를 자동차의 난방을 위하여 사용하지 않고, 난방용 유입공기의 열교환으로 핫에어를 생성하여 실내 온도를 상승시키며, 핫에어 또는 열교환된 연소된 배출공기를 이용하여 배터리를 난방함으로 인하여 배터리의 성능을 활성화하므로, 배터리의 출력용량이 감소되는 것을 방지하여 전기 자동차의 주행 거리를 늘려줌으로써 전기 자동차의 주행을 멈추는 일이 없이 전기 자동차가 목적지에 도달하여 업무를 완수한 다음, 배터리 충전을 할 수 있도록 함으로써, 전기 자동차 주행 중에 배터리 충전으로 인한 장시간의 시간 낭비를 방지하고 업무에 차질이 생기는 경우를 방지하는 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 전기 자동차용 난방 히터 배관 구조를 개략적으로 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 주요부인 연료 연소실에 연통된 공기 유입 포트와 필터가 차체 내부(운전석 하단부분)에 구비된 상태를 개략적으로 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명의 주요부인 연료 연소실에서 열교환된 핫에어가 자동차의 외부에서 차량의 내부로 관통된 공기 유입포트의 구조를 개략적으로 보여주는 사시도,
도 4는 본 발명의 주요부인 연료 연소실에 연료를 공급하는 연료 탱크가 차체에 설치된 상태를 개략적으로 보여주는 사시도,
도 5는 엔진룸 내부에 연료 연소실을 설치하기위한 브라켓이 설치된 상태를 보여주는 사진,
도 6은 엔진룸 내부에 연료 연소실이 설치된 상태를 보여주는 사진,
도 7은 연료 연소실과 전기자동차 내부의 배관 연경 상태도를 개략적으로 보여주는 평면도,
도 8는 도 6에 도시된 연료 연소실 내부의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 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 연결되고나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 의한 전기 자동차용 난방 히터 배관 구조를 개략적으로 보여주는 도면, 도 2는 본 발명의 주요부인 연료 연소실에 연통된 공기 유입 포트와 필터가 차체 내부(운전석 하단부분)에 구비된 상태를 개략적으로 보여주는 사시도, 도 3은 본 발명의 주요부인 연료 연소실에서 열교환된 핫에어가 자동차의 외부에서 차량의 내부로 관통된 공기 유입포트의 구조를 개략적으로 보여주는 사시도, 도 4는 본 발명의 주요부인 연료 연소실에 연료를 공급하는 연료 탱크가 차체에 설치된 상태를 개략적으로 보여주는 사시도, 도 5는 엔진룸 내부에 연료 연소실을 설치하기위한 브라켓이 설치된 상태를 보여주는 사진, 도 6은 엔진룸 내부에 연료 연소실이 설치된 상태를 보여주는 사진, 도 7은 연료 연소실과 전기자동차 내부의 배관 연경 상태도를 개략적으로 보여주는 평면도, 도 8는 도 6에 도시된 연료 연소실 내부의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 연료 연소실(120)과, 상기 연료 연소실(120)에 연결된 핫에어 슬리브(130)와, 핫에어 공급관을 포함하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 히터 배관 구조이다.
상기 연료 연소실(120)의 내부로 연료가 공급된다. 연료 탱크(114)에서 연료 연소실(120)에 구비된 연료 유입 포트(121)로 파이프 등으로 연결되어 연료 탱크(114)의 연료가 연료 연소실(120)의 내부로 공급된다. 도8을 참조하여, 연료 연소실(120)에서는 연료유입포트(121)를 통하여 내부로 공급되는 연료를 연소실 내부에 설치되어있는 버너(185)로 연소공기 유입포트(122)를 통하여 유입된 외부공기와 혼합하여 불꽃연소(186)시키고 연소된 가스는 판형 열교환기로 열을 교환하고 연소공기 배출포트(124)를 통하여 외부로 배출 된다.
상기 연료 연소실(120)에는, 난방공용 필터(160)를 거쳐서 난방공기유입관(123)을 통하여 연료 연소실(120) 내부에 설치된 판형열교환기(180)와 연결되어 공기가 열교환을 하고 열교환에 의하여 데워진 핫에어를 판형열교환기(180) 타측에 핫에어 슬리브(130)가 연결되고, 관형상의 판형열교환기(180) 연료 연소실(120)에 연결된 핫에어 유출포트(126)을 통하여 외부로 핫에어 슬리브(130)가 연결되어 핫에어를 자동차 실내에 공급하게 된다.
도5와 도6을 참조하여 설명하면, 전기 자동차의 시트 아래에 있는 엔진룸을 보여주는 사진으로, 시트를 들어내면 사진과 같은 형상을 볼수 있다. 엔진룸 내부 일측벽에 연료연소실 설치용 브라켓(118) 을 설치하고 연료 연소실(120)이 견고하게 부착되고, 열효율을 높이기 위하여 실내와 거리가 가까운 위치를 선택하여 브라켓을 설치하게 된다. 이때에 연료 연소실(120)에서 연소공기 배출포트(124)를 통하여 외부로 배출되는 연소가스는 일선화탄소나 매연을 포함하고 있으므로 절대로 실내로 유입되어서는 안된다. 연료연소실 설치용 브라켓(118)은 하방향으로 두개의 홀이 형성되어 있고, 연소공기 유입포트(122)와 연소공기 배출포트(124)가 통과하는 홀로 사용되는 것이다.
도7 을 참조하여 설명하면, 상기 핫에어 슬리브(130)에서 분기관이 형성되고, 배터리용 밸브(132)가 설치된 핫에어 공급 연결관(140)이 연결된다. 핫에어 공급 연결관(140)은 난방용 밸브(125)가 열렸을 때에 핫에어 슬리브(130)에서 공급되는 따뜻한 공기를 전기자동차의 실내(190)나, 배터리용 밸브(132)가 열렸을 때에 전기 자동차의 배터리(150) 쪽으로 공급하는 기능을 한다. 핫에어 공급 연결관(140)은 전기 자동차의 배터리(150)를 내장한 배터리 케이스(153)에 연결되어, 전기 자동차의 배터리(150)쪽으로 핫에어 슬리브(130)에서 공급되는 따뜻한 공기를 공급하게 된다. 이때, 핫에어 공급 연결관(140)에는 공기 필터(163)가 설치되어, 공기 필터(163)에 의해 깨끗한 핫에어를 전기 자동차의 배터리(150)쪽으로 공급되도록 할 수 있다.
사용 실시예를 설명하면, 추운 겨울철에 자동차의 실내와 배터리(150)의 온도가 낮은 상태이며, 운전자는 자동차 배터리를 난방용으로 사용하게 될경우 추운 날 씨로 인하여 배터리의 성능도 저하된 상태에서, 보다 전기의 소모량을 증가시켜 평상시와 다르게 베터리의 사용량이 현저하게 증가하여 주행거리가 현저하게 줄어드는 경우가 발생하므로, 별도의 난방장치를 사용하여 전기 자동차의 실내를 난방을 하고, 선택적으로 자동차 배터리도 난방을하여 배터리의 성능을 정상상태로 유지하도록하여 충전된 전기량을 효율적으로 사용할 수 있는 조건으로 만들기 위한 것이다.
난방용 밸브(125)와 배터리용 밸브(132)는 연료 연소실이 가동 되었을 때에 어느 곳을 난방하는 것이 보다 효율적인 것이지 선택할 수 있도록 한것이며, 열량이 충분하다면 동시에 사용하는것도 가능한 것이다.
A 배관은 핫에어를 배터리팩(150)에 공급을 하는 관으로 핫에어 공급 연결관(140)과 배터리케이스(153)와 배터리(150)와 연장배출관(128)으로 연결되어 외부로 배출되는 배관이며,
B 배관은 핫에어로 자동차의 실내를 난방하는 배관으로 핫에어 슬리브(130)에서 연결되어 어답터(136)를 통과하여 실내로 핫에어를 토출구 하우징(162)를 통하여 운전석 하단으로 공급되도록 배관이 연결되어 있는 것이다.
상기 연료 연소실(120)에는 연소 공기 유입 포트(122)와 연소 공기 배출 포트(124), 난방공기 유입관(123)과 핫에어 유출 포트(126)에 연결된 핫에어 슬리브(130)가 구비된다.
연소공기 유입 포트(122)로는 연소에 필요한 외부의 공기가 유입되어 연소 연소실의 내부로 공기가 유입되도록 한다.
연소 공기 배출 포트(124)는 연료 연소실(120) 내부에서 버너(180)를 통하여 연료 연소시 발생하는 연소 공기가 배출되도록 한다.
핫에어 유출 포트(126)는 연료 연소실(120) 내부에서 연료 연소시 발생하는 열을 이용하여, 난방공기 유입관(123)을 통하여 유입된 공기를 판형열교환기(180)를 통하여 열교환된 핫에어를 핫에어 유출포트(126)를 통하여 핫에어 슬리브(130)로 전달하게 된다.
따라서, 상기 연료 연소실(120)에서 연소열을 전달받아 열교환이 이루어진 핫에어가 핫에어 슬리브(130)를 통하여 자동차 실내(190)으로 공급되거나, 핫에어가 핫에어 슬리브(130)를 통하여 분기관을 지나 핫에어 공급 연결관(140)을 통해서 배터리(150) 쪽으로 공급된다.
이때, 본 발명은 배터리 케이스(153)를 더 포함할 수 있다. 배터리 케이스(153)는 배터리(150)를 감싸고 있게 된다. 배터리 케이스(153)에는 핫에어 공급 연결관(140)이 연결되는 핫에어 유입 포트가 구비된다.
따라서, 상기 배터리 케이스(153)의 핫에어 유입 포트로 들어온 핫에어가 상기 배터리(150)의 둘레부에 고르게 공급되어 배터리(150)의 고른 온도 상승이 이루어지도록 구성하거나, 다른 실시예로, 배터리(150)의 둘레를 핫에어 공급 연결관(140)으로 수차례 간아서 열을 전달하여 배터리(150)의 전기적 특성을 향상시키도록 하는 구성을 선택할 수도 있다.
전기 자동차의 배터리(150)의 고른 온도 상승이 이루어지면 배터리(150)가 특히 추운 날씨에 차가워져서 전기적 특성이 나빠지는 경우를 방지하여 배터리(150)의 전기적 특성이 나빠져, 출력 용량이 낮아지고, 출력이 낮아지는 경우를 방지하므로 전기 자동차의 주행 거리를 향상시킬수 있게 된다.
한편, 상기 연료 연소실(120)과 연결되는 난방공기 유입관(123) 입구에는 난방공용 필터(160)가 설치되어, 상기 난방공용 필터(160)에 의해 난방공용 필터(160)링된 외부의 공기가 연료 연소실(120) 내부로 유입되고, 열교환기를 지나며 연소열을 받아 열교환하여 온도가 상승하고, 온도가 상승된 핫에어는 핫에어 유출포트(126)를 통하여 자동차 실내(190)에 공급되도록, 난방용 외부공기가 난방공기 유입관(123)을 통하여 연료 연소실(120)의 내부로 공급된다.
상기 연료 연소실(120) 내부에 연소를 위하여 외부의 공기가 연소공기 유입포트(122)를 통하여 공급된 상태로 연료의 불꽃 연소(186)가 버너(185)를 통하여 이루어지는데, 외부의 깨끗한 공기가 연소공기 유입포트(122)를 통하여 연료 연소실(120)의 내부에 유입되어 연료가 버너(185)를 통하여 연소된 가스는 연소공기 배출 포트(124)와 연결된 배기연장 배출관(128)을 통하여 외부로 배출되거나, 다른 실시예로서, 연소공기 배출 포트(124)와 연결된 배기가스 연결관(142)을 거쳐 필터(163)을 통하여 배터리(150)를 가열하고 외부로 배출될 수있도록 하여 버려질 수 있는 열에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.
이때에 배출되는 연소가스는 절대로 자동차 실내(190)로 유입되거나, 난방공기 유입관(123)으로 유입되지 않도록 설치되어야 한다.
전기자동차의 배터리의 효율성을 높인다는 것은, 자동차의 실내 난방을 위하여 자동차의 배터리(150)의 전기를 사용하지 않고 별도의 난방 장치를 사용하여, 배터리(150)의 전기를 최대한으로 주행에 사용할 수 있고, 전기 자동차의 배터리(150) 쪽으로 핫에어를 적절히 공급하여 전기 자동차의 배터리(150)의 전기적특성을 상승시켜 효율적으로인 출력을 올릴 수있어, 전기 자동차의 주행 거리를 늘릴 수 있는 이중의 효과를 얻을 수있게 된다.
연소된 배출공기의 열원을 활용하지 않을 때에는, 상기 연료 연소실(120)의 연소 공기 배출 포트(124)에는 연장 배출관(128)이 직접 연결되고, 상기 연장 배출관(128)의 배출홀은 전기 자동차의 후륜 쪽에 배치되어, 상기 연료 연소실(120)에서 연료의 연소에 의해 발생하는 연소 공기 및 매연이 연장 배출관(128)을 통해서 전기 자동차의 후륜 쪽에서 배출된다.
이렇게 하면 연소 공기, 특히 매연이 전기 자동차의 배터리(150) 쪽에 좋지 않은 영향을 미치는 경우를 방지하여 전기 자동차 배터리(150) 성능 저하를 방지하면서도 전기 자동차의 후륜 쪽으로 매연과 같은 유해 물질을 배출하여 유해 물질에 의해 운전자에게 좋지 않은 영향을 끼치는 경우도 방지된다.
한편, 본 발명에서는 온도 센서(172)와 연료 주입 장치(116)와 컨트롤부(170)를 더 포함한다.
상기 온도 센서(172)는 배터리(150)의 온도를 감지하도록 전기 자동차의 차체(112)에 설치된다.
상기 연료 주입 장치(116)는 연료탱크(114)를 포함하는 여타 장치를 포함하는 것으로, 연료유입 포트(121)를 통하여 연료 연소실(120)에 연결됨과 동시에 전기 자동차의 차체(112) 외부에 안전을 위하여 엔진룸에 장착된다.
상기 컨트롤부(170)는 온도 센서(172)와 연료 주입 장치(116), 난방용 밸브(125), 배터리용 밸브(132)에 연결된다. 상기 온도 센서(172)에 의해 감지된 배터리(150)의 온도에 대응하여 컨트롤부(170)가 연료 주입 장치(116)의 작동을 제어함으로써 연료 연소실(120) 내부로의 연료 공급을 제어하게 되며, 필요에 따라 난방과 배터리 난방을 컨트롤부(170)을 통하여 선택적 또는 동시에 작동하도록 제어할 수 있다.
이때, 본 발명에서는 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)을 연료탱크(114)를 관으로 감아주어 연료 탱크(114)를 예열하여 예열된 연료를 연료 연소실(120)에 공급하여 연료 연소 효율을 더 높일 수 있고, 난방공기 유입관(123)을 관으로 감아서, 판형열교환기(180)로 유입되는 외부공기를 열교환하여 온도를 상승시켜 연소 히터의 효율을 증가시키거나, 배터리(150)를 추운 날 씨에 관으로 감아서 열교환을 하여 온도를 상승 시키면 배터리(150)의 전기적 특성이 향상되어 전기 자동차의 배터리(150)의 지속 사용 시간을 더 늘릴수 있어서 전기 자동차의 주행 거리를 향상 시킬 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
102. 연소공기유입포트용 펀치홀 104. 연소공기배출포트용 펀치홀
112. 차체 113. 연료탱크 거치브라켓
114. 연료 탱크 115. 히터
116. 연료 주입 장치 118. 연료연소실 설치용 브라켓
120. 연료 연소실
121. 연료 유입 포트 122. 연소 공기 유입 포트
123. 난방 공기 유입관 124. 연소 공기 배출 포트
125. 난방용 밸브 126. 핫에어 유출 포트
128. 배기 연장 배출관 130. 핫에어 슬리브
132. 배터리용 밸브 136. 어답터
140. 핫에어 공급 연결관 142. 배기가스 연결관
150. 배터리 153. 배터리 케이스
160. 난방 공기용 필터
162. 토출구 하우징 163. 필터
170. 컨트롤부 172. 온도 센서
180. 열교환기 185. 버너
186. 불꽃연소 190. 자동차 실내

Claims (11)

  1. 내부로 공급되는 연료를 연소시키는 연료 연소실(120);
    상기 연료 연소실(120) 내부에 설치된 열교환기(180)와 연결된 핫에어 슬리브(130);
    상기 열교환기(180)에서 열교환되어 핫에어 슬리브(130)에서 공급되어 자동차의 실내(190)로 공급하여 난방을 행하는 따뜻한 공기인 핫에어;
    상기 자동차의 실내(190)를 난방하기 위하여 전기를 사용하지 않고 주행에 사용하는 자동차 배터리(150);로 구성되고,
    상기 연료 연소실(120)에는 외부의 연료 연소를 위한 공기가 유입되는 연소 공기 유입 포트(122);와
    연료 연소시 발생하는 연소 공기가 배출되는 연소 공기 배출 포트(124);와
    연료 연소시, 핫에어를 생성하기 위하여 난방공기용 필터(160)을 거쳐 공기유입관(123)을 통하여 유입된 외부공기가 열교환기(180)의 열교환으로 생성된 핫에어;가
    상기 핫에어 슬리브(130) 쪽으로 전달하는 핫에어 유출 포트(126)가 구비되어, 상기 연료 연소실(120)에서 생성된 핫에어가 상기 핫에어 슬리브(130)를 통하여 자동차의 실내(190) 쪽으로 공급되고,
    상기 연료 연소실(120)의 상기 연소공기 배출포트(124)에서 배출되는 연소공기의 열원을 자동차 배터리(150)을 난방하기 위하여 사용할 경우의 배관연결 구조는 연소공기 배출포트(124)에 연결된 배기가스 연결관(142)이 배터리 케이스(153) 내부의 배터리(150)를 관으로 감싸서 배출되는 연소공기의 열을 배터리(150)에 전달해주고, 연장 배출관(128)의 배출홀은 전기 자동차의 후륜 쪽에 배치되어, 상기 연료 연소실(120)에서 연료의 연소에 의해 발생하는 연소 공기 및 매연이 배기 연장 배출관(128)을 통해서 상기 전기 자동차의 후륜 쪽에서 배출되는 것을 특징으로 하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연료 연소실(120)의 내부에 열교환기(180)가 설치되며, 상기 핫에어 슬리브(130)와 열교환기(180)를 매개로 연결되는 실내 난방을 위한 난방 공기 유입관(123) 상에는 난방공기용 필터(160)가 설치되어,
    상기 난방공기용 필터(160)에 의해 필터링된 외부의 공기가 상기 연료 연소실(120) 내부의 판형 형상의 열교환기(180)로 연소가스와 섞이지 않도록 분리된 상태로 공급되어,
    상기 연료 연소실(120) 내부에 연소를 위한 외부의 공기가 연소 공기유입포트(122)를 통하여 공급된 상태로 연료유입포트(121)를 통하여 공급된 연료가 버너(185)에서 연소되어 열교환기(180)를 통하여 열교환을 하고 연소공기는 연소공기 배출포트(124)를 통하여 배출되며, 난방을 위하여 공기유입관(123)을 통하여 유입된 공기는 열교환기(180)를 통하여 열을 전달받는 열교환을 하고 핫에어 유출포트(126)을 통하여 핫에어 슬리브(130)을 경유하고, 실내용 밸브(134)를 통하여 자동차실내(190)로 공급되어 난방을 하는 것을 특징으로 하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조.
  4. 내부로 공급되는 연료를 연소시키는 연료 연소실(120);
    상기 연료 연소실(120)에 연결된 핫에어 슬리브(130);
    상기 핫에어 슬리브(130)에서 공급되는 따뜻한 공기를 전기 자동차의 배터리(150) 난방을 위하여 배터리(150)로 공급하는 핫에어 공급 연결관(140);을 포함하여 구성되고,
    상기 연료 연소실(120)에는 외부의 연료 연소를 위한 공기가 유입되는 공기 유입 포트(122)와 연료 연소시 발생하는 연소 공기가 배출되는 연소 공기 배출 포트(124)와 연료 연소시, 핫에어를 생성하기 위하여 난방공용 필터(160)을 거쳐 공기유입관(123)을 통하여 유입된 외부공기가 열교환기(180)의 열교환으로 핫에어가 생성되고,
    상기 핫에어 슬리브(130) 쪽으로 전달하는 핫에어 유출 포트(126)가 구비되어,
    상기 연료 연소실(120)에서 생성된 핫에어가 상기 핫에어 슬리브(130)를 통하여 상기 자동차의 실내(190) 쪽으로 공급되며, 배터리용 밸브(132)를 통하여 핫에어 슬리브(130)에서 분기되어 상기 핫에어 공급연결관(140)을 통해서 상기 자동차의 배터리(150) 쪽으로 공급되고,
    상기 연료 연소실(120)의 연소공기 배출포트(124)에서 배출되는 연소공기의 열원을 자동차 배터리(150)을 난방하기 위하여 사용할 경우의 배관연결 구조는 연소공기 배출포트(124)에 연결된 배기가스 연결관(142)이 배터리 케이스(153) 내부의 배터리(150)를 관으로 감싸서 배출되는 연소공기의 열을 배터리(150)에 전달해주고, 연장 배출관(128)의 배출홀은 전기 자동차의 후륜 쪽에 배치되어, 상기 연료 연소실(120)에서 연료의 연소에 의해 발생하는 연소 공기 및 매연이 배기 연장 배출관(128)을 통해서 상기 전기 자동차의 후륜 쪽에서 배출되는 것을 특징으로 하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 연료 연소실(120)의 내부에 열교환기(180)가 설치되며, 상기 핫에어 슬리브(130)와 열교환기(180)를 매개로 연결되는 실내 난방을 위한 공기 유입관(123) 상에는 난방공기용 필터(160)가 설치되어, 상기 난방공기용 필터(160)에 의해 필터링된 외부의 공기가 상기 연료 연소실(120) 내부의 판형 형상의 열교환기(180)로 연소가스와 섞이지 않도록 분리된 상태로 공급되어 상기 연료 연소실(120) 내부에 연소를 위한 외부의 공기가 연소 공기유입포트(122)를 통하여 공급된 상태로 연료유입포트(121)를 통하여 공급된 연료가 버너(185)에서 연소되어 열교환기(180)를 통하여 열교환을하고 연소공기는 연소공기 배출포트(124)를 통하여 배출되며, 난방을 위하여 공기유입관(123)을 통하여 유입된 공기는 열교환기(180)를 통하여 열을 전달받는 열교환을하고 핫에어 유출포트(126)을 통하여 핫에어 슬리브(130)을 경유하고, 배터리용 밸브(132)를 통하여 핫에어 슬리브(130)에서 분기되어 핫에어 공급 연결관(140)과 연결되고 배터리 케이스(153) 내부의 배터리(150)를 관으로 주위를 감싸서 열을 전달하여주고 연장 배출관(128)을 통하여 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조.
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 연료 연소실(120)과 연결된 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)을 통하여 배출되는 열원을 효율적으로 사용하기 위하여 난방 공기유입관(123)을 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)의 관으로 감아주어 배출되는 열원의 열을 전달받아 난방 공기유입관(123)을 통하여 유입되는 외부공기를 가열토록하여, 판형열교환기(180)로 유입되는 외부공기를 열교환하여 온도를 상승시켜 연소 히터의 효율을 증가시키고, 사용된 에어 또는 가스는 배기 연장 배출관(128)을 통해서 상기 전기 자동차의 후륜 쪽에서 배출되는 것을 특징으로 하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조.
  9. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 연료 연소실(120)과 연결된 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)을 통하여 배출되는 열원을 효율적으로 사용하기 위하여 연료탱크(114)를 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)의 관으로 감아주어 배출되는 열원의 열을 전달받아 연료 탱크(114)를 예열하여 예열된 연료를 연료 연소실(120)에 공급하여 연료 연소 효율을 더 높여, 연소 히터의 효율을 증가시키고, 사용된 에어 또는 가스는 배기 연장 배출관(128)을 통해서 상기 전기 자동차의 후륜 쪽에서 배출되는 것을 특징으로 하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조.
  10. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 연료 연소실(120)과 연결된 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)을 통하여 배출되는 열원을 효율적으로 사용하기 위하여 배터리(150)를 핫에어 공급연결관(140), 또는 배기 가스연결관(142)의 관으로 감아주어 배출되는 열원의 열을 전달받아 온도를 상승 시키면 배터리(150)의 전기적 특성이 향상되어 전기 자동차의 배터리(150)의 지속 사용 시간을 더 늘릴수 있으며, 사용된 에어 또는 가스는 배기 연장 배출관(128)을 통해서 상기 전기 자동차의 후륜 쪽에서 배출되는 것을 특징으로 하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조.
  11. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 연료 연소실(120)은 엔진룸 내부 일측벽에 연료연소실 설치용 브라켓(118)을 설치하고,
    상기 연료연소실 설치용 브라켓(118)의 상부에 견고하게 부착된 연료 연소실(120)과,
    상기 연료연소실 설치용 브라켓(118)을 엔진룸을 선택하여 브라켓을 설치하며,
    상기 연료연소실 설치용 브라켓(118)은 하방향으로 두개의 홀이 형성되어 있고, 연소공기 유입포트(122)와 연소공기 배출포트(124)가 통과하는 홀로 사용되는 것을 특징으로 하는 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조.
KR1020220083352A 2022-07-06 2022-07-06 주행 거리를 향상시키는 전기 자동차용 난방 구조 KR102497338B1 (ko)

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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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