KR20130034855A - Cooling system of thermoelectric generator for vehicle, and control method thereof - Google Patents

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KR20130034855A KR1020110098978A KR20110098978A KR20130034855A KR 20130034855 A KR20130034855 A KR 20130034855A KR 1020110098978 A KR1020110098978 A KR 1020110098978A KR 20110098978 A KR20110098978 A KR 20110098978A KR 20130034855 A KR20130034855 A KR 20130034855A
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Abstract

PURPOSE: A cooling system for a thermoelectric generator and a control method thereof are provided to maintain the temperature of a low-temperature part of the thermoelectric generator lower than a target temperature by controlling the flow of cooling water passing through a circulating path. CONSTITUTION: A cooling system for a thermoelectric generator comprises a thermoelectric generation unit(10), a circulating path(20), a low-temperature radiator(30), an electromotive pump(40), and a controller(60). The thermoelectric generation unit generates electricity using the exhaust heat of an engine. The low-temperature emits the heat of cooling water passing through a low-temperature part along the circulating path. The electromotive pump makes the cooling water circulate in the low-temperature part and the low-temperature radiator. The controller controls the electromotive pump to maintain the temperature of the low-temperature part at a predetermined temperature according to the monitored temperature of the cooling water of the circulating path. [Reference numerals] (10) Thermal generation unit; (30) Low-temperature radiator; (40) Electromotive pump; (AA) Exhaust gas; (BB) Valve; (CC) Pump; (DD) Radiator; (EE) Cooling water temperature, Vehicle speed;

Description

열전발전장치의 냉각시스템 및 이의 제어방법{Cooling system of thermoelectric generator for vehicle, and control method thereof}Cooling system of thermoelectric generator and its control method {Cooling system of thermoelectric generator for vehicle, and control method

본 발명은 열전발전장치의 냉각시스템에 관한 것으로, 차량의 엔진 배기열을 이용한 열전발전장치의 저온부를 냉각하기 위한 열전발전장치의 냉각시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling system of a thermoelectric generator, and more particularly to a cooling system of a thermoelectric generator for cooling a low temperature portion of a thermoelectric generator using engine exhaust heat of a vehicle.

고유가 시대에 맞춰 자동차 메이커들은 내연기관 효율 개선에 노력하고 있다. 그 중 배기가스의 열에너지를 활용하는 열전발전장치는 고온부와 저온부의 온도차이에 의해 전기가 발생하는 제베크(Seebeck) 효과를 이용한 장치이다.In line with the era of high oil prices, automakers are trying to improve the efficiency of internal combustion engines. Among them, a thermoelectric generator using heat energy of exhaust gas is a device using a Seebeck effect in which electricity is generated by a temperature difference between a high temperature part and a low temperature part.

열전발전장치는 배기가스의 열에너지를 전기에너지로 회수하는데, 고온부는 배기가스 열이 지나가는 통로에 배치되고, 저온부는 차량에 구축된 냉각시스템에 의해 냉각된다. 따라서 온도의 조절이 어려운 고온부에 비해 저온부의 온도를 효과적으로 관리함으로써 열전발전장치의 발전효율을 높일 수 있다.The thermoelectric generator recovers thermal energy of the exhaust gas as electrical energy. The high temperature portion is disposed in a passage through which the exhaust gas heat passes, and the low temperature portion is cooled by a cooling system built in the vehicle. Therefore, it is possible to increase the power generation efficiency of the thermoelectric generator by effectively managing the temperature of the low temperature portion compared to the high temperature portion that is difficult to control the temperature.

그러나, 종래 열전발전장치의 저온부를 냉각하기 위한 방법은 대부분 차량의 엔진 등에 구현된 냉각시스템을 그대로 이용하는 수준에 그치고 있고, 저온부에 대한 적극적인 온도관리를 통해 열전발전장치의 발전효율을 높이는 기술은 부족한 실정이다.However, the conventional method for cooling the low temperature part of the thermoelectric generator is only a level using the cooling system implemented in the engine of the vehicle as it is, and the technology for improving the power generation efficiency of the thermoelectric generator through active temperature management for the low temperature part is insufficient. It is true.

KR 10-2011-0077486A, 2011. 07. 07, 도면 1KR 10-2011-0077486A, July 07, 2011, Drawing 1

본 발명의 목적은 차량의 엔진 배기열을 이용한 열전발전장치의 저온부의 온도를 효과적으로 관리함으로써 발전효율을 높일 수 있는 열전발전장치의 냉각시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cooling system of a thermoelectric generator which can increase power generation efficiency by effectively managing a temperature of a low temperature portion of a thermoelectric generator using an engine exhaust heat of a vehicle.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 엔지 배기열을 이용한 열전발전장치의 저온부의 온도를 관리하는 열전발전장치의 냉각시스템에 관한 것으로, 본 열전발전장치의 냉각시스템은 차량의 엔진 배기열을 이용하여 전력을 발생하는 열전발전장치; 상기 열전발전장치의 저온부를 통해 냉각수를 순환하기 위한 순환로; 상기 순환로를 따라 상기 저온부를 통과한 냉각수의 열을 발산하기 위한 저온라디에이터; 상기 순환로를 통해 상기 냉각수가 상기 저온부 및 상기 저온라디에이터를 순환하도록 외부의 제어에 의해 구동되는 전동식펌프; 및 상기 순환로의 냉각수온을 모니터링하고, 이 모니터링된 냉각수온의 정보를 이용하여 상기 저온부의 온도가 사전에 정해진 목표온도를 유지하도록 상기 전동식펌프를 제어하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object relates to a cooling system of the thermoelectric generator for managing the temperature of the low temperature portion of the thermoelectric generator using the engine exhaust heat of the vehicle, the cooling system of the thermoelectric generator using the engine exhaust heat of the vehicle A thermoelectric generator for generating electric power; A circulation path for circulating cooling water through a low temperature portion of the thermoelectric generator; A low temperature radiator for dissipating heat of the cooling water passing through the low temperature portion along the circulation path; An electric pump driven by an external control to circulate the coolant and the cold radiator through the circulation path; And a controller that monitors the cooling water temperature of the circulation path and controls the electric pump so that the temperature of the low temperature portion maintains a predetermined target temperature by using the monitored cooling water temperature information.

여기서, 본 열전발전장치의 냉각시스템은 상기 제어기의 제어에 의해, 상기 냉각수의 온도를 추가적으로 낮추도록 구동되는 저온라디에이터용 냉각팬을 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 냉각수온의 정보를 통해 냉각수의 추가적인 냉각이 필요하다고 판단한 경우 상기 냉각수의 온도를 추가적으로 낮추기 위해 상기 저온라디에이터용 냉각팬이 구동되도록 제어한다.Here, the cooling system of the thermoelectric generator further includes a cooling fan for a low-temperature radiator which is driven to further lower the temperature of the cooling water under the control of the controller, wherein the controller is configured to control the cooling water through the information of the cooling water temperature. If it is determined that additional cooling is required, the cooling fan for the low temperature radiator is controlled to further lower the temperature of the cooling water.

상기 저온라디에이터용 냉각팬을 별도로 포함하지 않는 경우로서, 상기 저온라디에이터는, 엔진라디에이터용 냉각팬으로부터 송풍된 바람이 도달되도록 엔진라디에이터에 인접하여 배치되고, 상기 제어기는, 상기 냉각수온의 정보를 통해 냉각수의 추가적인 냉각이 필요하다고 판단한 경우 상기 냉각수의 온도를 추가적으로 낮추기 위해 상기 엔진라디에이터용 냉각팬이 구동되도록 제어할 수 있다.When the low temperature radiator does not include a cooling fan separately, the low temperature radiator is disposed adjacent to the engine radiator so that the wind blown from the cooling radiator for the engine radiator is reached, and the controller is connected to the coolant temperature information. If it is determined that additional cooling of the cooling water is required, the cooling fan for the engine radiator may be controlled to further lower the temperature of the cooling water.

상기 제어기에서, 상기 냉각수의 추가적 냉각이 필요한 경우는, 상기 냉각수온의 정보가 사전에 설정된 위험온도보다 큰 경우에 해당된다.In the controller, when additional cooling of the cooling water is required, the information of the cooling water temperature is greater than a preset dangerous temperature.

상기 제어기에서, 상기 냉각팬을 제어하기 위한 제어신호는 외부로부터 입력된 차속과 상기 냉각수온의 정보에 의해 결정될 수 있고, 상기 전동식펌프를 제어하기 위한 제어신호는 상기 냉각수온의 정보에 의해 결정될 수 있다.In the controller, the control signal for controlling the cooling fan may be determined by the information of the vehicle speed and the cooling water temperature input from the outside, the control signal for controlling the electric pump may be determined by the information of the cooling water temperature. have.

상기 제어기의 제어기능은 차량의 엔진제어유닛(Engine Control Unit)에서 수행될 수 있다. 또한 상기 제어기의 제어신호는 규약으로 정해진 통신신호 또는 전압신호로 마련될 수 있다.The control function of the controller may be performed in an engine control unit of the vehicle. In addition, the control signal of the controller may be provided as a communication signal or a voltage signal determined by the protocol.

한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 엔진 배기열을 이용한 열전발전장치의 저온부를 통해 냉각수를 순환하기 위한 순환로와, 상기 순환로를 통해 상기 냉각수가 순환되도록 구동되는 전동식펌프와, 상기 순환로에 설치된 저온라디에이터를 구비한 열전발전장치의 냉각시스템의 제어방법에 관한 것으로, 본 열전발전장치의 냉각시스템의 제어방법은, 상기 순환로의 냉각수온을 모니터링하는 단계; 및 상기 모니터링된 냉각수온이 사전에 정해진 위험온도 보다 큰 경우 상기 냉각수가 순환되도록 상기 전동식펌프를 구동하고, 상기 전동식펌프를 구동함과 동시에 상기 순환로를 통과하는 냉각수의 열을 발산하기 위해 상기 저온라디에이터에 설치된 저온라디에이터용 냉각팬을 구동하는 단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, the present invention for achieving the object of the present invention is a circulation path for circulating the cooling water through the low temperature portion of the thermoelectric generator using the engine exhaust heat of the vehicle, an electric pump driven to circulate the cooling water through the circulation path, and A control method of a cooling system of a thermoelectric generator having a low temperature radiator installed in a circulation path, the control method of the cooling system of the thermoelectric generator includes the steps of: monitoring the cooling water temperature of the circulation path; And the low temperature radiator for driving the electric pump to circulate the coolant when the monitored coolant temperature is greater than a predetermined dangerous temperature, and for dissipating heat of the coolant passing through the circulation path while driving the electric pump. It may include; driving a cooling fan for a low-temperature radiator installed in.

상기 모니터링된 냉각수온이 사전에 정해진 위험온도 이하이고 사전에 정해진 목표온도 보다 큰 경우 상기 냉각수가 순환되도록 상기 전동식펌프를 구동하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include driving the electric pump to circulate the coolant when the monitored coolant temperature is lower than a predetermined dangerous temperature and higher than a predetermined target temperature.

상기 전동식펌프를 구동하기 위한 제어신호는 상기 모니터링된 냉각수온의 정보에 의해 산출되고, 상기 저온라디에이터용 냉각팬을 구동하기 위한 제어신호는 상기 모니터링된 냉각수온과 외부로부터 입력된 차속에 의해 산출될 수 있다.The control signal for driving the electric pump is calculated by the information of the monitored cooling water temperature, and the control signal for driving the cooling fan for the low temperature radiator is calculated by the monitored cooling water temperature and the vehicle speed input from the outside. Can be.

이와 같이, 본 발명에 따른 열전발전장치의 냉각시스템은 열전발전장치의 저온부를 통과하도록 별도로 구축된 순환로에 의해 저온부의 냉각을 효과적으로 수행함으로써 종래에 비해 발전효율을 높일 수 있다.As such, the cooling system of the thermoelectric generator according to the present invention can increase the power generation efficiency in comparison with the prior art by effectively cooling the low-temperature portion by a circulation path separately constructed to pass through the low-temperature portion of the thermoelectric generator.

또한, 본 발명에 따른 열전발전장치의 냉각시스템은 모니터링된 냉각수온을 이용하여 순환로를 통과하는 냉각수의 유량을 조절하여 열전발전장치의 저온부의 온도를 목표온도보다 낮게 관리함으로써 발전효율을 일정 수준으로 유지할 수 있다In addition, the cooling system of the thermoelectric generator according to the present invention by controlling the flow rate of the cooling water passing through the circulation path using the monitored cooling water temperature to manage the temperature of the low temperature portion of the thermoelectric generator lower than the target temperature to a certain level of power generation efficiency. I can keep it

또한, 본 발명에 따른 열전발전장치의 냉각시스템은 냉각수온이 시스템 자체의 안정성을 손상시킬 정도인 위험온도에 도달한 경우 전동식펌프의 구동에 추가하여 저온라디에이터용 냉각팬의 구동을 수행함으로써 더욱 신속하게 냉각수의 온도를 낮출 수 있다.In addition, the cooling system of the thermoelectric generator according to the present invention, when the cooling water temperature reaches a dangerous temperature that is such as to impair the stability of the system itself, in addition to the driving of the electric pump to perform the drive of the cooling fan for low temperature radiator more quickly The temperature of the coolant can be lowered.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템의 변형된 형태를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템의 제어절차도이다.1 is a block diagram of a cooling system of a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a modified form of the cooling system of the thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.
3 is a control flowchart of a cooling system of a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템 및 이의 제어방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a cooling system and a control method thereof of a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템(1)에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템의 블록도이다.A cooling system 1 of a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. 1 is a block diagram of a cooling system of a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 엔진과 엔진의 냉각시스템에 부가 배치되어 독립적으로 운용되며, 열전발전장치(10), 순환로(20), 저온라디에이터(30), 저온라디에이터용 냉각팬(50), 전동식펌프(40) 및 제어기(60)로 이루어질 수 있다.The cooling system 1 of the thermoelectric generator according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, is additionally disposed in the engine and the cooling system of the engine and operated independently, and the thermoelectric generator 10 and the circulation path ( 20), the low temperature radiator 30, the low temperature radiator cooling fan 50, the electric pump 40 and the controller 60 may be made.

열전발전장치(10)는 차량의 엔진 배기열을 이용하여 전력을 발생하는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 고온부가 엔진의 배기가스가 통과하는 배기부에 연결되고, 저온부가 냉각수가 순환하는 순환로(20)에 연결된다. 이와 같이 열전발전장치(10)는 배기가스에 의해 가열된 고온부와 냉각수에 의해 냉각된 저온부의 온도차에 대응하는 전력을 발생한다.The thermoelectric generator 10 is a device for generating electric power by using the engine exhaust heat of the vehicle, as shown in FIG. 1, the high temperature part is connected to the exhaust part through which the exhaust gas of the engine passes, and the low temperature part circulates the cooling water Connected to 20. In this way, the thermoelectric generator 10 generates electric power corresponding to the temperature difference between the high temperature portion heated by the exhaust gas and the low temperature portion cooled by the cooling water.

순환로(20)는 열전발전장치(10)의 저온부 및 저온라디에이터(30)를 통해 냉각수를 순환하기 위한 통로로서, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진의 냉각시스템과는 별개로 구축되며, 순환로(20)에는 냉각수의 순환을 위한 전동식펌프(40)가 설치된다.The circulation path 20 is a passage for circulating the cooling water through the low temperature portion and the low temperature radiator 30 of the thermoelectric generator 10, and is formed separately from the cooling system of the engine, as shown in FIG. 1, and the circulation path 20 ) Is provided with an electric pump 40 for circulation of the cooling water.

이와 같이, 본 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템(1)은 열전발전장치(10)의 저온부를 통과하도록 별도로 구축된 순환로(20)에 의해 저온부의 냉각을 효과적으로 수행함으로써 종래에 비해 발전효율을 높일 수 있다.As described above, the cooling system 1 of the thermoelectric generator according to the present embodiment is more efficient in cooling the low temperature portion by the circulation path 20 that is separately installed to pass through the low temperature portion of the thermoelectric generator 10 than in the related art. Can increase.

저온라디에이터(30)는 순환로(20)를 따라 열전발전장치(10)의 저온부를 통과한 냉각수의 열을 발산한다. 본 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템(1)는 냉각수의 열에 대한 추가적 냉각을 위해 저온라디에이터(30)에 저온라디에이터용 냉각팬(50)을 구비할 수 있다. The low temperature radiator 30 dissipates the heat of the coolant passing through the low temperature portion of the thermoelectric generator 10 along the circulation path 20. The cooling system 1 of the thermoelectric generator according to the present embodiment may include a low temperature radiator cooling fan 50 in the low temperature radiator 30 to further cool the heat of the coolant.

저온라디에이터용 냉각팬(50)은 제어기(60)에 의해 제어되며, 냉각수에 대한 추가적인 냉각이 필요한 경우 구동된다. 저온라디에이터용 냉각팬(50)의 구동 정도는 제어기(60)로부터 전송된 제어신호에 대응하여 정해진다.The cooling fan 50 for the low temperature radiator is controlled by the controller 60 and is driven when additional cooling to the coolant is required. The driving degree of the low temperature radiator cooling fan 50 is determined in response to the control signal transmitted from the controller 60.

전동식펌프(40)는 순환로(20)를 통해 냉각수가 열전발전장치(10)의 저온부 및 저온라디에이터(30)를 순환하도록 구동된다. 전동식펌프(40)의 구동 정도는 제어기(60)로부터 전송된 제어신호에 의하여 정해진다.The electric pump 40 is driven to circulate the low temperature portion and the low temperature radiator 30 of the thermoelectric generator 10 through the circulation path 20. The driving degree of the electric pump 40 is determined by the control signal transmitted from the controller 60.

제어기(60)는 순환로(20)를 통과하는 냉각수온을 모니터링하고, 이 모니터링된 냉각수온의 정보를 이용하여 열전발전장치(10)의 저온부의 온도가 사전에 정해진 목표온도를 유지하도록 전동식펌프(40)을 제어한다.The controller 60 monitors the cooling water temperature passing through the circulation path 20, and uses the information of the monitored cooling water temperature so that the temperature of the low temperature portion of the thermoelectric generator 10 maintains a predetermined target temperature. 40).

전동식펌프(40)를 제어하기 위한 제어신호는 모니터링된 냉각수온의 정보에 의해 정해지며, 정해진 제어신호에 의해 전동식펌프(40)의 구동 정도가 결정된다. 여기서, 제어신호는 냉각수온의 온도값의 상승정도에 비례하여 순환로(20)를 통과하는 냉각수의 유량이 증가되도록 정해진다. The control signal for controlling the electric pump 40 is determined by the information of the monitored cooling water temperature, and the driving degree of the electric pump 40 is determined by the determined control signal. Here, the control signal is determined so that the flow rate of the cooling water passing through the circulation path 20 increases in proportion to the degree of increase of the temperature value of the cooling water temperature.

이와 같이, 제어기(60)는 모니터링된 냉각수온을 이용하여 순환로(20)를 통과하는 냉각수의 유량을 조절하여 열전발전장치(10)의 저온부의 온도를 목표온도보다 낮게 관리함으로써 발전효율을 일정 수준으로 유지할 수 있다.As such, the controller 60 controls the flow rate of the cooling water passing through the circulation path 20 by using the monitored cooling water temperature to manage the temperature of the low temperature portion of the thermoelectric generator 10 lower than the target temperature to maintain a certain level of power generation efficiency. Can be maintained.

또한, 제어기(60)는 모니터링된 냉각수온의 정보를 통해 냉각수의 추가적인 냉각이 필요하다고 판단한 경우 위의 전동식펌프(40)의 구동과 동시에 저온라디에이터용 냉각팬(50)이 구동되도록 제어신호를 생성하여 전송한다.In addition, when the controller 60 determines that additional cooling of the coolant is necessary based on the monitored coolant temperature information, the controller 60 generates a control signal such that the low temperature radiator cooling fan 50 is driven simultaneously with the driving of the electric pump 40. To transmit.

여기서, 저온라디에이터용 냉각팬(50)을 제어하기 위한 제어신호는 외부로부터 입력된 차속과 냉각수온의 정보에 의해 결정될 수 있다. 즉, 이 제어신호는 냉각팬의 구동을 위한 전압신호로서 차속과 냉각수온의 정보에 대응하여 변동되는 전압량을 의미한다. Here, the control signal for controlling the cooling fan 50 for low temperature radiator may be determined by the information of the vehicle speed and the cooling water temperature input from the outside. In other words, the control signal is a voltage signal for driving the cooling fan, and means a voltage amount that changes in response to the information of the vehicle speed and the cooling water temperature.

예를 들면, 저온라디에이터용 냉각팬(50)을 제어하기 위한 제어신호는 차속과 냉각수온의 증가정도에 비례하여 저온라디에이터용 냉각팬(50)의 구동속도가 증가하는 방향으로 생성된다.For example, a control signal for controlling the low temperature radiator cooling fan 50 is generated in a direction in which the driving speed of the low temperature radiator cooling fan 50 increases in proportion to the increase in the vehicle speed and the cooling water temperature.

또한 저온라디에이터용 냉각팬(50)의 구동량은 적용되는 차량의 사양 및 환경에 따라 달라져야 하기 때문에, 저온라디에이터용 냉각팬(50)의 제어신호는 사전에 차속과 냉각수온에 대응하여 제어량이 결정된 룩업 테이블에 의하여 생성될 수 있다. In addition, since the driving amount of the low-temperature radiator cooling fan 50 must be changed according to the specification and environment of the vehicle to which the low-temperature radiator cooling fan 50 is applied, the control signal of the low-temperature radiator cooling fan 50 is determined in advance in response to the vehicle speed and the cooling water temperature. Can be generated by a lookup table.

또한 전동식펌프(40) 및 저온라디에이터용 냉각팬(50)을 제어하기 위해 전송되는 제어신호는 규약으로 정해진 통신신호 또는 전압신호로 마련될 수 있다. 예를 들면 통신신호는 CAN(Controller Area Network) 또는 LIN(Local Interconnect Network)으로 마련될 수 있다.In addition, the control signal transmitted to control the electric pump 40 and the cooling fan 50 for low temperature radiator may be provided as a communication signal or a voltage signal determined by the protocol. For example, the communication signal may be provided as a controller area network (CAN) or a local interconnect network (LIN).

제어기(60)는 냉각수의 추가적 냉각이 필요한지 여부를 모니터링된 냉각수온의 정보가 사전에 설정된 위험온도보다 큰지 여부에 의해 결정한다. 즉, 제어기(60)는 냉각수온의 정보가 위험온도보다 크다고 판단한 경우, 전동식펌프(40)와 저온라디에이터용 냉각팬(50)이 동시에 구동되도록 제어한다.The controller 60 determines whether additional cooling of the coolant is necessary by whether the information of the monitored coolant temperature is greater than a preset dangerous temperature. That is, when the controller 60 determines that the coolant temperature information is greater than the dangerous temperature, the controller 60 controls the electric pump 40 and the low temperature radiator cooling fan 50 to be driven at the same time.

즉, 제어기(60)는 냉각수온이 시스템 자체의 안정성을 손상시킬 정도인 위험온도에 도달한 경우 전동식펌프(40)의 구동에 추가하여 저온라디에이터용 냉각팬(50)의 구동을 수행함으로써 더욱 신속하게 냉각수의 온도를 낮출 수 있다.That is, the controller 60 performs the driving of the cooling fan 50 for the low temperature radiator in addition to the driving of the electric pump 40 when the cooling water temperature reaches a dangerous temperature that impairs the stability of the system itself. The temperature of the coolant can be lowered.

이와 같이 본 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템(1)은 열전발전장치(10)의 저온부의 온도를 최적 관리함으로써 발전효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 본 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템(1)은 종래 열전발전장치의 냉각시스템와 같은 엔진 냉각시스템의 냉각수를 이용할 경우보다 저온부의 온도를 대략 50℃ 이상 낮출 수 있다. 이 경우 열전발전량은 150W 이상 증대될 수 있다.As described above, the cooling system 1 of the thermoelectric generator according to the present embodiment may increase power generation efficiency by optimally managing the temperature of the low temperature portion of the thermoelectric generator 10. For example, the cooling system 1 of the thermoelectric generator according to the present embodiment can lower the temperature of the low temperature portion by approximately 50 ° C. or more than when using the cooling water of the engine cooling system such as the cooling system of the conventional thermoelectric generator. In this case, the thermoelectric power may be increased by 150 W or more.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 변형된 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템(100)에 대하여 설명한다. 전술한 실시예와 달리, 본 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템(100)은 냉각수의 열에 대한 추가적인 냉각을 위해 도 1의 저온라디에이터용 냉각팬(50)과 같은 구성을 별도로 구비하지 않고, 도 2에 도시된 바와 같이 엔진라디에이터용 냉각팬(150)으로부터 송풍된 바람을 이용한다. 이 경우 저온라디에이터(130)는 엔진라디에이터용 냉각팬(150)이 장착된 엔진라디에이터에 인접하게 배치되어야 한다.Hereinafter, a cooling system 100 of a thermoelectric generator according to a modified embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. Unlike the above-described embodiment, the cooling system 100 of the thermoelectric generator according to the present embodiment does not have a configuration such as the cooling fan 50 for the low-temperature radiator of Figure 1 for additional cooling to the heat of the cooling water, As illustrated in FIG. 2, wind blown from the cooling fan 150 for the engine radiator is used. In this case, the low temperature radiator 130 should be disposed adjacent to the engine radiator equipped with the cooling fan 150 for the engine radiator.

제어기(160)는 모니터링된 냉각수온의 정보를 통해 순환로(120)를 통과하는 냉각수온이 위험온도에 도달한 것으로 판단한 경우, 전동식펌프(140)의 구동에 추가하여 엔진라디에이터용 냉각팬(150)이 구동되도록 제어신호를 생성하여 전송한다. 이에 의해 제어기(160)는 위험온도에 도달한 냉각수온을 신속하게 낮출 수 있다.When the controller 160 determines that the cooling water temperature passing through the circulation path 120 reaches a dangerous temperature based on the monitored cooling water temperature, the controller 160 cools the engine radiator in addition to the driving of the electric pump 140. The control signal is generated and transmitted to be driven. As a result, the controller 160 can quickly lower the cooling water temperature when the dangerous temperature is reached.

여기서 엔진라디에이터용 냉각팬(150)을 제어하기 위한 제어신호는 차속과 냉각수온의 증가정도에 비례하여 엔진라디에이터용 냉각팬(150)의 구동속도가 증가하는 방향으로 생성된다.Here, the control signal for controlling the engine radiator cooling fan 150 is generated in a direction in which the driving speed of the engine radiator cooling fan 150 increases in proportion to the increase of the vehicle speed and the cooling water temperature.

또한 엔진라디에이터용 냉각팬(150)의 구동량은 적용되는 차량의 사양 및 환경에 따라 달라져야 하기 때문에, 엔진라디에이터용 냉각팬(150)의 제어신호는 사전에 차속과 냉각수온에 대응하여 제어량 결정된 룩업 테이블에 의하여 생성될 수 있다. In addition, since the driving amount of the engine radiator cooling fan 150 must be changed according to the specification and environment of the vehicle to which the engine radiator is applied, the control signal of the engine radiator cooling fan 150 is a look-up determined in advance in response to the vehicle speed and the cooling water temperature. Can be generated by a table.

이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열전발전장치의 냉각시스템의 동작을 설명한다. 여기서는 제어기(60)의 동작을 중심으로 설명한다. 도 2의 변형된 실시형태에 따른 열전발전장치의 냉각시스템(100)의 동작도 유사하다.Hereinafter, with reference to Figure 3 will be described the operation of the cooling system of the thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention. Here, the operation of the controller 60 will be described. The operation of the cooling system 100 of the thermoelectric generator according to the modified embodiment of FIG. 2 is similar.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어기(160)는 순환로(20)를 통과하는 냉각수온을 모니터링하고, 모니터링된 냉각수온이 사전에 정해진 위험온도인 설정치1 보다 큰지 판단한다(S210).As shown in FIG. 3, the controller 160 monitors the cooling water temperature passing through the circulation path 20, and determines whether the monitored cooling water temperature is greater than a predetermined value 1 which is a predetermined dangerous temperature (S210).

S210단계의 판단결과, 냉각수온이 위험온도인 설정치1 보다 큰 경우, 제어기(60)는 냉각수가 순환되도록 전동식펌프(40)를 구동함과 동시에 저온라디에이터용 냉각팬(50)을 구동한다(S215).As a result of the determination in step S210, when the coolant temperature is greater than the set value 1, which is a dangerous temperature, the controller 60 drives the electric pump 40 to simultaneously cool the coolant and drives the cooling fan 50 for the low temperature radiator (S215). ).

여기서 전동식펌프(40)를 제어하기 위한 제어신호는 모니터링된 냉각수온의 정보에 의해 산출되어 전동식펌프(40)로 전송되고, 저온라디에이터용 냉각팬(50)을 제어하기 위한 제어신호는 외부로부터 입력된 차속과 모니터링된 냉각수온에 의해 산출되어 저온라디에이터용 냉각팬(50)으로 전송된다.The control signal for controlling the electric pump 40 is calculated by the information of the monitored cooling water temperature is transmitted to the electric pump 40, the control signal for controlling the cooling fan 50 for low-temperature radiator is input from the outside The calculated vehicle speed and the monitored cooling water temperature are transmitted to the cooling fan 50 for the low temperature radiator.

다음, 엔진이 종료된 경우(S218) 제어기(60)는 본 제어절차를 종료하고, 반면 엔진이 종료되지 않은 경우(S218) 제어기(60)는 S210단계로 돌아가 본 제어절차를 계속 수행한다.Next, when the engine is terminated (S218), the controller 60 ends the present control procedure, while when the engine is not terminated (S218), the controller 60 returns to step S210 to continue the present control procedure.

한편, S210단계의 판단결과, 냉각수온이 위험온도인 설정치1 이하이고 목표온도인 설정치2 보다 큰 경우(S220), 제어기(60)는 냉각수가 순환되도록 전동식펌프(40)를 구동한다(S225). 이 경우 제어기(60)는 저온라디에이터용 냉각팬(50)을 구동을 비활성화한다.On the other hand, when the determination result of step S210, when the coolant temperature is less than the setpoint 1 of the dangerous temperature and larger than the target setpoint 2 (S220), the controller 60 drives the electric pump 40 to circulate the coolant (S225). . In this case, the controller 60 deactivates the driving of the cooling fan 50 for the low temperature radiator.

반면, 제어기(60)는 냉각수온이 목표온도인 설정치2 이하인 경우(S220), 전동식펌프(40) 및 저온라디에이터용 냉각팬(50)의 작동을 비활성화 하여, 전력 소모를 줄일 수 있다.On the other hand, the controller 60 may reduce the power consumption by deactivating the operation of the electric pump 40 and the low-temperature radiator cooling fan 50 when the cooling water temperature is less than or equal to the set value 2 of the target temperature (S220).

이러한 제어기(60)의 동작은 차량의 엔진제어유닛(Engine Control Unit)에서 수행될 수 있다.The operation of the controller 60 may be performed in an engine control unit of the vehicle.

도 3에서는 본 실시예의 변형형태인 엔진라디에이터용 냉각팬(150)과 관련된 동작에 대해서는 언급하지 않았지만, 냉각수온이 위험온도보다 높을 때 냉각수의 긴급 냉각을 수행한다는 점에서 유사한 동작을 수행한다.3 does not mention the operation related to the cooling fan 150 for the engine radiator, which is a variation of the present embodiment, but performs a similar operation in that emergency cooling of the cooling water is performed when the cooling water temperature is higher than the dangerous temperature.

1, 100: 열전발전장치의 냉각시스템
10, 110: 열전발전장치
20, 120: 순환로
30, 130: 저온라디에이터
40, 140: 전동식펌프
50: 저온라디에이터용 냉각팬
150: 엔진라디에이터용 냉각팬
60, 160: 제어기(ECU)1, 100: cooling system of the thermoelectric generator
10, 110: thermoelectric generator
20, 120: circuit
30, 130: low temperature radiator
40, 140: electric pump
50: cooling fan for low temperature radiator
150: cooling fan for engine radiator
60, 160: controller (ECU)

Claims (12)

차량의 엔진 배기열을 이용하여 전력을 발생하는 열전발전장치;
상기 열전발전장치의 저온부를 통해 냉각수를 순환하기 위한 순환로;
상기 순환로를 따라 상기 저온부를 통과한 냉각수의 열을 발산하기 위한 저온라디에이터;
상기 순환로를 통해 상기 냉각수가 상기 저온부 및 상기 저온라디에이터를 순환하도록 외부의 제어에 의해 구동되는 전동식펌프; 및
상기 순환로의 냉각수온을 모니터링하고, 이 모니터링된 냉각수온의 정보를 이용하여 상기 저온부의 온도가 사전에 정해진 목표온도를 유지하도록 상기 전동식펌프를 제어하는 제어기;를
포함하는 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템.A thermoelectric generator for generating electric power by using the engine exhaust heat of the vehicle;
A circulation path for circulating cooling water through a low temperature portion of the thermoelectric generator;
A low temperature radiator for dissipating heat of the cooling water passing through the low temperature portion along the circulation path;
An electric pump driven by an external control to circulate the coolant and the low temperature radiator through the circulation path; And
A controller for monitoring the cooling water temperature of the circulation path and controlling the electric pump such that the temperature of the low temperature part maintains a predetermined target temperature using information of the monitored cooling water temperature.
Cooling system of the thermoelectric generator comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제어기의 제어에 의해, 상기 냉각수의 온도를 추가적으로 낮추도록 구동되는 저온라디에이터용 냉각팬을 더 포함하고,
상기 제어기는, 상기 냉각수온의 정보를 통해 냉각수의 추가적인 냉각이 필요하다고 판단한 경우 상기 냉각수의 온도를 추가적으로 낮추기 위해 상기 저온라디에이터용 냉각팬이 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템.The method of claim 1,
Further, by the control of the controller, the cooling fan for low temperature radiator is further driven to further lower the temperature of the cooling water,
And the controller controls the cooling fan for the low temperature radiator to be driven in order to further lower the temperature of the cooling water based on the information of the cooling water temperature. 제1항에 있어서,
상기 저온라디에이터는, 엔진라디에이터용 냉각팬으로부터 송풍된 바람이 도달되도록 엔진라디에이터에 인접하여 배치되고,
상기 제어기는, 상기 냉각수온의 정보를 통해 냉각수의 추가적인 냉각이 필요하다고 판단한 경우 상기 냉각수의 온도를 추가적으로 낮추기 위해 상기 엔진라디에이터용 냉각팬이 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템.The method of claim 1,
The low temperature radiator is disposed adjacent to the engine radiator so that the wind blown from the cooling fan for the engine radiator is reached,
And the controller controls the engine radiator cooling fan to be driven to further lower the temperature of the cooling water when it is determined that additional cooling of the cooling water is necessary based on the information of the cooling water temperature. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제어기에서, 상기 냉각수의 추가적 냉각이 필요한 경우는, 상기 냉각수온의 정보가 사전에 설정된 위험온도보다 큰 경우인 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템.The method according to claim 2 or 3,
In the controller, when the additional cooling of the cooling water is required, the cooling system of the thermoelectric generator, characterized in that the information of the cooling water temperature is larger than the preset dangerous temperature. 제4항에 있어서,
상기 제어기에서, 상기 냉각팬을 제어하기 위한 제어신호는 외부로부터 입력된 차속과 상기 냉각수온의 정보에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템.5. The method of claim 4,
In the controller, the control signal for controlling the cooling fan is determined by the information of the vehicle speed and the cooling water temperature input from the outside. 제1항에 있어서,
상기 제어기에서, 상기 전동식펌프를 제어하기 위한 제어신호는 상기 냉각수온의 정보에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템.The method of claim 1,
In the controller, the control signal for controlling the electric pump is determined by the information of the coolant temperature, the cooling system of the thermoelectric generator. 제1항에 있어서,
상기 제어기의 제어기능은 차량의 엔진제어유닛(Engine Control Unit)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템.The method of claim 1,
The control function of the controller is a cooling system of the thermoelectric generator, characterized in that performed in the engine control unit (Engine Control Unit) of the vehicle. 제1항에 있어서,
상기 제어기의 제어신호는 규약으로 정해진 통신신호 또는 전압신호인 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템.The method of claim 1,
The control signal of the controller is a cooling system of the thermoelectric generator, characterized in that the communication signal or voltage signal determined by the protocol. 차량의 엔진 배기열을 이용한 열전발전장치의 저온부를 통해 냉각수를 순환하기 위한 순환로와, 상기 순환로를 통해 상기 냉각수가 순환되도록 구동되는 전동식펌프와, 상기 순환로에 설치된 저온라디에이터를 구비한 열전발전장치의 냉각시스템의 제어방법에 있어서,
상기 순환로의 냉각수온을 모니터링하는 단계; 및
상기 모니터링된 냉각수온이 사전에 정해진 위험온도 보다 큰 경우 상기 냉각수가 순환되도록 상기 전동식펌프를 구동하고, 상기 전동식펌프를 구동함과 동시에 상기 순환로를 통과하는 냉각수의 열을 발산하기 위해 상기 저온라디에이터에 설치된 저온라디에이터용 냉각팬을 구동하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템의 제어방법.Cooling of the thermoelectric generator having a circulation path for circulating the cooling water through the low temperature portion of the thermoelectric generator using the engine exhaust heat of the vehicle, an electric pump driven to circulate the cooling water through the circulation path, and a low temperature radiator installed in the circulation path. In the control method of the system,
Monitoring the cooling water temperature of the circulation path; And
When the monitored cooling water temperature is greater than a predetermined dangerous temperature, the electric pump is driven to circulate the cooling water, and the electric pump is driven to simultaneously discharge the heat of the cooling water passing through the circulation path. Driving a cooling fan for the installed low temperature radiator;
Control method of the cooling system of the thermoelectric generator comprising a. 제9항에 있어서,
상기 모니터링된 냉각수온이 사전에 정해진 위험온도 이하이고 사전에 정해진 목표온도 보다 큰 경우 상기 냉각수가 순환되도록 상기 전동식펌프를 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템의 제어방법.10. The method of claim 9,
And driving the electric pump to circulate the coolant when the monitored coolant temperature is below a predetermined danger temperature and greater than a predetermined target temperature. . 제9항에 있어서,
상기 전동식펌프를 구동하기 위한 제어신호는 상기 모니터링된 냉각수온의 정보에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템의 제어방법.10. The method of claim 9,
The control signal for driving the electric pump is calculated by the information of the monitored cooling water temperature control method of the cooling system of the thermoelectric generator. 제9항에 있어서,
상기 저온라디에이터용 냉각팬을 구동하기 위한 제어신호는 상기 모니터링된 냉각수온과 외부로부터 입력된 차속에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 열전발전장치의 냉각시스템의 제어방법.10. The method of claim 9,
And a control signal for driving the cooling fan for the low temperature radiator is calculated by the monitored cooling water temperature and the vehicle speed input from the outside.
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