KR20120023874A - A cooling and heating device of electric-vehicle - Google Patents

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KR20120023874A
KR20120023874A KR1020100086104A KR20100086104A KR20120023874A KR 20120023874 A KR20120023874 A KR 20120023874A KR 1020100086104 A KR1020100086104 A KR 1020100086104A KR 20100086104 A KR20100086104 A KR 20100086104A KR 20120023874 A KR20120023874 A KR 20120023874A
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전덕재
오만주
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현대자동차주식회사
갑을오토텍(주)
기아자동차주식회사
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Abstract

PURPOSE: A cooling-and-heating device of an electric vehicle is provided to selectively perform cooling and heating of an electric vehicle by using a heat exchange core comprising a thermoelectric element. CONSTITUTION: A cooling-and-heating device of an electric vehicle comprises a blower unit(10), a temperature control unit(20), a heat pipe(40), and an air cooling type blower fan(50). The blower unit comprises a blower and forcedly ventilates inhaled air. The temperature control unit receives the ventilated air by connecting to the blower unit, thereby ventilating cooled or heated air to each part of the vehicle. A heat exchange core comprising thermoelectric elements is mounted in the temperature control unit. One side of the heat pipe is contacted with one side of the thermoelectric element. A radiation fin is formed in the other side of the heat pipe. The air cooling type blower fan performs a heat exchange by forcedly ventilating air to the radiation fin of the heat pump.

Description

전기자동차의 냉난방장치{A COOLING AND HEATING DEVICE OF ELECTRIC-VEHICLE}Air conditioning and heating equipment for electric vehicles {A COOLING AND HEATING DEVICE OF ELECTRIC-VEHICLE}

본 발명은 전기자동차의 냉난방장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기자동차의 열전소자로 이루어진 열교환 코어를 설치하고, 열교환 코어에 연결된 히트 파이프를 통해 열을 HVAC 외부로 효과적으로 방출시켜 냉난방효율을 향상시키는 전기자동차의 냉난방장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating and cooling device for an electric vehicle, and more particularly, to install a heat exchange core made of a thermoelectric element of an electric vehicle, and to effectively release heat to the outside of the HVAC through a heat pipe connected to the heat exchange core to improve the heating and cooling efficiency. It relates to a heating and cooling device of an electric vehicle.

일반적으로 자동차에는 HVAC(Heater-Vent-Air conditioning)라고 하는 냉난방장치가 장착되어 있어서, 운전자의 조작에 의하여 자동차 내부의 환기나 냉, 난방 등 각종 공기조화기능을 수행하여 자동차의 운전자나 탑승자에게 쾌적한 환경을 제공한다. 이러한 HVAC는 운전자 및 실내 동승자가 핸들 우측 하단에 구비되는 조작스위치를 작동함으로써 조작가능하고, 자동 온도 조절유닛을 구동하여 공기의 통풍경로를 조절하거나 에어컨 압축기를 가동시킴으로써 동작시킨다.In general, a vehicle is equipped with a heating and cooling unit called HVAC (Heater-Vent-Air conditioning), and it is comfortable for the driver and the occupant of the vehicle by performing various air conditioning functions such as ventilation, cooling, and heating inside the vehicle by the driver's operation. Provide an environment. The HVAC can be operated by a driver and an indoor passenger by operating an operation switch provided at the lower right side of the handle, and operated by adjusting an air ventilation path or operating an air conditioner compressor by driving an automatic temperature control unit.

도 1은 종래 구조로 이루어진 자동차의 냉난방장치를 개략적으로 도시한 상태도로서, 도시된 바와 같이 종래 구조로 이루어진 자동차의 냉난방장치는 에어컨 증발기를 통과하는 공기의 통풍경로를 살펴보면, 송풍할 공기의 근원을 차량의 내부공기로 할 것인지, 외부의 공기로 할 것인지를 결정하는 에어 인렛 도어(100)와, 에어 인렛 도어(100)를 통하여 차량의 실내로 공기를 압송시키도록 이루어지는 블로워(101)와 블로워(101)로부터 유입되는 공기가 통과하도록 설치되는 에어컨 증발기(106)와, 히터코어(102)로 향하는 양을 조절하도록 이루어지는 에어 믹스도어(103)와, 에어컨 증발기(106) 및 히터 코어(102)를 경유한 공기를 차량의 각 부위로 공급하도록 이루어지는 에어 덕트(104) 및 에어벤트(105)로 이루어진다.1 is a state diagram schematically showing a heating and cooling device of a vehicle having a conventional structure, as shown in the cooling and cooling apparatus of a conventional structure of the vehicle as shown in the ventilation path of the air passing through the air conditioner evaporator, the source of air to be blown An air inlet door 100 that determines whether to be the inside air of the vehicle or the outside air, and a blower 101 and a blower configured to pressurize air to the interior of the vehicle through the air inlet door 100. Air conditioner evaporator 106 is installed to pass the air flowing from the 101, the air mix door 103 made to adjust the amount directed to the heater core 102, the air conditioner evaporator 106 and the heater core 102 It consists of the air duct 104 and the air vent 105 which supply the gas which flowed through to each part of a vehicle.

상기와 같이 자동차 내의 공기가 통풍경로를 통하여 차량의 실내로 공급되도록 이루어지는 공기의 흐름을 보다 상세히 설명하면, 먼저 에어 인렛 도어(100)에서 선택된 공기 공급원으로부터 블로워(101)가 공기를 흡입하여 압송하면 압송된 공기가 에어컨의 증발기(106)를 통과하면서 공기가 냉각되어 차량의 실내로 유입된다.As described above in more detail the flow of air to be supplied to the interior of the vehicle through the ventilation path in the vehicle as described above, if the blower 101 inhales the air from the air source selected in the air inlet door 100 As the compressed air passes through the evaporator 106 of the air conditioner, the air is cooled and introduced into the interior of the vehicle.

에어컨 증발기(106)를 통과한 공기는 에어 믹스 도어(103)의 상태에 따라서 히터 코어(102)를 경유한 후 에어 덕트(104) 및 에어 벤트(105)를 통하여 차량의 실내로 유입되며, 히터 코어(102)를 경유한 공기와 히터 코어(102)를 경유하지 않은 공기가 믹스존(107)에서 혼합되어 소정의 온도로 변환된 후 에어 덕트(104) 및 에어 벤트(105)를 통하여 차량의 실내로 유입된다.The air passing through the air conditioner evaporator 106 is introduced into the vehicle interior through the air duct 104 and the air vent 105 after passing through the heater core 102 according to the state of the air mix door 103. The air via the core 102 and the air not through the heater core 102 are mixed in the mix zone 107 and converted to a predetermined temperature, and then the air duct 104 and the air vent 105 It enters the room.

따라서 히터 코어(102)를 경유하는 공기의 양이 많아지면 그 만큼 차량의 실내로 공급되는 공기의 온도는 상승된다. 이와 같이 에어 믹스 도어(103)는 실질적으로 차량의 실내로 유입되는 공기의 온도를 조절하는 역할을 하게 된다.Therefore, as the amount of air passing through the heater core 102 increases, the temperature of the air supplied to the interior of the vehicle increases. As such, the air mix door 103 serves to substantially control the temperature of the air flowing into the interior of the vehicle.

물론, 상기와 같이 기본적인 공기의 통로 경로를 조절함과 더불어 각 에어벤트(105)의 개폐 상태와 에어컨 압축기의 가동 정도 등이 종합적으로 제어됨으로써 차량의 실내에 소정의 온도를 갖는 공기를 공급하거나 조절할 수도 있다. 보통 에어벤트(105)는 운전자나 실내 동승자의 발 쪽, 가슴 쪽, 머리 쪽 이렇게 세 방향으로 분사하는 구조로 이루어진다.Of course, by controlling the passage path of the basic air as described above, the opening and closing state of each air vent 105 and the degree of operation of the air conditioner compressor are comprehensively controlled to supply or regulate the air having a predetermined temperature to the interior of the vehicle. It may be. Usually, the air vent 105 is configured to spray in three directions, such as the foot side, chest side, head side of the driver or passengers indoors.

한편, 이렇게 차량 내부의 실내 온도를 조절할 수 있도록 이루어지는 종래의 자동차 냉난방장치는 핸들 우측 하단의 대쉬보드 상에 설치되는 온도조절용 조작스위치를 작동시킴으로써 자동차 실내의 냉, 난방을 위한 에어컨 및 히터를 구동한다.On the other hand, the conventional vehicle air conditioning system configured to adjust the room temperature inside the vehicle operates an air conditioner and heater for cooling and heating in the car interior by operating a temperature control operation switch installed on the dashboard of the lower right side of the handle. .

이러한 자동차의 혼합용 냉난방장치는 차량용 난방장치 인 엔진 냉각수가 가열되고, 블로워(101)에 의하여 흡입되는 공기가 냉각수 순환로에 설치된 히터 코어(102)를 통과하면서 공기가 난방에 필요한 열을 얻는 구조로 이루어진다.The air conditioner for mixing a vehicle has a structure in which the engine cooling water, which is a vehicle heating device, is heated, and the air sucked by the blower 101 passes through the heater core 102 installed in the cooling water circulation path to obtain heat required for heating. Is done.

그러나 상기와 같이 구성된 종래 구조의 자동차 냉난방장치는 엔진 냉각수가 필요하지 않는 전기자동차에 적용하고자 하는 경우에는 기존의 HVAC구조로는 난방에 어려움이 있다. 그리고 히터 코어(102)의 설치가 어려운 문제점이 있다. 또한, 열전소자만을 이용하는 경우 냉방효율을 높이는데 한계가 발생되는 문제점이 있다.However, the conventional vehicle air conditioning system configured as described above has a difficulty in heating with an existing HVAC structure when it is applied to an electric vehicle that does not require engine cooling water. And there is a problem that the installation of the heater core 102 is difficult. In addition, there is a problem that a limit occurs in increasing the cooling efficiency when using only the thermoelectric element.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 전기자동차에 적용이 가능하고 냉각효율을 향상시킬 수 있는 전기자동차의 냉난방장치를 제공함에 있다.An object of the present invention devised in view of the above point is to provide an electric vehicle heating and cooling device that can be applied to an electric vehicle and can improve cooling efficiency.

공랭식 송풍팬을 설치하여 히트 파이프로 전달되는 열을 방출하는 구조로 구성됨으로써 냉방성능이 향상되는 전기자동차의 냉난방장치를 제공함에 있다.It is to provide an air-conditioning device of an electric vehicle by installing an air-cooled blower fan is configured to emit heat transferred to the heat pipe to improve the cooling performance.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전기자동차의 냉난방장치는 흡입된 공기를 강제 송풍할 수 있도록 내부에 송풍기가 설치된 블로워유닛; 상기 블로워유닛에 연결되어 송풍된 공기를 전달받고, 차량의 각 부위로 냉방이나 난방된 공기를 토출할 수 있도록 내부에 열전소자가 구비된 열교환 코어가 장착된 온도조절유닛; 일측은 상기 열전소자의 일측면에 접촉되고, 타측에는 방열핀이 형성되며, 열을 전도하는 히트 파이프; 및 상기 히트 파이프의 방열핀을 향해 공기를 강제송풍하여 열교환을 실시하는 공랭식 송풍팬;을 포함한다.The heating and cooling device of an electric vehicle for achieving the object of the present invention as described above includes a blower unit having a blower installed therein to forcibly blow inhaled air; A temperature control unit equipped with a heat exchange core having a thermoelectric element connected therein to receive the blown air connected to the blower unit and to discharge air cooled or heated to each part of the vehicle; One side is in contact with one side of the thermoelectric element, the other side is a heat radiation fin is formed, the heat pipe for conducting heat; And an air-cooled blowing fan configured to perform heat exchange by forcibly blowing air toward the heat dissipation fin of the heat pipe.

또한 보다 바람직하게는, 상기 히트 파이프는 다수개가 장착된다.More preferably, a plurality of heat pipes are mounted.

또한, 보다 바람직하게는, 각각의 상기 히트파이프 일측 끝단에 장착되는 상기 열교환코어는 상기 히트 파이프의 외주면에 일측면이 접촉되는 다수개의 상기 열전소자; 상기 열전소자의 타측면에 접촉되는 열교환핀; 및 상기 히트 파이프와 상기 방열핀 사이에 장착되어 상기 열전소자를 감싸는 단열재;를 포함한다.Further, more preferably, the heat exchange core mounted at one end of each heat pipe may include a plurality of thermoelectric elements having one side contacted to an outer circumferential surface of the heat pipe; A heat exchange fin in contact with the other side of the thermoelectric element; And a heat insulating material mounted between the heat pipe and the heat dissipation fin to surround the thermoelectric element.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 온도조절유닛에는 상기 열교환 코어에서 생성되는 수분을 차량 외부로 제거하는 드레인라인이 더 포함된다.In addition, more preferably, the temperature control unit further includes a drain line for removing the moisture generated in the heat exchange core to the outside of the vehicle.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 공랭식 송풍팬은 외부 공기가 유입되는 엔진룸의 전면부 측에 설치되고, 상기 공랭식 송풍팬의 후면측 방향에 상기 히트 파이프의 상기 방열핀이 설치된다.Further, more preferably, the air cooling fan is installed at the front side of the engine room to which the outside air is introduced, and the heat dissipation fin of the heat pipe is installed at the rear side of the air cooling fan.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 공랭식 송풍팬은 외부 공기가 유입되는 엔진품의 전면부 측에 설치되고, 상기 공랭식 송풍팬의 전면 측 방향에 상기 히트 파이프의 상기 방열핀이 설치된다.Further, more preferably, the air cooling fan is installed on the front side of the engine product to which the outside air is introduced, and the heat dissipation fin of the heat pipe is installed on the front side of the air cooling fan.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 공랭식 송풍팬은 차량의 천정부에 장착되고, 상기 공랭식 송풍팬에 의해 강제 송풍된 공기가 차량 외부로 토출되는 토출유로 내부에 상기 히트 파이프에 장착된 상기 방열핀이 설치된다.More preferably, the air cooling fan is mounted on a ceiling of the vehicle, and the heat dissipation fins mounted on the heat pipe are installed inside a discharge flow path through which air forcedly blown by the air cooling fan is discharged to the outside of the vehicle. .

이와 같이 본 발명에 의한 전기자동차의 냉난방장치는 열전소자로 이루어진 열교환코어를 사용함으로써 전기자동차의 냉방 및 난방을 선택적으로 실시하는 것이 용이한 효과가 있다.As described above, the electric heating and cooling device of the electric vehicle according to the present invention has an effect of selectively performing the cooling and heating of the electric vehicle by using a heat exchange core made of a thermoelectric element.

또한 열전소자에 히트 파이프가 연결된 구조로 이루어져 냉방을 하는 경우에는 높은 온도를 온도조절유닛 외부로 신속하게 배출시키고, 난방을 하는 경우에는 낮은 온도를 온도조절유닛 외부로 신속하게 배출시켜 냉난방 효율이 향상되는 효과가 있다.In addition, since the heat pipe is connected to the thermoelectric element, when cooling, high temperature is quickly discharged to the outside of the temperature control unit, and when heating, low temperature is quickly discharged to the outside of the temperature control unit to improve cooling and heating efficiency. It is effective.

또한 공랭식 송풍팬을 이용하여 히트 파이프에 설치된 방열핀을 열교환시키는 구조로 이루어져 냉난방 효율, 특히 냉방효율이 향상되는 효과가 있다.In addition, the air-cooled blower fan is made of a heat exchange fin installed in the heat pipe structure to heat exchange efficiency, in particular the cooling efficiency is improved.

도 1은 종래 구조로 이루어진 자동차의 냉난방장치를 개략적으로 도시한 상태도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 전기자동차의 냉난방장치를 도시한 상태도,
도 3은 도 2에 도시된 열교환 코어를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 전기자동차의 냉난방장치를 도시한 상태도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 전기자동차의 냉난방장치를 도시한 상태도,1 is a state diagram schematically showing a heating and cooling device of a vehicle having a conventional structure,
2 is a state diagram showing a heating and cooling device of an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view showing the heat exchange core shown in FIG.
Figure 4 is a state diagram showing a heating and cooling device of an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention,
5 is a state diagram showing a heating and cooling device of an electric vehicle according to a third embodiment of the present invention;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예인 전기자동차의 냉난방장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a heating and cooling device of an electric vehicle which is a preferred embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 전기자동차의 냉난방장치를 도시한 상태도이고, 도 3은 도 2에 도시된 열교환 코어를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 전기자동차의 냉난방장치는 2 is a state diagram showing a heating and cooling device of an electric vehicle as a first preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing a heat exchange core shown in Figure 2, as shown is a first preferred embodiment of the present invention The heating and cooling system of an electric vehicle

내부에 송풍기(11)가 설치된 블로워 유닛(10)과, 블로워 유닛(10)과 연통되고 내부에 열교환 코어(30)가 설치되는 온도조절유닛(20)과, 일측은 열교환 코어(30)에 접촉되고 타측에는 방열핀(41)이 형성된 히트 파이프(40)와 상기 방열핀(41)을 향해 외부 공기를 강제송풍시키는 공랭식 송풍팬(50)으로 이루어진다.A blower unit 10 having a blower 11 installed therein, a temperature control unit 20 communicating with the blower unit 10 and having a heat exchange core 30 installed therein, and one side contacting the heat exchange core 30. The other side is composed of a heat pipe (40) having a heat dissipation fin (41) and an air cooling fan (50) for forcibly blowing external air toward the heat dissipation fin (41).

블로워 유닛(10)은 송풍할 공기의 근원을 차량 내부 공기로 할 것인지, 외부의 공기로 할 것인지를 결정하는 에어 인렛 도어(12)와 에어 인렛 도어(12)를 통하여 유입된 공기를 강제 송풍하는 송풍기(11)로 이루어진다.The blower unit 10 forcibly blows the air introduced through the air inlet door 12 and the air inlet door 12 that determine whether the source of air to be blown is the inside air of the vehicle or the outside air. It consists of the blower (11).

온도조절유닛(20)은 블로워 유닛(10)에서 강제 송풍된 공기를 전달받도록 일측이 연통되고, 내부에 열교환 코어(30)가 설치되고, 열교환 코어(30)를 경유한 공기를 차량의 각 부위로 공급하도록 에어 덕트(21)나 에어벤트(22)와 연결된다. 그리고 온도조절유닛(20)의 하부 측에는 열교환 코어(30)에서 발생되는 수분을 자동차의 외부로 방출하는 드레인라인(23)이 형성된다.One side of the temperature control unit 20 communicates with the forced air blown from the blower unit 10, the heat exchange core 30 is installed therein, and the air passing through the heat exchange core 30 to each part of the vehicle Is connected to the air duct 21 or the air vent 22 to supply to. And the lower side of the temperature control unit 20 is formed with a drain line 23 for discharging the moisture generated in the heat exchange core 30 to the outside of the vehicle.

열교환 코어(30)는 히트 파이프(40)의 일측 외주면에 제1측면(31a)이 접촉되도록 부착되는 열전소자(31)와, 제1측면(31a)의 타측면인 열전소자(31)의 제2측면(31b)에 접촉되는 열교환핀(32)과, 히트 파이프(40)와 열교환핀(32) 사이에 장착되어 열전소자(31)를 감싸는 단열재(33)로 이루어진다.The heat exchange core 30 is formed of a thermoelectric element 31 attached to the outer peripheral surface of one side of the heat pipe 40 to be in contact with the first side surface 31a, and a thermoelectric element 31 that is the other side of the first side surface 31a. It consists of a heat exchange fin 32 in contact with the two side surfaces 31b and a heat insulating material 33 mounted between the heat pipe 40 and the heat exchange fin 32 to surround the thermoelectric element 31.

히트 파이프(40)는 열전달에 주로 사용되는 전도체로서, 다수개가 짝을 이루어 배열되는 것이 바람직하다. 주로 원형 단면을 갖는 관 형상으로 이루어진다.The heat pipe 40 is a conductor mainly used for heat transfer, and a plurality of heat pipes 40 are preferably arranged in pairs. It consists mainly of a tubular shape with a circular cross section.

상기 공랭식 송풍팬(50)은 차량의 앞부분에 형성되는 엔진룸의 전면부 측에 설치되고, 차량의 전면을 향하는 공랭식 송풍팬(50)의 이면인 후면측 방향에 방열핀(41)이 형성된 히트 파이프(40)의 타측 끝단부가 설치되어 공랭식 송풍팬(50)이 방열핀(41)을 향해 외부 공기를 강제 송풍한다.The air cooling fan 50 is installed on the front side of the engine room formed in the front of the vehicle, the heat pipe fin 41 is formed on the rear side of the rear side of the air cooling fan 50 toward the front of the vehicle The other end of the 40 is provided so that the air-cooled blowing fan 50 forcibly blows outside air toward the heat dissipation fin 41.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 전기자동차의 냉난방장치는 자동차 내부를 냉방하고자 하는 경우에는 열전소자(31)에 흐르는 전류의 방향을 제어하여 제2측면(31b)은 저온상태가 되고, 제1측면(31a)은 고온 상태가 되도록 한다. 제2측면(31b)의 저온은 열교환핀(32)에 전달되어 온도조절 유닛(20) 내부를 저온상태로 유지시킨다. 그리고 제1측면(31a)에서 발생되는 고온의 열은 히트 파이프(40)에 전달된다. 히트 파이프(40)의 일측에 전달된 열은 히트 파이프(40)의 타측에 형성된 방열핀(41) 까지 전달되고, 공랭식 송풍팬(50)에 의해 강제 송풍되는 외부 공기와 열교환이 실시된다. 상기와 같이 과정을 반복하면서 다수개의 히트 파이프(40)에 설치된 방열핀(41)의 열을 방출하는 구조로 구성됨으로써, 온도조절유닛(20)의 내부에 설치된 열교환 코어(30)의 냉방성능이 향상된다.The heating and cooling apparatus of an electric vehicle, which is the first preferred embodiment of the present invention configured as described above, controls the direction of the current flowing through the thermoelectric element 31 when cooling the inside of the vehicle, and thus the second side surface 31b becomes a low temperature state. The first side 31a is to be in a high temperature state. The low temperature of the second side 31b is transferred to the heat exchange fins 32 to maintain the inside of the temperature control unit 20 at a low temperature. The high temperature heat generated from the first side surface 31a is transferred to the heat pipe 40. The heat transferred to one side of the heat pipe 40 is transferred to the heat dissipation fin 41 formed on the other side of the heat pipe 40, and the heat exchange with the external air forcedly blown by the air cooling fan 50 is performed. By repeating the process as described above is configured to release the heat of the heat radiation fins 41 installed in the plurality of heat pipes 40, the cooling performance of the heat exchange core 30 installed in the temperature control unit 20 is improved do.

그 상태에서 송풍팬(10)이 작동되어 강제 송풍된 공기가 열교환 코어(30)를 경유하면서 냉각되고, 냉각된 공기는 에어덕트(21)나 에어벤트(22)를 통해 차량 내부 곳곳으로 방출되는 것이다.In this state, the blower fan 10 is operated to forcibly blown air is cooled while passing through the heat exchange core 30, and the cooled air is discharged to various parts of the vehicle through the air duct 21 or the air vent 22. will be.

또한, 상기와 같이 구성된 전기자동차의 냉난방장치는 자동차 내부를 난방하고자 하는 경우에는 냉방시 열전소자(31)에 흐르는 전류의 방향과 반대 방향으로 전류의 흐름을 제어하여, 제2측면(31b)은 고온상태가 되고, 제1측면(31a)은 저온 상태가 되도록 한다. 제2측면(31b)의 고온은 열교환핀(32)에 전달되어 온도조절 유닛(20) 내부를 고온상태로 유지시킨다. 그리고 제1측면(31a)에서 발생되는 저온의 냉기는 히트 파이프(40)에 전달된다. 히트 파이프(40)의 일측에 전달된 냉기는 히트 파이프(40)의 타측에 형성된 방열핀(41) 까지 전달되고, 방열핀(41)에서 유입된 공기와 열교환이 실시된다.In addition, the air conditioning and heating device of the electric vehicle configured as described above controls the flow of current in a direction opposite to the direction of the current flowing in the thermoelectric element 31 when cooling the inside of the vehicle, so that the second side surface 31b is It is in a high temperature state, and the first side surface 31a is in a low temperature state. The high temperature of the second side 31b is transmitted to the heat exchange fins 32 to maintain the inside of the temperature control unit 20 at a high temperature. The cold air generated at the first side surface 31a is transferred to the heat pipe 40. The cold air transmitted to one side of the heat pipe 40 is transferred to the heat dissipation fin 41 formed on the other side of the heat pipe 40, and heat exchange with the air introduced from the heat dissipation fin 41 is performed.

상기와 같이 과정을 반복하면서 다수개의 히트 파이프(40)에 설치된 방열핀(41)의 냉기를 방출하는 구조로 구성됨으로써, 온도조절유닛(20)의 내부에 설치된 열교환 코어(30)의 난방성능이 향상된다.By repeating the process as described above is configured to discharge the cold air of the heat radiation fin 41 installed in the plurality of heat pipes 40, the heating performance of the heat exchange core 30 installed in the temperature control unit 20 is improved. do.

그 상태에서 송풍팬(10)이 작동되어 강제 송풍된 공기가 열교환 코어(30)를 경유하면서 난방되고, 난방된 공기는 에어덕트(21)나 에어벤트(22)를 통해 차량 내부 곳곳으로 방출되는 것이다.In this state, the blower fan 10 is operated to force the blown air to be heated while passing through the heat exchange core 30, and the heated air is discharged to various places inside the vehicle through the air duct 21 or the air vent 22. will be.

마찬가지로 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 전기자동차의 냉난방장치는 도 4에 도시된 바와 같이 공랭식 송풍팬(50)의 전면 측 방향에 방열핀(41)이 설치된 히트 파이프(40)의 타측 끝단부가 설치된다. 그 외의 구성 및 동작은 본 발명의 바람직한 제1 실시예와 동일하다.Likewise, in the second exemplary embodiment of the present invention, the air-conditioning and heating apparatus of the electric vehicle is provided with the other end of the heat pipe 40 in which the heat dissipation fins 41 are installed in the front side direction of the air-cooled blower fan 50. . Other configurations and operations are the same as those of the first preferred embodiment of the present invention.

공랭식 송풍팬(50)의 전면 측 방향에 위치하는 방열핀(41)은 차가 운행 중에는 외부 공기가 곧바로 방열핀(41)에 접촉되면서 열교환이 실시되고, 차가 정지 상태이거나 송풍되는 외부 공기의 양이 적을 때는 공랭식 송풍팬(50)을 작동시켜 방열핀(41)을 지나는 공기의 량과 속도를 증가시킴으로써, 열교환 성능을 향상시키는 것이다.The heat dissipation fin 41 located in the front side direction of the air-cooled blower fan 50 is heat-exchanged while the outside air is in direct contact with the heat dissipation fin 41 while the vehicle is running, and when the vehicle is stopped or the amount of external air blown is small. By operating the air-cooled blowing fan 50 to increase the amount and speed of air passing through the heat radiating fin 41, to improve the heat exchange performance.

마찬가지로 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 전기자동차의 냉난방장치는 도 5에 도시된 바와 같이 차량의 천정부(60)에 차량의 실내와 실외를 연결하는 토출유로(61)가 형성되고, 토출유로(61) 내부에 공랭식 송풍팬(50)과 방열핀(41)이 형성된 히트 파이프(40)의 타측 끝단부가 설치된다. 공랭식 송풍팬(50)에 의해 흡입된 차량 내부 공기는 방열핀(41)을 지나면서 열교환이 이루어지고, 차량의 실외로 배출된다. 공랭식 송풍팬(50)과 방열핀(41)이 형성된 히트 파이프(40)의 타측 끝단부에 차량의 천정부에 설치되는 것 이외의 구조와 작동은 본 발명의 바람직한 제1 실시예와 동일하다.Likewise, in the air conditioner for heating and cooling the electric vehicle according to the third preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, a discharge passage 61 connecting an indoor and an outdoor of the vehicle is formed, and the discharge passage 61 is provided. The other end of the heat pipe 40, the air-cooled blowing fan 50 and the heat radiation fin 41 is formed in the inside). The air inside the vehicle sucked by the air cooling fan 50 is heat-exchanged while passing through the heat radiating fin 41, and is discharged to the outside of the vehicle. The structure and operation of the air cooling fan 50 and the other end of the heat pipe 40 having the heat dissipation fins 41 formed on the ceiling of the vehicle are the same as those of the first preferred embodiment of the present invention.

이와 같이 본 발명에 의한 전기자동차의 냉난방장치는 특히, 히트 파이프(40)에 형성된 방열핀(41)을 통해 열의 방출이 활발하게 이루어지는 구조로 이루어져 열교환 코어(30)에 의해 냉방 효율이 향상되는 것을 특징으로 한다.Thus, the heating and cooling device of the electric vehicle according to the present invention has a structure in which heat is actively released through the heat radiation fins 41 formed on the heat pipe 40, in particular, the cooling efficiency is improved by the heat exchange core 30. It is done.

또한, 방열핀(41)이 열교환 코어(30) 보다 높게 위치하므로 고온의 열이 방열핀(41) 측으로 쉽게 전달되고 방출되는 특징을 갖는다.In addition, since the heat dissipation fin 41 is positioned higher than the heat exchange core 30, high temperature heat is easily transmitted and released to the heat dissipation fin 41.

또한, 공랭식 송풍팬(50)이 사용되는 구조로 이루어져 차량이 운행중인 경우에는 별도의 에너지원을 소모하지 않고서도 사용이 가능하고, 전기자동차에서 안정적으로 사용되는 특징을 갖는다.In addition, the air-cooled blower fan (50) is used in the structure is used when the vehicle can be used without consuming a separate energy source, it is characterized by a stable use in electric vehicles.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

10 : 블로워 유닛 11 : 송풍기
20 : 온도조절 유닛 30 : 열교환 코어
31 : 열전소자 40 : 히트 파이프
41 : 방열핀 50 : 공랭식 송풍팬 10 blower unit 11: blower
20: temperature control unit 30: heat exchange core
31: thermoelectric element 40: heat pipe
41: heat sink fin 50: air cooling fan

Claims (7)

흡입된 공기를 강제 송풍할 수 있도록 내부에 송풍기가 설치된 블로워유닛;
상기 블로워유닛에 연결되어 송풍된 공기를 전달받고, 차량의 각 부위로 냉방이나 난방된 공기를 토출할 수 있도록 내부에 열전소자가 구비된 열교환 코어가 장착된 온도조절유닛;
일측은 상기 열전소자의 일측면에 접촉되고, 타측에는 방열핀이 형성되며, 열을 전도하는 히트 파이프; 및
상기 히트 파이프의 방열핀을 향해 공기를 강제송풍하여 열교환을 실시하는 공랭식 송풍팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 냉난방장치.A blower unit having a blower installed therein to forcibly blow inhaled air;
A temperature control unit equipped with a heat exchange core having a thermoelectric element connected therein to receive the blown air connected to the blower unit and to discharge air cooled or heated to each part of the vehicle;
One side is in contact with one side of the thermoelectric element, the other side is a heat radiation fin is formed, the heat pipe for conducting heat; And
And an air-cooled blowing fan configured to perform heat exchange by forcibly blowing air toward the heat dissipation fin of the heat pipe. 제 1항에 있어서, 상기 히트 파이프는 다수개가 장착되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 냉난방장치.The air conditioner of claim 1, wherein a plurality of heat pipes are mounted. 제 2항에 있어서, 각각의 상기 히트파이프 일측 끝단에 장착되는 상기 열교환코어는
상기 히트 파이프의 외주면에 일측면이 접촉되는 다수개의 상기 열전소자;
상기 열전소자의 타측면에 접촉되는 열교환핀; 및
상기 히트 파이프와 상기 방열핀 사이에 장착되어 상기 열전소자를 감싸는 단열재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 냉난방장치.The heat exchange core of claim 2, wherein the heat exchange cores are mounted at one end of each of the heat pipes.
A plurality of thermoelectric elements having one side contacting an outer circumferential surface of the heat pipe;
A heat exchange fin in contact with the other side of the thermoelectric element; And
And a heat insulating material disposed between the heat pipe and the heat dissipation fins to surround the thermoelectric element. 제 1항에 있어서, 상기 온도조절유닛에는 상기 열교환 코어에서 생성되는 수분을 차량 외부로 제거하는 드레인라인이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 냉난방장치.The air conditioner of claim 1, wherein the temperature control unit further comprises a drain line for removing moisture generated in the heat exchange core to the outside of the vehicle. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공랭식 송풍팬은
외부 공기가 유입되는 엔진룸의 전면부 측에 설치되고, 상기 공랭식 송풍팬의 후면측 방향에 상기 히트 파이프의 상기 방열핀이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 냉난방장치.The air cooling fan according to any one of claims 1 to 4, wherein
The air-conditioning device of the electric vehicle is installed on the front side of the engine room to which the outside air is introduced, the heat dissipation fin of the heat pipe is installed in the rear side of the air-cooled blower fan. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공랭식 송풍팬은
외부 공기가 유입되는 엔진품의 전면부 측에 설치되고, 상기 공랭식 송풍팬의 전면 측 방향에 상기 히트 파이프의 상기 방열핀이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 냉난방장치.The air cooling fan according to any one of claims 1 to 4, wherein
The air-conditioning device of the electric vehicle is installed on the front side of the engine product to which the outside air flows, the heat radiation fin of the heat pipe is installed in the front side direction of the air cooling fan. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공랭식 송풍팬은
차량의 천정부에 장착되고, 상기 공랭식 송풍팬에 의해 강제 송풍된 공기가 차량 외부로 토출되는 토출유로 내부에 상기 히트 파이프에 장착된 상기 방열핀이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 냉난방장치.The air cooling fan according to any one of claims 1 to 4, wherein
And a heat dissipation fin mounted to the ceiling of the vehicle, the heat dissipation fins mounted to the heat pipe inside the discharge passage through which the air forcedly blown by the air cooling fan is discharged to the outside of the vehicle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9466844B2 (en) 2013-12-27 2016-10-11 Hyundai Motor Company Blended rubber gasket for fuel cells

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