KR20110101459A - Automobile - Google Patents

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KR20110101459A
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air
vehicle
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KR1020100020459A
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염승훈
하정주
김태진
윤현우
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(주)브이이엔에스
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Abstract

본 발명에 따른 자동차는 차실로부터 송풍되는 공기를 열교환시켜 냉각시킨 후 배터리로 공급하는 배터리 냉각 유닛을 포함함으로써, 차실내의 공기를 사용하면서 차실의 공기온도 영향을 최소화하여, 배터리를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 공기조화장치와 별도로 배터리용 열교환기가 설치됨으로써, 차실의 냉난방과 독립적으로 제어가 가능해질 수 있는 이점이 있다. The vehicle according to the present invention includes a battery cooling unit that heats and cools the air blown from the cabin and then supplies the battery to the battery, thereby minimizing the influence of the air temperature of the cabin while using the air in the cabin, thereby more efficiently cooling the battery. It can be effected.
In addition, by installing a heat exchanger for the battery separately from the air conditioner, there is an advantage that can be controlled independently of the heating and cooling of the vehicle compartment.

Description

자동차{Automobile}Car {Automobile}

본 발명은 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차실 공기를 냉매와 열교환시켜 냉각한 후 배터리에 공급함으로써, 배터리의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 자동차에 관한 것이다.
The present invention relates to an automobile, and more particularly, to an automobile capable of improving the cooling efficiency of a battery by supplying a battery by heat-exchanging the interior air with a refrigerant and cooling the same.

자동차는 엔진에서 동력을 생산해 바퀴에 전달하여, 도로 상에서 승객이나 화물을 운반하는 교통수단이다. 자동차는 크게 외관을 형성하는 차체(body)와 각종 장치들이 유기적으로 연결된 섀시(chassis)로 나눌 수 있다. 섀시는 주행의 원동력이 되는 자동차 엔진을 비롯하여 동력전달 장치, 조향 장치, 현가 장치, 제동 장치 등 주요 장치를 포함한다.An automobile is a means of transporting passengers or cargo on the road by producing power from the engine and transmitting it to the wheels. Automobiles can be divided into a chassis (body) and the various devices that are organically connected to form a large appearance. The chassis includes the main engines such as power transmission, steering, suspension and braking, as well as the automobile engine that drives driving.

엔진은 자동차를 달리게 하는 원동력이다. 대부분의 자동차 엔진은 4행정 내연기관이다. 4행정 내연기관은 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정에 의해 한 주기를 끝내는 내연기관으로 왕복운동 엔진의 가장 일반적인 예이다. 주로 휘발성 연료를 사용하는 내연기관은 연료를 공기 중의 산소와 완전연소가 이루어지도록 잘 혼합된 상태에서 압축을 한 다음 연소를 시킬 때 발생하는 열에너지를 직접 이용해 운동에너지를 얻는다.The engine is the driving force for running the automobile. Most automotive engines are four-stroke internal combustion engines. A four-stroke internal combustion engine is an internal combustion engine that finishes one cycle by four strokes of intake, compression, explosion, and exhaust, and is the most common example of a reciprocating engine. Internal combustion engines, which mainly use volatile fuels, compress the fuel in a well-mixed state to achieve complete combustion with oxygen in the air, and then directly obtain the kinetic energy by using the thermal energy generated by the combustion.

이러한 휘발성 연료를 사용하는 내연기관은 배기 가스로 인한 환경오염과 석유 자원의 고갈을 일으켜 그 대안으로 전기를 동력으로 움직이는 전기자동차(EV, Electric Vehicle)가 대두되었다. 전기자동차는 배기 가스나 소음이 없는 무공해 자동차이다. 그러나 높은 생산비용, 낮은 운행속도 그리고 짧은 운행거리로 인해 그 동안 실용화되지 못해왔다.Internal combustion engines using these volatile fuels have caused environmental pollution and exhaustion of petroleum resources due to exhaust gas, and as an alternative, electric vehicles (EVs), which are powered by electricity, have emerged. Electric vehicles are pollution-free cars with no emissions or noise. However, high production costs, low running speeds and short running distances have not been practical.

최근 들어 고유가와 배기가스 규제 강화가 전기 자동차 개발의 속도를 빠르게 하고 있으며, 시장 규모도 급성장 중이다.
In recent years, high oil prices and tighter exhaust gas regulations have speeded up the development of electric vehicles, and the market is growing rapidly.

본 발명의 목적은 배터리를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 자동차를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide an automobile capable of cooling the battery more efficiently.

본 발명에 따른 자동차는 에너지원으로 사용되는 배터리와, 차실을 냉매에 의해 공기조화시키는 공기조화장치와, 상기 공기조화장치를 순환하는 냉매 중 일부와 상기 차실로부터 송풍되는 공기를 열교환시키고, 열교환된 공기를 상기 배터리로 유입시켜 상기 배터리를 냉각시키는 배터리 냉각유닛을 포함한다.An automobile according to the present invention includes a battery used as an energy source, an air conditioner configured to air condition a vehicle compartment by a refrigerant, a part of a refrigerant circulating the air conditioner, and air blown from the compartment, And a battery cooling unit configured to cool air by introducing air into the battery.

본 발명에 있어서, 상기 배터리 냉각유닛은, 상기 차실내의 공기를 송풍하기 위한 배터리용 송풍팬과, 상기 공기조화장치를 순환하는 냉매의 열을 이용하여 상기 차실로부터 유입된 공기를 증발시키는 배터리용 증발기를 포함할 수 있다. In the present invention, the battery cooling unit is for a battery for evaporating the air introduced from the compartment using a fan for the battery for blowing air in the vehicle and the heat of the refrigerant circulating through the air conditioner It may include an evaporator.

본 발명에 있어서, 상기 공기조화장치를 순환하는 냉매 중 일부를 바이패스시켜 상기 배터리 냉각유닛으로 안내하는 냉매 바이패스 호스를 더 포함할 수 있다. In the present invention, it may further include a refrigerant bypass hose for bypassing some of the refrigerant circulating through the air conditioner to guide the battery cooling unit.

본 발명에 있어서, 상기 차실내의 공기를 상기 배터리 냉각유닛으로 안내하는 덕트를 더 포함할 수 있다. In the present invention, it may further include a duct for guiding the air in the vehicle to the battery cooling unit.

본 발명에 있어서, 상기 냉매 바이패스 호스에는 바이패스되는 냉매량을 제어하기 위한 냉매 조절밸브가 설치될 수 있다. In the present invention, the refrigerant bypass hose may be provided with a refrigerant control valve for controlling the amount of refrigerant bypassed.

본 발명에 있어서, 상기 배터리는 외관을 형성하는 배터리 케이스와, 상기 배터리 케이스의 내부에 적층되어 배치되고, 전류를 생성하는 복수의 셀 모듈들을 포함하고, 상기 배터리 냉각유닛은 상기 배터리용 증발기로부터 상기 배터리 케이스내로 냉기를 안내하는 덕트를 더 포함할 수 있다. In the present invention, the battery includes a battery case forming an appearance, and a plurality of cell modules are stacked and disposed inside the battery case, and generates a current, the battery cooling unit is the battery evaporator from the evaporator It may further include a duct for guiding the cold air into the battery case.

본 발명에 있어서, 상기 공기조화장치는, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 나온 냉매를 증발시키는 증발기와, 상기 압축기와 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 연결하여, 냉매를 순환시키는 냉매 순환호스를 포함할 수 있다.In the present invention, the air conditioner includes a compressor for compressing a refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant from the compressor, an expansion valve for expanding the refrigerant from the condenser, and a refrigerant from the expansion valve. The evaporator may include a refrigerant circulation hose configured to connect the compressor, the condenser, the expansion valve, and the evaporator to circulate the refrigerant.

본 발명에 있어서, 상기 배터리의 온도를 감지하는 배터리 온도센서와, 상기 공기조화장치의 상태를 판단하고 제어하는 공기조화 제어부와, 상기 배터리 온도센서 및 상기 공기조화 제어부와 연계되고, 상기 배터리 온도센서의 신호에 따라 상기 공기조화 제어부를 제어하는 자동차 제어부를 더 포함할 수 있다. In the present invention, a battery temperature sensor for sensing the temperature of the battery, an air conditioning control unit for determining and controlling the state of the air conditioner, the battery temperature sensor and the air conditioning control unit is associated with the battery temperature sensor The vehicle control unit for controlling the air conditioning control unit in accordance with the signal may further include.

본 발명에 있어서, 상기 공기조화제어부는, 상기 배터리 냉각 유닛의 작동을 제어할 수 있다.
In the present invention, the air conditioning control unit may control the operation of the battery cooling unit.

본 발명에 따른 자동차는 차실로부터 송풍되는 공기를 열교환시켜 냉각시킨 후 배터리로 공급하는 배터리 냉각 유닛을 포함함으로써, 차실내의 공기를 사용하면서 차실의 공기온도 영향을 최소화하여, 배터리를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서, 배터리의 수명을 증가시킬 수 있다.The vehicle according to the present invention includes a battery cooling unit that heats and cools the air blown from the cabin and then supplies the battery to the battery, thereby minimizing the influence of the air temperature of the cabin while using the air in the cabin, thereby more efficiently cooling the battery. It can be effected. Thus, the life of the battery can be increased.

또한, 공기조화장치와 별도로 배터리용 열교환기가 설치됨으로써, 차실의 냉난방과 독립적으로 제어가 가능해질 수 있는 이점이 있다.
In addition, by installing a heat exchanger for the battery separately from the air conditioner, there is an advantage that can be controlled independently of the heating and cooling of the vehicle compartment.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 차체와 배터리가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차의 배터리 냉각시스템의 구성이 도시된 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차의 배터리 냉각시스템의 제어흐름이 도시된 블록도이다. 1 is a perspective view showing a vehicle body and a battery of an automobile according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery shown in FIG. 1.
3 is a block diagram showing the configuration of a battery cooling system of a vehicle according to the present invention.
4 is a block diagram illustrating a control flow of a battery cooling system of a vehicle according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 자동차의 실시예로서 전기를 동력으로 움직이는 전기자동차(EV, Electric Vehicle, 이하, '자동차'라 칭함)에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for an electric vehicle (EV, Electric Vehicle, hereinafter referred to as "automobile") that moves electricity as an embodiment of the vehicle according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 차체와 배터리가 도시된 사시도이다. 1 is a perspective view showing a vehicle body and a battery of an automobile according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 차체는 모터 및 동력 전달 계통의 부품을 탑재하는 전방차체(100)와, 탑승자가 승차하여 착석할 수 있는 중앙차체(200), 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관할 수 있는 후방차체(300)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a vehicle body according to an embodiment of the present invention includes a front vehicle body 100 in which parts of a motor and a power transmission system are mounted, and a central vehicle body 200 in which a passenger can ride and sit, and a spare. It is configured to include a rear vehicle 300 that can store tires and other things.

상기 차체(100 내지 300)들은 닫힌 공간을 만들어 그 내부에 각종 장치를 배치하고 탑승자나 화물을 수용한다. 일부를 개폐시켜 탑승자나 화물의 출입, 각종 장치의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 구조를 가질 필요도 있다. 외부의 비나 바람, 먼지 등에서 탑승자나 화물, 각종 장치를 보호하는 것도 중요한 작용이다. 또한, 차체(100 내지 300)들 형상은 그대로 자동차의 외관 형상이 된다.The vehicle bodies 100 to 300 form a closed space to arrange various devices therein and accommodate occupants or cargo. It is also necessary to have a structure that can open and close a part to facilitate occupants, cargo access, and maintenance of various devices. It is also important to protect occupants, cargo, and various devices from rain, wind, and dust from the outside. In addition, the shape of the vehicle bodies 100 to 300 is the appearance of the vehicle as it is.

상기 전방차체(100)는 우물 정(井)자를 형성하며 모터 및 변속기가 구비된다. 상기 전방차체(100)에는, 자동차의 진행 방향을 바꾸기 위하여 앞 바퀴의 회전축 방향을 조절하는 조향장치와, 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 하는 전륜현가장치가 구비된다.The front vehicle body 100 forms a well well and is provided with a motor and a transmission. The front vehicle body 100 is provided with a steering device for adjusting the direction of the rotation axis of the front wheel to change the traveling direction of the vehicle, and a front wheel suspension device so that the vibration of the road surface does not directly contact the vehicle body.

상기 전방차체(100)는 모터나 변속기, 각종 보조 기구류 등의 중량물이 집중되어 탑재되는 것을 비롯하여 전륜현가장치의 앞 바퀴를 지지할 필요가 있다. 또한, 전륜 구동 자동차에서는 구동력도 상기 전방차체(100)가 담당한다.The front vehicle body 100 needs to support the front wheels of the front wheel suspension device, in which heavy objects such as a motor, a transmission, and various auxiliary mechanisms are concentrated and mounted. In the front wheel drive car, the front vehicle body 100 is also responsible for the driving force.

상기 전방차체(100)는 사고 등으로 말미암아 강아 충격을 받을 경우 파손되어 충격을 흡수하여 차실에 강한 힘이 전달되지 않도록 한다. 전방차체(100)의 각 부품은 전방차체에 볼트 또는 너트로 고정되거나 용접되어 있으며, 프론트 펜더, 후드 등 외판 부품만 분리할 수 있게 되어 있다.The front vehicle body 100 is broken when a dog is impacted due to an accident, so as to absorb the shock so that a strong force is not transmitted to the cabin. Each part of the front vehicle body 100 is fixed or welded to the front vehicle body with bolts or nuts, and is capable of separating only the outer plate parts such as the front fender and the hood.

상기 중앙차체(200)는 대부분 차실, 즉 탑승자 등이 탑승하는 장소로 되어 있기 때문에 내부 공간은 될수록 크게 한다.Since the central body 200 is mostly a vehicle, that is, a place where a passenger or the like boards, the interior space increases as much as possible.

상기 중앙차체(200)는, 바닥면을 이루고 하측에 배터리(400)가 장착되는 플로어(210)와, 상기 플로어의 중앙에 형성된 중앙 터널(230)과, 상기 플로어(210)의 좌,우측 가장자리에 구비되는 사이드 터널(240)을 포함한다.The central vehicle body 200 has a floor 210 on which a battery 400 is mounted on the bottom, a central tunnel 230 formed at the center of the floor, and left and right edges of the floor 210. It includes a side tunnel 240 provided in.

상기 플로어(210)는 차실내의 바닥면으로서 강도가 높고 면적이 넓은 패널이다. The floor 210 is a panel having a high strength and a large area as a floor surface of a vehicle interior.

상기 중앙 터널(230)은 상방으로 인입되어 형성되고, 전후방향으로 길게 형성된다. 상기 중앙 터널(230)은 상기 플로어(210)에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 별도로 이루어져 용접 등에 의해 결합되는 것도 가능하다. The central tunnel 230 is formed to be led upwards, and is formed long in the front and rear directions. The central tunnel 230 may be integrally formed on the floor 210, or may be separately formed and coupled by welding or the like.

상기 사이드 터널(240)은 각 필러의 베이스가 되도록 전후방향으로 길게 형성된 것으로, 사이드 멤버(Side member)라고도 칭할 수 있다. The side tunnel 240 is formed long in the front-rear direction so as to be the base of each pillar, and may also be referred to as a side member.

상기 사이드 터널(240)에는 프론트 필러(미도시)와 센터 필러(미도시)가 결합될 수 있다. The front pillar (not shown) and the center pillar (not shown) may be coupled to the side tunnel 240.

상기 사이드 터널(240)은 상기 플로어(210)에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 별도로 이루어져 용접 등에 의해 결합되는 것도 가능하다. The side tunnel 240 may be integrally formed on the floor 210, or may be separately formed and coupled by welding or the like.

상기 후방차체(300)에는 노면의 진동이 직접 차에 닿지 않도록 후륜 현가장치(미도시)가 구비될 수 있다. The rear vehicle 300 may be provided with a rear wheel suspension (not shown) so that the vibration of the road surface does not directly touch the vehicle.

도 2는 도 1에 도시된 배터리의 분해 사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 상기 배터리(400)는 외관을 형성하는 배터리 케이스와, 상기 배터리 케이스의 내부에 적층되어 전류를 생성하는 복수의 셀 모듈들을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the battery 400 may include a battery case forming an appearance and a plurality of cell modules stacked in the battery case to generate a current.

상기 배터리 케이스는 상기 복수의 셀 모듈(410)을 지지하고 상기 플로어(210)에 결합되는 배터리 캐리어(412)와, 상기 배터리 캐리어(412)의 상측에서 상기 복수의 셀 모듈(410)을 감싸도록 배치된 배터리 커버(414)를 포함할 수 있다. The battery case supports the plurality of cell modules 410 and surrounds the battery carriers 412 coupled to the floor 210 and the plurality of cell modules 410 above the battery carriers 412. The battery cover 414 may be disposed.

상기 복수의 셀 모듈(410)은 전류를 생성하는 것으로, 상하방향으로 적층되는 것도 가능하고, 전후 또는 좌우방향으로 적층되는 것도 가능하다. The plurality of cell modules 410 may generate a current, and may be stacked in the vertical direction, or may be stacked in the front, rear, or left and right directions.

상기 배터리 캐리어(412)는 볼트 등의 체결부재에 의해 상기 플로어(210)에 결합될 수 있다. The battery carrier 412 may be coupled to the floor 210 by a fastening member such as a bolt.

상기 배터리 커버(414)는 상기 복수의 셀 모듈(410)을 덮도록 형성될 수 있다.
The battery cover 414 may be formed to cover the plurality of cell modules 410.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 배터리 냉각시스템의 구성이 도시된 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동차의 배터리 냉각시스템의 제어흐름이 도시된 블록도이다. 3 is a block diagram showing the configuration of a battery cooling system of a vehicle according to the present invention, Figure 4 is a block diagram showing the control flow of the battery cooling system of the vehicle according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 자동차는 차실을 냉매에 의해 공기조화시키는 공기조화장치(500)와, 상기 공기조화장치(500)를 순환하는 냉매 중 일부와 상기 차실(2)로부터 송풍되는 공기를 열교환시키고 열교환된 공기를 상기 배터리(400)로 유입시켜 상기 배터리(400)를 냉각시키는 배터리 냉각유닛(600)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, an automobile according to the present invention is blown from an air conditioner 500 for air conditioning a vehicle compartment with a refrigerant, a portion of the refrigerant circulating the air conditioner 500, and the vehicle compartment 2. It may include a battery cooling unit 600 for cooling the battery 400 by heat-exchanging air and introducing the heat-exchanged air into the battery 400.

상기 공기조화장치(500)는 냉매를 압축하는 압축기(502)와, 상기 압축기(502)에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기(504)와, 상기 응축기(504)에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(506)와, 상기 팽창밸브(506)에서 나온 냉매를 증발시키는 차실용 증발기(508)와, 상기 압축기(502)와 응축기(504), 팽창밸브(506) 및 차실용 증발기(508)를 연결하여, 냉매를 순환시키는 냉매 순환호스를 포함할 수 있다.The air conditioner 500 includes a compressor 502 for compressing a refrigerant, a condenser 504 for condensing the refrigerant from the compressor 502, and an expansion valve 506 for expanding the refrigerant from the condenser 504. ), A compartment evaporator 508 for evaporating the refrigerant from the expansion valve 506, the compressor 502 and the condenser 504, the expansion valve 506 and the compartment evaporator 508, It may include a refrigerant circulation hose for circulating the refrigerant.

상기 차실용 증발기(508)의 측면에는 외부 공기를 송풍하는 차실용 송풍팬(510)이 설치된다. The side of the vehicle evaporator 508 is installed a vehicle blowing fan 510 for blowing outside air.

상기 차실용 증발기(508)와 상기 차실(2)은 제 1덕트(516)로 연결되어, 상기 차실용 증발기(508)에서 열교환되어 냉각된 공기는 상기 제 1덕트(516)를 통해 상기 차실(2)로 유입되어, 상기 차실(2)을 냉방시키게 된다. The compartment evaporator 508 and the compartment 2 are connected to a first duct 516, and the air cooled by heat exchange in the compartment evaporator 508 is cooled through the first duct 516. 2), to cool the vehicle compartment (2).

상기 냉매 순환호스는 상기 차실용 증발기(508)에서 나온 냉매를 상기 압축기9502)를 거쳐 상기 응축기(504)로 안내하는 제 1냉매 순환호스(512)와, 상기 응축기(504)에서 나온 냉매를 상기 차실용 증발기(508)로 순환시키는 제 2냉매 순환호스(514)를 포함할 수 있다. The refrigerant circulation hose includes a first refrigerant circulation hose 512 for guiding the refrigerant from the vehicle evaporator 508 to the condenser 504 via the compressor 9502, and the refrigerant from the condenser 504. A second refrigerant circulation hose 514 circulating to the vehicle evaporator 508 may be included.

상기 배터리 냉각유닛(600)은 상기 차실(2)내의 공기를 송풍하기 위한 배터리용 송풍팬(604)과, 상기 공기조화장치(500)를 순환하는 냉매의 열을 이용하여 상기 차실(2)로부터 유입된 공기를 증발시키는 배터리용 증발기(602)를 포함할 수 있다. The battery cooling unit 600 uses the battery blowing fan 604 for blowing air in the vehicle compartment 2 and the heat from the refrigerant circulating through the air conditioner 500 from the vehicle compartment 2. The battery may include an evaporator 602 for evaporating the introduced air.

상기 배터리용 증발기(602)는 상기 제 2냉매 순환호스(514)로부터 냉매 바이패스 호스(520)에 의해 연결된다. The battery evaporator 602 is connected by the refrigerant bypass hose 520 from the second refrigerant circulation hose 514.

상기 제 2냉매 순환호스(514)와 상기 냉매 바이패스 호스(520)가 연결되는 지점에는 냉매의 바이패스 여부 및 바이패스 유량을 조절하기 위한 냉매 조절 밸브(530)이 설치된다. At the point where the second refrigerant circulation hose 514 and the refrigerant bypass hose 520 are connected, a refrigerant control valve 530 for controlling whether the refrigerant is bypassed and the bypass flow rate is installed.

상기 냉매 바이패스 호스(520)는 상기 응축기(504)에서 나온 냉매 중 일부를 바이패스시켜, 상기 배터리용 증발기(602)로 안내한다. The refrigerant bypass hose 520 bypasses some of the refrigerant from the condenser 504 to guide the battery evaporator 602.

상기 냉매 바이패스 호스(520)에는 팽창밸브(522)가 설치될 수 있다. An expansion valve 522 may be installed in the refrigerant bypass hose 520.

상기 배터리용 증발기(602)는 상기 제 1냉매 순환호스(512)와 제 3냉매 순환호스(524)에 의해 연결될 수 있다. 상기 제 3냉매 순환호스(524)는 상기 배터리용 증발기(602)에서 나온 냉매를 상기 압축기(502)측으로 안내한다.The battery evaporator 602 may be connected by the first refrigerant circulation hose 512 and the third refrigerant circulation hose 524. The third refrigerant circulation hose 524 guides the refrigerant from the battery evaporator 602 to the compressor 502.

상기 배터리용 증발기(602)는 상기 차실용 증발기(508)와 별도로 설치되어, 차실의 냉난방과 독립적으로 제어가 가능해질 수 있다. The battery evaporator 602 may be installed separately from the vehicle evaporator 508, so that the battery evaporator 602 may be controlled independently of the heating and cooling of the vehicle compartment.

상기 배터리용 증발기(602)와 상기 차실(2)은 제 2덕트(608)에 의해 연결되어, 상기 차실(2)내의 공기는 상기 제 2덕트(608)를 통해 상기 배터리용 증발기(602)로 공급된다. The battery evaporator 602 and the compartment 2 are connected by a second duct 608 so that the air in the compartment 2 passes through the second duct 608 to the battery evaporator 602. Supplied.

상기 배터리용 증발기(602)내에서는 상기 제 2덕트(608)를 통해 유입된 공기와 상기 냉매 바이패스 호스(520)를 통해 유입된 냉매의 열교환이 이루어진다.In the battery evaporator 602, heat exchange is performed between the air introduced through the second duct 608 and the refrigerant introduced through the refrigerant bypass hose 520.

상기 배터리용 증발기(602)가 설치됨으로써, 상기 차실(2)내의 공기가 상기 배터리(400)측으로 바로 송풍되지 않고, 상기 배터리용 증발기(602)에서 열교환되어 냉각된 후 상기 배터리(400)로 송풍되기 때문에, 차실내의 공기를 이용하면서 차실 공기온도에 영향을 덜 받을 수 있다. Since the battery evaporator 602 is installed, the air in the vehicle compartment 2 is not directly blown to the battery 400 side, but is heat-exchanged and cooled in the battery evaporator 602 and then blown to the battery 400. Therefore, it is possible to use the air in the cabin while being less affected by the cabin air temperature.

상기 배터리 냉각 유닛(600)과 상기 배터리(400)는 제 3덕트(606)로 연결될 수 있다. 상기 배터리용 증발기(602)에서 열교환되어 냉각된 공기는 상기 제 3덕트(606)를 통해 상기 배터리 케이스내로 유입될 수 있다. The battery cooling unit 600 and the battery 400 may be connected to the third duct 606. Air cooled by heat exchange in the battery evaporator 602 may be introduced into the battery case through the third duct 606.

상기 배터리(400)에는 상기 배터리(400)의 온도를 감지하는 배터리 온도센서(422)가 설치될 수 있다. 상기 배터리 온도센서(422)에서는 상기 배터리(400)의 온도를 실시간 또는 소정의 시간 간격으로 감지하여, 후술하는 배터리 관리 시스템(BMS,Battery Module System,420)으로 전송한다. The battery 400 may be provided with a battery temperature sensor 422 for detecting the temperature of the battery 400. The battery temperature sensor 422 detects the temperature of the battery 400 in real time or at predetermined time intervals, and transmits the battery 400 to a battery management system (BMS).

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 자동차는, 상기 공기조화장치(500)의 상태를 판단하고 제어하는 공기조화 제어부(HVAC controller, Heating Ventilation Air-Conditioning, 20)와, 상기 배터리 온도센서(422) 및 상기 공기조화 제어부(20)와 연계되고, 상기 배터리 온도센서(422)의 신호에 따라 상기 공기조화 제어부(20)를 제어하는 자동차 제어부(VCM,Vehicle control module,10)를 더 포함한다.Referring to FIG. 4, the vehicle according to the present invention includes an HVAC controller (HVAC controller, Heating Ventilation Air-Conditioning) 20 for determining and controlling a state of the air conditioner 500, and the battery temperature sensor 422. And a vehicle control unit (VCM) connected to the air conditioning control unit 20 and controlling the air conditioning control unit 20 according to a signal of the battery temperature sensor 422.

상기 자동차 제어부(10)는 자동차의 전반적인 작동을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 예를 들어 브레이크나 서스펜션이나 냉각팬(12)의 작동을 제어할 수 있다. 상기 자동차 제어부(10)는 냉매 압력센서(22)에서 감지된 냉매의 압력에 대한 신호를 입력받고, 감지된 냉매의 압력에 따라 상기 냉각팬(40)의 회전 속도 등을 제어할 수 있다.The vehicle control unit 10 is configured to control the overall operation of the vehicle. For example, it is possible to control the operation of the brakes, suspension or cooling fan 12, for example. The vehicle controller 10 may receive a signal for the pressure of the refrigerant detected by the refrigerant pressure sensor 22, and control the rotation speed of the cooling fan 40 according to the detected pressure of the refrigerant.

상기 배터리 관리 시스템(420)는 상기 배터리(400)의 전반적인 상태를 관리하고 제어한다. 예를 들어, 상기 배터리(400)의 충전상태를 파악하고 충전 시간을 제어하거나, 상기 배터리(400)의 과열 상태를 파악할 수 있다. The battery management system 420 manages and controls the overall state of the battery 400. For example, the charging state of the battery 400 may be determined and the charging time may be controlled, or the overheating state of the battery 400 may be determined.

상기 공기조화 제어부(20)는 냉매 압력센서(22), 외기온도센서(24), 냉매 온도센서(26), 증발기온도센서(28)와 연계되어, 각 센서로부터 받은 센서값들을 고려하여, 상기 압축기(502)의 작동을 제어한다. The air conditioning control unit 20 is connected to the refrigerant pressure sensor 22, the outside temperature sensor 24, the refrigerant temperature sensor 26, and the evaporator temperature sensor 28 in consideration of sensor values received from each sensor. Control the operation of the compressor 502.

또한, 상기 공기조화 제어부(20)는 상기 자동차 제어부(10)에서 전송된 신호에 따라 상기 냉매 조절밸브(530)를 조절하여, 상기 배터리 냉각유닛(600)측으로 가는 냉매량을 조절할 수 있다. In addition, the air conditioning control unit 20 may adjust the refrigerant control valve 530 according to the signal transmitted from the vehicle control unit 10 to adjust the amount of refrigerant going to the battery cooling unit 600 side.

또한, 상기 자동차는 사용자가 원하는 작동을 입력하는 입력부(51)를 더 포함할 수 있다. 상기 공기조화 제어부920)는 상기 입력부(51)로부터 입력된 신호로부터 사용자의 요구사항을 판단할 수 있다.
In addition, the vehicle may further include an input unit 51 for inputting an operation desired by the user. The air conditioning control unit 920 may determine a user's requirement from the signal input from the input unit 51.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 작동을 설명하면, 다음과 같다. Referring to the operation according to the embodiment of the present invention configured as described above, as follows.

상기 압축기(502)에서 압축된 고온 고압의 냉매는 상기 제 1냉매 순환호스(512)를 통해 상기 응축기(504)로 유입된다. The high temperature and high pressure refrigerant compressed by the compressor 502 flows into the condenser 504 through the first refrigerant circulation hose 512.

상기 응축기(504)로 유입된 냉매는 상기 응축기(504)에서 외부 공기와의 열교환을 통해 응축된 후, 상기 제 2냉매 순환호스(514)를 통해 흐른다.The refrigerant introduced into the condenser 504 is condensed through heat exchange with external air in the condenser 504 and then flows through the second refrigerant circulation hose 514.

상기 제 2냉매 순환호스(514)를 통해 흐는 냉매 중 적어도 일부는 상기 냉매 바이패스 호스(520)로 바이패스되고, 나머지는 상기 차실용 증발기(508)로 유입된다. At least a portion of the refrigerant flowing through the second refrigerant circulation hose 514 is bypassed to the refrigerant bypass hose 520, and the rest of the refrigerant flows into the vehicle evaporator 508.

이 때, 상기 배터리 온도센서(422)에서 상기 배터리(400)의 온도를 감지하여, 상기 배터리 관리 시스템(420)으로 전송하고, 상기 배터리 관리 시스템(420)은 상기 자동차 제어부(10)로 그에 따른 신호를 전송한다.At this time, the battery temperature sensor 422 senses the temperature of the battery 400, and transmits to the battery management system 420, the battery management system 420 to the vehicle control unit 10 accordingly Send a signal.

상기 공기조화 제어부(20)는 상기 자동차 제어부(10)로부터 전송된 신호에 따라 상기 냉매 조절밸브(530)를 제어하여, 상기 냉매 바이패스 호스(52)로 바이패스 여부 및 바이패스되는 냉매유량을 조절할 수 있다.The air conditioning control unit 20 controls the refrigerant control valve 530 according to a signal transmitted from the vehicle control unit 10 to determine whether the bypass is bypassed to the refrigerant bypass hose 52 and the refrigerant flow rate being bypassed. I can regulate it.

즉, 상기 배터리 온도센서(422)에서 감지한 상기 배터리(400)의 온도가 과도하게 높을 경우, 상기 냉매 바이패스 호스(520)로 바이패스되는 냉매의 유량을 늘려, 상기 배터리용 열교환기(602)에서 공기를 충분히 냉각시키도록 한다. That is, when the temperature of the battery 400 sensed by the battery temperature sensor 422 is excessively high, the flow rate of the refrigerant bypassed to the refrigerant bypass hose 520 is increased, so that the battery heat exchanger 602 ), Allow the air to cool sufficiently.

한편, 상기 배터리 온도센서(422)에서 감지된 상기 배터리(400)의 온도가 비교적 낮을 경우, 상기 냉매 바이패스 호스(520)로 바이패스되는 냉매 유량을 감소시키거나, 냉매의 바이패스를 차단할 수도 있다. Meanwhile, when the temperature of the battery 400 sensed by the battery temperature sensor 422 is relatively low, the flow rate of the refrigerant bypassed to the refrigerant bypass hose 520 may be reduced or the bypass of the refrigerant may be blocked. have.

상기 배터리용 열교환기(602)내에서는 상기 제 2덕트(608)를 통해 유입된 차실내의 공기와 상기 냉매 바이패스 호스(520)를 통해 유입된 냉매와의 열교환이 이루어진다. In the battery heat exchanger 602, heat exchange is performed between the air in the vehicle introduced through the second duct 608 and the refrigerant introduced through the refrigerant bypass hose 520.

상기 배터리용 열교환기(602)로 유입된 공기는 냉매에게 열을 빼앗겨 냉각된 후, 상기 제 3덕트(606)를 통해 상기 배터리(400)내로 유입된다. The air introduced into the battery heat exchanger 602 is cooled by losing heat to the refrigerant, and then flows into the battery 400 through the third duct 606.

상기 배터리(400)내로 유입된 차가운 공기는 상기 복수의 셀모듈들(410)사이를 통과하면서, 상기 배터리(400)를 냉각시킬 수 있다.Cool air introduced into the battery 400 may pass through the plurality of cell modules 410 to cool the battery 400.

상기와 같이 구성된 자동차의 배터리 냉각 시스템은, 차실내의 공기를 사용하면서도, 차실의 공기 온도에 영향을 덜 받을 수 있는 이점이 있다.
The battery cooling system of the vehicle configured as described above has an advantage of being able to be less affected by the air temperature of the vehicle while using the air in the vehicle interior.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalent concept are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.

100: 전방 차체 200: 중앙 차체
210: 플로어 400: 배터리
410: 셀 모듈 412: 배터리 캐리어
414: 배터리 커버 500: 공기조화 장치
502: 압축기 504: 응축기
508: 차실용 증발기 600: 배터리 냉각유닛
602: 배터리용 증발기 604: 배터리용 송풍팬100: front body 200: center body
210: floor 400: battery
410: cell module 412: battery carrier
414: battery cover 500: air conditioner
502: compressor 504: condenser
508: vehicle evaporator 600: battery cooling unit
602: battery evaporator 604: battery blowing fan

Claims (9)

에너지원으로 사용되는 배터리와;
차실을 냉매에 의해 공기조화시키는 공기조화장치와;
상기 공기조화장치를 순환하는 냉매 중 일부와 상기 차실로부터 송풍되는 공기를 열교환시키고, 열교환된 공기를 상기 배터리로 유입시켜 상기 배터리를 냉각시키는 배터리 냉각유닛을 포함하는 자동차. A battery used as an energy source;
An air conditioner for air conditioning the vehicle compartment with a refrigerant;
And a battery cooling unit configured to heat-exchange some of the refrigerant circulating in the air conditioner and air blown from the vehicle compartment, and introduce heat-exchanged air into the battery to cool the battery. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리 냉각유닛은,
상기 차실내의 공기를 송풍하기 위한 배터리용 송풍팬과;
상기 공기조화장치를 순환하는 냉매의 열을 이용하여 상기 차실로부터 유입된 공기를 증발시키는 배터리용 증발기를 포함하는 자동차. The method according to claim 1,
The battery cooling unit,
A battery blowing fan for blowing air in the vehicle compartment;
And a battery evaporator for evaporating the air introduced from the compartment by using heat of the refrigerant circulating through the air conditioner. 청구항 2에 있어서,
상기 공기조화장치를 순환하는 냉매 중 일부를 바이패스시켜 상기 배터리 냉각유닛으로 안내하는 냉매 바이패스 호스를 더 포함하는 자동차.The method according to claim 2,
And a refrigerant bypass hose configured to bypass a portion of the refrigerant circulating through the air conditioner to guide the battery cooling unit. 청구항 2에 있어서,
상기 차실내의 공기를 상기 배터리 냉각유닛으로 안내하는 덕트를 더 포함하는 자동차. The method according to claim 2,
The vehicle further comprises a duct for guiding the air in the compartment to the battery cooling unit. 청구항 3에 있어서,
상기 냉매 바이패스 호스에는 바이패스되는 냉매량을 제어하기 위한 냉매 조절밸브가 설치된 자동차. The method according to claim 3,
The refrigerant bypass hose is provided with a refrigerant control valve for controlling the amount of refrigerant bypassed. 청구항 2에 있어서,
상기 배터리는 외관을 형성하는 배터리 케이스와, 상기 배터리 케이스의 내부에 적층되어 배치되고, 전류를 생성하는 복수의 셀 모듈들을 포함하고,
상기 배터리 냉각유닛은 상기 배터리용 증발기로부터 상기 배터리 케이스내로 냉기를 안내하는 덕트를 더 포함하는 자동차. The method according to claim 2,
The battery includes a battery case forming an appearance and a plurality of cell modules stacked and disposed in the battery case and generating a current.
The battery cooling unit further comprises a duct for guiding cold air from the evaporator for the battery into the battery case. 청구항 1에 있어서,
상기 공기조화장치는,
냉매를 압축하는 압축기와;
상기 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와,
상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와,
상기 팽창밸브에서 나온 냉매를 증발시키는 증발기와,
상기 압축기와 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 연결하여, 냉매를 순환시키는 냉매 순환호스를 포함하는 자동차. The method according to claim 1,
The air conditioner,
A compressor for compressing the refrigerant;
A condenser for condensing the refrigerant from the compressor,
An expansion valve for expanding the refrigerant from the condenser;
An evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion valve,
And a refrigerant circulation hose configured to connect the compressor, the condenser, the expansion valve, and the evaporator to circulate the refrigerant. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리의 온도를 감지하는 배터리 온도센서와;
상기 공기조화장치의 상태를 판단하고 제어하는 공기조화 제어부와;
상기 배터리 온도센서 및 상기 공기조화 제어부와 연계되고, 상기 배터리 온도센서의 신호에 따라 상기 공기조화 제어부를 제어하는 자동차 제어부를 더 포함하는 자동차.The method according to claim 1,
A battery temperature sensor for sensing a temperature of the battery;
An air conditioning controller configured to determine and control a state of the air conditioner;
And a vehicle control unit connected to the battery temperature sensor and the air conditioning control unit and controlling the air conditioning control unit according to a signal of the battery temperature sensor. 청구항 8에 있어서,
상기 공기조화제어부는,
상기 배터리 냉각 유닛의 작동을 제어하는 자동차.The method according to claim 8,
The air conditioning control unit,
A vehicle controlling the operation of said battery cooling unit.
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KR20210131479A (en) * 2020-04-23 2021-11-03 주식회사 디피코 Battery pack temperature controlling device and temperature controlling system of electric vehicle having the same

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