KR20080078543A - Battery cooling device for vehicles and its control method - Google Patents

Battery cooling device for vehicles and its control method Download PDF

Info

Publication number
KR20080078543A
KR20080078543A KR1020080010549A KR20080010549A KR20080078543A KR 20080078543 A KR20080078543 A KR 20080078543A KR 1020080010549 A KR1020080010549 A KR 1020080010549A KR 20080010549 A KR20080010549 A KR 20080010549A KR 20080078543 A KR20080078543 A KR 20080078543A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
temperature
heat exchanger
vehicle
air
Prior art date
Application number
KR1020080010549A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101438438B1 (en
Inventor
이대웅
권대복
장길상
Original Assignee
한라공조주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한라공조주식회사 filed Critical 한라공조주식회사
Priority to EP08290169A priority Critical patent/EP1961601B1/en
Priority to US12/072,019 priority patent/US20080202741A1/en
Priority to AT08290169T priority patent/ATE525233T1/en
Publication of KR20080078543A publication Critical patent/KR20080078543A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101438438B1 publication Critical patent/KR101438438B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63Control systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • H01M10/6563Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567Liquids
    • H01M10/6568Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

A battery cooling system for cars is provided to realize a compact structure, to improve the efficiency of a battery by controlling the temperature of the battery adequately, and to reduce power consumption and noise generation. A battery cooling system for cooling a battery(110) installed in a car trunk room comprises: a battery heat exchange unit(115) mounted the battery and having a flow path through which cooling water circulates; a heat exchanger(120) linked to the battery heat exchange unit by way of a circulation pipe(135) and performing heat exchange between the cooling water circulating through the circulation pipe and the car indoor air; a cooling water circulation unit(130) installed on the circulation pipe for circulating the cooling water between the heat exchanger and the battery heat exchange unit; and a blower(140) installed at one side of the heat exchanger and sucking the car indoor air compulsively into the heat exchanger.

Description

차량용 배터리 냉각장치 및 그 제어방법{Battery cooling device for vehicles and its control method}Battery cooling device for vehicles and its control method

본 발명은 차량용 배터리 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 배터리를 수냉식으로 냉각시키기 위해 배터리측에 배터리 열교환수단을 설치하고 상기 배터리 열교환수단과 연결되는 열교환기와 송풍수단 및 냉각수 순환수단을 컴팩트하게 구성함과 아울러 배터리온도/냉각수온도/차실내공기온도의 크기를 비교하여 송풍수단 및 냉각수 순환수단의 작동을 제어하도록 함으로써, 상기 배터리의 온도를 적절히 조절하여 배터리의 효율을 향상하고, 상기 송풍수단 및 냉각수 순환수단을 적정 가동하여 소비 전력감소 및 소음을 줄임과 아울러 차실내공기를 이용하여 냉각하면서도 실내의 요구 온도 조건을 만족할 수 있는 차량용 배터리 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle battery cooling apparatus and a control method thereof, and more particularly, to install a battery heat exchange means on the battery side to cool the battery by water cooling, and to circulate a heat exchanger, a blowing means, and a cooling water connected to the battery heat exchange means. By compactly configuring the means and controlling the operation of the blowing means and the cooling water circulation means by comparing the magnitude of the battery temperature / coolant temperature / indoor air temperature, the temperature of the battery is properly adjusted to improve the efficiency of the battery. The present invention relates to a vehicle battery cooling apparatus and a method of controlling the same, which can reduce power consumption and noise by appropriately operating the air blowing means and the cooling water circulation means, and satisfy the required temperature conditions in the room while cooling using the indoor air.

최근 자동차는 연소식 엔진을 사용하는 자동차에서 환경친화적이고, 연비를 고려한 또 다른 형태의 자동차, 즉, 하이브리드 자동차나 연료전지 자동차의 개발이 전 세계적으로 활발히 개발되고 있는 실정이다.Recently, automobiles are environmentally friendly in automobiles using combustion engines, and other types of vehicles considering fuel consumption, that is, the development of hybrid vehicles or fuel cell vehicles, are being actively developed around the world.

하이브리드 자동차는 기존의 엔진과 전기에너지로 구동되는 모터를 연계하여 두가지의 동력원으로 차량을 구동하는 만큼, 배기가스에 의한 환경오염의 저감과 함께 연비향상의 효과로 인하여 미국과 일본을 중심으로 최근 각광을 받고있는 현실대안적인 차세대 자동차로 자리매김하고 있다.Hybrid cars drive vehicles with two power sources by linking existing engines with motors driven by electrical energy, which has recently been spotlighted in the US and Japan due to the reduction of environmental pollution caused by exhaust gas and the improvement of fuel efficiency. It is becoming the next generation of realistic alternative cars.

이러한 하이브리드 자동차에는 고용량 배터리가 장착되어 필요시 모터로 전력을 공급하고 차량의 감속, 정지시 재생동력원으로 부터 생성되는 전기에너지를 배터리로 충전하는 역할을 하고 있다.The hybrid vehicle is equipped with a high capacity battery to supply electric power to the motor when needed and to charge the electric energy generated from the renewable power source with the battery when the vehicle is decelerated or stopped.

그러나, 이와 같은 고용량 배터리는 충전과 방전을 반복하는 동안 방열이 생기게 되고 온도가 급격히 상승할 경우 배터리의 수명을 단축시키게 됨은 물론 배터리를 최적의 상태로 사용할 수 없기 때문에, 배터리의 최적성능을 유지하기 위해서는 배터리를 적절히 냉각하는 시스템이 필요하게 된다.However, such a high capacity battery generates heat during repeated charging and discharging, and when the temperature rises rapidly, it shortens the life of the battery and also maintains the optimum performance of the battery because the battery cannot be used in an optimal state. This requires a system to properly cool the battery.

이러한 배터리 냉각시스템의 형태는 다양한 형태로 존재할 수 있으나, 대부분은 공기냉각식 방법을 채택하고 있으며, 독립적으로 제어되는 배터리를 덕트를 통하여 공기를 배터리로 공급하고 냉각후 더워진 공기는 차외로 배출하는 방식이다.Such a battery cooling system can exist in various forms, but most of them adopt an air cooling method, and independently control a battery to supply air through the duct to the battery and discharge the hot air after cooling to the outside of the vehicle. That's the way.

상기 공냉식 냉각방식은 도 1과 같이, 차량의 트렁크 룸(1)에 설치된 배터리케이스(10)에 각각 차실내의 공기를 흡입하는 흡입덕트(30)와 이 흡입된 공기를 배출하는 배출덕트(40)를 설치하여 구성되며, 상기 배출덕트(40)상에는 원활한 공기흐름을 위하여 별도의 블로어(50)가 추가적으로 설치된다.In the air-cooled cooling method, as shown in FIG. 1, a suction duct 30 for sucking air in a vehicle and a discharge duct 40 for discharging the sucked air, respectively, in the battery case 10 installed in the trunk room 1 of the vehicle. ) Is installed, and a separate blower 50 is additionally installed on the discharge duct 40 for a smooth air flow.

따라서, 상기 블로어(50)의 작동시 상기 흡입덕트(30)를 통해 차실내의 공기가 배터리케이스(10) 내부로 흡입되며, 흡입된 공기는 배터리(20)를 냉각시킨 후 상기 배출덕트(40)를 통해 배출되는 것이다.Therefore, when the blower 50 is operated, air in the vehicle cabin is sucked into the battery case 10 through the suction duct 30, and the sucked air cools the battery 20 and then discharges the duct 40. Is discharged through).

그러나, 상기한 공냉식 냉각방법은 공기의 열전달 효율이 낮은 관계로 냉각성능이 떨어지기 때문에 배터리의 효율도 저하될 뿐만아니라, 그 제어방법에 있어서도 블로어의 팬 속도 제어만을 통하여 배터리 내부의 온도를 제어하기에는 많은 어려움이 있었다.However, the air-cooled cooling method is not only to reduce the efficiency of the battery because the cooling performance is lowered due to the low heat transfer efficiency of the air, but also in the control method to control the temperature inside the battery only by controlling the fan speed of the blower. There were many difficulties.

또한, 점차로 배터리의 용량이 커지는 추세로 볼때 발열도 증가할 것이고, 따라서 현재의 공냉식 배터리 냉각시스템으로는 냉각성능을 향상시키는데 한계가 있었다.In addition, as the capacity of the battery gradually increases, heat generation will also increase, and therefore, there is a limit to improving the cooling performance of the current air-cooled battery cooling system.

한편, 엔진의 냉각수를 이용한 수냉식 냉각시스템이 있긴하지만, 엔진 냉각수의 온도가 너무 높기 때문에 실용성이 떨어지는 문제가 있다.On the other hand, although there is a water-cooled cooling system using the cooling water of the engine, there is a problem that the practicality is lowered because the temperature of the engine cooling water is too high.

아울러, 엔진의 냉각수를 이용한 수냉식 냉각시스템은, 외기와 열교환하는 라디에이터를 통해 냉각된 엔진의 냉각수를 이용하여 배터리를 냉각시키게 되는데, 이때 여름철의 경우 온도가 높은 외기를 도입하여 냉각수를 냉각해야 하므로 배터리의 냉각효율이 저하되는 문제도 있었다.In addition, the water-cooled cooling system using the coolant of the engine cools the battery by using the coolant of the engine cooled through a radiator that exchanges heat with the outside. In this case, in summer, the coolant is cooled by introducing a high temperature outside air. There was also a problem that the cooling efficiency of the.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리를 수냉식으로 냉각시키기 위해 배터리측에 배터리 열교환수단을 설치하고 상기 배터리 열교환수단과 연결되는 열교환기와 송풍수단 및 냉각수 순환수단을 컴팩트하게 구성함과 아울러 배터리온도/냉각수온도/차실내공기온도의 크기를 비교하여 송풍수단 및 냉각수 순환수단의 작동을 제어하도록 함으로써, 상기 배터리의 온도를 적절히 조절하여 배 터리의 효율을 향상하고, 상기 송풍수단 및 냉각수 순환수단을 적정 가동하여 소비 전력감소 및 소음을 줄임과 아울러 차실내공기를 이용하여 냉각하면서도 실내의 요구 온도 조건을 만족할 수 있는 차량용 배터리 냉각장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to install a battery heat exchange means on the battery side in order to cool the battery by water-cooling and to compactly configure the heat exchanger and blower means and cooling water circulation means connected to the battery heat exchange means By controlling the operation of the blowing means and the cooling water circulation means by comparing the magnitude of the battery temperature / coolant temperature / indoor air temperature, by appropriately adjusting the temperature of the battery to improve the efficiency of the battery, circulation of the blowing means and cooling water The present invention provides an on-vehicle battery cooling device and a method of controlling the same, which reduce power consumption and noise by appropriately operating the means and satisfy indoor temperature requirements while cooling by using in-vehicle air.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 트렁크 룸에 설치된 배터리를 냉각하는 차량용 배터리 냉각장치에 있어서, 상기 배터리측에 설치됨과 아울러 내부에 냉각수가 순환하도록 통로가 형성된 배터리 열교환수단과, 상기 배터리 열교환수단과 순환파이프를 통해 연결됨과 아울러 상기 순환파이프를 따라 순환하는 냉각수를 차실내공기와 열교환시키는 열교환기와, 상기 순환파이프상에 설치되어 상기 열교환기와 배터리 열교환수단간에 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환수단과, 상기 열교환기의 일측에 설치됨과 아울러 차실내공기를 열교환기측으로 강제 흡입하는 송풍수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicle battery cooling apparatus for cooling a battery installed in a trunk room of a vehicle, the battery heat exchange means being installed at the battery side and having a passageway for circulating coolant therein, and the battery. A heat exchanger connected to the heat exchange means and the circulation pipe and heat-exchanging the coolant circulated along the circulation pipe with the indoor air, and a cooling water circulation means installed on the circulation pipe to circulate the coolant between the heat exchanger and the battery heat exchange means; It is installed on one side of the heat exchanger, characterized in that it comprises a blowing means for forcibly sucking the interior air to the heat exchanger side.

또한, 차량의 트렁크 룸에 설치된 배터리를 냉각하는 차량용 배터리 냉각장치의 제어방법에 있어서, 차량 제어신호에 의해 상기 배터리의 동작(출력)이 온된 후, 상기 배터리 온도(Tb)와 냉각수 온도(Tw)를 비교하는 제1단계와, 상기 제1단계의 비교 결과, 배터리 온도(Tb)가 냉각수 온도(Tw) 보다 크면, 냉각수 순환수단을 온 시키고, 송풍수단을 저속구동(LOW)시키는 제2단계와, 상기 제1단계의 비교 결과, 배터리 온도(Tb)가 냉각수 온도(Tw) 보다 작으면, 냉각수 순환수단을 오프 시키고, 송풍수단을 저속구동(LOW)시키는 제3단계와, 상기 제2단계를 진행한 후, 냉각수 온도(Tw)와 공기 입구온도(Ta)의 차를 제1설정온도와 비교하는 제4단계와, 상기 제4단계의 비교 결과, 냉각수 온도(Tw)와 공기 입구온도(Ta)의 차가 제1설정온도 보다 크면, 냉각수 순환수단을 계속 온 시키고, 송풍수단을 고속구동(HIGH)시키는 제5단계와, 상기 제4단계의 비교 결과, 냉각수 온도(Tw)와 공기 입구온도(Ta)의 차가 제1설정온도 보다 작으면, 냉각수 순환수단을 오프 시키는 제6단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, in a control method of a vehicle battery cooling apparatus for cooling a battery installed in a trunk room of a vehicle, after the operation (output) of the battery is turned on by a vehicle control signal, the battery temperature Tb and the coolant temperature Tw. Comparing the first step with the first step, when the battery temperature Tb is greater than the coolant temperature Tw, the second step of turning on the coolant circulation means and driving the blower means at low speed; If the battery temperature (Tb) is less than the coolant temperature (Tw), as a result of the comparison of the first step, the third step of turning off the cooling water circulation means, the low-speed drive (LOW) of the blowing means, and the second step After proceeding, the fourth step of comparing the difference between the coolant temperature Tw and the air inlet temperature Ta with the first set temperature and the comparison result of the fourth step, the coolant temperature Tw and the air inlet temperature Ta ) Difference is greater than the first set temperature, the cooling water circulation means continues to If the difference between the coolant temperature Tw and the air inlet temperature Ta is less than the first set temperature, the coolant circulating means is turned on. And a sixth step of turning off.

상기한 본 발명에 따르면, 상기 배터리를 수냉식으로 냉각시키기 위해 배터리측에 배터리 열교환수단을 설치하고 상기 배터리 열교환수단과 연결되는 열교환기와 송풍수단 및 냉각수 순환수단을 컴팩트하게 구성함과 아울러 배터리온도/냉각수온도/차실내공기온도의 크기를 비교하여 송풍수단 및 냉각수 순환수단의 작동을 제어하도록 함으로써, 상기 배터리의 온도가 적절히 조절되어 배터리의 효율이 향상되고, 상기 송풍수단 및 냉각수 순환수단이 적정 가동되어 소비 전력감소 및 소음이 줄어듬과 아울러 차량 실내공기를 이용하여 냉각하면서도 차량 실내의 요구 온도 조건을 만족할 수 있다.According to the present invention, in order to cool the battery by water-cooling, a battery heat exchange means is installed on the battery side, and the heat exchanger connected to the battery heat exchange means and the cooling means and the cooling water circulation means and compactly configured battery temperature / cooling water By controlling the operation of the blower means and the coolant circulation means by comparing the magnitude of the temperature / indoor air temperature, the temperature of the battery is properly adjusted to improve the efficiency of the battery, and the blower means and the coolant circulation means are operated properly. In addition to reducing power consumption and noise, it is possible to satisfy the required temperature conditions of the vehicle interior while cooling by using the vehicle's indoor air.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략한다.Repeated description of the same construction and operation as in the prior art will be omitted.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치가 차량에 설치된 상태를 나타내는 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 나타내는 구 성도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 컴팩트하게 구성한 일예를 나타내는 전,후면 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치에서 열교환기를 나타내는 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a schematic view showing a vehicle battery cooling apparatus installed in a vehicle according to the present invention, FIG. 3 is a configuration diagram showing a vehicle battery cooling apparatus according to the present invention, and FIGS. 4 and 5 are vehicle batteries according to the present invention. Front and back perspective view showing an example of a compact configuration of the cooling device, Figure 6 is a perspective view showing a heat exchanger in a vehicle battery cooling apparatus according to the present invention, Figure 7 is a flow chart showing a control method of a vehicle battery cooling apparatus according to the present invention. to be.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치(100)는 차량의 트렁크 룸(1)내에 설치됨과 아울러 배터리(110)측에 설치되는 배터리 열교환수단(115)과, 상기 배터리 열교환수단(115)과 순환파이프(135)로 연결되는 열교환기(120)와, 냉각수 순환수단(130)과, 송풍수단(140)을 컴팩트하게 구성한 것이다.As shown, the vehicle battery cooling apparatus 100 according to the present invention is installed in the trunk room 1 of the vehicle and the battery heat exchange means 115 is installed on the battery 110 side, and the battery heat exchange means 115 ) And the heat exchanger 120 connected to the circulation pipe 135, the cooling water circulation means 130, and the blowing means 140 are compactly configured.

먼저, 배터리(110)는 배터리케이스(111)의 내부에 삽입된 상태로 차량의 트렁크 룸(1)에 설치된다.First, the battery 110 is installed in the trunk room 1 of the vehicle while being inserted into the battery case 111.

그리고, 상기 배터리 열교환수단(115)은 상기 배터리(110)측에 설치됨과 아울러 내부에는 냉각수가 순환할 수 있도록 통로(미도시)가 형성된다. 이러한 배터리 열교환수단(115)은 상기 배터리(110)의 측면에 밀착되어 내부 통로를 순환하는 냉각수와 배터리(110)의 열교환이 원활하게 이루어질수 있도록 하는것이 바람직하다.In addition, the battery heat exchange unit 115 is installed at the battery 110 side and a passage (not shown) is formed therein to allow the coolant to circulate. The battery heat exchange means 115 is preferably in close contact with the side of the battery 110 to facilitate the heat exchange between the coolant and the battery 110 to circulate the inner passage.

한편, 상기 배터리 열교환수단(115)은 다양한 형태로 상기 배터리(110)측에 설치할 수 있는데, 즉, 상기 배터리(110)의 외부를 감싸도록 설치되어 배터리(110)와의 사이에 냉각수 통로를 형성한 워터재킷일 수도 있으며, 상기 배터리(110)의 내부에 설치된 열교환 파이프 등의 형태로도 구현 가능하다.On the other hand, the battery heat exchange means 115 may be installed on the battery 110 side in various forms, that is, installed to surround the outside of the battery 110 to form a cooling water passage between the battery 110 It may also be a water jacket, it may be implemented in the form of a heat exchange pipe, etc. installed in the battery 110.

또한, 상기 열교환기(120)는, 도 6과 같이, 서로 일정간격 이격된 한 쌍의 탱크(123)와, 상기 한 쌍의 탱크(123) 중 적어도 어느 하나에 형성되는 입,출구파이프(121)(122)와, 상기 한 쌍의 탱크(123)를 연통시키는 다수의 튜브(124) 및 상기 튜브(124)들 사이에 개재되어 열교환을 촉진시키는 방열핀(125)으로 이루어진다.In addition, the heat exchanger 120, as shown in Figure 6, a pair of tanks 123 spaced apart from each other by a predetermined interval, and the inlet, outlet pipe 121 formed in at least one of the pair of tanks 123. ), A plurality of tubes 124 for communicating the pair of tanks 123 and a heat dissipation fin 125 interposed between the tubes 124 to promote heat exchange.

아울러, 도 4 및 도 5와 같이, 상기 열교환기(120)에는 열교환기(120)의 외부 둘레를 감싸도록 하우징(127)이 더 구비되며, 상기 하우징(127)의 일측(전방측)에는 아래에서 설명될 공기 입구온도센서(Ta)가 장착된다.4 and 5, the heat exchanger 120 is further provided with a housing 127 to surround the outer periphery of the heat exchanger 120, one side (front side) of the housing 127 is below The air inlet temperature sensor Ta, which will be described later, is mounted.

또한, 상기 열교환기(120)의 탱크(123)에는 냉각수를 보충하기 위한 캡(128)과, 냉각수를 배수하기 위한 드레인부(129)가 설치된다.In addition, the tank 123 of the heat exchanger 120 is provided with a cap 128 for replenishing the cooling water, and a drain 129 for draining the cooling water.

한편, 상기 탱크(123) 내부의 입,출구파이프(121)(122) 사이에는 배플(미도시)이 설치되어 냉각수 유로를 형성하게 된다. 즉, 상기 입구파이프(121)를 통해 유입된 냉각수는 상기 배플을 기준으로 일측 튜브(124)들을 통과한 후, 타측 탱크(123)에서 유턴하여 상기 배플을 기준으로 타측 튜브(124)들을 통과한 후 출구파이프(122)로 배출되는 것이다.Meanwhile, a baffle (not shown) is installed between the inlet and outlet pipes 121 and 122 in the tank 123 to form a cooling water flow path. That is, the coolant introduced through the inlet pipe 121 passes through one tube 124 on the basis of the baffle and then turns in the other tank 123 to pass through the other tube 124 on the basis of the baffle. After that is discharged to the outlet pipe (122).

그리고, 상기 열교환기(120)와 상기 배터리(110)는 순환파이프(135)로 연결되는데, 즉, 상기 열교환기(120)의 입,출구파이프(121)(122)와 상기 배터리(110)측에 설치된 배터리 열교환수단(115)을 순환파이프(135)로 연통되게 연결함으로써, 냉각수가 상기 열교환기(120)와 상기 배터리(110)의 배터리 열교환수단(115)을 순환할 수 있는 순환라인이 구성되는 것이다. 여기서, 상기 냉각수 순환라인은 엔진의 냉각수 순환라인과는 별도로 독립된 라인이다.In addition, the heat exchanger 120 and the battery 110 are connected to the circulation pipe 135, that is, the inlet and outlet pipes 121 and 122 of the heat exchanger 120 and the battery 110 side. By connecting the battery heat exchange means 115 installed in communication with the circulation pipe 135, a circulation line for circulating the heat exchanger 115 and the battery heat exchange means 115 of the battery 110 is configured Will be. Here, the cooling water circulation line is a line separate from the cooling water circulation line of the engine.

한편, 상기 열교환기(120)의 전방측에는 상기 송풍수단(140)의 작동시 차실내공기가 열교환기(120)측으로 유입될 수 있도록 차실내와 상기 열교환기(120)를 연통시키는 덕트(126)가 설치된다.On the other hand, the front side of the heat exchanger 120, the duct 126 for communicating the interior and the heat exchanger 120 so that the interior air flows into the heat exchanger 120 side when the blowing means 140 is operated. Is installed.

또한, 상기 냉각수 순환수단(130)은, 상기 순환파이프(135)상에 설치되어 상기 열교환기(120)와 배터리 열교환수단(115)간에 냉각수를 강제로 순환시키게 된다. 여기서, 상기 냉각수 순환수단(130)은 상기 순환파이프(135)상에 설치되는 워터펌프인 것이 바람직하다.In addition, the coolant circulation means 130 is installed on the circulation pipe 135 to circulate the coolant forcibly between the heat exchanger 120 and the battery heat exchange means 115. Here, the cooling water circulation means 130 is preferably a water pump installed on the circulation pipe 135.

그리고, 상기 송풍수단(140)은, 상기 열교환기(120)의 일측에 설치됨과 아울러 차량 실내공기를 열교환기(120)측으로 강제 흡입하게 된다.In addition, the blowing means 140 is installed on one side of the heat exchanger 120 and forced to suck the vehicle indoor air to the heat exchanger 120 side.

이러한, 상기 송풍수단(140)은, 상기 열교환기(120)의 후방측에 입구(142a)측이 결합되고 상기 입구(142a)의 반경방향으로 출구(142b)가 형성된 스크롤케이스(142)와, 상기 스크롤케이스(142)의 내부에 회전가능하게 설치된 팬(141)으로 이루어진다.The blowing means 140, the scroll case 142 is coupled to the inlet 142a side to the rear side of the heat exchanger 120 and the outlet 142b in the radial direction of the inlet 142a, and The fan 141 is rotatably installed in the scroll case 142.

따라서, 상기 송풍수단(140)이 작동하게 되면 상기 팬(141)의 회전에 의해 차량 실내의 공기가 상기 열교환기(120)측으로 흡입되고, 상기 열교환기(120)로 흡입된 공기는 상기 열교환기(120)를 통과한 후 상기 스크롤케이스(142)로 흡입되며, 이후 상기 스크롤케이스(142)의 반경방향에 형성된 출구(142b)를 통해 차량 외부로 배출된다.Therefore, when the blowing means 140 is operated, air in the vehicle interior is sucked into the heat exchanger 120 by the rotation of the fan 141, and the air sucked into the heat exchanger 120 is the heat exchanger. After passing through 120, the scroll case 142 is sucked, and then discharged to the outside of the vehicle through the outlet 142b formed in the radial direction of the scroll case 142.

한편, 상기 순환파이프(135)는 상기 스크롤케이스(142)의 후면에 고정 결합되는데, 이때 상기 순환파이프(135)는 상기 스크롤케이스(142)의 후면에서 상기 스 크롤케이스(142)의 출구(142b)를 향해 설치됨으로써, 배터리 냉각장치(100)를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있다.On the other hand, the circulation pipe 135 is fixedly coupled to the rear of the scroll case 142, wherein the circulation pipe 135 is the outlet 142b of the scroll case 142 at the rear of the scroll case 142 By installing toward), the battery cooling device 100 can be configured more compactly.

여기서, 상기 스크롤케이스(142)의 출구(142b)가 입구(142a)의 반경방향으로 형성되기 때문에 상기 스크롤케이스(142)의 후면에 상기 순환파이프(135)를 고정 결합하더라도 상기 송풍수단(140)에서 배출되는 공기와의 간섭이 방지된다. 만일, 상기 송풍수단(140)을 축류팬 타입으로 구성할 경우에는 상기 열교환기(120)의 후방측으로 바람이 송풍되면서 상기 순환파이프(135)와의 간섭이 발생하므로 바람직하지 않다.Here, since the outlet 142b of the scroll case 142 is formed in the radial direction of the inlet 142a, the blower means 140 may be fixed to the rear surface of the scroll case 142 even though the circulation pipe 135 is fixedly coupled. Interference with the air emitted from the air is prevented. If the blowing means 140 is configured as an axial fan type, the wind is blown to the rear side of the heat exchanger 120, and thus, the interference with the circulation pipe 135 is not preferable.

그리고, 상기 배터리(110)측에는 배터리(110)의 내부온도를 측정하는 배터리 온도센서(Tb)가 설치되고, 상기 열교환기(120)측에는 공기 입구온도센서(Ta) 및 냉각수 온도센서(Tw)가 설치된다.In addition, a battery temperature sensor Tb for measuring the internal temperature of the battery 110 is installed at the battery 110 side, and an air inlet temperature sensor Ta and a coolant temperature sensor Tw are provided at the heat exchanger 120 side. Is installed.

상기 공기 입구온도센서(Ta)는 상기 열교환기(120)의 전방측(공기가 유입되는 방향)에 설치되어 열교환기(120)를 통과하기 전의 차량 실내공기의 온도를 측정하게 되고, 상기 냉각수 온도센서(Tw)는 상기 열교환기(120)의 입구파이프(121)와 인접한 탱크(123)측에 삽입/설치되어 상기 배터리(110)의 배터리 열교환수단(115)을 순환한 후 열교환기(120)내로 유입되는 열교환기(120)의 입구측 냉각수 온도를 측정하게 된다.The air inlet temperature sensor Ta is installed on the front side of the heat exchanger 120 (the direction in which air is introduced) to measure the temperature of the vehicle indoor air before passing through the heat exchanger 120, and the coolant temperature The sensor Tw is inserted / installed on the side of the tank 123 adjacent to the inlet pipe 121 of the heat exchanger 120 to circulate the battery heat exchange means 115 of the battery 110, and then the heat exchanger 120. The inlet side cooling water temperature of the heat exchanger 120 introduced into it is measured.

한편, 상기 배터리 온도센서(Tb)와 공기 입구온도센서(Ta) 및 냉각수 온도센서(Tw)와 각각 연결됨과 아울러 상기 각 온도센서로부터 제공되는 온도 값에 따라 상기 냉각수 순환수단(130)의 온/오프와 상기 송풍수단(140)의 팬(141) 속도(단수) 를 제어하는 제어부(150)가 설치된다.On the other hand, the battery temperature sensor (Tb), the air inlet temperature sensor (Ta) and the cooling water temperature sensor (Tw), respectively, and the on / off of the cooling water circulation means 130 according to the temperature value provided from each temperature sensor The control unit 150 for controlling the off and the speed (single) of the fan 141 of the blowing means 140 is installed.

또한, 상기 제어부(150)는 상기 배터리(110)와도 연결되어 배터리(110)를 제어하는 역할도 한다.In addition, the controller 150 is also connected to the battery 110 to control the battery 110.

도 4 및 도 5는 상기 열교환기(120)와, 송풍수단(140) 및 냉각수 순환수단(130)/순환파이프(135)를 컴팩트하게 구성한 배터리 냉각장치(100)의 일예를 나타낸 전,후면 사시도이며, 이러한 배터리 냉각장치(110)는 상기 배터리케이스(111)의 일측에 일체로 조립되어 차량에 장착할 수 있기 때문에 보다 컴팩트한 배터리 냉각시스템을 구축할 수 있다.4 and 5 are front and rear perspective views illustrating an example of the battery cooling apparatus 100 including the heat exchanger 120, the blower means 140, and the coolant circulation means 130 / circulation pipe 135 compactly. The battery cooling device 110 may be integrally assembled to one side of the battery case 111 so that the battery cooling device 110 may be mounted on a vehicle, thereby forming a more compact battery cooling system.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 냉각장치(100)는, 상기 냉각수 순환수단(130)이 온 되면 냉각수가 상기 열교환기(120)->순환파이프(135)->배터리(110)의 배터리 열교환수단(115)->순환파이프(135)->열교환기(120)를 순환하게 된다.As described above, in the battery cooling apparatus 100 according to the present invention, when the cooling water circulation means 130 is turned on, the cooling water is the battery of the heat exchanger 120-> circulation pipe 135-> battery 110. The heat exchange means 115-> circulation pipe 135-> heat exchanger 120 is circulated.

여기서, 상기 송풍수단(140)이 작동하게 되면, 상기 송풍수단(140)의 흡입력에 의해 차량 실내공기가 상기 열교환기(120)를 통과하게 되며, 이때 차량 실내공기가 열교환기(120)를 통과하는 과정에서 상기 열교환기(120)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환하게 되어 냉각수를 냉각시킨 후 차량 외부로 배출된다.In this case, when the blowing means 140 is operated, the indoor air of the vehicle passes through the heat exchanger 120 by the suction force of the blowing means 140, and the indoor air of the vehicle passes through the heat exchanger 120. In the process of heat-exchanging the inside of the heat exchanger 120 with the cooling water flowing to cool the cooling water is discharged to the outside of the vehicle.

이처럼, 상기 열교환기(120)에서 냉각된 냉각수가 상기 배터리(110)의 배터리 열교환수단(115)을 반복적으로 순환하면서 상기 배터리(110)를 냉각시키게 된다.As such, the coolant cooled in the heat exchanger 120 cools the battery 110 while repeatedly circulating the battery heat exchange means 115 of the battery 110.

한편, 미설명부호 105는 차량의 프론트 공조장치로써, 송풍수단의 작동으로 내,외기를 선택적으로 유입한 후 증발기나 히터코어와의 열교환을 통해 차량 실내의 공기온도를 탑승자가 설정한 온도로 조절하게 된다.On the other hand, reference numeral 105 is a front air conditioning device of the vehicle, by selectively operating the air blowing means to enter the internal and external air, and then through the heat exchange with the evaporator or heater core to adjust the air temperature in the interior of the vehicle to the temperature set by the occupant Done.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치의 제어방법을 도 7를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a control method of a vehicle battery cooling apparatus according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 7.

먼저, 차량 제어신호에 의해 상기 배터리(110)의 동작(출력)이 온된 후, 상기 배터리 온도센서(Tb)와 상기 냉각수 온도센서(Tw)를 통해 제공받은 배터리 온도(Tb)와 냉각수 온도(Tw)를 비교하는 제1단계(S1)를 진행한다.First, after the operation (output) of the battery 110 is turned on by a vehicle control signal, the battery temperature Tb and the coolant temperature Tw provided through the battery temperature sensor Tb and the coolant temperature sensor Tw. ), A first step S1 of comparing) is performed.

상기 제1단계(S1)의 비교 결과, 배터리 온도(Tb)가 냉각수 온도(Tw) 보다 크면, 상기 냉각수 순환수단(130)을 온 시키고, 상기 송풍수단(140)을 저속구동(LOW)시키는 제2단계(S2)를 진행하고,As a result of the comparison of the first step (S1), when the battery temperature (Tb) is greater than the cooling water temperature (Tw), the cooling water circulation means 130 is turned on, and the blowing means 140 to drive the low speed (LOW) Proceed to step 2 (S2),

만일, 상기 제1단계(S1)의 비교 결과, 배터리 온도(Tb)가 냉각수 온도(Tw) 보다 작으면, 상기 냉각수 순환수단(130)을 오프 시키고, 상기 송풍수단(140)을 저속구동(LOW)시키는 제3단계(S3)를 진행한다.If, as a result of the comparison of the first step (S1), if the battery temperature (Tb) is less than the cooling water temperature (Tw), the cooling water circulation means 130 is turned off, and the blowing means 140 is driven at low speed (LOW) Proceed to the third step (S3).

즉, 배터리 온도(Tb)가 냉각수 온도(Tw) 보다 클 경우에는 냉각수 순환수단(130) 및 송풍수단(140)을 동시에 작동시켜 냉각수 순환을 통해 배터리(110)를 냉각하게 되며, 반대로, 배터리 온도(Tb)가 냉각수 온도(Tw) 보다 오히려 작을 경우, 냉각수를 순환시키면 배터리(110)의 온도가 상승하므로 이때는 냉각수 순환수단(130)을 오프시키고 송풍수단(140)만 작동시켜 냉각수를 순환시키기 전에 먼저 냉각수를 냉각시키는 것이다.That is, when the battery temperature Tb is greater than the cooling water temperature Tw, the cooling water circulation means 130 and the blowing means 140 are operated at the same time to cool the battery 110 through the cooling water circulation. When the temperature Tb is smaller than the cooling water temperature Tw, the temperature of the battery 110 increases when the cooling water is circulated. At this time, before the cooling water circulation means 130 is turned off and only the blowing means 140 is operated to circulate the cooling water. First, the cooling water is cooled.

계속해서, 상기 제2단계(S2)를 진행한 후, 상기 냉각수 온도센서(Tw)와 공기 입구온도센서(Ta)를 통해 제공받은 냉각수 온도(Tw)와 공기 입구온도(Ta)의 차를 제1설정온도(A)와 비교하는 제4단계(S4)를 진행한다.Subsequently, after the second step S2, the difference between the coolant temperature Tw and the air inlet temperature Ta provided through the coolant temperature sensor Tw and the air inlet temperature sensor Ta is determined. 1, a fourth step S4 of comparing with the set temperature A is performed.

상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 냉각수 온도(Tw)와 공기 입구온도(Ta)의 차가 제1설정온도(A) 보다 크면, 온도차가 크다는 의미이므로 즉, 냉각수 온도(Tw)가 실내 공기온도 보다 매우 높다는 것을 의미하므로 상기 냉각수 순환수단(130)을 계속 온 시키고, 송풍수단(140)을 고속구동(HIGH)시키는 제5단계(S5)를 진행한다.As a result of the comparison of the fourth step S4, if the difference between the coolant temperature Tw and the air inlet temperature Ta is greater than the first set temperature A, it means that the temperature difference is large, that is, the coolant temperature Tw is indoor air. Since the temperature is much higher than the temperature, the cooling water circulation means 130 is continuously turned on, and the fifth step S5 of high speed driving the blowing means 140 is performed.

여기서, 상기 제1설정온도(A)는 상기 냉각수 순환수단(130)의 작동 세팅온도인 7∼12℃ 인 것이 바람직하다. 물론 상기 제1설정온도(A) 값은 목적에 따라 변경이 가능하다.Here, the first set temperature (A) is preferably 7 ~ 12 ℃ the operating set temperature of the cooling water circulation means 130. Of course, the first set temperature (A) value can be changed according to the purpose.

만일, 상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 냉각수 온도(Tw)와 공기 입구온도(Ta)의 차가 제1설정온도(A) 보다 작으면, 온도차가 작다는 의미이므로 즉, 냉각수 온도(Tw)가 실내 공기온도와 비슷하다는 것을 의미하므로, 이때에는 냉각효율이 저하되지 않도록 상기 냉각수 순환수단(130)을 오프 시키는 제6단계(S6)를 진행한다. 상기 제6단계(S6)에서는 상기 송풍수단(140)이 계속 저속구동(LOW)하게 된다.If the difference between the coolant temperature Tw and the air inlet temperature Ta is smaller than the first set temperature A, as a result of the comparison of the fourth step S4, that is, the temperature difference is small, that is, the coolant temperature Tw. ) Means that the temperature is similar to the indoor air temperature, and in this case, the sixth step S6 of turning off the cooling water circulation means 130 is performed so that the cooling efficiency is not lowered. In the sixth step S6, the blowing means 140 continues to drive at low speed.

이후, 상기 제5단계(S5)를 진행한 후, 상기 공기 입구온도센서(Ta)를 통해 제공받은 공기 입구온도(Ta)와 제2설정온도(B)를 비교하는 제7단계(S7)를 진행한다.Thereafter, after performing the fifth step S5, a seventh step S7 of comparing the air inlet temperature Ta and the second set temperature B provided through the air inlet temperature sensor Ta is performed. Proceed.

상기 제7단계(S7)의 비교 결과, 공기 입구온도(Ta)가 제2설정온도(B) 보다 크면, 차량 공조장치(105)를 통한 차실내온도를 보상제어하는 제8단계(S8)를 진행 한다.As a result of the comparison of the seventh step (S7), if the air inlet temperature (Ta) is greater than the second set temperature (B), the eighth step (S8) for compensating control the vehicle interior temperature through the vehicle air conditioner 105 Proceed.

즉, 상기 제5단계(S5)에서 송풍수단(140)이 고속구동(HIGH)하여 차량 실내공기를 너무 많이 가지고 오게 되면, 차량 실내 공기의 온도 상황이 안좋아지게 되고, 이에따라 차량 실내공기온도가 상승하여 탑승자가 불쾌감을 느낄수 있으므로 제8단계(S8)에서는 공기 입구온도(Ta) 즉, 차량 실내 공기온도가 제2설정온도(B) 보다 크면, 그 온도 차이만큼 차량 실내 공기온도를 보상해주도록 차량 공조장치(105)를 제어하여 탑승자가 원하는 쾌적한 실내온도가 되도록 하는 것이다.That is, in the fifth step (S5) when the blowing means 140 is driven to high speed (HIGH) to bring too much indoor air, the temperature of the indoor air is not good, accordingly the indoor air temperature rises Therefore, the occupant may feel unpleasant, so in the eighth step S8, if the air inlet temperature Ta, that is, the indoor air temperature of the vehicle is greater than the second set temperature B, the vehicle indoor air temperature is compensated by the temperature difference. By controlling the air conditioning unit 105 to ensure a comfortable room temperature for the occupant.

여기서, 차량 실내 공기온도를 보상해주는 방법으로는, 차량 프론트 공조장치(105)의 외기유입모드를 내기유입모드로 전환하거나, 또는 차량 프론트 공조장치(105)의 송풍수단(미도시)의 풍량을 증대시키거나, 또는 차량 프론트 공조장치(105)의 압축기(미도시)의 가동율을 증가시켜 신속하게 차량 실내 공기온도가 제2설정온도(B) 보다 낮아지도록 할 수 있다. 이 외에도 차량 실내 공기온도를 보상해주는 방법으로 상기 프론트 공조장치(105) 뿐만아니라 리어 공조장치(미도시)까지 가동할 수도 있다.Here, as a method for compensating the vehicle indoor air temperature, the air inflow mode of the vehicle front air conditioner 105 is switched to the air inflow mode, or the air volume of the blowing means (not shown) of the vehicle front air conditioner 105 is changed. It is possible to increase or to increase the operation rate of the compressor (not shown) of the vehicle front air conditioner 105 so that the vehicle indoor air temperature can be lowered faster than the second set temperature (B). In addition, the front air conditioner 105 as well as the rear air conditioner (not shown) may be operated as a method for compensating the vehicle indoor air temperature.

상기에서, 압축기의 가동율을 증가시킨다는 뜻은, 고정용량식 압축기인 경우, 압축기 온 비율을 높이도록 압축기 컷오프 온도를 낮추는 것을 뜻하고, 가변용량식 압축기인 경우, 사판 경사각을 조절하여 토출냉매량을 증가시키는 것을 뜻한다.In the above, increasing the operation rate of the compressor means that the compressor cutoff temperature is lowered to increase the compressor on ratio in the case of the fixed capacity compressor, and in the case of the variable capacity compressor, the discharge refrigerant amount is increased by adjusting the inclination angle of the swash plate. It means to let.

한편, 상기 제7단계(S7)의 비교 결과, 공기 입구온도(Ta)가 제2설정온도(B) 보다 작으면, 상기 제1단계(S1)로 리턴하게 된다.On the other hand, when the comparison result of the seventh step (S7), if the air inlet temperature (Ta) is less than the second set temperature (B), it returns to the first step (S1).

여기서, 상기 제2설정온도(B)는 차량 에어컨 아이들(IDLE) 상태의 요구 온도인 27∼29℃ 인 것이 바람직하다. 물론 상기 제2설정온도(B) 값은 목적에 따라 변경이 가능하다.The second set temperature B is preferably 27 to 29 ° C. which is a required temperature of the vehicle air conditioner idle state. Of course, the second set temperature (B) value can be changed according to the purpose.

도 1은 종래의 차량용 배터리 냉각장치를 나타내는 도면,1 is a view showing a conventional vehicle battery cooling device,

도 2는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치가 차량에 설치된 상태를 나타내는 개략도,2 is a schematic view showing a state in which a vehicle battery cooling apparatus installed in a vehicle according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 나타내는 구성도,3 is a block diagram showing a vehicle battery cooling apparatus according to the present invention,

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 컴팩트하게 구성한 일예를 나타내는 전,후면 사시도,4 and 5 are front and rear perspective views showing an example of a compact configuration of a vehicle battery cooling apparatus according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치에서 열교환기를 나타내는 사시도,6 is a perspective view showing a heat exchanger in a vehicle battery cooling apparatus according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a control method of a vehicle battery cooling apparatus according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

100: 배터리 냉각장치 110: 배터리100: battery cooler 110: battery

111: 배터리케이스 115: 배터리 열교환수단111: battery case 115: battery heat exchange means

120: 열교환기 121: 입구파이프120: heat exchanger 121: inlet pipe

122: 출구파이프 123: 탱크122: outlet pipe 123: tank

124: 튜브 125: 방열핀124: tube 125: heat sink fin

126: 덕트 127: 하우징126: duct 127: housing

128: 캡 129: 드레인부128: cap 129: drain portion

130: 냉각수 순환수단130: cooling water circulation means

135: 순환파이프 140: 송풍수단135: circulation pipe 140: blowing means

141: 팬 142: 스크롤케이스141: fan 142: scrollcase

150: 제어부150: control unit

Tw: 냉각수 온도센서 Ta: 공기 입구온도센서Tw: Coolant temperature sensor Ta: Air inlet temperature sensor

Tb: 배터리 온도센서Tb: battery temperature sensor

Claims (14)

차량의 트렁크 룸(1)에 설치된 배터리(110)를 냉각하는 차량용 배터리 냉각장치에 있어서,In the vehicle battery cooling device for cooling the battery 110 installed in the trunk room (1) of the vehicle, 상기 배터리(110)측에 설치됨과 아울러 내부에 냉각수가 순환하도록 통로가 형성된 배터리 열교환수단(115)과,A battery heat exchange means 115 installed at the battery 110 and having a passage therein for circulating coolant therein; 상기 배터리 열교환수단(115)과 순환파이프(135)를 통해 연결됨과 아울러 상기 순환파이프(135)를 따라 순환하는 냉각수를 차실내공기와 열교환시키는 열교환기(120)와,A heat exchanger 120 connected to the battery heat exchange means 115 and the circulation pipe 135 and heat-exchanging the coolant circulated along the circulation pipe 135 with the interior air; 상기 순환파이프(135)상에 설치되어 상기 열교환기(120)와 배터리 열교환수단(115)간에 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환수단(130)과,Cooling water circulation means 130 is installed on the circulation pipe 135 to circulate the cooling water between the heat exchanger 120 and the battery heat exchange means 115, 상기 열교환기(120)의 일측에 설치됨과 아울러 차실내공기를 열교환기(120)측으로 강제 흡입하는 송풍수단(140)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.The vehicle battery cooling device, characterized in that it comprises a blowing means 140 is installed on one side of the heat exchanger (120) and forcibly sucked in-vehicle air to the heat exchanger (120) side. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배터리(110)의 온도와 상기 열교환기(120)로 유입되는 공기의 온도와 상기 열교환기(120)의 냉각수 온도 값에 따라 상기 냉각수 순환수단(130)의 온/오프와 송풍수단(140)의 단수를 제어하는 제어부(150)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.On / off and blowing means 140 of the cooling water circulation means 130 according to the temperature of the battery 110, the temperature of the air flowing into the heat exchanger 120 and the cooling water temperature value of the heat exchanger 120. The vehicle battery cooling apparatus, characterized in that the control unit 150 is further installed to control the number of stages. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 배터리(110)의 온도를 측정할 수 있도록 상기 배터리(110)측에는 상기 제어부(150)와 연결되는 배터리 온도센서(Tb)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.Vehicle battery cooling device, characterized in that the battery temperature sensor (Tb) is connected to the control unit 150 is installed on the battery 110 so that the temperature of the battery 110 can be measured. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 열교환기(120)로 유입되는 공기의 온도와 상기 열교환기(120)의 냉각수 온도를 측정할 수 있도록 상기 열교환기(120)측에는 각각 공기 입구온도센서(Ta) 및 냉각수 온도센서(Tw)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.An air inlet temperature sensor Ta and a coolant temperature sensor Tw are respectively provided on the heat exchanger 120 side to measure the temperature of the air flowing into the heat exchanger 120 and the coolant temperature of the heat exchanger 120. Vehicle battery cooling device, characterized in that installed. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 냉각수 온도센서(Tw)는 상기 열교환기(120)의 입구측 냉각수 온도를 측정할 수 있도록 상기 열교환기(120)에 설치되는 입구파이프(121)에 인접한 탱크(123) 일측에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.The coolant temperature sensor Tw is installed at one side of the tank 123 adjacent to the inlet pipe 121 installed in the heat exchanger 120 so as to measure the inlet coolant temperature of the heat exchanger 120. Vehicle battery cooler. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 열교환기(120)에는 열교환기(120)의 외부 둘레를 감싸도록 형성됨과 아울러 일측에는 상기 공기 입구온도센서(Ta)가 장착되는 하우징(127)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.The heat exchanger 120 is formed to surround the outer periphery of the heat exchanger 120, and one side of the vehicle battery cooling device, characterized in that the housing 127 is further provided with the air inlet temperature sensor (Ta) is mounted . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열교환기(120)는 서로 일정간격 이격된 한 쌍의 탱크(123)와, 상기 탱크(123)에 형성되어 상기 순환파이프(135)와 연결되는 입,출구파이프(121)(122)와, 상기 한 쌍의 탱크(123)를 연통시키는 다수의 튜브(124) 및 상기 튜브(124)들 사이에 개재되는 방열핀(125)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.The heat exchanger 120 is a pair of tanks 123 spaced apart from each other, the inlet, outlet pipes 121, 122 formed in the tank 123 and connected to the circulation pipe 135, A vehicle battery cooling apparatus comprising a plurality of tubes (124) for communicating the pair of tanks (123) and a heat dissipation fin (125) interposed between the tubes (124). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송풍수단(140)은, 상기 열교환기(120)의 후방측에 입구(142a)측이 결합되고 상기 입구(142a)의 반경방향으로 출구(142b)가 형성된 스크롤케이스(142)와, 상기 스크롤케이스(142)의 내부에 회전가능하게 설치된 팬(141)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.The blowing means 140, the scroll case 142 is coupled to the inlet 142a side to the rear side of the heat exchanger 120, the outlet 142b is formed in the radial direction of the inlet 142a, and the scroll Vehicle battery cooling device, characterized in that consisting of a fan (141) rotatably installed inside the case (142). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열교환기(120)의 일측에는 차실내공기가 열교환기(120)측으로 유입될 수 있도록 차실내와 상기 열교환기(120)를 연통시키는 덕트(126)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치.On one side of the heat exchanger 120, the vehicle battery cooling device, characterized in that the duct 126 for communicating the interior and the heat exchanger 120 is installed so that the interior air is introduced into the heat exchanger 120 side. . 차량의 트렁크 룸(1)에 설치된 배터리(110)를 냉각하는 차량용 배터리 냉각 장치의 제어방법에 있어서,In the control method of the vehicle battery cooling device for cooling the battery 110 installed in the trunk room (1) of the vehicle, 차량 제어신호에 의해 상기 배터리(110)의 동작(출력)이 온된 후, 상기 배터리 온도(Tb)와 냉각수 온도(Tw)를 비교하는 제1단계(S1)와,A first step S1 of comparing the battery temperature Tb and the coolant temperature Tw after the operation (output) of the battery 110 is turned on by a vehicle control signal; 상기 제1단계(S1)의 비교 결과, 배터리 온도(Tb)가 냉각수 온도(Tw) 보다 크면, 냉각수 순환수단(130)을 온 시키고, 송풍수단(140)을 저속구동(LOW)시키는 제2단계(S2)와,As a result of the comparison of the first step (S1), if the battery temperature (Tb) is greater than the coolant temperature (Tw), the second step of turning on the cooling water circulation means 130, the low speed driving (LOW) of the blowing means 140 (S2) and, 상기 제1단계(S1)의 비교 결과, 배터리 온도(Tb)가 냉각수 온도(Tw) 보다 작으면, 냉각수 순환수단(130)을 오프 시키고, 송풍수단(140)을 저속구동(LOW)시키는 제3단계(S3)와,As a result of the comparison of the first step S1, when the battery temperature Tb is lower than the cooling water temperature Tw, the third cooling unit 130 turns off the cooling water circulating unit 130 and drives the blower unit 140 at low speed. Step S3, 상기 제2단계(S2)를 진행한 후, 냉각수 온도(Tw)와 공기 입구온도(Ta)의 차를 제1설정온도(A)와 비교하는 제4단계(S4)와,After the second step (S2), and the fourth step (S4) of comparing the difference between the cooling water temperature (Tw) and the air inlet temperature (Ta) with the first set temperature (A), 상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 냉각수 온도(Tw)와 공기 입구온도(Ta)의 차가 제1설정온도(A) 보다 크면, 냉각수 순환수단(130)을 계속 온 시키고, 송풍수단(140)을 고속구동(HIGH)시키는 제5단계(S5)와,As a result of the comparison of the fourth step S4, if the difference between the coolant temperature Tw and the air inlet temperature Ta is greater than the first set temperature A, the coolant circulation means 130 is continuously turned on and the blowing means 140 Step 5 of driving high speed (SHI) and 상기 제4단계(S4)의 비교 결과, 냉각수 온도(Tw)와 공기 입구온도(Ta)의 차가 제1설정온도(A) 보다 작으면, 냉각수 순환수단(130)을 오프 시키는 제6단계(S6)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치의 제어방법.As a result of the comparison of the fourth step S4, when the difference between the coolant temperature Tw and the air inlet temperature Ta is less than the first set temperature A, the sixth step S6 of turning off the coolant circulation means 130 is performed. Control method of a vehicle battery cooling device, characterized in that comprises a). 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제5단계(S5)를 진행한 후, 공기 입구온도(Ta)와 제2설정온도(B)를 비교 하는 제7단계(S7)와,After the fifth step (S5), and the seventh step (S7) for comparing the air inlet temperature (Ta) and the second set temperature (B), 상기 제7단계(S7)의 비교 결과, 공기 입구온도(Ta)가 제2설정온도(B) 보다 크면, 차량 공조장치(105)를 통한 차실내온도를 보상제어하는 제8단계(S8)와,As a result of the comparison of the seventh step (S7), when the air inlet temperature (Ta) is greater than the second set temperature (B), and the eighth step (S8) for compensating control the vehicle interior temperature through the vehicle air conditioner 105 and , 상기 제7단계(S7)의 비교 결과, 공기 입구온도(Ta)가 제2설정온도(B) 보다 작으면, 상기 제1단계(S1)로 리턴하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치의 제어방법.As a result of the comparison of the seventh step (S7), if the air inlet temperature (Ta) is less than the second set temperature (B), the vehicle battery cooling further comprises returning to the first step (S1) Control method of the device. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제8단계(S8)는 차량 공조장치의 외기유입모드를 내기유입모드로 전환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치의 제어방법.The eighth step (S8) is a control method of a vehicle battery cooling device, characterized in that for switching the air inflow mode of the vehicle air conditioner to the internal air inflow mode. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제8단계(S8)는 차량 공조장치의 송풍수단(140)의 풍량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치의 제어방법.The eighth step (S8) is a control method of a vehicle battery cooling device, characterized in that for increasing the air volume of the blowing means 140 of the vehicle air conditioner. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제8단계(S8)는 차량 공조장치의 압축기의 가동율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치의 제어방법.The eighth step (S8) is a control method of a vehicle battery cooling device, characterized in that for increasing the operation rate of the compressor of the vehicle air conditioner.
KR1020080010549A 2007-02-23 2008-02-01 Control method of battery cooling device for vehicle KR101438438B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08290169A EP1961601B1 (en) 2007-02-23 2008-02-22 Battery cooling device for vehicles and control method thereof
US12/072,019 US20080202741A1 (en) 2007-02-23 2008-02-22 Battery cooling device for vehicles and control method thereof
AT08290169T ATE525233T1 (en) 2007-02-23 2008-02-22 BATTERY COOLING DEVICE FOR VEHICLES AND CONTROL METHOD THEREOF

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070018158 2007-02-23
KR20070018158 2007-02-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080078543A true KR20080078543A (en) 2008-08-27
KR101438438B1 KR101438438B1 (en) 2014-09-16

Family

ID=39880694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080010549A KR101438438B1 (en) 2007-02-23 2008-02-01 Control method of battery cooling device for vehicle

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101438438B1 (en)
AT (1) ATE525233T1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011083976A2 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 (주)브이이엔에스 Automobile
KR20120015900A (en) * 2010-08-13 2012-02-22 주식회사 엘지화학 Apparatus for cooling secondary battery pack for vehicle
KR101242756B1 (en) * 2010-12-22 2013-03-13 한국과학기술원 Battery-protection apparatus and method using air-conditioning apparatus for electric vehicle
KR20130136282A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 현대자동차주식회사 Method and system for integrated hvac of a battery powered vehicle
KR101398458B1 (en) * 2011-05-16 2014-05-30 엘지전자 주식회사 Electric motor and electric vehicle having the same
DE102013201109A1 (en) * 2013-01-24 2014-07-24 Behr Gmbh & Co. Kg Heat transfer device
WO2019245161A1 (en) * 2018-06-20 2019-12-26 한온시스템 주식회사 Automotive electronics cooling apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3451141B2 (en) * 1994-11-14 2003-09-29 本田技研工業株式会社 Battery temperature controller
KR100388825B1 (en) 1995-12-27 2003-09-06 한라공조주식회사 Air conditioner for electric vehicle
JP3769882B2 (en) 1997-06-06 2006-04-26 トヨタ自動車株式会社 FUEL CELL DEVICE AND FUEL CELL DEVICE TEMPERATURE ADJUSTING METHOD

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011083976A2 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 (주)브이이엔에스 Automobile
WO2011083976A3 (en) * 2010-01-08 2011-11-24 (주)브이이엔에스 Automobile
KR20120015900A (en) * 2010-08-13 2012-02-22 주식회사 엘지화학 Apparatus for cooling secondary battery pack for vehicle
KR101242756B1 (en) * 2010-12-22 2013-03-13 한국과학기술원 Battery-protection apparatus and method using air-conditioning apparatus for electric vehicle
KR101398458B1 (en) * 2011-05-16 2014-05-30 엘지전자 주식회사 Electric motor and electric vehicle having the same
KR20130136282A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 현대자동차주식회사 Method and system for integrated hvac of a battery powered vehicle
DE102013201109A1 (en) * 2013-01-24 2014-07-24 Behr Gmbh & Co. Kg Heat transfer device
US9666913B2 (en) 2013-01-24 2017-05-30 Mahle International Gmbh Heat transfer device
WO2019245161A1 (en) * 2018-06-20 2019-12-26 한온시스템 주식회사 Automotive electronics cooling apparatus
KR20190143275A (en) * 2018-06-20 2019-12-30 한온시스템 주식회사 Vehicle electrical equipment cooling system
US20210123636A1 (en) * 2018-06-20 2021-04-29 Hanon Systems Electrical equipment cooling system for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR101438438B1 (en) 2014-09-16
ATE525233T1 (en) 2011-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1961601B1 (en) Battery cooling device for vehicles and control method thereof
KR101855759B1 (en) Betterly cooling system for vehicle
KR101776751B1 (en) Betterly cooling system for vehicle
KR101438438B1 (en) Control method of battery cooling device for vehicle
KR101558611B1 (en) Integrated heat management system of clean car
CN109585969B (en) Cooling and heating system for vehicle battery
US11110772B2 (en) Thermal management system for vehicle
KR20150071540A (en) Air conditioner system control method for vehicle
CN108944392B (en) Hybrid electric vehicle thermal management system and hybrid electric vehicle
KR20010007284A (en) Cooling apparatus for vehicular engine
CN112078323A (en) Thermal management system for vehicle
JP2011116347A (en) Environment-friendly cooling system for vehicle
KR20160046262A (en) Betterly cooling system for vehicle
KR101200754B1 (en) Device assistance a cooling and heating for vehicle using thermoelectric element
CN102529690A (en) Temperature control system and method
KR20180008953A (en) Thermal management system of battery for vehicle
KR20170139204A (en) Battery temperature control device for vehicle and air conditioner for vehicle therewith
KR20120129076A (en) Cooling System for Electric Vehicle
KR102609407B1 (en) Air conditioning system for automotive vehicles and control method using the same
KR20110138514A (en) Battery cooling system
CN114502403A (en) Cooling device for a motor vehicle
CN101624933A (en) Air cooling device of water tank of automobile
KR20200135604A (en) Betterly thermal management system for vehicle
US11597375B2 (en) Vehicle control device
KR20120055414A (en) Integrated cooling for eco-friendly vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170824

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190820

Year of fee payment: 6