KR19990005805U - 전기 자동차의 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안에 의한 전기 자동차의 냉각 장치는, 냉각수가 저장되어 있는 저장 수단과, 상기 저장 수단에 저장되어 있는 냉각수를 유출시켜 주는 펌프와, 상기 저장 수단으로부터 유출되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온 감지 수단과, 상기 수온 감지 수단으로부터 감지된 냉각수의 온도에 따라 각 전자 장치로 공급되는 유로를 형성하기 위한 다수의 제어 신호를 출력하는 제어 수단과, 상기 제어 수단에서 출력되는 제어 신호에 따라 구동되어 냉각수를 각 전자 장치로 공급하는 공급 수단 및, 각 전자 장치로부터 유출되는 냉각수를 방열시켜 다시 저장 수단으로 유입시키는 방열 수단으로 이루어져, 전기 자동차를 구성하는 다수의 전자 장치의 과열을 억제할 수 있게 되므로, 회로의 오동작이나 화재 발생 등과 같은 불량을 방지할 수 있게 된다.

Description

전기 자동차의 냉각 장치

본 고안은 전기 자동차의 냉각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기로 구동되는 전기 자동차의 엔진 과열을 방지할 수 있도록 한 전기 자동차의 냉각 장치에 관한 것이다.

차량의 냉각 장치는 기관을 냉각하여 과열을 방지하고 또 적당한 온도로 유지하기 위한 장치이다. 일반 자동차의 실린더 내에 충진된 연소 가스의 온도는 2000℃ 이상에 이르며, 이 열의 상당한 양이 실린더, 실린더 헤드, 피스턴 밸브 등에 전도된다.

이러한 부분의 온도가 과도하게 높아지게 되면, 부품 재료의 강도가 저하되어 고장이 생기거나 수명이 단축되게되고 연소 상태도 나빠져 노킹이나 조기 점화가 발생하며, 그 결과 기관의 출력이 저하되게 된다.

또한, 냉각이 불완전한 상태에서는 실린더 벽의 유막이 끊기는 등의 윤활 기능 저하와 오일의 변질 등으로 이상 마모, 눌어 붙는 등과 같은 형태의 고장이 발생하게 된다.

반대로, 지나치게 냉각되면 연소에서 발생한 열량 가운데 냉각으로 손실되는 열량이 크기 때문에, 기관의 열효율이 낮아지고 연료 소비량이 증가하는 등의 문제가 발생되므로, 기관의 온도를 알맞게 유지하는 것이 냉각 장치의 기능이다.

기관의 냉각 방식에는 외부 공기로 기관을 직접 냉각하는 공랭식과, 냉각수를 기관의 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다.

수냉식 냉각 장치는 물의 순환 방식에 따라 자연 순환식과 강제 순환식으로 나누어지며, 자연 순환식은 냉각에 신뢰성이 없으므로 전혀 사용하지 않고 거의 강제 순환식을 사용하고 있다.

강제 순환식은 실린더 블록과 실린더 헤드에 마련된 물 재킷안에 냉각수를 순환시켜 냉각 작용을 수행하는 것으로, 그 주요부는 라디에이터(radiator), 물펌프, 냉각 팬, 수온 조절기 등으로 구성되어 있다.

종래의 일반적인 차량의 강제 순환식 냉각 장치는 물펌프를 돌려서 냉각수를 실린더 블록과 실린더 헤드의 물 재킷으로 보낸 다음, 가열된 냉각수를 라디에이터로 보내서 방열한 뒤, 다시 물 펌프로 순환시키는 방식으로 동작되는데, 이때 상기 물 펌프에는 냉각팬이 부착되어 있어, 외부 공기를 라디에이터를 통해 강제적으로 흡입하여 방열 효과를 좋게 하고 있다.

반면, 전기 자동차는 일반 자동차와는 달리 전기에 의한 모터 작동에 의하여 엔진이 구동되는 것으로, 환경 오염 방지책에 따라 각국의 배기 가스 규제에 적절히 대응할 수 있는 자동차이기는 하나, 자동차 운전시 다수의 전자 장치들이 구동되기 때문에 이로 인해 열이 발생하게 되어, 회로가 오동작하거나 화재가 발생할 위험이 높다는 단점을 가지고 있다.

이에 본 고안의 과제는, 자동차 운전시, 냉각 장치를 이용하여 다수의 전자 장치들이 항상 적당한 온도를 유지할 수 있도록 제어해 주므로써, 다수 전자 장치들의 과열로 인해 야기되던 회로의 오동작 및 화재 발생을 방지할 수 있도록 한 전기 자동차를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 전기 자동차의 냉각 장치의 냉각수 흐름을 나타낸 구성도.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 고안에서는, 냉각수가 저장되어 있는 저장 수단과, 상기 저장 수단에 저장되어 있는 냉각수를 유출시켜 주는 펌프와, 상기 저장 수단으로부터 유출되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온 감지 수단과, 상기 수온 감지 수단으로부터 감지된 냉각수의 온도에 따라 각 전자 장치로 공급되는 유로를 형성하기 위한 다수의 제어 신호를 출력하는 제어 수단과, 상기 제어 수단에서 출력되는 제어 신호에 따라 구동되어 냉각수를 각 전자 장치로 공급하는 공급 수단 및, 각 전자 장치로부터 유출되는 냉각수를 방열시켜 다시 저장 수단으로 유입시키는 방열 수단으로 이루어진 전기 자동차의 냉각 장치가 제공된다.

상기와 같은 구조를 가지도록 전기 자동차의 냉각 장치를 설계할 경우, 다수 전자 장치의 과열을 방지할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 전기 자동차의 냉각 장치의 냉각수 흐름을 도시한 구성도를 나타낸 것이다.

상기 구성도를 참조하면, 본 고안에서 제시된 전기 자동차의 냉각 장치의 구성은, 냉각수가 저장되어 있는 저장 탱크(저장 수단)(1)와, 상기 저장 탱크(1)로부터 유출되는 냉각수의 불순물을 제거하는 필터(3)와, 상기 필터(3)에서 유출되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온 감지부(수온 감지 수단)(4)와, 상기 수온 감지부(4)의 출력단에 연결되어, 상기 수온 감지부에서 감지되는 냉각수의 온도에 따라 각 전자 장치로 공급되는 유로를 형성하기 위한 다수의 제어 신호를 출력하는 제어부(제어 수단)와, 상기 제어부의 출력단에 연결되어, 냉각수를 각 전자 장치로 공급하는 밸브 구동부(공급 수단)(5)와, 상기 제어부의 출력단에 연결되어, 상기 저장 탱크(1)로부터 냉각수를 유출시켜 주는 워터 펌프(2)와, 가열된 냉각수를 방열시켜 다시 저장 탱크(1) 공급하는 라디에이터(방열 수단)(7)로 이루어져 있음을 알 수 있다.

이때, 상기 라디에이터(7)에는 방열 효과를 향상시키기 위하여 냉각팬(7a)이 장착되어져 있고, 상기 밸브 구동부(5)는 냉각수를 각 전자 장치로 공급하는 제 1 밸브 구동부(5a)와, 냉각수를 일정 온도로 상승시킨 다음 각 전자 장치로 공급하는 제 2 밸브 구동부(5b)로 이루어져 있다. 그리고, 상기 수온 감지부(4)는 전기적 파워 소자 및 온도에 민감한 반도체 소자의 동작에 적합한 냉각수의 온도를 감지하는 역할을 한다.

상기 구성 요소를 갖는 전기 자동차의 냉각 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

전기 자동차에 시동이 걸려 전원이 공급되면, 상기 제어부(8)는 수온 감지부에서 출력되는 신호를 감지하여 냉각수를 순환시킨다.

저장 탱크(1)안의 냉각수는 모터식 워터 펌프(2)에 의하여 필터(3)로 유입되고, 상기 필터(3)는 유입되는 냉각수의 불순물을 제거한 다음, 각 전자 장치(6)로 공급한다.

이때, 상기 필터(3)는 냉각수의 흐름을 방해하거나 막히는 원인이 되는 불순물을 제거할 수 있는 구조로 형성되어 있으며, 상기 수온 감지부(4)는 필터(3)를 통해 유출되는 냉각수의 온도를 감지하여 제어부로 출력한다.

상기 제어부는 제 1 수온 감지부(4)에서 출력되는 냉각수의 온도가 설정 온도보다 일정값 이하로 떨어지는 경우에는, 동절기 등 외부 온도에 의하여 냉각수의 온도가 급격하게 낮아진 상태로 판단하여, 냉각수를 임의로 일정 온도 만큼 상승시켜 준 다음, 각 전자 장치(6)로 공급한다.

즉, 냉각수의 온도가 설정 온도보다 일정값 이하 낮을 경우에는 제 1 밸브 구동부(5a)를 구동시키지 않고, 제 2 밸브 구동부(5b)를 구동시켜 냉각수를 각 전자 장치(6)로 공급한다.

제 2 밸브 구동부(5b)가 구동되는 경우에는 필터(3)를 통과한 냉각수가 전자 장치(6)의 모터 구동부(6c)쪽으로 유입되어져 일정 온도로 상승된 다음 각 전자 장치로 공급된다.

상기와 같이 제 1 밸브 구동부(5a) 또는 제 2 밸브 구동부(5b)를 통하여 유출된 냉각수는 전차 장치(6) 내의 GCU(generator control unit)(6a)와 배터리 트레이(6b)와 및 모터 구동부(6c) 등으로 유입되어져 과열된 상기 전자 장치(6)를 냉각시킨다.

상기 다수의 전자 장치(6)로 유입되어 냉각 작용을 수행한 냉각수는 모터 구동부(6c)를 통해 유출된 뒤, 라디에이터(7)를 통하여 방열된 다음, 다시 저장 탱크(1)로 유입된다.

이때, 상기 라디에이터(7)로 유입된 냉각수는 라디에이터(7)의 방열 작용에 따라 다시 원래의 적정 온도로 낮아진 다음, 저장 탱크(1)로 유입된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면, 전기 자동차 동작시, 상술된 구성 요소를 갖는 냉각 장치에 의해 다수의 전자 장치가 항상 적절한 온도를 유지하는 것이 가능하게 되므로, 전자 장치의 과열로 인해 야기되는 회로의 오동작이나 화재 발생 등과 같은 불량 발생을 제거할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 냉각수가 저장되어 있는 저장 수단과,

   상기 저장 수단에 저장되어 있는 냉각수를 유출시켜 주는 펌프와,

   상기 저장 수단으로부터 유출되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온 감지 수단과,

   상기 수온 감지 수단으로부터 감지된 냉각수의 온도에 따라 각 전자 장치로 공급되는 유로를 형성하기 위한 다수의 제어 신호를 출력하는 제어 수단과,

   상기 제어 수단에서 출력되는 제어 신호에 따라 구동되어 냉각수를 각 전자 장치로 공급하는 공급 수단 및,

   각 전자 장치로부터 유출되는 냉각수를 방열시켜 다시 저장 수단으로 유입시키는 방열 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 냉각 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 저장 수단으로부터 유출되는 냉각수의 불순물을 제거하는 필터 수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 냉각 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 공급 수단은,

   상기 저장 수단으로부터 유출되는 냉각수를 곧바로 각 전자 장치로 공급하는 제 1 공급 수단 및,

   상기 저장 수단으로부터 유출되는 냉각수를 일정 온도로 가열시킨 다음, 각 전자 장치로 공급하는 제 2 공급 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 냉각 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 방열 수단에 냉각 팬이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 냉각 장치.