KR20040072244A - A cooling system of fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A cooling system of a fuel cell vehicle is provided to directly operate external air to a condenser and a fuel cell radiator by installing the condenser and the fuel cell radiator in parallel, thereby preventing lowering of cooling performance of a fuel cell and performance of an air conditioner. CONSTITUTION: A fuel cell radiator(10) is installed at a right side of a front part in an engine room. A cooling fan(15) is installed behind the fuel cell radiator. A condenser(20) is installed at a left side of the fuel cell radiator. Another cooling fan(25) is installed behind the condenser. External air flowed from a front part of a vehicle cools the fuel cell radiator and the condenser respectively.

Description

연료전지 자동차의 냉각시스템{A COOLING SYSTEM OF FUEL CELL VEHICLE}Cooling system of fuel cell vehicle {A COOLING SYSTEM OF FUEL CELL VEHICLE}

본 발명은 전기자동차의 일종인 연료전지(Fuel Cell) 자동차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 자동차의 응축기를 효율적으로 냉각시키는 냉각시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell vehicle, which is a type of electric vehicle, and more particularly, to a cooling system for efficiently cooling a condenser of a fuel cell vehicle.

근래에 들어 내연기관 자동차로부터 배출되는 배기가스로 인한 대기오염이 심각해짐에 따라 배기가스를 배출하지 않는 전기자동차가 각광을 받고 있다. 이러한 전기자동차는 전기에너지를 사용하여 전동기를 회전시켜 줌으로써 주행하게 되는데, 연료전지 자동차는 전기에너지의 전원으로서 연료전지를 장착한 전기자동차를 말한다.In recent years, as the air pollution caused by the exhaust gas emitted from the internal combustion engine car has become serious, electric vehicles that do not emit the exhaust gas is spotlighted. The electric vehicle is driven by rotating an electric motor using electric energy. A fuel cell vehicle refers to an electric vehicle equipped with a fuel cell as a power source of electric energy.

도 1에 종래 내연기관 자동차의 공조장치용 응축기의 위치가 도시되어 있다.1 shows a position of a condenser for an air conditioning apparatus of a conventional internal combustion engine vehicle.

도 1의 (a)는 종래의 내연기관 자동차 공조장치용 냉각시스템의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이고, 도 1의 (b)는 종래의 내연기관 자동차 공조장치용 냉각시스템에서의 응축기(Condenser)와 엔진 방열기(Radiator)의 위치를 나타내는 개략도이다.Figure 1 (a) is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional cooling system for an internal combustion engine vehicle air conditioning apparatus, Figure 1 (b) is a condenser (condenser) in a conventional cooling system for an internal combustion engine vehicle air conditioning apparatus. And a schematic diagram showing the position of the engine radiator.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 내연기관 자동차 공조장치용 냉각시스템에 있어서, 응축기의 위치는 통상적으로 차량의 엔진 방열기의 앞부분에 장착되어 있다. 이는 상대적으로 고온을 방출하는 엔진 방열기보다 응축기를 앞에 위치하게 함으로써, 에어컨 작동시에 상대적으로 찬 외기의 공기로 압축기에 의해 압축된 고압의 증기 냉매를 액상의 냉매로 응축시키기 위한 것이다.As shown in the figure, in a conventional cooling system for an internal combustion engine vehicle air conditioner, the position of the condenser is usually mounted at the front of the engine radiator of the vehicle. This is to condense the condenser in front of the engine radiator which emits relatively high temperature, thereby condensing the high pressure steam refrigerant compressed by the compressor into the liquid coolant with relatively cold outside air when the air conditioner is operating.

그러나, 연료전지 자동차의 에어컨 장치에 있어서, 응축기를 내연기관 자동차와 마찬가지로 엔진 방열기의 앞부분에 장착할 경우에 연료전지를 냉각하는데 문제가 발생한다. 통상적으로 연료전지를 냉각하는 냉각수의 온도는 80℃ 이하이고, 응축기를 통해 방열기 입구로 들어가는 공기의 온도는 60℃ 이상이 된다. 이러한 온도차이는 내연기관 자동차 공조장치의 냉각시스템에서의 온도 차이 보다 상당히 작기 때문에, 효율적으로 연료전지를 냉각시키는 것이 불가능하다는 문제가 있다.However, in the air conditioner of a fuel cell vehicle, there is a problem in cooling the fuel cell when the condenser is mounted at the front of the engine radiator as in an internal combustion engine vehicle. Typically, the temperature of the cooling water for cooling the fuel cell is 80 ° C. or less, and the temperature of the air entering the radiator inlet through the condenser is 60 ° C. or more. Since the temperature difference is considerably smaller than the temperature difference in the cooling system of the internal combustion engine vehicle air conditioner, there is a problem that it is impossible to cool the fuel cell efficiently.

또한, 응축기를 방열기 뒷부분에 장착하더라도, 방열기를 통과한 공기의 온도 역시 고온이기 때문에 응축기를 충분히 냉각시키기 어렵게 되어, 결국 에어컨 성능이 떨어지게 되는 문제가 있다.In addition, even if the condenser is mounted to the rear of the radiator, since the temperature of the air passing through the radiator is also high temperature, it is difficult to sufficiently cool the condenser, resulting in a problem of deteriorating air conditioner performance.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 응축기와 연료전지 방열기가 서로 겹치지 않도록 설치하거나, 응축기와 연료전지 방열기를 나란하게 설치함으로써 냉각이 보다 효율적으로 이루어지는 연료전지 자동차의 냉각시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above problems, it is installed so that the condenser and the fuel cell radiator do not overlap each other, or by installing the condenser and the fuel cell radiator side by side to provide a cooling system of the fuel cell vehicle in which cooling is more efficient. It aims to provide.

도 1은 종래의 내연기관 자동차 공조장치에서의 응축기의 위치를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing the position of a condenser in a conventional internal combustion engine vehicle air conditioner.

도 2는 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템의 일예에 따른 응축기 및 연료전지 방열기가 설치된 위치를 나타낸 평면도이다.2 is a plan view showing a position where a condenser and a fuel cell radiator according to an example of a cooling system of a fuel cell vehicle according to the present invention are installed.

도 3은 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템의 일예에 따른 응축기 및 연료전지 방열기가 설치된 위치를 나타낸 측면도이다.3 is a side view showing a position where a condenser and a fuel cell radiator according to an example of a cooling system of a fuel cell vehicle according to the present invention are installed.

도 4는 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템의 또 다른 일예에 따른 응축기 및 연료전지 방열기가 설치된 위치를 나타낸 측면도이다.4 is a side view showing a position where a condenser and a fuel cell radiator according to another embodiment of a cooling system of a fuel cell vehicle according to the present invention are installed.

<도면 부호의 간단한 설명><Short description of drawing symbols>

10 ... 연료전지 방열기10 ... fuel cell radiator

15, 25 ... 냉각팬15, 25 ... cooling fan

20 ... 응축기20 ... condenser

30 ... 후드(Hood)30 ... Hood

40 ... 안내벽40 ... guide wall

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 연료전지 방열기와 응축기를 구비하는 연료전지 자동차의 냉각시스템에 있어서, 상기 연료전지 방열기와 상기 응축기는, 차량 전방에서 유입되어 상기 연료전지 방열기를 통과하는 외기의 유로가 상기 응축기를 통과하지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다In order to achieve the above object, the present invention is a cooling system of a fuel cell vehicle having a fuel cell radiator and a condenser, the fuel cell radiator and the condenser, the outside air flowing from the front of the vehicle passing through the fuel cell radiator It is characterized in that the flow path is arranged so as not to pass through the condenser.

또한, 상기 연료전지 방열기는 엔진룸 내 전방부에 배치되고, 상기 응축기는 차량의 정면에서 볼 때 상기 연료전지 방열기의 좌측 및 우측 중 어느 일측에 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the fuel cell radiator is disposed in the front of the engine room, the condenser is characterized in that disposed on any one of the left and right sides of the fuel cell radiator when viewed from the front of the vehicle.

또한, 상기 응축기는 차량의 정면에서 볼 때 상기 연료전지 방열기(10)의 후방 하측에 거리를 두고 배치되며, 상기 연료전지 방열기와 상기 응축기와의 사이에 설치되어 상기 연료전지 방열기를 통과하는 외기의 유로가 상기 응축기를 통과하지 않도록 배치된 안내벽을 더 포함할 수 있다.In addition, the condenser may be disposed at a distance below the rear side of the fuel cell radiator 10 when viewed from the front of the vehicle, and installed between the fuel cell radiator and the condenser to pass through the fuel cell radiator. It may further include a guide wall disposed so that the flow passage does not pass through the condenser.

또한, 상기 응축기는 후드의 아래쪽에 배치될 수 있다.In addition, the condenser may be disposed under the hood.

또한, 상기 응축기는, 차량 측면의 차체 통로를 통해 유입된 외기가 직접 상기 응축기를 통과하도록, 엔진룸 내 좌측면 또는 우측면 중 어느 일측면에 배치될 수 있다. 또, 상기 응축기(20)는, 차량 측면의 차체 통로를 통해 유입된 외기가 직접 상기 응축기(20)를 통과하도록, 엔진룸 내 좌측면 및 우측면에 모두 배치될 수도 있다.In addition, the condenser may be disposed on either side of the left side or the right side in the engine room so that outside air introduced through the vehicle body passage on the side of the vehicle passes directly through the condenser. In addition, the condenser 20 may be disposed on both the left side and the right side in the engine room so that outside air introduced through the vehicle body passage on the side of the vehicle passes directly through the condenser 20.

또한, 상기 응축기는 차량의 바닥과 거리를 두고 배치될 수 있다.In addition, the condenser may be arranged at a distance from the floor of the vehicle.

본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템을 이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a cooling system of a fuel cell vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템의 일예에 따른 응축기 및 연료전지 방열기가 설치된 위치를 나타낸 평면도이다.2 is a plan view showing a position where a condenser and a fuel cell radiator according to an example of a cooling system of a fuel cell vehicle according to the present invention are installed.

도면에 도시된 바와 같이, 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부의 우측에 설치되고, 그 뒤에 냉각팬(15)을 설치한다. 또한, 상기 연료전지 방열기(10)의 좌측에 응축기(20)를 나란히 설치하고, 그 뒤에 냉각팬(25)을 설치한다. 상기와 같이 연료전지 방열기(10)와 응축기(20)를 나란히 설치함으로써, 차량의 전방으로부터 유입된 외기가 직접 연료전지 방열기(10)와 응축기(20)를 각각 냉각시킬 수 있게 되므로 종래의 응축기 뒤에 방열기를 설치하는 냉각시스템에 비하여 효율적인 냉각이 이루어지게 된다.As shown in the figure, the fuel cell radiator 10 is installed on the right side of the front part in the engine room, and then the cooling fan 15 is installed. In addition, a condenser 20 is installed side by side on the left side of the fuel cell radiator 10, and a cooling fan 25 is installed thereafter. By installing the fuel cell radiator 10 and the condenser 20 side by side as described above, since the outside air introduced from the front of the vehicle can directly cool the fuel cell radiator 10 and the condenser 20, respectively. Compared to a cooling system in which a radiator is installed, efficient cooling is achieved.

한편, 연료전지 방열기(10)를 엔진룸 내 전방부의 좌측에 설치하고, 상기 연료전지 방열기(10)의 우측에 응축기(20)를 나란히 설치하는 것도 가능하다.On the other hand, it is also possible to install the fuel cell radiator 10 on the left side of the front part in the engine room, and to install the condenser 20 side by side on the right side of the fuel cell radiator 10.

응축기(20)를 엔진룸 내 전방부에 설치하는 대신에, 응축기(20)를 엔진룸 내 측면에 설치하여 차체 통로를 통해 유입되는 외기가 상기 연료전지 방열기(10)를 거치지 않고 직접 응축기(20)를 통과하도록 할 수 있다. 응축기(20)는 용량에 따라 필요한 경우에는 엔진룸 내 양 측면에 모두 배치하는 것도 가능하다.Instead of installing the condenser 20 at the front of the engine room, the condenser 20 is installed at the side of the engine room so that outside air flowing through the body passage passes through the fuel cell radiator 10 directly without passing through the fuel cell radiator 10. ) Can be passed. The condenser 20 may be arranged on both sides of the engine compartment if necessary depending on the capacity.

도 3은 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템의 일예에 따른 응축기 및 연료전지 방열기가 설치된 위치를 나타낸 측면도이다.3 is a side view showing a position where a condenser and a fuel cell radiator according to an example of a cooling system of a fuel cell vehicle according to the present invention are installed.

연료전지 방열기(10)는 종래와 같이 엔진룸 내 전방부에 설치하고, 차량의 정면에서 볼 때, 응축기(20)를 차량 전방 또는 중간 또는 후방의 바닥과 거리를 두고 수평하게 설치하는 것도 가능하다. 응축기(20)는 용량에 따라 복수개를 설치하는 것이 바람직하다.The fuel cell radiator 10 may be installed at the front side of the engine room as in the related art, and the condenser 20 may be horizontally installed at a distance from the floor in front of the vehicle, the middle, or the rear, when viewed from the front of the vehicle. . It is preferable to provide a plurality of condensers 20 according to their capacity.

도 4는 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템의 또 다른 일예에 따른 응축기 및 연료전지 방열기가 설치된 위치를 나타낸 측면도이다.4 is a side view showing a position where a condenser and a fuel cell radiator according to another embodiment of a cooling system of a fuel cell vehicle according to the present invention are installed.

연료전지 방열기(10)는 종래와 같이 엔진룸 내 전방부에 설치하고, 응축기(20)는 후드(30) 아래쪽에 설치하여, 외기가 직접 응축기(20)의 냉매를 냉각시키도록 할 수 있다.The fuel cell radiator 10 may be installed at the front side of the engine room as in the related art, and the condenser 20 may be installed below the hood 30 to allow the outside air to directly cool the refrigerant in the condenser 20.

또는, 응축기(20)는 연료전지 방열기(10)의 후방 하측에 거리를 두고 배치하고, 연료전지 방열기(10)와 응축기(20)와의 사이의 공간을 분리하도록 안내벽(40)을 설치함으로써, 연료전지 방열기(10)의 열교환 공간을 충분히 확보하고, 차량의 전방으로부터 유입되는 외기를 분리함으로써, 연료전지 방열기(10)를 통과하지 않은 외기가 직접 응축기(20)의 냉매를 냉각시킬 수 있도록 설치할 수도 있다.Alternatively, the condenser 20 is arranged at a distance below the rear side of the fuel cell radiator 10, and the guide wall 40 is provided to separate the space between the fuel cell radiator 10 and the condenser 20. By securing a sufficient heat exchange space of the fuel cell radiator 10 and separating the outside air introduced from the front of the vehicle, the outside air that has not passed through the fuel cell radiator 10 is installed to directly cool the refrigerant in the condenser 20. It may be.

상기 실시예에 있어서, 차량 공회전시 에어컨 작동을 위해서 냉각팬(25)을 응축기(20)의 뒤에 설치하여 냉매를 냉각시킬 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.In the above embodiment, it is preferable that the cooling fan 25 is installed behind the condenser 20 so as to cool the refrigerant to operate the air conditioner when the vehicle is idle.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 연료전지 자동차의 냉각시스템을 사용하는 경우에는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the case of using the fuel cell vehicle cooling system according to the present invention, the following effects can be obtained.

종래 내연기관 자동차의 냉각시스템보다 냉매 및 냉각수의 냉각이 보다 효율적으로 이루어지도록 응축기와 연료전지 방열기가 서로 겹치지 않도록 설치하거나 응축기의 설치위치를 연료전지 방열기와 나란하게 설치함으로써, 외기 공기가 각각의 응축기와 연료전지 방열기에 직접 작용하여 보다 효율적으로 냉각이 이루어지고, 이에 의해 연료전지의 냉각 성능 및 에어컨의 성능의 저하를 방지할 수 있다는 효과가 있다.By installing the condenser and the fuel cell radiator so as not to overlap each other or installing the condenser side by side with the fuel cell radiator to cool the refrigerant and the cooling water more efficiently than the cooling system of a conventional internal combustion engine vehicle, And the fuel cell radiator is directly applied to the fuel cell radiator, so that cooling is more efficiently performed, thereby preventing the deterioration of the cooling performance of the fuel cell and the performance of the air conditioner.

Claims (7)

연료전지 방열기(10)와 응축기(20)를 구비하는 연료전지 자동차의 냉각시스템에 있어서,In the cooling system of a fuel cell vehicle having a fuel cell radiator 10 and a condenser 20, 상기 연료전지 방열기(10)와 상기 응축기(20)는, 차량 전방에서 유입되어 상기 연료전지 방열기(10)를 통과하는 외기의 유로가 상기 응축기(20)를 통과하지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.The fuel cell radiator 10 and the condenser 20 are disposed so that the flow path of outside air flowing from the front of the vehicle and passing through the fuel cell radiator 10 does not pass through the condenser 20. Cooling system of fuel cell vehicle. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,The fuel cell radiator 10 is disposed in the front of the engine room, 상기 응축기(20)는 차량의 정면에서 볼 때 상기 연료전지 방열기(10)의 좌측 및 우측 중 어느 일측에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.The condenser (20) is a cooling system of a fuel cell vehicle, characterized in that disposed on any one side of the left and right side of the fuel cell radiator (10) when viewed from the front of the vehicle. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,The fuel cell radiator 10 is disposed in the front of the engine room, 상기 응축기(20)는 차량의 정면에서 볼 때 상기 연료전지 방열기(10)의 후방 하측에 거리를 두고 배치되며,The condenser 20 is disposed at a distance below the rear side of the fuel cell radiator 10 when viewed from the front of the vehicle, 상기 연료전지 방열기(10)와 상기 응축기(20)와의 사이에 설치되어 상기 연료전지 방열기(10)를 통과하는 외기의 유로가 상기 응축기(20)를 통과하지 않도록배치된 안내벽(40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.The guide wall 40 is installed between the fuel cell radiator 10 and the condenser 20 and disposed so that the flow path of outside air passing through the fuel cell radiator 10 does not pass through the condenser 20. Cooling system of a fuel cell vehicle comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,The fuel cell radiator 10 is disposed in the front of the engine room, 상기 응축기(20)는 후드(30)의 아래쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.Cooling system of a fuel cell vehicle, characterized in that the condenser 20 is disposed under the hood (30). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,The fuel cell radiator 10 is disposed in the front of the engine room, 상기 응축기(20)는, 차량 측면의 차체 통로를 통해 유입된 외기가 직접 상기 응축기(20)를 통과하도록, 엔진룸 내 좌측면 또는 우측면 중 어느 일측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.The condenser 20 of the fuel cell vehicle, characterized in that disposed on any one side of the left side or the right side in the engine room so that the outside air introduced through the body passage on the side of the vehicle directly passes through the condenser 20. Cooling system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,The fuel cell radiator 10 is disposed in the front of the engine room, 상기 응축기(20)는, 차량 측면의 차체 통로를 통해 유입된 외기가 직접 상기 응축기(20)를 통과하도록, 엔진룸 내 좌측면 및 우측면에 모두 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.The condenser (20), the cooling system of the fuel cell vehicle, characterized in that disposed on both the left side and the right side in the engine room so that the outside air introduced through the body passage on the side of the vehicle directly passes through the condenser (20). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연료전지 방열기(10)는 엔진룸 내 전방부에 배치되고,The fuel cell radiator 10 is disposed in the front of the engine room, 상기 응축기(20)는 차량의 바닥과 거리를 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차의 냉각시스템.The condenser 20 is a cooling system of a fuel cell vehicle, characterized in that disposed at a distance from the bottom of the vehicle.
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