KR20080053717A - 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치 - Google Patents

하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치에 관한 것으로서, 배터리 시스템 내에 설치된 온도센서 및 습도센서의 신호로부터 배터리 시스템 내 온, 습도 상황을 판단하여 각 상황에 따라 에어컨 및 가열수단(열선)의 작동상태를 제어해주고, 이에 따라 배터리 팩 모듈 온도 조절 및 제습기에 의한 습도 조절을 수행함으로써, 배터리 시스템 주변 환경 및 운전조건(초기 시동/운전 중)에 관계없이 배터리 팩 모듈의 온도 및 습도를 일정 온도 범위로 유지시킬 수 있고, 배터리 충/방전 효율을 최적화시키는 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치에 관한 것이다.
하이브리드 전기 차량, 배터리, 온도, 습도, 가열수단, 제습기

Description

하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치 {Apparatus for controlling temperature and humidity of battery in hybrid electric vehicle}
도 1은 본 발명의 배터리 온도 및 습도 조절 장치가 구비된 배터리 시스템을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 배터리 시스템의 내부 구조를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 배터리 온도 및 습도 조절 장치에 포함된 입력요소, 제어요소 및 작동요소를 나타낸 구성 블럭도,
도 4는 도 1에 도시된 배터리 시스템에서 배터리 어셈블리의 내부 구조를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 배터리 온도 및 습도 조절 장치에서 인렛 덕트에 설치되는 개폐도어 및 가열수단을 도시한 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 개폐도어의 작동상태도,
도 7a와 도 7b는 제습기의 측면도와 평면도,
도 8은 통상의 배터리 시스템을 도시한 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 배터리 시스템 101 : 배터리 어셈블리
110 : 메인 덕트 112 : 인렛 덕트
114 : 아울렛 덕트 116 : 전동팬
118 : 제습기 건조용 통로
119 : 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로
130 : 가열수단 132 : 제습기 건조용 열선
134 : 배터리 팩 모듈 온도 조절용 열선
136 : 개폐수단 140 : 제습기
152 : 입구측 온도센서 154 : 입구측 습도센서
156 : 출구측 온도센서 158 : 출구측 온도센서
160 : 제어부
본 발명은 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 시스템 내에 설치된 온도센서 및 습도센서의 신호로부터 배터리 시스템 내 온, 습도 상황을 판단하여 각 상황에 따라 에어컨 및 가열수단(열선)의 작동상태를 제어해주고, 이에 따라 배터리 팩 모듈 온도 조절 및 제습기에 의한 습도 조절을 수행함으로써, 배터리 시스템 주변 환경 및 운전조건 (초기 시동/운전 중)에 관계없이 배터리 팩 모듈의 온도 및 습도를 일정 온도 범위로 유지시킬 수 있고, 배터리 충/방전 효율을 최적화시키는 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치에 관한 것이다.
일반적으로 넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료를 사용하는 엔진과 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 의미하며, 이를 하이브리드 전기 차량, 즉 HEV(hybrid electric vehicle)라 부르고 있다.
하이브리드 전기 차량에는 전기모터의 구동전력을 제공하는 고용량의 배터리가 필수적으로 장착되는데, 상기 배터리는 차량 운행 중에 충/방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하게 된다.
자동차의 경우 지역, 온도, 습도, 공기압 등 운행 환경의 변화가 매우 심하며, 실제 환경에서의 배터리 충/방전은 실험실 조건에서의 배터리 충/방전 효율과는 상이하다.
일반적으로 저온/고온에서 배터리의 충/방전 효율은 저하되고, 습도가 높은 환경에서는 충/방전 효율이 저하되는 것으로 알려져 있다.
따라서, 배터리 온도를 최적 성능을 발휘할 수 있는 일정 온도 범위로 유지하는 것이 필요한데, 이를 위해 배터리 시스템에는 배터리 온도 조절 장치를 구비하고 있으며, 이는 차량 실내 공기를 유입시켜 배터리를 냉각시키는 것에 주된 목적이 있는 것이다.
도 8은 트렁크룸 내에 장착되는 통상적인 배터리 시스템의 일 예를 도시한 사시도로서, 도면상에 도시하지는 않았으나 배터리 어셈블리(2)의 메인 덕트(3) 내부에는 배터리 팩 모듈이 내장된다.
또한 메인 덕트(3)의 입구쪽에는 차량 실내 공기를 유입시키기 위해 차량 실내 공조 덕트와 연결되는 인렛 덕트(4)가, 출구쪽에는 메인 덕트(3) 내부를 통과한 공기를 외부 배출하기 위한 아울렛 덕트(5)가 설치된다.
상기 아울렛 덕트(5)에는 공기를 흡입하여 메인 덕트(3) 내에 공기 유동을 발생시키는 전동팬(6)이 설치되는데, 전동팬(6)이 구동되면서 차량 실내 공조 덕트로부터 인렛 덕트(4)를 통해 유입된 공기가 화살표 방향으로 시스템 내부(메인 덕트 내부)를 통과하면서 배터리 팩 모듈을 냉각시키고, 이후 아울렛 덕트(5)를 거쳐 차량 외부로 배출되게 된다.
그러나, 메인 덕트(3), 인렛 덕트(4) 및 아울렛 덕트(5), 전동팬(6)을 포함하여 구성되는 종래의 배터리 온도 조절 장치는 배터리 시스템(1)을 일정 온도 범위로 유지시키기 위해 단순히 차량 실내 공기를 이용하므로 외부 환경이 극저/고온일 때 또는 초기 시동상태에서는 해당 온도 범위를 유지하는데 한계가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 배터리 시스템 내에 설치된 온도센서 및 습도센서의 신호로부터 배터리 시스템 내 온, 습도 상황을 판단하여 각 상황에 따라 에어컨 및 가열수단(열선)의 작동상태를 제어해주고, 이에 따라 배터리 팩 모듈 온도 조절 및 제습기에 의한 습도 조절을 수행함으로써, 배터리 시스템 주변 환경 및 운전조건(초기 시동/운전 중)에 관계없이 배터리 팩 모듈의 온도 및 습도를 일정 온도 범위로 유지시킬 수 있고, 배터리 충/방전 효율을 최적화시키는 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 배터리 팩 모듈이 내장된 메인 덕트와, 상기 메인 덕트의 입구쪽에 연결 설치되어 차량 실내 공기가 유입되는 인렛 덕트와, 상기 메인 덕트의 출구쪽에 연결 설치되어 배터리 팩 모듈을 냉각시킨 공기가 배출되는 아울렛 덕트와, 상기 배터리 팩 모듈의 냉각을 위해 공기를 흡입하여 상기 덕트를 따라 유동시키는 전동팬을 포함하는 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치에 있어서,
상기 배터리 팩 모듈의 하측으로 설치되어 배터리 팩 모듈의 습기를 흡수하는 제습기와,
상기 인렛 덕트의 내부 통로와 상기 메인 덕트의 입구쪽 내부 통로가 길이방향의 내부 격벽에 의해 구획되어 상기 배터리 팩 모듈 및 제습기로의 공기통로를 각각 형성하는 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로 및 제습기 건조용 통로와,
상기 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로와 제습기 건조용 통로에 각각 설치되 어 통과하는 공기를 가열하기 위한 가열수단과,
상기 제습기 건조용 통로를 개폐하기 위한 개폐수단과,
상기 인렛 덕트 내 입구쪽에 설치되어 인렛 덕트로 유입되는 공기의 온도와 습도를 검출하는 입구측 온도센서 및 습도센서와,
상기 배터리 팩 모듈 일측에 설치되는 출구측 온도센서 및 습도센서와,
상기 온도센서 및 습도센서의 신호를 토대로 에어컨, 상기 가열수단 및 전동팬의 작동을 제어하는 제어부를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 가열수단은 상기 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로와 상기 제습기 건조용 통로 내부에 각각 횡으로 그물망 형태로 설치된 배터리 팩 모듈 온도 조절용 열선과 제습기 건조용 열선인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제습기는 제습재료가 채워진 하우징의 입구부가 상기 제습기 건조용 통로와 연결되고 제습재료를 통과한 공기가 배출되는 하우징의 출구부가 상기 아울렛 덕트와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 하우징 내부에는 입구부로부터 들어온 공기를 출구부로 안내하는 칸막이가 설치되며, 상기 칸막이는 상기 입구부에서 반대쪽의 유턴부, 상기 유턴부에서 다시 반대쪽의 상기 출구부로 가면서 유로면적이 점차 축소되도록 하우징 내 대각선 방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명의 배터리 온도 및 습도 조절 장치가 구비된 배터리 시스템(100)을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 시스템(100)의 내부 구조를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 배터리 온도 및 습도 조절 장치에 포함된 입력요소, 제어요소 및 작동요소를 나타낸 구성 블럭도이다.
그리고, 첨부한 도 4는 도 1에 도시된 배터리 시스템에서 배터리 어셈블리의 내부 구조를 나타낸 사시도로서, 배터리 팩 모듈(120)과 제습기(140), 출구측 온도센서(156) 및 습도센서(158)를 도시하고 있다.
또한 첨부한 도 5는 본 발명의 배터리 온도 및 습도 조절 장치에서 인렛 덕트(112)에 설치된 개폐도어(137) 및 가열수단(130)을 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 개폐도어(137)의 작동상태도로서, 도어 개방상태를 보여주고 있다.
또한 첨부한 도 7a와 도 7b는 제습기(140)의 측면도와 평면도로서, 도 7a는 배터리 팩 모듈(120) 하측의 제습기(140)를, 도 7b는 제습기(140) 내부의 통로 구조를 보여주고 있다.
우선, 도 1에 도시한 바와 같이, 배터리 어셈블리(101)의 메인 덕트(110) 일측에는 차량 실내 공기를 유입시키기 위해 차량 실내 공조 덕트와 연결되는 인렛 덕트(112)가, 타측에는 메인 덕트(110) 내부를 통과한 공기를 외부 배출하기 위한 아울렛 덕트(114)가 설치된다.
결국, 배터리 시스템(100)의 공기 경로는 인렛 덕트(112), 메인 덕트(110), 아울렛 덕트(114)의 순으로 형성된다.
또한 상기 아울렛 덕트(114)에는 공기를 흡입하여 메인 덕트(110) 내 공기 유동을 원활하게 하기 위한 전동팬(116)이 설치되는데, 전동팬(116)이 구동되면서 차량 실내 공조 덕트로부터 인렛 덕트(112)를 통해 흡입된 공기가 화살표 방향으로 이동하면서 메인 덕트(110) 내부의 배터리 팩 모듈을 냉각시키고, 이후 아울렛 덕트(114)를 거쳐 차량 외부로 배출되게 된다.
그리고, 배터리 어셈블리(101)의 메인 덕트(110)에는 도 4에 나타낸 배터리 팩 모듈(120)이 내장되며, 이 배터리 팩 모듈(120)은 제습기(140) 상측에 배치된다.
또한 인렛 덕트(112)의 중간부에는 도 5에 나타낸 바와 같이 통로 내부에 횡으로 그물망 형태의 열선(132,134)을 설치하여 구성되는 가열수단(130)이 배치되는데, 이 가열수단(130)의 열선(132,134)은 하기 제습기 건조용 통로(도 6에서 도면부호 118임)에 설치되는 제습기 건조용 열선(132)과 하기 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로(도 6에서 도면부호 119임)에 설치되는 배터리 팩 모듈 온도 조절용 열선(134)으로 구분되어 설치된다.
그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이 인렛 덕트(112)의 내부 통로와 메인 덕트(110)의 입구쪽 내부 통로는 인렛 덕트(112) 내 열선(132,134) 바로 앞쪽 위치부터 메인 덕트(110)의 입구쪽 내 제습기(140) 위치까지 길이방향의 내부 격벽(117)에 의해 두 개의 통로로 분리되어 있는 바, 두 통로 중 하나는 인렛 덕트(112)로 유입된 차량 실내 공기가 상측의 배터리 팩 모듈(120)을 통과한 뒤 아울렛 덕트(114)로 배출될 수 있도록 형성되는 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로(119)이고, 다른 하나는 인렛 덕트(112)로 유입된 차량 실내 공기 중 분리된 일부 공기가 하측의 제습기(140) 내부를 통과한 뒤 아울렛 덕트(114)로 배출될 수 있도록 상기 배터 리 팩 모듈 온도 조절용 통로(119)와 완전히 분리 형성되는 제습기 건조용 통로(118)이다.
즉, 차량 실내 공조 덕트로부터 인렛 덕트(112)로 유입된 공기가 일부는 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로(119)를 통해 배터리 팩 모듈(120)로만 통과하도록 되어 있는 것이며, 나머지 일부는 제습기 건조용 통로(118)를 통해 제습기(140) 내부로만 통과하도록 되어 있는 것이다.
이와 같이 본 발명에 따르면 배터리 시스템(100) 내의 공기 유동이 상기 두 개의 통로(118,119)에 의해 2분화 되며, 하나는 배터리 팩 모듈(120)의 온도 조절을 위한 것이 되고, 다른 하나는 제습기(140)의 작동(제습기 건조)을 위한 것이 된다.
또한 상기 열선(132,134)의 전방(상류측)으로는 제습기 건조용 통로(118)를 개폐하기 위한 개폐수단(136)이 설치되는 바, 이 개폐수단(136)은 회전하면서 제습기 건조용 통로(118)를 개폐하게 되는 개폐도어(137)와, 이 개폐도어(137)를 회전시키는 구동 액츄에이터로서 후술하는 제어부(160)의 제어신호에 의해 구동이 제어되는 도어모터(138)로 구성될 수 있다.
그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이 인렛 덕트(112) 내부에는 그 입구쪽 일측에 차량 실내 공조 덕트로부터 인렛 덕트(112)로 유입되는 실내 공기의 온도와 습도를 검출하는 입구측 온도센서(152)와 습도센서(154)가 설치되고, 배터리 어셈블리(101)의 메인 덕트(110) 내 배터리 팩 모듈(120) 일측에는 배터리 팩 모듈(120) 자체의 온도 및 습도를 검출하기 위한 출구측 온도센서(156)와 습도센서(158)가 설 치된다.
한편, 상기 제습기(140)는 도 7a에 나타낸 바와 같이 배터리 팩 모듈(120)의 하측에 설치되어 배터리 팩 모듈(120)로부터 수분을 흡수하여 제거하도록 된 구성부로서, 도 7b에 나타낸 바와 같이 내부에는 조해성(공기 중 수분을 흡수할 수 있는 성질)을 갖는 물질의 제습재료(예, 염화칼슘)(144)가 채워지게 된다.
상기 제습기(140)의 하우징(142)은 제습기 건조용 통로(118)를 통해 제공되는 공기가 유입될 수 있도록 하우징 입구부(147)가 제습기 건조용 통로(118)와 연통되고, 또한 내부의 제습재료(144)를 통과한 공기가 외부 배출될 수 있도록 하우징 출구부(148)는 아울렛 덕트(114)와 연통되도록 구비된다.
그리고, 상기 하우징(142) 내부에는 입구부(147)로부터 들어온 공기가 유턴 후 반대쪽의 출구부(148)를 통해 원활히 배출될 수 있도록 하고 공기 유동을 원활히 하기 위하여 칸막이(146)가 설치되며, 이 칸막이(146)에 의해 입구부(147)로 들어온 공기가 출구부(148)로 원활히 안내될 수 있는 바, 제습기 입구부(147)로부터 제습기 출구부(148)까지 하우징(142) 내부에는 제습재료(144)를 거치게 되는 공기 유로가 형성되게 된다.
특히, 상기 칸막이는 도 7b에 도시된 바와 같이 하우징의 입구부에서 반대쪽의 유턴부, 상기 유턴부에서 다시 반대쪽의 출구부로 가면서 하우징 내 유로면적을 점차 축소시켜 공기의 유속 증가 및 원활한 유동을 유도하기 위해 하우징 내부에서 평면상 대각선 방향으로 배치된다.
또한 본 발명의 온도 및 습도 조절 장치는 입구측 및 출구측의 온도센 서(152,156)와 습도센서(154,158)의 신호를 입력받아 고온다습, 고온저습, 저온다습, 저온저습 상태를 판단하고 그에 따라 각 열선의 작동, 개폐수단(136)의 작동, 전동팬(116)의 작동을 제어하는 제어부(160)를 포함한다.
이하, 본 발명의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
제어부(160)는 배터리 시스템(100) 내에 설치되어 있는 온도센서(152,156)와 습도센서(154,158)의 신호를 받아 운전상태(초기 시동/운전 중)일 때의 배터리 시스템 환경을 판단하는데, 상기 입구측 및 출구측의 온도센서(152,156)와 습도센서(154,158)의 신호로부터 현재 상태를 고온다습, 고온저습, 저온다습, 저온저습 상태 중에 어느 하나로 판단하게 된다.
우선, 고온다습인 경우, 상기 제어부(160)는 차량 에어컨(170)을 구동시키기 위한 제어신호를 출력하고, 또한 전동팬(116)을 구동시키기 위한 제어신호를 출력하게 된다.
이때, 배터리 팩 모듈 온도 조절용 열선(134)과 제습기 건조용 열선(132)은 모두 오프상태로 유지하며, 제습기 건조용 통로(118)의 입구단을 개폐하기 위한 개폐수단(136)은 도 6에 나타낸 바와 같이 개방된 상태로 유지한다.
이에 차량 에어컨(170)과 전동팬(116)이 구동되면, 차량 실내 공조 덕트와 연결되어 있는 인렛 덕트(112) 내부로는 에어컨(170)에 의해 냉각된 차량 실내 공기가 유입되며, 이렇게 유입된 차량 실내 공기는 제습기 건조용 통로(118)와 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로(119)로 분기되어 메인 덕트(110) 내부로 유입되게 된다.
결국, 제습기 건조용 통로(118)를 통해 유입된 공기는 제습기 입구부(147)를 통해 제습기(140) 내부로 유입되어 제습물질을 통과한 뒤 제습기 출구부(148), 아울렛 덕트(114)를 통해 차량 외부로 배출되고, 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로(119)를 통해 유입된 공기는 메인 덕트(110) 내 배터리 팩 모듈(120)을 통과한 뒤 아울렛 덕트(114)를 통해 차량 외부로 배출된다.
이와 같이 차량 실내 공기가 제습기(140)를 통과하게 되면서 제습기(140)는 건조되어지며, 이때 배터리 팩 모듈(120) 내 수분을 제습기(140)가 흡수하게 되고, 흡수된 수분은 제습기(140)를 통과하는 공기에 의해 외부로 배출되게 되는 바(제습기가 작동하는 상태임), 이에 배터리 팩 모듈(120)의 습도가 적정 범위로 유지되게 된다.
또한 차량 실내 공기가 배터리 팩 모듈(120)을 통과하면서 냉각을 수행하고, 이에 배터리 팩 모듈(120)의 온도가 적정 온도 범위로 유지되게 된다.
다음으로, 고온저습인 경우, 상기 제어부(160)는 차량 에어컨(170)을 구동시키기 위한 제어신호를 출력하고, 또한 전동팬(116)을 구동시키기 위한 제어신호를 출력하게 된다.
이때, 배터리 팩 모듈 온도 조절용 열선(134)과 제습기 건조용 열선(132)은 모두 오프상태로 유지하며, 제습기 건조용 통로(118)의 입구단을 개폐하기 위한 개폐수단(136)은 도 5에 나타낸 바와 같이 닫혀진 상태로 유지한다.
이에 차량 에어컨(170)과 전동팬(116)이 구동되면, 차량 실내 공조 덕트와 연결되어 있는 인렛 덕트(112) 내부로는 에어컨(170)에 의해 냉각된 차량 실내 공 기가 유입되며, 이렇게 유입된 차량 실내 공기는 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로(119)를 통해 메인 덕트(110) 내부로 유입되게 된다.
결국, 제습기(140)는 작동하지 않는 상태로 차량 실내 공기가 배터리 팩 모듈(120)을 통과하면서 냉각을 수행하고, 이에 배터리 팩 모듈(120)의 온도가 적정 온도 범위로 유지되게 된다.
다음으로, 저온다습인 경우, 상기 제어부(160)는 차량 에어컨(170)은 오프 상태로 유지시키고, 제습기 건조용 열선(132)과 배터리 팩 모듈 온도 조절용 열선(134), 전동팬(116)을 작동시키기 위한 제어신호를 출력한다.
또한 제습기 건조용 통로(118)의 입구단을 개폐하기 위한 개폐수단(136)은 도 6에 나타낸 바와 같이 개방 상태로 유지한다.
이에 열선(132,134)과 전동팬(116)이 구동되면, 차량 실내 공조 덕트에 연결된 인렛 덕트(112) 내부로 차량 실내 공기가 유입되면서 각 열선(132,134)을 통과하게 되고, 결국 온도가 상승한 공기가 제습기 건조용 통로(118)와 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로(119)를 따라 메인 덕트(110) 내부로 유입되게 된다.
결국, 가열된 공기가 제습기(140)를 통과하게 되면서 제습기(140)는 건조되어지며, 이때 배터리 팩 모듈(120) 내 수분을 제습기(140)가 흡수하게 되고, 흡수된 수분은 제습기(140)를 통과하는 공기에 의해 외부로 배출되게 되는 바(제습기가 작동하는 상태임), 이에 배터리 팩 모듈(120)의 습도가 적정 범위로 유지되게 된다.
또한 가열된 공기가 배터리 팩 모듈(120)을 통과하면서 배터리 팩 모듈(120) 의 온도를 상승시키고, 이에 배터리 팩 모듈(120)의 온도가 적정 온도 범위로 유지되게 된다.
다음으로, 저온저습인 경우, 상기 제어부(160)는 차량 에어컨(170)과 제습기 건조용 열선(132)을 오프 상태로 유지하면서 배터리 팩 모듈 온도 조절용 열선(134)과 전동팬(116)을 구동시키게 된다.
이때, 제습기 건조용 통로(118)의 입구단을 개폐하기 위한 개폐수단(136)은 도 5에 나타낸 바와 같이 닫힌 상태로 유지한다.
이에 배터리 팩 모듈 온도 조절용 열선(134)과 전동팬(116)이 구동되면, 인렛 덕트(112) 내부로 유입된 실내 공기가 배터리 팩 모듈 온도 조절용 열선(134)을 통과하면서 가열되고, 결국 온도 상승한 공기가 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로(119)를 따라 메인 덕트(110) 내부로 유입되게 된다.
결국, 제습기(140)는 작동하지 않는 상태로 가열된 공기가 배터리 팩 모듈(120)을 통과하면서 배터리 팩 모듈(120)의 온도를 상승시키고, 이에 배터리 팩 모듈(120)의 온도가 적정 온도 범위로 유지되게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 온도 및 습도 조절 장치에 의하면, 배터리 시스템 내에 설치된 온도센서 및 습도센서의 신호로부터 배터리 시스템 내 온, 습도 상황을 판단하여 각 상황에 따라 에어컨 및 가열수단(열선)의 작동상태를 제어해주고, 이에 따라 배터리 팩 모듈 온도 조절 및 제습기에 의한 습 도 조절을 수행함으로써, 배터리 시스템 주변 환경 및 운전조건(초기 시동/운전 중)에 관계없이 배터리 팩 모듈의 온도 및 습도를 일정 온도 범위로 유지시킬 수 있고, 배터리 충/방전 효율을 최적화할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 배터리 팩 모듈이 내장된 메인 덕트와, 상기 메인 덕트의 입구쪽에 연결 설치되어 차량 실내 공기가 유입되는 인렛 덕트와, 상기 메인 덕트의 출구쪽에 연결 설치되어 배터리 팩 모듈을 냉각시킨 공기가 배출되는 아울렛 덕트와, 상기 배터리 팩 모듈의 냉각을 위해 공기를 흡입하여 상기 덕트를 따라 유동시키는 전동팬을 포함하는 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치에 있어서,
    상기 배터리 팩 모듈의 하측으로 설치되어 배터리 팩 모듈의 습기를 흡수하는 제습기와,
    상기 인렛 덕트의 내부 통로와 상기 메인 덕트의 입구쪽 내부 통로가 길이방향의 내부 격벽에 의해 구획되어 상기 배터리 팩 모듈 및 제습기로의 공기통로를 각각 형성하는 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로 및 제습기 건조용 통로와,
    상기 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로와 제습기 건조용 통로에 각각 설치되어 통과하는 공기를 가열하기 위한 가열수단과,
    상기 제습기 건조용 통로를 개폐하기 위한 개폐수단과,
    상기 인렛 덕트 내 입구쪽에 설치되어 인렛 덕트로 유입되는 공기의 온도와 습도를 검출하는 입구측 온도센서 및 습도센서와,
    상기 배터리 팩 모듈 일측에 설치되는 출구측 온도센서 및 습도센서와,
    상기 온도센서 및 습도센서의 신호를 토대로 에어컨, 상기 가열수단 및 전동팬의 작동을 제어하는 제어부를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하 이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열수단은 상기 배터리 팩 모듈 온도 조절용 통로와 상기 제습기 건조용 통로 내부에 각각 횡으로 그물망 형태로 설치된 배터리 팩 모듈 온도 조절용 열선과 제습기 건조용 열선인 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제습기는 제습재료가 채워진 하우징의 입구부가 상기 제습기 건조용 통로와 연결되고 제습재료를 통과한 공기가 배출되는 하우징의 출구부가 상기 아울렛 덕트와 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 하우징 내부에는 입구부로부터 들어온 공기를 출구부로 안내하는 칸막이가 설치되며, 상기 칸막이는 상기 입구부에서 반대쪽의 유턴부, 상기 유턴부에서 다시 반대쪽의 상기 출구부로 가면서 유로면적이 점차 축소되도록 하우징 내 대각선 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 배터리 온도 및 습도 조절 장치.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011072937A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-23 Sb Limotive Company Ltd. Verfahren und vorrichtung zur minderung der feuchtigkeit eines gases in einem gehäuseinnenraum
WO2011111949A2 (ko) * 2010-03-08 2011-09-15 (주)브이이엔에스 자동차 및 그의 제어방법
KR20120037662A (ko) * 2010-10-12 2012-04-20 주식회사 엘지화학 이차 전지 팩의 습도 조절 장치 및 그 제어 방법
WO2012082116A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-21 A 123 Systems, Inc. System and method for controlling humidity in a battery module
WO2013037786A1 (de) 2011-09-15 2013-03-21 Avl List Gmbh Elektrischer energiespeicher
CN103943913A (zh) * 2014-04-17 2014-07-23 华南理工大学 带液体冷却板的纯电动汽车动力电池冷却与加热装置
DE102013200782A1 (de) * 2013-01-18 2014-07-24 Robert Bosch Gmbh System zur Vermeidung von Kondensatbildung an einer Batterie
WO2016098937A1 (ko) * 2014-12-18 2016-06-23 한화테크윈 주식회사 베터리 온도조절 시스템
CN105895975A (zh) * 2016-04-28 2016-08-24 苏州工业园区职业技术学院 一种用于动力电池的高低温湿热交变试验装置
US9515359B2 (en) 2011-05-23 2016-12-06 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Air-conditioning controlling apparatus for a battery pack
CN107507953A (zh) * 2017-08-25 2017-12-22 苏州碧欧新能源科技有限公司 一种防止电池正负极水凝结导致短路的电池模组
DE102019215688A1 (de) * 2019-10-11 2021-04-15 Mahle International Gmbh Energiespeicheranordnung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug
CN113948813A (zh) * 2020-07-17 2022-01-18 上海汽车集团股份有限公司 一种动力电池的防爆控制系统及防爆控制方法
WO2022092764A1 (ko) * 2020-10-27 2022-05-05 주식회사 엘지화학 배터리 장치
US20220234567A1 (en) * 2021-01-22 2022-07-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device and vehicle control method
CN116435657A (zh) * 2023-03-24 2023-07-14 吉林工程技术师范学院 一种新能源车用低温锂离子动力电池加热装置
KR20240039535A (ko) 2022-09-19 2024-03-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전지팩 및 그를 포함하는 자동차

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011084351A1 (de) * 2011-10-12 2013-04-18 Sb Limotive Company Ltd. Batteriesystem, Verfahren zur Reduzierung der Feuchtigkeit des Trockenmittels der Trocknungseinrichtung eines Batteriesystems, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges
KR20200104584A (ko) 2019-02-27 2020-09-04 에이치엘그린파워 주식회사 수분유입방지 흡기덕트

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10255828A (ja) 1997-03-13 1998-09-25 Honda Motor Co Ltd 燃料電池およびその制御方法
KR20010057628A (ko) * 1999-12-23 2001-07-05 이계안 전기 자동차용 배터리 냉각 시스템
KR20030018079A (ko) * 2001-08-27 2003-03-06 현대자동차주식회사 연료전지 스택의 수소 가습장치
KR20030073675A (ko) * 2002-03-12 2003-09-19 주식회사 엘지이아이 연료전지 시스템의 연료/공기 가습 장치

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011072937A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-23 Sb Limotive Company Ltd. Verfahren und vorrichtung zur minderung der feuchtigkeit eines gases in einem gehäuseinnenraum
CN102656737A (zh) * 2009-12-18 2012-09-05 Sb锂摩托有限公司 用于减小罩壳内部空间中的气体的湿度的方法以及设备
WO2011111949A2 (ko) * 2010-03-08 2011-09-15 (주)브이이엔에스 자동차 및 그의 제어방법
WO2011111949A3 (ko) * 2010-03-08 2012-01-05 (주)브이이엔에스 자동차 및 그의 제어방법
US9583800B2 (en) 2010-03-08 2017-02-28 Lg Electronics Inc. Vehicle and method for controlling same
KR20120037662A (ko) * 2010-10-12 2012-04-20 주식회사 엘지화학 이차 전지 팩의 습도 조절 장치 및 그 제어 방법
WO2012082116A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-21 A 123 Systems, Inc. System and method for controlling humidity in a battery module
US9515359B2 (en) 2011-05-23 2016-12-06 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Air-conditioning controlling apparatus for a battery pack
WO2013037786A1 (de) 2011-09-15 2013-03-21 Avl List Gmbh Elektrischer energiespeicher
US9337516B2 (en) 2013-01-18 2016-05-10 Robert Bosch Gmbh System for preventing condensate formation on a battery
DE102013200782A1 (de) * 2013-01-18 2014-07-24 Robert Bosch Gmbh System zur Vermeidung von Kondensatbildung an einer Batterie
DE102013200782B4 (de) * 2013-01-18 2021-01-28 Robert Bosch Gmbh System zur Vermeidung von Kondensatbildung an einer Batterie
CN103943913B (zh) * 2014-04-17 2016-08-17 华南理工大学 带液体冷却板的纯电动汽车动力电池冷却与加热装置
CN103943913A (zh) * 2014-04-17 2014-07-23 华南理工大学 带液体冷却板的纯电动汽车动力电池冷却与加热装置
WO2016098937A1 (ko) * 2014-12-18 2016-06-23 한화테크윈 주식회사 베터리 온도조절 시스템
CN105895975A (zh) * 2016-04-28 2016-08-24 苏州工业园区职业技术学院 一种用于动力电池的高低温湿热交变试验装置
CN107507953A (zh) * 2017-08-25 2017-12-22 苏州碧欧新能源科技有限公司 一种防止电池正负极水凝结导致短路的电池模组
DE102019215688A1 (de) * 2019-10-11 2021-04-15 Mahle International Gmbh Energiespeicheranordnung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug
CN113948813A (zh) * 2020-07-17 2022-01-18 上海汽车集团股份有限公司 一种动力电池的防爆控制系统及防爆控制方法
CN113948813B (zh) * 2020-07-17 2024-02-06 上海汽车集团股份有限公司 一种动力电池的防爆控制系统及防爆控制方法
WO2022092764A1 (ko) * 2020-10-27 2022-05-05 주식회사 엘지화학 배터리 장치
US20220234567A1 (en) * 2021-01-22 2022-07-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device and vehicle control method
US11834032B2 (en) * 2021-01-22 2023-12-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device and vehicle control method
KR20240039535A (ko) 2022-09-19 2024-03-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전지팩 및 그를 포함하는 자동차
CN116435657A (zh) * 2023-03-24 2023-07-14 吉林工程技术师范学院 一种新能源车用低温锂离子动力电池加热装置
CN116435657B (zh) * 2023-03-24 2023-08-22 吉林工程技术师范学院 一种新能源车用低温锂离子动力电池加热装置

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