KR20090118569A - 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템에 관한 것으로, 배터리의 온도에 따라 배터리 냉각 공기를 송풍하는 송풍 모터를 작동시키고, 송풍 모터에 의한 냉각 공기의 송풍량에 비례해서 트렁크룸과 차체 외부를 연통시키는 배출구의 직경을 조절하여 배터리 냉각 공기의 원활한 배출을 조장함으로써 배터리를 항상 최적으로 냉각시킬 수 있고, 차량의 실내에서 트렁크룸의 내부로 유입되는 자연 환기도 원활하게 이루어질 수 있도록 배터리 팩이 내장된 배터리 냉각덕트와, 이 배터리 냉각덕트로 냉각공기가 유입될 수 있도록 상기 냉각공기를 흡출하는 배터리 냉각 블로워와, 상기 배터리 냉각덕트의 출구를 통해 유출되는 냉각공기가 차체 외부로 배출되도록 상기 출구와 연통하는 배출구, 이 배출구의 개도를 조절하는 도어, 이 도어를 회동시키는 구동모터 및, 상기 배터리 팩의 온도를 감지하여 상응하는 제어전원을 상기 모터와 블로워에 인가하는 컨트롤러를 구비하고 있다.

배터리 팩, 블로워, 배출구, 플랩 도어

Description

하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템{Battery cooling system for hybrid vehicle}

본 발명은 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템에 관한 것으로, 특히 배터리 온도에 따라 배터리 냉각 덕트의 개폐도어의 개도를 자동적으로 제어해서 배터리를 항상 최적으로 냉각시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템에 관한 것이다.

종래 내연기관과 전기모터를 조합한 하이브리드 시스템이라 일컬어지는 파워 트레인을 탑재한 차량이 개발되어 실용화되고 있는 데, 이러한 하이브리드 차량 혹은 하이브리드 전기차량에서는 주행중에 전기모터를 구동하기 위한 배터리를 사용하고, 상기 배터리는 화학반응에 의해 방전과 충전이 행해지며, 상기 화학반응은 발열을 수반하고 있으므로 적절한 냉각이 필요하게 된다.

상기 배터리를 냉각하기 위한 종래의 배터리 냉각시스템은 배터리의 냉각을 촉진해야 할 필요가 있는 때에 실내 온도와 차속에 근거하여 실내흡기모드시의 배터리 냉각능력을 추정하고, 에어컨 흡출온도와 차속과 에어컨 요구 풍량에 근거하여 에어컨 흡기모드시의 배터리 냉각능력을 추정하여 양자 중에서 냉각 능력이 큰 쪽의 냉각모드를 선택하도록 되어 있다.

다른 종래 기술에 따른 배터리 냉각시스템에서서는 차량의 후방에 설치된 냉각풍 흡입구와, 이 냉각풍 흡입구로부터 배터리에 냉각풍을 공급하여 배출구로 배출하는 전동식 냉각팬과, 차량의 전방에 설치됨과 더불어 차실내의 공기온도를 조정하기 위해 흡출구로 차실내에 에어컨 냉각풍을 흡출하는 에어컨을 구비하고, 상기 에어컨에 차실내의 공기를 취입하는 취입구의 단부를 상기 배출구 근처에 형성시킨 구조로 되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 배터리 냉각시스템에서는 배터리의 냉각 풍량을 조절하여 배터리의 온도를 항상 최적으로 조절하기 어렵다고 하는 결점이 있었다.

또한 종래의 배터리 냉각시스템에서는 트렁크룸으로 배출되는 배터리 냉각 공기를 트렁크룸과 차체 외부를 연통시키는 일정 크기의 배출구를 통해 배출하고 있는 데, 상기 배출구의 직경을 크게 형성시키면 배출 효율은 향상되는 반면에 상기 배출구를 통해 배기가스나 노이즈 등이 유입되면서 차량의 승차감을 저하시키고, 상기 배출구의 직경을 작게 형성시키면 배출구를 통한 냉각 공기의 원활한 배출이 이루어지지 못해 배터리의 냉각 효율이 저하되고 트렁크룸의 온도가 상승하여 공조 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 배터리의 온도에 따라 배터리 냉각 공기를 송풍하는 송풍 모터를 작동시키고, 송풍 모터에 의한 냉각 공기의 송풍량에 비례해서 트렁크룸과 차체 외부를 연통시키는 배출구의 직경을 조절하여 배터리 냉각 공기의 원활한 배출을 조장함으로써 배터리를 항상 최적으로 냉각시킬 수 있고, 차량의 실내에서 트렁크룸의 내부로 유입되는 자연 환기도 원활하게 이루어질 수 있도록 한 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배터리 팩이 내장된 배터리 냉각덕트와, 이 배터리 냉각덕트로 냉각공기가 유입될 수 있도록 상기 냉각공기를 흡출하는 배터리 냉각 블로워와, 상기 배터리 냉각덕트의 출구를 통해 유출되는 냉각공기가 차체 외부로 배출되도록 상기 출구와 연통하는 배출구, 이 배출구의 개도를 조절하는 도어, 이 도어를 회동시키는 구동모터 및, 상기 배터리 팩의 온도를 감지하여 상응하는 제어전원을 상기 모터와 블로워에 인가하는 컨트롤러를 구비하고 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템에 의하면, 컨트롤러가 배터리 팩의 온도를 감지하여 배터리 팩의 온도에 비례하는 배터리 냉각 공기가 흡출되도록 배터리 냉각 블로워를 작동시키고, 상기 배터리 냉각 블로워에 의해 송풍되는 냉각 공기의 송풍량에 비례하여 상기 냉각 공기를 차체 외부로 배출하는 배출구의 개도를 조절하여 줌으로써, 배터리 냉각공기의 원활한 배출로 배터리 팩의 온도를 항상 최적으로 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 배출구의 과도한 개도로 인한 배기가스나 노이즈의 역류로 따른 승차감의 저하를 방지하고, 차실 내부에서 트렁크룸으로 유입되는 자연 환기도 배터리 냉각 덕트에 형성된 플랩 도어를 통해 상기 배출구로 자연스럽게 배출되어 공조 성능도 향상되는 등의 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템의 기본 구성이 개략적으로 도시되어 있는 바, 즉 트렁크룸(1)의 내부에 출구(2a)가 확장된 형상을 한 배터리 냉각덕트(2)가 배치되고, 상기 배터리 냉각덕트(2)의 내부에는 적정 온도로 냉각되어야 할 배터리 팩(3)이 내장되어 있다.

상기 배터리 냉각덕트(2)의 내부에서 상기 배터리 팩(3)의 외측인 상기 출구(2a)와 인접한 부위에는 배터리 냉각 블로워(4)가 설치되어, 상기 배터리 냉각덕트를 통해 배터리 냉각공기를 흡출하게 되어 있다.

상기 트렁크룸(1)을 형성하는 패널(1a)의 일측에는 트렁크룸과 차체 외부를 연통시키는 소정 크기의 배출구(5)가 형성되고, 상기 배출구(5)의 개도를 조절하는 도어(6)가 상기 배출구(5)에 회동가능하게 설치되며, 상기 도어(6)의 회동각도를 조절하기 위해 상기 도어(6)는 모터(7)에 연결되어, 상기 모터(7)의 구동에 따라 상기 도어(6)가 회동되면서 상기 배출구의 개도를 조절하게 된다.

상기 배터리 냉각덕트(2)의 출구(2a)에는 공기가 냉각덕트의 내부로 출입할 수 있도록 공기출입구(2b)가 형성됨과 더불어 이 공기출입구(2b)는 플랩도어(8)에 의해 개폐되도록 상기 공기출입구(2b)에 플랩도어(8)가 회동가능하게 설치되며, 상 기 트렁크룸(1)의 전방 패널(1b)에는 차실 내부와 트렁크룸을 연통시키는 공기출입구(1c)가 형성되어 있다.

또한 상기 모터(7)와 배터리 냉각공기 블로워(4)는 전자제어유니트(ECU)에 의해 그 구동이 제어되도록 전자제어유니트의 출력단에 접속되고, 상기 전자제어유니트의 입력단에는 상기 배터리 팩의 온도를 감지하는 온도감지센서가 접속되어 있다.

차량의 주행중에 상기 전자제어유니트는 온도센서를 매개로 배터리 팩(3)의 온도를 감지하고, 감지한 배터리 팩의 온도가 컨트롤러의 내부에 기히 설정된 기준 온도 이상이 되어 강제 냉각이 필요하다고 판단되면, 상기 컨트롤러는 상기 배터리 냉각 블로워(4)에 구동 전원을 인가하며, 배터리 냉각 블로워(4)는 컨트롤러를 통해 인가된 작동 전원에 따라 소정 속도로 구동되면서 배터리 냉각공기를 흡출하게 된다.

이에 따라 배터리 냉각덕트의 입구를 통해 냉각공기가 강제적으로 유입되면서 배터리 팩을 냉각시킨 다음에 상기 배출구를 통해 차체 외부로 배출되는 데, 이 때에 상기 컨트롤러는 배터리 온도와 상기 블로워에 의해 송풍되는 냉각공기의 송풍량에 상응하여 상기 모터(7)에 작동 전원을 인가해서 상기 도어(6)가 회동되게 해서 상기 배출구의 개도를 적절히 조절하게 된다.

한편 배터리 팩의 온도가 계속해서 상승하면 상기 컨트롤러는 상기 블로워가 더 빠른 속도로 구동되게 제어하여 더 많은 냉각공기가 배터리 팩으로 유입되게 해서 배터리 팩을 그 온도에 상응해서 냉각시키고, 이와 더불어 상기 모터에도 제어 전원을 인가하여 상기 배출구의 개도가 확장되도록 도어의 개도를 조절하게 되므로, 배터리 팩의 온도에 상응한 냉각공기의 송풍과 이에 상응하는 배출구의 개도 조절로 배터리 팩을 항상 최적으로 냉각시킬 수 있게 되는 것이다.

그러므로 배출구의 크기가 과도하게 크게 설정된 경우에 배출구를 통한 배기가스와 노이즈의 역류에 따른 승차감의 저하와 과도하게 작게 설정된 경우의 배터리 냉각 효율의 저하를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

한편 차실 내부에서 공기출입구(1c)를 통해 유입되는 자연 환기는 상기 냉각덕트의 공기출입구(2b)를 통해 냉각덕트를 거쳐서 상기 배출구를 배출되는 데, 상기 공기출입구(2b)의 개도는 상기 플랩 도어에 의해 적절히 조절된다. 즉 배터리 냉각공기의 송풍량이 많을 경우에는 상기 플랩 도어에 상기 공기출입구(2b)가 폐쇄되는 반면에 자연 환기가 많을 경우에는 상기 플랩 도어에 의해 상기 공기출입구가 개방되어 자연스런 환기가 원활하게 이루어지는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템의 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1-트렁크룸 2-배터리 냉각덕트

3-배터리 팩 4-배터리 냉각 블로워

5-배출구 6-도어

7-모터 8-플랩 도어

Claims (4)

1. 배터리 팩이 내장된 배터리 냉각덕트와, 이 배터리 냉각덕트로 냉각공기가 유입될 수 있도록 상기 냉각공기를 흡출하는 배터리 냉각 블로워와, 상기 배터리 냉각덕트의 출구를 통해 유출되는 냉각공기가 차체 외부로 배출되도록 상기 출구와 연통하는 배출구, 이 배출구의 개도를 조절하는 도어, 이 도어를 회동시키는 구동모터 및, 상기 배터리 팩의 온도를 감지하여 상응하는 제어전원을 상기 모터와 블로워에 인가하는 컨트롤러를 구비한 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 배터리 냉각덕트가 트렁크룸에 내장된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 배터리 냉각덕트의 출구에는 차실 내부로부터 상기 트렁크룸으로 유입되는 공기를 배터리 냉각덕트를 통해 배출할 수 있도록 공기출입구가 형성되고, 상기 공기출입구를 개폐하도록 플랩 도어가 상기 공기출입구에 설치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 배터리 팩의 온도에 비례하여 상기 블로워에 의한 송풍량과 상기 배출구의 개도가 커지도록 상기 블로워와 상기 도어의 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 냉각시스템.

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