KR20120114603A - 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구동용 배터리 모듈의 신속한 냉각 또는 보온이 가능한 자동차의 냉각장치를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치는, 제 1 와류(vortex)를 생성하는 와류생성부와; 상기 제 1 와류를 받아 상기 제 1 와류의 내부에 제2 와류를 생성시키고, 상기 제1 와류의 온기를 배출하는 온기배출부와; 상기 제 2 와류의 냉기를 배출하는 냉기배출부와; 전기적으로 구동되는 모터에 전원을 공급하는 구동용 배터리 모듈과; 상기 구동용 배터리 모듈의 온도값이 설정된 온도구간 이상이면 개방되어 상기 냉기배출부가 배출하는 냉기를 상기 구동용 배터리 모듈로 유동시키는 제1밸브와; 상기 구동용 배터리 모듈의 온도값이 설정된 온도구간 이하이면 개방되어 상기 온기 배출부가 배출하는 온기를 상기 구동용 배터리 모듈로 유동시키는 제2밸브를 포함한다.

Description

자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치 {Cooling system for battery module of driving vehicle}
본 발명은 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동용 배터리 모듈의 신속한 냉각 또는 보온이 가능한 자동차의 냉각 장치에 관한 것이다.
최근 친환경 경향과 함께 사회의 이슈로 두드러지게 된 것이 전기 자동차와하이브리드 자동차이다. 전기 자동차나 하이브리드 자동차는 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 얻는 모터를 이용하여 작동할 수 있다. 따라서, 이산화탄소의 배출이 없고, 소음이 아주작으며, 모터의 에너지효율은 엔진의 에너지효율보다 높은 장점이 있어 친환경 자동차로 각광받고 있다.
이런 전기 자동차와 하이브리드 자동차의 필수적인 부품은 구동용 배터리 모듈인데 최근 배터리의 경량, 소형화, 짧은 충전시간 등에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다.
구동용 배터리 모듈은 항상 최적의 온도환경에서 사용하여야 최적의 성능과 긴 수명을 유지할 수 있다. 그러나 일반적으로 구동용 배터리 모듈은 전기 에너지를 발생시키는 경우에 열을 발생하고 외부의 온도변화에 의해 항상 최적의 온도환경에서 사용하기 어렵다.
이에 종래에는 구동용 배터리 모듈의 최적의 온도환경을 유지하기 위해, 차량의 에어컨으로 냉각된 실내공기를 공조 덕트 등을 통하여 흡입하여 구동용 배터리 모듈을 냉각하고 데워진 공기는 차량 실외로 배출하여 구동용 배터리 모듈의 온도를 일정하게 유지하려고 하였다.
그러나 종래 기술은 차량 운행 초기 차량 에어컨이 충분히 작동되지 않은 상태에서 구동용 배터리 모듈을 충분히 냉각하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술은 구동용 배터리 모듈을 위한 부품 사이즈가 과대하여 공간 효율성이 부족한 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가열된 구동용 배터리 모듈의 신속한 냉각이 가능한 자동차를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 배터리의 냉각뿐만 아니라 보온도 가능한 자동차장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치는, 제 1 와류(vortex)를 생성하는 와류생성부와; 상기 제 1 와류를 받아 상기 제 1 와류의 내부에 제2 와류를 생성시키고, 상기 제1 와류의 온기를 배출하는 온기배출부와; 상기 제 2 와류의 냉기를 배출하는 냉기배출부와; 전기적으로 구동되는 모터에 전원을 공급하는 구동용 배터리 모듈과; 상기 구동용 배터리 모듈의 온도값이 설정된 온도구간 이상이면 개방되어 상기 냉기배출부가 배출하는 냉기를 상기 구동용 배터리 모듈로 유동시키는 제1밸브와; 상기 구동용 배터리 모듈의 온도값이 설정된 온도구간 이하이면 개방되어 상기 온기 배출부가 배출하는 온기를 상기 구동용 배터리 모듈로 유동시키는 제2밸브를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 구동용 배터리 모듈의 신속한 냉각 또는 보온이 가능한 장점이 있다.
둘째,　냉각 또는 보온이 필요한 구동용 배터리 모듈의 부품에 직접 냉각 또는 보온이 가능한 장점도 있다.
셋째,　구동용 배터리 모듈의 시스템의 구성을 간단하게 하는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 냉각 및 가열 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 구동용 배터리 모듈의 온도값이 설정온도구간 이상인 경우의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 구동용 배터리 모듈의 온도값이 설정온도구간 이하인 경우의 작동상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 개략적인 평면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 냉각 및 가열 장치를 나타낸 도면이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동차는 전기적으로 구동하는 모터에 전원을 공급하는 구동용 배터리 모듈(100)과; 구동용 배터리 모듈(100)에 장착되어 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값을 감지하는 온도감지장치(200)와; 공급된 공기를 온기와 냉기로 분리시키는 공기 냉각 및 가열장치(300); 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간 이상이면 개방되어 구동용 배터리 모듈(100)에 냉기를 공급하는 제1밸브(410); 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간 이하이면 개방되어 구동용 배터리 모듈(100)에 온기를 공급하는 제2밸브(420)와; 상기 공기 냉각 및 가열장치(300)에 압축공기를 공급하는 공기압축기(500)와; 상기 구동용 배터리 모듈(100)의 내부에 배치되는 복수의 내부 파이프(630)를 포함한다.
구동용 배터리 모듈(100)은 동력발생장치인 모터에 전원을 공급하기에 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 필수적인 부품이다.
구동용 배터리 모듈(100)은 일반적으로 높은 에너지 밀도를 갖는 경량 리튬-이온 배터리 셀 또는 저장 소자를 직렬로 복수개 연결함으로써 구성된다.
구동용 배터리 모듈(100)은 모터에 전원을 공급할 경우 전기에너지를 발생시키기 위해 구동용 배터리 모듈(100)에 구비된 부품간에 화학반응을 일으키는바 열이 발생된다.
구동용 배터리 모듈(100)은 항상 최적의 온도환경에서 사용하여야 최적의 성능과 긴수명을 유지한다.
온도감지장치(200)는 구동용 배터리 모듈(100)의 내부에 배치되어, 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값을 감지한다. 실시예에 따라, 온도감지장치(200)는 구동용 배터리 모듈(100)내의 배터리 셀과 셀사이에 장착될 수 있다.
온도감지장치(200)는 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값을 후술할 제어유닛(700)에 전달한다. 또한 온도감지장치(200)는 일반적으로 온도센서나 배터리 관리시스템(BMS)으로 이루어 진다.
공기압축기(500)는 일반적으로 공기를 압축 생산하여 높은 공압으로 저장하였다가 이것을 필요에 따라서 각 공압 공구에 공급해 주는 기계이다. 따라서 공기압축기(500)는 외부의 공기를 압축하여 압축공기를 발생한다.
공기압축기(500)는 후술할 제어유닛(700)에 의해 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정 온도구간의 범위를 벗어나는 경우에 작동하게 된다.
공기압축기(500)는 제1파이프(610)에 의해 공기 냉각 및 가열장치(300)와 연결되어 있고, 제1파이프(610)를 통해 압축공기를 공기 냉각 및 가열장치(300)로 공급하게 된다.
제1파이프(610)는 양단이 공기 압축기(500)와 공기 냉각 및 가열장치(300)에 연결되어 공기압축기(500)가 발생시킨 압축공기를 공기 냉각 및 가열장치(300)로 유동시킨다.
제1파이프(610)는 본실시예에서는 공기 냉각 및 가열장치(300)의 압축공기입구(322a)에 연결된다.
공기 냉각 및 가열장치(300)는 압축공기입구(322a)를 통해 압축공기를 공급받는다.
공기 냉각 및 가열장치(300)는 보텍스튜브(Vortex tube)로 이루어진다. 공기 냉각 및 가열장치(300)는 공기 압축기(500)로부터 공급되는 압축공기로 제 1 와류(327)를 생성하는 와류생성부(322)와, 제 1 와류(327)를 받아 제 1 와류(327)의 내부에 제 2 와류(328)를 생성시키고 제 1 와류(327)의 온기를 외부공기로 배출하는 온기배출부(324)와, 제 2 와류(328)의 냉기를 배출하는 냉기배출부(326)를 포함한다.
와류생성부(322)에는 공기 압축기(500)로부터 압축공기를 공급받는 압축공기입구(322a)가 형성된다. 본 실시예에서는 공기 압축기(500) 및 공기 냉각 및 가열장치(300)가 제1파이프(610)를 통해 서로 연결되어 있기 때문에, 압축공기입구(322a)는 제1파이프(610)와 연결되어서, 공기 압축기(500)로부터 압축공기가 제1파이프(610)를 통해 와류생성부(322)의 내부로 공급된다.
또한, 와류생성부(322)의 내부에는 공기 압축기(500)로부터 공급되는 압축공기를 고속회전시켜 제 1 와류(327)를 생성하는 제너레이터(322b)가 배치된다.
제너레이터(322b)는, 온기배출부(324) 측에 배치되어 압축공기를 고속회전시켜 온기배출부(324)의 내벽 접선방향으로 보내서 제 1 와류(327)를 생성시키는 와류공급부(미도시)와, 냉기배출부(326)의 내벽으로 삽입되는 삽입부(미도시)를 포함한다. 와류공급부 및 삽입부는 내부에 중공이 형성되어, 온기배출부(324)의 내부공간 및 냉기배출부(326)의 내부공간과 연통되어서, 온기배출부(324)에 생성된 제 2 와류(328)가 중공을 통해 냉기배출부(326)로 이동할 수 있도록 한다.
온기배출부(324)는 와류생성부(322)의 일측(도면상 우측)에 배치되고, 냉기배출부(326)는 와류생성부(322)의 타측(도면상 좌측)에 온기배출부(324)와 반대방향으로 배치된다.
온기배출부(324) 및 냉기배출부(326)는, 와류생성부(322)의 내부공간과 연통하는 중공의 파이프와 같은 구조로 형성된다.
온기배출부(324)의 끝에는 제 1 와류(327)의 일부가 배출되는 온기출구(324a)가 형성된다. 또한, 온기배출부(324)에는 온기출구(324a)를 통해 배출되는 제 1 와류(327)의 양을 조절하는 조절밸브(324b)가 배치된다.
와류생성부(322)에서 생성된 제 1 와류(327)는 온기배출부(324)의 내벽을 따라 흘러서 온기출구(324a)를 통해 일부가 배출되고, 나머지는 조절밸브(324b)에 의해 와류생성부(322) 쪽으로 회송된다. 이 때 회송되는 제 2 와류(328)는 저압영역인 제 1 와류(327)의 내부에 생성된다.
제 1 와류(327) 및 제 2 와류(328)는 회전속도는 서로 동일하지만, 이동속도는 제 1 와류(327)가 제 2 와류(328)보다 빠르다. 이는, 제 2 와류(328)가 제 1 와류(327)의 내부를 통과하면서 운동에너지가 줄었음을 의미한다. 따라서, 에너지 보존의 법칙에 의해, 제 2 와류(328)는 저압영역인 제 1 와류(327)의 내부를 통과하면서 제 2 와류(328)의 운동에너지가 열에너지로 변환되어, 제 1 와류(327)의 온도를 상승시키고, 제 2 와류(328)는 냉각된다. 이와 같이 냉각된 제 2 와류(328)는 와류생성부(322)에서 일부가 제너레이터(322b)에 형성된 중공을 통해 냉기배출부(326)의 내부공간으로 보내진 후 냉기출구(326a)를 통해 배출되고, 나머지는 다시 제너레이터(322b)에서 제 1 와류(327)로 생성되어 온기배출부(324)로 보내진다. 이러한 과정은 공기 압축기(500)로부터 공기 냉각 및 가열장치(300)로 압축공기가 공급됨에 따라 반복 진행되어, 제 1 와류(327)는 점차적으로 온기로 변하고, 제 2 와류(328)는 점차적으로 냉기로 변한다.
온기배출부(324)는 온기출구(324a)를 통해 제 1 와류(327)의 온기를 외부 공기로 배출하고, 냉기배출부(326)는 냉기출구(326a)를 통해 제 2 와류(328)의 냉기를 구동용 배터리 모듈(100)로 보내서 구동용 배터리 모듈(100)을 냉각시킨다. 냉기배출부(326) 및 구동용 배터리 모듈(100)은 직접 연결되는 것도 가능하나, 본 실시예에서는 냉기배출부(326) 및 구동용 배터리 모듈(100) 사이에 냉기 파이프(621)가 배치된다.
한편, 조절밸브(324b)를 조절하여 온기출구(324a)를 통해 배출되는 제 1 와류(327)의 양을 조절함으로서, 냉기출구(326a)를 통해 배출되는 냉기의 온도를 조절할 수 있다.
냉기배출부(326)에서 냉기출구(326a)를 통해 배출되는 냉기의 온도는 영하의 온도를 가진다. 따라서, 냉각수 순환방식에 비해 급속 냉각이 가능해진다. 본 실시예에서 냉기배출부(326)에서 배출되는 냉기의 온도가 영하 최대 40도씨 이하로 매우 낮기 때문에, 구동용 배터리 모듈(100)의 냉각 및 가열 시스템의 공간을 축소시킬 수 있어 차량의 공간활용 및 연비향샹에 도움이 된다.
제2파이프(620)는 공기 냉각 및 가열장치(300)와 구동용 배터리 모듈(100)을 연결하여, 공기 냉각 및 가열장치(300)에서 발생한 냉기와 온기 중 어느 하나를 구동용 배터리 모듈(100)에 공급한다.
제2파이프(620)는 냉기배출부(326)와 연결되는 냉기 파이프(621)와 온기배출부(324)와 연결되는 온기 파이프(622)를 포함한다. 상술한 냉기 파이프(621)와 온기 파이프(622)는 구동용 배터리 모듈(100)과 연결되기 전에 병합된다.
제1밸브(410)는 상술한 냉기 파이프(621)상에 배치되며, 정확히는 상술한 냉기 파이프(621)와 온기 파이프(622)의 병합지점과 공기 냉각 및 가열장치(300) 사이의 냉기 파이프(621)상에 배치되어 냉기의 유동을 조절한다.
제1밸브(410)는 보통 차단되어 있으나 후술할 제어유닛(700)에 의해 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간 이상이면 개방되어 냉각 및 가열장치(300)가 배출하는 냉기를 구동용 배터리 모듈(100)로 유동시킨다.
제2밸브(420)는 상술한 온기 파이프(622)상에 배치되며, 정확히는 상술한 냉기 파이프(621)와 온기 파이프(622)의 병합지점과 공기 냉각 및 가열장치(300) 사이의 온기 파이프(622)상에 배치되어 온기의 유동을 조절한다.
제2밸브(420)는 보통 차단되어 있으나 후술할 제어유닛(700)에 의해 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간 이하이면 개방되어 냉각 및 가열장치(300)가 배출하는 온기를 구동용 배터리 모듈(100)로 유동시킨다.
내부 파이프(630)는 상술한 제2파이프(620)와 연결되어, 공기 냉각 및 가열장치(300)가 발생시킨 냉기 및 온기 중 어느 하나를 구동용 배터리 모듈(100)의 내부로 유동시킨다.
내부 파이프(630)는 구동용 배터리 모듈(100)의 내부에 배치되며, 복수개로 이루어 진다.
내부 파이프(630)는 구동용 배터리 모듈(100) 중 집중적인 냉각 또는 보온이 필요한 복수의 부품에 집중 배치된다. 따라서 신속한 냉각 및 보온이 가능하여 구동용 배터리 모듈(100)이 항상 최적의 온도범위에서 사용될 수 있도록 한다.
제어유닛(700)은 온도감지장치(200), 제1밸브(410), 제2밸브(420) 및 공기압축기(500)와 연결된다.
제어유닛(700)은 온도감지장치(200)에서 전달받은 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값에 따라 제1밸브(410), 제2밸브(420) 및 공기압축기(500)를 제어한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동차의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는 상술한 바와 같이 공기압축기(500), 공기 냉각 및 가열장치(300), 온도감지장치(200), 구동용 배터리 모듈(100), 제1밸브(410) 및 제2밸브(420)를 포함한다.
상술한 바와 같이 온도감지장치(200), 제1밸브(410), 제2밸브(420) 및 공기압축기(500)는 제어유닛(700)과 연결되고, 제1밸브(410), 제2밸브(420) 및 공기압축기(500)는 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값에 따라 제어된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 구동용 배터리 모듈의 온도값이 설정온도구간 이상인 경우의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하여, 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정 온도구간 이상인 경우에 자동차의 작용을 살펴본다.
전기적으로 구동되는 모터에 전원을 공급하는 구동용 배터리 모듈(100)이 최적의 성능과 수명을 유지하기 위해서는 항상 일정한 온도환경에서 사용하여야 한다.
따라서, 구동용 배터리 모듈(100)이 사용되기 전에 온도감지장치(200)가 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값을 감지하여 제어유닛(700)에 전달한다.
제어유닛(700)은 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간의 범위내인지를 판단한다.
제어유닛(700)은 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간 이상인 경우에 공기압축기(500)를 구동시킨다. 일반적으로 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간 이상인 경우는 구동용 배터리 모듈(100)의 사용에 의해 열이 발생하는 경우와 외부의 온도가 높아진 여름에 자주 발생한다.
공기 압축기(500)는 압축공기를 발생시키며 제1파이프(610)를 통해 공기 냉각 및 가열장치(300)에 공급한다. 일반적으로 압축공기는 상온의 온도와 1~7 Bar의 압력을 가진다.
공기 냉각 및 가열장치(300)는 일반적으로 보텍스 튜브로 이루어지며, 보텍스 튜브는 공기압축기(500)로부터 공급받은 압축공기를 온기와 냉기로 분리시킨다.
공기 냉각 및 가열장치(300)는 양측에 냉기배출부(326)와 온기배출부(324)를 형성하며, 냉기는 냉기배출부(326)를 통해 토출되고, 온기는 온기배출부(324)를 통해 토출된다.
제2파이프(620)는 공기 냉각 및 가열장치(300)와 구동용 배터리 모듈(100)을 연결하여, 공기 냉각 및 가열장치(300)에서 발생한 냉기와 온기 중 어느 하나를 구동용 배터리 모듈(100)에 공급한다.
또한, 제2파이프(620)는 냉기배출부(326)와 연결되는 냉기 파이프(621)와 온기배출부(324)와 연결되는 온기 파이프(622)를 포함한다. 따라서, 상술한 냉기는 냉기 파이프(621)를 통해 구동용 배터리 모듈(100)로 유동되고, 상술한 온기는 온기 파이프(622)를 통해 구동용 배터리 모듈(100)로 유동된다.
냉기 파이프(621)상에는 제1밸브(410)가 배치되고, 온기 파이프(622)상에는 제2밸브(420)가 배치된다. 제1밸브(410)와 제2밸브(420)는 차단되어있어 냉기와 온기를 구동용 배터리 모듈(100)로 유동시키는 것을 차단한다.
제어유닛(700)은 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간 이상인 경우에 제1밸브(410)를 개방시킨다.
따라서, 제1밸브(410)가 개방됨에 따라 냉기는 구동용 배터리 모듈(100)로 유동되고, 구동용 배터리 모듈(100)의 내부에 배치된 복수의 내부 파이프(630)를 통해 냉각이 필요한 부품에 집중적으로 냉각시킨다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 구동용 배터리 모듈의 온도값이 설정온도구간 이하인 경우의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하여, 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정 온도구간 이하인 경우에 자동차의 작용을 살펴본다.
상술한 바와 같이 온도감지장치(200)가 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값을 감지하여 제어유닛(700)에 전달하고, 제어유닛(700)은 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간의 범위내인지를 판단한다.
제어유닛(700)은 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간 이하인 경우에 공기압축기(500)를 구동시킨다. 일반적으로 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간 이하인 경우는 외부의 온도가 낮아진 겨울에 자주 발생한다.
따라서 상술한 바와 같이 같은 원리로 공기 압축기(500)는 압축공기를 발생하여 제1파이프(610)를 통해 공기 냉각 및 가열장치(300)에 공급한다.
공기 냉각 및 가열장치(300)는 압축공기를 온기와 냉기로 분리시켜 구동용 배터리 모듈(100)에 공급한다. 다만, 냉기와 온기는 제1밸브(410)와 제2밸브(420)에 의해 구동용 배터리 모듈(100)로의 유동이 차단되어 있다.
제어유닛(700)은 구동용 배터리 모듈(100)의 온도값이 설정된 온도구간 이하인바 제2밸브(420)를 개방하여 온기를 구동용 배터리 모듈(100)로 유동시킨다.
온기는 구동용 배터리 모듈(100)의 내부에 배치된 복수의 내부 파이프(630)를 통해 보온이 필요한 부품에 집중적으로 보온시킨다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 구동용 배터리 모듈 200: 온도감지장치
300: 공기 냉각 및 가열장치 310: 냉기 토출부
320: 온기 토출부 330: 공기 유입구
410: 제1밸브 420: 제2밸브
500: 공기압축기 610: 제1파이프
620: 제2파이프 621: 냉기 파이프
622: 온기 파이프 630: 내부 파이프
700: 제어유닛

Claims (6)

  1. 압축공기로 제 1 와류(vortex)를 생성하는 와류생성부와;
    상기 제 1 와류를 받아 상기 제 1 와류의 내부에 제2 와류를 생성시키고, 상기 제1 와류의 온기를 배출하는 온기배출부와;
    상기 제 2 와류의 냉기를 배출하는 냉기배출부와;
    전기적으로 구동되는 모터에 전원을 공급하는 구동용 배터리 모듈과;
    상기 구동용 배터리 모듈의 온도값이 설정된 온도구간 이상이면 개방되어 상기 냉기배출부가 배출하는 냉기를 상기 구동용 배터리 모듈로 유동시키는 제1밸브와;
    상기 구동용 배터리 모듈의 온도값이 설정된 온도구간 이하이면 개방되어 상기 온기 배출부가 배출하는 온기를 상기 구동용 배터리 모듈로 유동시키는 제2밸브를 포함하는 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동용 배터리 모듈의 온도값을 감지하는 온도감지장치를 더 포함하는 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 와류생성부에 압축공기를 공급하는 공기압축기를 더 포함하는 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동용 배터리 모듈의 내부에 배치되는 복수의 내부 파이프를 더 포함하는 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 온기배출부 및 상기 냉기배출부와 상기 구동용 배터리 모듈을 연결하는 제2파이프를 더 포함하는 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2파이프는,
    상기 냉기배출부와 상기 배터리모듈을 연결하며 상기 제1밸브가 배치되는 냉기 파이프와;
    상기 온기배출부와 상기 배터리모듈을 연결하며 상기 제2밸브가 배치되는 온기 파이프를 포함하는 자동차 구동용 배터리 모듈의 냉각장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170094015A (ko) * 2016-02-05 2017-08-17 한온시스템 주식회사 차량용 배터리의 열관리 시스템
CN110942920A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 天津翔驰电子有限公司 一种可延长寿命的超级电容控温系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9735332B2 (en) 2014-12-02 2017-08-15 Hyundai Motor Company Thermoelectric power generation system for vehicle
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