KR20130025119A - Apparatus for cooling power module of green car and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 친환경 차량의 파워모듈 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파워모듈에 공냉을 제공하는 냉각팬의 구동속도를 능동적으로 제어하여 냉각팬에 의한 소음을 개선하고 최적의 냉각 효율을 제공하도록 하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power module cooling apparatus of an environmentally friendly vehicle, and more particularly, to actively control a driving speed of a cooling fan that provides air cooling to a power module to improve noise by the cooling fan and to provide an optimal cooling efficiency. It relates to a power module cooling apparatus and method of an environmentally friendly vehicle.
일반적으로 하이브리드 자동차, 전기자동차 등의 친환경 차량은 메인 배터리, 충전기, DC-DC컨버터를 포함하는 파워모듈이 패키지로 구성되어 트렁크 룸에 설치되고, 강제 공냉식 냉각방식이 적용된다.In general, eco-friendly vehicles such as hybrid cars and electric vehicles are installed in the trunk room by a power module including a main battery, a charger, a DC-DC converter, and a forced air cooling type is applied.
패키지로 구성되는 파워모듈의 강제 공냉을 위해 외부의 공기를 유입시켜 각각의 구성요소가 골고루 냉각될 수 있도록 공기의 흐름을 분산시키고, 파워모듈을 구성하는 각 부품의 온도를 검출하여 출구측에 설치되는 냉각팬의 속도를 제어하여 공기의 흐름을 조절한다.For forced air cooling of power modules consisting of packages, the air flow is distributed so that each component can be cooled evenly, and the temperature of each component constituting the power module is detected and installed at the outlet side. The flow of air is controlled by controlling the speed of the cooling fan.
따라서, 패키지로 구성되는 파워모듈에서 발열이 심한 부품, 즉 다이오드, 전력 스위칭소자, 여러개의 셀로 구성되는 메인 배터리, 충전기, DC-DC 컨버터 등의 과열을 방지하게 된다.Therefore, in the power module configured as a package, overheating of components having high heat generation, that is, a diode, a power switching device, a main battery composed of several cells, a charger, a DC-DC converter, and the like is prevented.
파워모듈의 냉각제어는 메인배터리의 충/방전 기능을 관장하는 BMS(Battery Management System ; 배터리제어기)가 담당한다.Cooling control of power module is in charge of BMS (Battery Management System) which manages the charge / discharge function of main battery.
파워모듈을 구성하는 각각의 유닛에는 온도에 따라 냉각 요구 듀티(Duty)가 스텝으로 증가되도록 맵핑되어, 온도의 조건에 따라 냉각을 위한 요구 듀티를 BMS에 제공한다.Each unit constituting the power module is mapped such that the cooling demand duty increases in steps with temperature, thereby providing the BMS with the required duty for cooling according to the temperature condition.
BMS는 파워모듈을 구성하는 각각의 유닛에서 제공되는 냉각 요구 듀티를 수신한 다음 최대값을 취하여 냉각팬을 제어한다. The BMS receives the cooling request duty provided by each unit constituting the power module and then takes the maximum value to control the cooling fan.
예를 들어 DC-DC컨버터에서 제공되는 제1듀티와 충전기에서 요구되는 제2듀티중 최대값을 적용하여 냉각팬의 속도를 제어함으로써, 파워모듈을 공냉시키는 공기의 흐름을 조정한다.For example, by controlling the speed of the cooling fan by applying the maximum value of the first duty provided by the DC-DC converter and the second duty required by the charger, the flow of air for cooling the power module is adjusted.
이러한 종래의 파워모듈 냉각방식은 패키지로 구성되는 파워모듈 각각 유닛의 발열 부위에 대한 온도만이 고려되고 있다.In the conventional power module cooling method, only the temperature of the heat generating portion of each unit of the power module configured as a package is considered.
따라서, 패키지 파워모듈에 흡입되는 공기의 온도에 대해서는 고려가 되지 않아 한여름철 장시간 주차에 의해 캐빈 온도 또는 트렁크룸의 공기가 많이 데워진 경우 혹은 일반적인 상황에서 파워모듈의 각 유닛의 발열온도 보다 외부에서 유입되는 흡입공기의 온도가 높은 경우 파워모듈에 대한 냉각 성능이 저하되거나 오히려 역효과를 가져올 수 있는 문제점이 발생될 수 있다. Therefore, the temperature of the air sucked into the package power module is not taken into consideration, so if the cabin temperature or the air in the trunk room is warmed up due to long parking during the summer, or in general, the air flows outside the heat generation temperature of each unit of the power module. If the temperature of the intake air is high, the cooling performance for the power module may be degraded or may cause a problem that may adversely affect.
또한, BMS는 파워모듈을 구성하는 메인 배터리, 충전기, DC-DC 컨버터로부터 냉각을 위해 요구되는 듀티의 최대값을 취하여 냉각팬의 속도를 제어함으로써 주/정차시 냉각팬으로부터 발생하는 소음에 대한 자유도가 떨어지는 문제점이 발생될 수 있다.In addition, the BMS takes the maximum value of the duty required for cooling from the main battery, charger, and DC-DC converter constituting the power module to control the speed of the cooling fan, thereby controlling the degree of freedom from noise generated from the cooling fan during parking / stopping. The problem of falling may occur.
본 발명의 일 실시예에 따르면 파워모듈에 공냉을 제공하는 냉각팬의 구동속도를 능동적으로 제어하여 냉각팬에 의한 소음을 개선하고 최적의 냉각 효율을 제공하고자 한다.According to an embodiment of the present invention to actively control the driving speed of the cooling fan providing air cooling to the power module to improve the noise by the cooling fan and to provide the optimum cooling efficiency.
본 발명의 일 실시예에 따르는 특징은 메인배터리, 상용전원으로 메인배터리를 충전하는 충전기, 메인배터리의 고전압으로 전장부하용 보조배터리를 충전시키는 DC-DC컨버터를 포함하는 파워모듈; 파워모듈을 구성하는 각 유닛에 공급되는 공기 흐름를 조절하여 냉각시키는 냉각팬; 파워모듈에 유입되는 공기의 온도를 검출하는 온도검출부; 파워모듈 각 유닛에서 제공되는 냉각요구에 따라 냉각팬 구동 듀티를 결정하고, 냉각팬 구동 듀티에 유입 공기의 온도를 적용하여 냉각팬의 구동을 능동적으로 제어하는 BMS(배터리제어기)를 포함하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a power module including a main battery, a charger for charging the main battery with a commercial power supply, and a DC-DC converter for charging an auxiliary battery for electric load with a high voltage of the main battery; Cooling fan for cooling by adjusting the air flow supplied to each unit constituting the power module; A temperature detector detecting a temperature of air flowing into the power module; Eco-friendly vehicle including a BMS (Battery Controller) which determines the cooling fan drive duty according to the cooling requirements provided by each power module and actively controls the operation of the cooling fan by applying the temperature of the inlet air to the cooling fan drive duty. The power module cooling device of the present invention is provided.
상기 BMS(배터리제어기)는 온도검출부에서 제공되는 유입 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 보다 낮은 상태이면 안정된 공냉 온도조건으로 판단하여 냉각팬의 구동 속도를 제3속(Mid_L) 혹은 제1속(Low_L)으로 제어할 수 있다.If the temperature of the inlet air provided from the temperature detector is lower than the set minimum reference temperature (T_low), the BMS (battery controller) determines the driving speed of the cooling fan to the third speed (Mid_L) or the first by determining the stable air cooling temperature condition. Can be controlled by low (L_L).
상기 BMS(배터리제어기)는 온도검출부에서 제공되는 유입 공기의 온도가 설정된 최고기준온도(T_High) 보다 높은 상태이면 유입 공기의 온도가 파워모듈의 발열 온도보다 높은 상태인 것으로 판단하여 냉각팬의 구동을 오프할 수 있다.The BMS (battery controller) determines that the temperature of the inlet air is higher than the heat generation temperature of the power module when the temperature of the inlet air provided from the temperature detector is higher than the set maximum reference temperature (T_High) to drive the cooling fan. You can turn it off.
상기 BMS(배터리제어기)는 냉각팬의 구동이 최대 듀티로 결정되면, 최대 냉각을 요구한 유닛에 냉각팬의 제어 정보를 'ACK' 정보로 제공하고, 상기 BMS로부터 'ACK' 정보를 수신한 해당 유닛은 설정된 일정시간(△T) 동안 전류의 적산치를 계산하여 설정된 기준치 이하로 저하되는 경우 온도 저하에 따라 냉각팬의 구동 요구 듀티를 단계적으로 낮춘 다음 냉각팬 구동 요구로 출력할 수 있다.The BMS (Battery Controller) provides the control information of the cooling fan to the unit requesting the maximum cooling as 'ACK' information when the driving of the cooling fan is determined as the maximum duty, and receives the 'ACK' information from the BMS. The unit may calculate the integrated value of the current for a predetermined time ΔT, and when the temperature falls below the set reference value, the unit may gradually lower the driving request duty of the cooling fan according to the temperature drop and then output the cooling fan driving request.
상기 BMS(배터리제어기)는 냉각팬의 동작 모드를 연관되는 유닛 및 제어기에 제공할 수 있다.The BMS (Battery Controller) can provide the operating mode of the cooling fan to the associated units and controllers.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 파워모듈을 구성하는 메인배터리, 충전기, DC-DC컨버터의 냉각 요구를 검출하여 냉각팬 구동을 위한 듀티값을 결정하는 과정; 파워모듈에 유입되는 공기의 온도를 검출하는 과정; 상기 냉각팬 구동 듀티값에 유입 공기의 온도를 적용하여 냉각팬의 구동속도를 능동적으로 제어하는 과정을 포함하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각방법이 제공된다.In addition, a feature according to another embodiment of the present invention comprises the steps of determining the duty value for driving the cooling fan by detecting the cooling request of the main battery, charger, DC-DC converter constituting the power module; Detecting a temperature of air flowing into the power module; There is provided a power module cooling method of an eco-friendly vehicle including applying a temperature of an inlet air to the cooling fan driving duty value to actively control a driving speed of the cooling fan.
상기 파워모듈로 유입되는 공기의 온도와 설정된 최고기준온도(T_high)를 비교하여 파워모듈에 유입되는 공기의 온도가 설정된 최고기준온도(T_high)를 초과하면 냉각팬의 구동을 중지시켜 파워모듈이 역보온되는 것을 방지할 수 있다.If the temperature of the air flowing into the power module exceeds the set maximum reference temperature (T_high) by comparing the temperature of the air flowing into the power module with the set maximum reference temperature (T_high), the driving of the cooling fan is stopped to reverse the power module. It can prevent to keep warm.
상기 냉각팬 구동을 위한 듀티가 최대 구동값으로 결정되지 않고, 파워모듈로 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 미만이면 냉각팬을 제3속(Mid_L) 혹은 제1속(Low_L)로 구동시킬 수 있다.If the duty for driving the cooling fan is not determined as the maximum driving value, and the temperature of the air flowing into the power module is less than the set minimum reference temperature T_low, the cooling fan is operated at the third speed Mid_L or the first speed Low_L. Can be driven.
상기 냉각팬 구동을 위한 듀티가 최대 구동값으로 결정되지 않고, 파워모듈에 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 이상이면 냉각팬을 제4속(Mid_H) 혹은 제2속(Low_H)로 구동시킬 수 있다.If the duty for driving the cooling fan is not determined as the maximum driving value, and the temperature of the air flowing into the power module is equal to or higher than the set minimum reference temperature T_low, the cooling fan is operated at the fourth speed Mid_H or the second speed Low_H. Can be driven.
상기 냉각팬 구동을 위한 듀티가 최대 구동값으로 결정되고, 파워모듈로 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 미만이면 냉각팬을 제5속(Max_L)으로 구동시킬 수 있다.When the duty for driving the cooling fan is determined as the maximum driving value, and the temperature of the air flowing into the power module is less than the set minimum reference temperature T_low, the cooling fan may be driven at the fifth speed Max_L.
상기 냉각팬 구동을 위한 듀티가 최대 구동값으로 결정되고, 파워모듈에 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 이상이면 냉각팬을 제6속(Max_H)으로 구동시킬 수 있다.When the duty for driving the cooling fan is determined as the maximum driving value, and the temperature of the air flowing into the power module is equal to or higher than the set minimum reference temperature T_low, the cooling fan may be driven at the sixth speed Max_H.
상기 냉각팬 구동을 위한 듀티가 최대 구동값으로 결정되면, BMS(배터리제어기)는 냉각팬의 최대 구동을 요구한 유닛에 냉각팬의 제어정보를 'ACK'로 제공하고, 상기 BMS(배터리제어기)로부터 'ACK' 정보를 수신한 해당 유닛은 설정된 일정시간(△T) 동안 전류의 적산치를 계산하여 설정된 기준치 이하로 저하되는지 판단하며, 전류의 적산치가 설정된 기준치 이하로 저하되면 온도 저하에 따라 냉각팬의 구동 요구 듀티를 단계적으로 낮추어 BMS(배터리제어기)에 요구하고, BMS(배터리제어기)는 냉각팬의 구동요구와 파워모듈에 유입되는 공기의 온도에 따라 냉각팬의 구동속도를 제어할 수 있다.When the duty for driving the cooling fan is determined as the maximum driving value, the BMS (battery controller) provides the control information of the cooling fan to the unit requesting the maximum driving of the cooling fan as 'ACK', and the BMS (battery controller) Receiving 'ACK' information from the unit, the unit calculates the integrated value of the current for a predetermined time (△ T) to determine whether it falls below the set reference value.If the integrated value of the current falls below the set reference value, the cooling fan according to the temperature drop. By lowering the driving demand duty of the step by step BMS (battery controller), the BMS (battery controller) can control the drive speed of the cooling fan according to the drive demand of the cooling fan and the temperature of the air flowing into the power module.
이와 같이 본 발명은 파워모듈 공냉을 위한 냉각팬의 속도와 최대 출력으로 운전되는 시간을 능동적으로 제어함으로써, 전장부하를 감소시키고 냉각효율을 상승시킬 수 있다.As described above, the present invention can actively control the speed of the cooling fan for air module cooling and the operation time at the maximum output, thereby reducing the electric load and increasing the cooling efficiency.
또한, 파워모듈에 유입되는 공기 온도가 파워모듈 각 유닛의 발열온도 보다 높은 경우 냉각팬의 작동을 오프함으로써, 각 유닛이 역으로 보온되는 현상을 방지할 수 있어 안전성과 냉각 효율을 높일 수 있다.In addition, when the air temperature flowing into the power module is higher than the heat generation temperature of each unit of the power module, by turning off the cooling fan, it is possible to prevent the phenomenon in which each unit is insulated backwards, thereby increasing safety and cooling efficiency.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 차량의 파워모듈 냉각장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 차량의 파워모듈 냉각절차를 도시한 흐름도이다.1 is a view schematically showing a power module cooling apparatus of an environment-friendly vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a power module cooling procedure of an eco-friendly vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.The present invention can be embodied in various different forms, and thus the present invention is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 차량의 파워모듈 냉각장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a power module cooling apparatus of an environment-friendly vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명은 다수개의 셀로 구성되어 모터 구동을 위한 고전압이 저장되는 메인배터리(101)와 외부의 상용전원을 직류전압으로 변환시켜 메인배터리의 충전을 실행하는 충전기(102), 메인배터리(101)의 고전압을 변환시켜 전장부하용 보조배터리의 충전을 실행시키는 DC-DC컨버터(103), 메인배터리의 충/방전을 제어하고 각 유닛에서 제공되는 온도에 따라 듀티와 유입되는 외부 공기의 온도에 따라 냉각팬(105)의 온/오프 및 속도를 능동적으로 제어하는 BMS(104) 및 상기 BMS(104)의 제어에 따라 속도가 제어되어 공기의 흐름과 유입/유출을 제공하여 각 유닛의 냉각을 실행시키는 냉각팬(105)이 하나의 패키지 파워모듈(100)로 구성되어 트렁크룸에 설치될 수 있다.Referring to Figure 1, the present invention is composed of a plurality of cells, the
상기 파워모듈(100)의 일측에는 외부의 공기가 유입되는 공기유입구(110)가 설치되고, 다른 일측에는 파워모듈(100)의 각 유닛과 열교환이 실행된 공기를 외부로 배출시키는 공기배출구(120)가 설치되고, 상기 공기유입구(110)의 일측 소정위치에 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도를 검출하여 BMS(104)에 제공하는 온도검출부(111)가 설치된다.One side of the
상기 BMS(104)는 파워모듈(100)의 각 유닛에서 제공되는 냉각 요구에 따라 냉각팬 구동을 위한 듀티를 결정하고, 냉각팬 구동 듀티에 온도검출부(111)에서 제공되는 공기의 온도를 적용하여 냉각팬의 온/오프와 구동속도를 능동적으로 제어하여 파워모듈(100)을 구성하는 각 유닛의 효율적인 냉각을 제공하고, 전장부하의 소비를 최소화하여 시스템의 효율을 향상시킨다.The BMS 104 determines the duty for driving the cooling fan according to the cooling request provided by each unit of the
상기 BMS(104)는 상기 온도검출부(111)에서 제공되는 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 보다 낮은 상태이면 공기의 온도가 아주 양호한 냉각을 갖는 온도이므로 냉각팬(105)의 구동 속도를 느리게 제어하여 전장부하의 소비를 최소화한다.When the temperature of the air flowing into the
상기 BMS(104)는 상기 온도검출부(111)에서 제공되는 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도가 설정된 최고기준온도(T_high) 보다 높은 상태이면 유입되는 공기의 온도가 파워모듈(100) 각 유닛의 발열 온도보다 높은 상태인 것으로 판단하여 냉각팬(105)의 구동을 오프한다.When the temperature of the air flowing into the
따라서, 고온으로 유입되는 공기에 의해 파워모듈(100)의 각 유닛이 역으로 보온되는 현상을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the phenomenon in which each unit of the
상기 BMS(104)는 냉각팬(105)의 구동 듀티가 최대값으로 결정되면, 최대 냉각을 요구한 유닛에 냉각팬(105)의 제어정보를 'ACK'로 제공하고, 상기 BMS(104)로부터 'ACK'를 수신한 해당 유닛은 설정된 일정시간(△T) 동안 전류의 적산치를 계산하여 설정된 기준치 이하로 저하되는 경우 온도 저하에 따라 냉각팬(105)의 구동 요구 듀티를 단계적으로 낮추어 냉각 요구를 출력한다.When the driving duty of the
따라서, BMS(104)는 냉각팬(105)이 최대의 속도로 운전되는 시간을 단축시켜 주/정차시 소음 문제를 개선할 수 있고 전장부하 소비를 축소시키는 효과를 볼 수 있다. Therefore, the BMS 104 may shorten the time for which the
또한, BMS(104)는 냉각팬(105)의 동작 모드를 연관되는 유닛 및 제어기에 제공하여 시스템의 오프시 출력 제한을 실행시켜 과열 상황을 방지함으로서 유닛내 파워부품을 열적 스트레스로부터 보호할 수 있다.In addition, the BMS 104 can provide an operating mode of the
전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.The operation of the present invention including the functions as described above is executed as follows.
본 발명이 적용되는 친환경 차량이 시동 온되면 BMS(104)는 파워모듈(100)을 구성하는 유닛인 메인배터리(101), 충전기(102), DC-DC컨버터(103)에서 듀티신호로 제공되는 냉각 요구를 검출한다(S101).When the eco-friendly vehicle to which the present invention is applied is turned on, the
이후, 파워모듈(100)을 구성하는 각 유닛에서 제공되는 냉각 요구에 따라 냉각팬(105)을 구동시키기 위한 듀티를 계산한다(S102).Thereafter, the duty for driving the
그리고, BMS(104)는 온도검출부(111)로부터 파워모듈(100)에 유입되는 공기의 온도(T_inlet)를 모니터링하여(S103) 유입되는 공기의 온도(T_inlet)가 설정된 최고기준온도(T_high) 보다 높은 상태인지를 판단한다(S104).In addition, the BMS 104 monitors the temperature T_inlet of the air flowing into the
상기 S104에서 BMS(104)는 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도(T_inlet)가 설정된 최고기준온도(T_high) 보다 높은 상태이면 유입되는 공기의 온도가 파워모듈(100) 각 유닛의 발열 온도보다 높아 파워모듈(100)의 각 유닛이 역으로 보온될 수 있는 상태로 판단하여(S105) 냉각팬(105)의 구동을 오프한다(S106).In S104, when the temperature T_inlet of the air flowing into the
따라서, 고온으로 유입되는 공기에 의해 파워모듈(100)의 각 유닛이 역으로 보온되는 현상을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the phenomenon in which each unit of the
상기 S104에서 BMS(104)는 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도(T_inlet)가 설정된 최고기준온도(T_high) 보다 낮은 상태이면 상기 S102에서 냉각팬(105)의 구동 듀티가 최대값으로 결정되었는지 판단한다(S107).In S104, when the temperature T_inlet of the air flowing into the
상기 S107에서 BMS(104)는 냉각팬(105)의 구동 듀티가 최대값으로 결정되지 않았으면 상기 냉각팬(105)의 구동 듀티에 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도(T_inlet)가 설정된 최저기준온도(T_low) 이하인지를 판단한다(S108).In S107, when the driving duty of the cooling
상기 S108에서 BMS(104)는 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 이상이면 냉각팬(105)의 구동 듀티를 제4속(Mid_H) 혹은 제2속(Low_H)으로 출력하여 냉각팬(105)의 구동속도를 제어한다(S109).In S108, when the temperature of the air flowing into the
그러나, 상기 S108에서 BMS(104)는 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도(T_inlet)가 설정된 최저기준온도(T_low) 보다 낮은 상태이면 공기의 온도가 아주 양호한 냉각을 갖는 온도이므로 냉각팬(105)의 구동 듀티를 제3속(Mid_L) 혹은 제1속(Low_L)로 출력하여 냉각팬(105)의 구동속도를 제어한다(S110).However, in S108, when the temperature T_inlet of the air flowing into the
따라서, 냉각팬(105)의 구동에 따른 전장부하의 소비를 최소화한다.Therefore, consumption of electric load due to the driving of the cooling
또한, 상기 S107에서 BMS(104)는 냉각팬(105)의 구동을 위한 듀티가 최대값으로 결정된 것으로 판단되면 최대 냉각을 요청한 해당 유닛에 냉각팬(105)이 최대의 구동속도로 제어되고 있음을 'ACK'로 제공한다(S111).In addition, when it is determined in step S107 that the duty for driving the cooling
이후, 상기 BMS(104)로부터 'ACK'를 수신한 해당 유닛은 설정된 일정시간(△T) 동안 전류의 적산치를 계산하여 설정된 기준치 이하로 저하되는 경우 온도 저하에 따라 냉각팬(105)의 구동 요구 듀티를 단계적으로 낮춘 다음 BMS(104)에 냉각 요구로 제공한다(S112).Subsequently, the unit receiving the 'ACK' from the
따라서, BMS(104)는 파워모듈(100)의 각 유닛에서 제공되는 냉각 요구가 설정된 최대값 보다 작은 상태로 검출되는지 판단한다(S113).Therefore, the
상기 S113에서 BMS(104)는 파워모듈(100)의 각 유닛에서 요구되는 냉각 요구가 설정된 최대값 보다 작으면 상기 S102의 과정으로 리턴되고, 작지 않으면 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 보다 낮은 상태인지를 판단한다(S114).In S113, the
상기 S114에서 BMS(104)는 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도(T_inlet)가 설정된 최저기준온도(T_low) 보다 높은 상태이면 냉각팬(105)의 구동 듀티를 제6속(Max_H)로 출력하여 냉각팬(105)의 구동 속도를 최고의 속도로 제어한다(S115).In S114, when the temperature T_inlet of the air flowing into the
그러나, 상기 S114에서 BMS(104)는 파워모듈(100)로 유입되는 공기의 온도(T_inlet)가 설정된 최저기준온도(T_low) 보다 낮은 상태이면 냉각팬(105)의 구동 듀티를 제5속(Max_L)으로 출력하여 냉각팬(105)의 구동속도를 제어한다(S116).However, in S114, when the temperature T_inlet of the air flowing into the
즉, 냉각팬(105)이 구동 속도를 단계적으로 낮추어줌으로써, 냉각팬(105)이 최대의 속도로 운전되는 시간이 단축되어 주/정차시 소음 문제를 개선할 수 있고 전장부하 소비를 축소시키는 효과를 볼 수 있다. That is, by lowering the driving speed by the cooling
또한, BMS(104)는 냉각팬(105)의 동작 모드를 연관되는 유닛 및 제어기에 제공하여 냉각 시스템의 오프시 출력 제한을 실행시켜 과열 상황을 방지함으로서 유닛내 파워부품을 열적 스트레스로부터 보호할 수 있다.In addition, the
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
100 : 파워모듈 101 : 메인배터리
102 : 충전기 103 : DC-DC컨버터
105 : 냉각팬 111 : 온도검출부100: power module 101: main battery
102: charger 103: DC-DC converter
105: cooling fan 111: temperature detection unit
Claims (12)
파워모듈을 구성하는 각 유닛에 공급되는 공기 흐름를 조절하여 냉각시키는 냉각팬;
파워모듈에 유입되는 공기의 온도를 검출하는 온도검출부;
파워모듈 각 유닛에서 제공되는 냉각요구에 따라 냉각팬 구동 듀티를 결정하고, 냉각팬 구동 듀티에 유입 공기의 온도를 적용하여 냉각팬의 구동을 능동적으로 제어하는 BMS(배터리제어기);
를 포함하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각장치.A power module including a main battery, a charger for charging the main battery with a commercial power supply, and a DC-DC converter for charging the auxiliary battery for electric load with the high voltage of the main battery;
Cooling fan for cooling by adjusting the air flow supplied to each unit constituting the power module;
A temperature detector detecting a temperature of air flowing into the power module;
A BMS (battery controller) which determines a cooling fan driving duty according to cooling requirements provided by each power module, and actively controls driving of the cooling fan by applying a temperature of inlet air to the cooling fan driving duty;
Power module cooling device of an eco-friendly vehicle comprising a.
상기 BMS(배터리제어기)는 온도검출부에서 제공되는 유입 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 보다 낮은 상태이면 안정된 공냉 온도조건으로 판단하여 냉각팬의 구동 속도를 제3속(Mid_L) 혹은 제1속(Low_L)으로 제어하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각장치.The method of claim 1,
If the temperature of the inlet air provided from the temperature detector is lower than the set minimum reference temperature (T_low), the BMS (battery controller) determines the driving speed of the cooling fan to the third speed (Mid_L) or the first by determining the stable air cooling temperature condition. Power module cooling device for an eco-friendly vehicle, characterized in that controlled by low (Low_L).
상기 BMS(배터리제어기)는 온도검출부에서 제공되는 유입 공기의 온도가 설정된 최고기준온도(T_High) 보다 높은 상태이면 유입 공기의 온도가 파워모듈의 발열 온도보다 높은 상태인 것으로 판단하여 냉각팬의 구동을 오프하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각장치.The method of claim 1,
The BMS (battery controller) determines that the temperature of the inlet air is higher than the heat generation temperature of the power module when the temperature of the inlet air provided from the temperature detector is higher than the set maximum reference temperature (T_High) to drive the cooling fan. Power module cooling device of an eco-friendly vehicle, characterized in that off.
상기 BMS(배터리제어기)는 냉각팬의 구동이 최대 듀티로 결정되면, 최대 냉각을 요구한 유닛에 냉각팬의 제어 정보를 'ACK' 정보로 제공하고,
상기 BMS로부터 'ACK' 정보를 수신한 해당 유닛은 설정된 일정시간(△T) 동안 전류의 적산치를 계산하여 설정된 기준치 이하로 저하되는 경우 온도 저하에 따라 냉각팬의 구동 요구 듀티를 단계적으로 낮춘 다음 냉각팬 구동 요구로 출력하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각장치.The method of claim 1,
The BMS (Battery Controller) provides the control information of the cooling fan as 'ACK' information to the unit requesting the maximum cooling, when the driving of the cooling fan is determined as the maximum duty.
When the unit receives the 'ACK' information from the BMS, the unit calculates the integrated value of the current for a predetermined time (ΔT) and lowers the driving request duty of the cooling fan step by step according to the temperature drop when the integrated value falls below the set reference value. Power module cooling device for an eco-friendly vehicle, characterized in that output as a fan drive request.
상기 BMS(배터리제어기)는 냉각팬의 동작 모드를 연관되는 유닛 및 제어기에 제공하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각장치.The method of claim 1,
The BMS (battery controller) is a power module cooling device for an eco-friendly vehicle to provide the operation mode of the cooling fan to the associated unit and the controller.
파워모듈에 유입되는 공기의 온도를 검출하는 과정;
상기 냉각팬 구동 듀티값에 유입 공기의 온도를 적용하여 냉각팬의 구동속도를 능동적으로 제어하는 과정;
을 포함하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각방법.Determining a duty value for driving a cooling fan by detecting a cooling request of a main battery, a charger, and a DC-DC converter constituting the power module;
Detecting a temperature of air flowing into the power module;
Actively controlling a driving speed of a cooling fan by applying a temperature of inlet air to the cooling fan driving duty value;
Power module cooling method of an environmentally friendly vehicle comprising a.
상기 파워모듈로 유입되는 공기의 온도와 설정된 최고기준온도(T_high)를 비교하여 파워모듈에 유입되는 공기의 온도가 설정된 최고기준온도(T_high)를 초과하면 냉각팬의 구동을 중지시켜 파워모듈이 역보온되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각방법.The method according to claim 6,
If the temperature of the air flowing into the power module exceeds the set maximum reference temperature (T_high) by comparing the temperature of the air flowing into the power module with the set maximum reference temperature (T_high), the driving of the cooling fan is stopped to reverse the power module. Cooling method of the power module of the eco-friendly vehicle, characterized in that to prevent the warmth.
상기 냉각팬 구동을 위한 듀티가 최대 구동값으로 결정되지 않고, 파워모듈로 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 미만이면 냉각팬을 제3속(Mid_L) 혹은 제1속(Low_L)로 구동시키는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각방법.The method according to claim 6,
If the duty for driving the cooling fan is not determined as the maximum driving value, and the temperature of the air flowing into the power module is less than the set minimum reference temperature T_low, the cooling fan is operated at the third speed Mid_L or the first speed Low_L. Power module cooling method of an eco-friendly vehicle, characterized in that driven by.
상기 냉각팬 구동을 위한 듀티가 최대 구동값으로 결정되지 않고, 파워모듈에 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 이상이면 냉각팬을 제4속(Mid_H) 혹은 제2속(Low_H)로 구동시키는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각방법.The method according to claim 6,
If the duty for driving the cooling fan is not determined as the maximum driving value, and the temperature of the air flowing into the power module is equal to or higher than the set minimum reference temperature T_low, the cooling fan is operated at the fourth speed Mid_H or the second speed Low_H. Power module cooling method of an eco-friendly vehicle, characterized in that driven by.
상기 냉각팬 구동을 위한 듀티가 최대 구동값으로 결정되고, 파워모듈로 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 미만이면 냉각팬을 제5속(Max_L)으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각방법.The method according to claim 6,
The duty for driving the cooling fan is determined as the maximum driving value, and if the temperature of the air flowing into the power module is less than the set minimum reference temperature (T_low), the cooling fan is driven at a fifth speed (Max_L) How to cool the power module of a vehicle.
상기 냉각팬 구동을 위한 듀티가 최대 구동값으로 결정되고, 파워모듈에 유입되는 공기의 온도가 설정된 최저기준온도(T_low) 이상이면 냉각팬을 제6속(Max_H)으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각방법.The method according to claim 6,
The duty for driving the cooling fan is determined as the maximum drive value, and if the temperature of the air flowing into the power module is higher than the set minimum reference temperature (T_low), the cooling fan is driven at a sixth speed (Max_H) How to cool the power module of a vehicle.
상기 냉각팬 구동을 위한 듀티가 최대 구동값으로 결정되면, BMS(배터리제어기)는 냉각팬의 최대 구동을 요구한 유닛에 냉각팬의 제어정보를 'ACK'로 제공하고,
상기 BMS(배터리제어기)로부터 'ACK' 정보를 수신한 해당 유닛은 설정된 일정시간(△T) 동안 전류의 적산치를 계산하여 설정된 기준치 이하로 저하되는지 판단하며,
전류의 적산치가 설정된 기준치 이하로 저하되면 온도 저하에 따라 냉각팬의 구동 요구 듀티를 단계적으로 낮추어 BMS(배터리제어기)에 요구하고,
BMS(배터리제어기)는 냉각팬의 구동요구와 파워모듈에 유입되는 공기의 온도에 따라 냉각팬의 구동속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 파워모듈 냉각방법.The method according to claim 6,
When the duty for driving the cooling fan is determined as the maximum driving value, the BMS (battery controller) provides the control information of the cooling fan to the unit requesting the maximum driving of the cooling fan as 'ACK',
Receiving 'ACK' information from the BMS (battery controller), the corresponding unit calculates the integrated value of the current for a predetermined time (△ T) to determine whether or not lower than the set reference value,
When the integrated value of the current falls below the set reference value, the BMS (battery controller) requests the BMS (battery controller) by gradually lowering the driving demand duty of the cooling fan according to the temperature drop.
BMS (battery controller) is a power module cooling method of the eco-friendly vehicle, characterized in that for controlling the driving speed of the cooling fan according to the drive fan's driving requirements and the temperature of the air flowing into the power module.
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