KR20140068317A - Battery Pack Heating Device for Vehicle using a badttery and Method for heating the battery - Google Patents

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KR20140068317A
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for heating a battery pack for a hybrid vehicle, a heating method and a hybrid vehicle including the heating apparatus. The heating apparatus includes a temperature sensor for sensing the temperature of a battery pack of a hybrid vehicle; a received heat quantity adjusting unit disposed near an exhaust duct to receive radiant heat from the exhaust duct and allowing a desired quantity of the radiant heat to pass therethrough; a heat transfer unit for receiving the radiant heat passing through the received heat quantity adjusting unit and transferring the received radiant heat to the battery pack to heat the battery pack; and a control unit for driving the received heat quantity adjusting unit to control a heat quantity transferred to the heat transfer unit.

Description

배터리를 동력원으로 하는 차량용 배터리팩 히팅장치 및 히팅방법{Battery Pack Heating Device for Vehicle using a badttery and Method for heating the battery}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack heating device and a heating method for a vehicle,

본 발명은 배터리를 동력원으로 하는 차량용 배터리팩 히팅장치 및 히팅방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle battery pack heating apparatus and a heating method using a battery as a power source.

일반적으로 비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 컴퓨터와 같은 휴대형 전자기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라 그 구동 전원으로 사용되는 이차전지에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈-카드늄 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지, 리튬이차전지 등이 사용되고 있다. 이들 중, 리튬 이차전지는 소형 및 대형화가 가능하며, 작동전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 이점 때문에 많은 분야에서 널리 사용되고 있다. 2. Description of the Related Art [0002] Portable electronic devices such as video cameras, portable phones, and portable computers are generally made lighter and more sophisticated. As such secondary batteries, for example, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, lithium secondary batteries and the like are used. Of these, lithium secondary batteries are widely used in many fields due to their small size and large size, high operating voltage, and high energy density per unit weight.

특히, 최근에는 대한민국 공개특허공보 제2005-0069075호에서와 같이, 충방전이 가능한 이차전지가 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린차량, 디젤차량 등의 대기오염등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV)등의 동력원으로서도 주목받고 있다. 소형 모바일 기기들과는 달리, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성에 라 다수의 전지셀을 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다. In particular, recently, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0069075, a rechargeable secondary battery has been proposed as a solution for air pollution in existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels Has attracted attention as a power source for electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), and plug-in hybrid electric vehicles (P-HEV). Unlike small mobile devices, middle- or large-sized battery modules such as automobiles are used in which a large number of battery cells are connected to each other in order to meet the requirement of high output capacity.

한편, 전지모듈을 이루는 배터리가 적절한 온도 범위에 있지 않을 경우, 배터리의 충방전 파워 및 효율은 특정 온도를 기준으로 급격하게 감소하게 된다. 배터리의 온도가 낮아 충분한 충방전 파워를 공급하지 못할 경우, 이러한 배터리를 동력원으로 이용하는 상기와 같은 차량의 기능에도 큰 제약을 받게되는 문제점이 있었다. On the other hand, when the battery constituting the battery module is not in an appropriate temperature range, the charge / discharge power and efficiency of the battery are drastically reduced based on a specific temperature. When the temperature of the battery is low and it is not possible to supply sufficient charge / discharge power, there is a problem that the function of the vehicle using such a battery as a power source is also greatly restricted.

예를 들어, 동절기에 배터리의 출력파워가 차량의 크랭킹에 필요한 최소 에너지에 미치지 못할 경우, 모터 시동이 불가능하게 되어 차량은 아이들 스톱(Idle Stop)을 실시하지 못하게 될 수 도 있다. 이로 인하여 차량 정지시에는 엔진 정지 기능을 사용할 수 없어 불필요한 연료 소모가 발생하게 되고, 차량의 주행 중 동력 어시스트기능, 제동 중 발전기능도 크게 저하된다. For example, if the output power of the battery does not reach the minimum energy required for cranking the vehicle during the winter, the motor can not start and the vehicle may not be able to perform an idle stop. As a result, when the vehicle is stopped, the engine stop function can not be used and unnecessary fuel consumption occurs, and the power assistance function during the running of the vehicle and the power generation function during the braking operation are greatly degraded.

이와같이 배터리의 온도가 (유효 온도보다) 낮음으로 인한 문제는 차량 시스템의 전체적인 효율과 연비를 악화시킴은 물론, 배터리의 용량을 감소시키고 더 나아가 배터리의 수명을 단축시키는 요인이 된다. 공지의 사실과 같이 배터리는 하이브리드 차량 등 배터리를 동력원으로 사용하는 차량에서 차량의 기능을 발휘하는데 적지않은 비중을 차지한다.The problem of the battery temperature being lower than the effective temperature deteriorates the overall efficiency and fuel efficiency of the vehicle system, as well as reduces the capacity of the battery and further shortens the life of the battery. As is known in the art, a battery occupies a considerable portion of a vehicle in which a battery is used as a power source, such as a hybrid vehicle.

상기한 바와 같은 저온영역에서의 배터리의 효율 문제를 해결하기 위한 기술로서, 대한민국공개특허공보 제2007-0033124호에는, 공기유입통로를 통해 실내의 공기를 배터리팩으로 유도하되, 배터리팩으로 이동하는 공기를 다수의 히팅코어로 가열하는 히팅 제어시스템이 개시되어 있다.As a technique for solving the efficiency problem of the battery in the low temperature region as described above, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2007-0033124 discloses a technique of inducing indoor air to the battery pack through the air inflow passage, A heating control system for heating air with a plurality of heating cores is disclosed.

그러나 상기한 제어시스템은, 배터리팩을 가열하는데 시간이 많이 소요되고 특히 공기를 데우기 위해 전기에너지를 소모해야 한다는 문제를 갖는 것이다. 즉 배터리팩을 가열하기 위해서는 다수의 히팅코어를 발열시켜야 하는데 상기 히팅코어가 전기를 소모하는 것이다. 제어시스템 자체가 하이브리드 차량의 효율과 연비를 떨어뜨리는 것이다.However, the control system described above has a problem that it takes a long time to heat the battery pack, and particularly consumes electric energy to heat the air. That is, in order to heat the battery pack, a plurality of heating cores must be heated, and the heating core consumes electricity. The control system itself reduces the efficiency and fuel economy of the hybrid vehicle.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 엔진에서 배출되는 배기가스의 폐열을 활용해 배터리팩을 가열하므로 배터리팩의 가열을 위한 에너지의 소비가 거의 없어 경제적이고, 또한 배터리팩의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있어 차량의 동력원으로 사용되는 배터리팩의 기능을 신속히 정상화시켜 그만큼 연비와 전체 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치 및 히팅방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a battery pack which is economical because it consumes less energy for heating the battery pack by utilizing the waste heat of the exhaust gas discharged from the engine, And a battery pack heating device and a heating method using the battery as a power source capable of rapidly increasing the function of the battery pack used as a power source of the vehicle and improving the fuel efficiency and the efficiency of the entire system .

본 발명의 일실시예에 따른 배터리를 동력원으로 사용하는 차량의 배터리팩 히팅장치는, 배터리를 동력원으로 이용하는 차량에서 배터리팩의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 엔진에서 발생하는 배기가스를 통과시키는 배기관에 인접 배치되며 배기관에서 발생하는 복사열을 받아 원하는 양만큼 통과시키는 수열량조절부와, 상기 수열량조절부를 사이에 두고 배기관의 반대편에 위치하며, 상기 수열량조절부를 통과한 복사열을 받아 상기 배터리팩으로 전달하여 배터리팩을 가열하는 전열부와, 상기 수열량조절부를 구동하여 상기 전열부로 전달되는 열량을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다. A battery pack heating apparatus for a vehicle using a battery as a power source according to an embodiment of the present invention includes a temperature sensor for sensing a temperature of a battery pack in a vehicle using a battery as a power source, A radiator disposed adjacent to the exhaust pipe and adapted to receive radiant heat generated from the exhaust pipe and to pass the radiant heat through a desired amount; a radiator disposed on the opposite side of the exhaust pipe with the radiator disposed therebetween, And a control unit for controlling the amount of heat transferred to the heat transfer unit by driving the heat receiving unit.

여기서, 상기 수열량조절부는 지지력을 제공하는 프레임과, 플레이트의 형태를 취하며 상기 프레임에 회동가능하게 지지되는 하나 이상의 가변베인과, 상기 제어부에 의해 동작하여 가변베인을 원하는 각도만큼씩 회동시키는 베인모터를 포함할 수 있다. Here, the hydrothermal adjustment unit may include a frame for providing a supporting force, at least one variable vane which is in the form of a plate and is rotatably supported by the frame, and a vane which is operated by the control unit to rotate the variable vane by a desired angle Motor.

또한, 상기 프레임은, 배기관에서 전열부로 이동하는 열을 그 내부로 통과시키는 사각틀의 형태를 취하며, 상기 가변베인은, 일정폭을 가지는 직사각판 부재로서 다수가 폭방향으로 연접 배치되고, 동시작동을 위해 링크부재를 통해 서로 연결 구성될 수 있다. Further, the frame takes the form of a rectangular frame through which heat is transferred from the exhaust pipe to the heat transfer portion, and the variable vane is a rectangular plate member having a constant width, And can be connected to each other via a link member.

또한, 상기 전열부는 상기 프레임을 통과한 복사열에 의해 가열되는 히트파이프와, 상기 히트파이프를 통해 전달받은 열을, 상기 배터리팩으로 전달하는 가열수단을 구비할 수 있다. The heat transfer unit may include a heat pipe that is heated by radiant heat passing through the frame, and a heating unit that transfers heat received through the heat pipe to the battery pack.

또한, 엔진과 모터로 구동하는 하이브리드차량에서의 배터리팩의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 엔진에서 발생하는 배기가스를 통과시키는 배기관에 대해 이격 배치되며 배기관에서 발생하는 복사열을 전달받는 수열량조절부와, 상기 온도센서가 감지한 온도정보를 기준으로 배기관에 대한 수열량조절부의 상대 위치를 조절하여, 수열량조절부가 배기관으로부터 받는 열량을 결정하는 제어부와, 상기 수열량조절부가 배기관으로부터 전달 받은 열을 상기 배터리팩으로 전달하여 배터리팩을 가열하는 전열부를 구비할 수 있다. The present invention also relates to a hybrid vehicle comprising a temperature sensor for sensing the temperature of a battery pack in a hybrid vehicle driven by an engine and a motor and a heat exchanger arranged to be spaced apart from an exhaust pipe for passing exhaust gas generated in the engine, A control unit for adjusting a relative position of the heat quantity adjusting unit with respect to the exhaust pipe based on the temperature information sensed by the temperature sensor and determining a heat quantity to be received from the exhaust pipe by the heat quantity adjusting unit; And a heat transfer unit that transfers heat to the battery pack to heat the battery pack.

또한, 상기 수열량조절부는 상기 배기관에서 방출되는 복사열을 받아 가열되는 수열플레이트와, 상기 제어부에 의해 동작하여 상기 배기관에 대한 수열플레이트의 상대 위치를 조절하는 위치조절수단을 포함하는 배터리를 동력원으로 사용할 수 있다. Also, the hydrothermal adjustment unit may include a heat-receiving plate heated by radiant heat emitted from the exhaust pipe, and a position adjusting unit operable by the control unit to adjust a relative position of the heat-receiving plate with respect to the exhaust pipe. .

또한, 상기 전열부는 상기 수열플레이트에 접하여 수열플레이트의 열을 받는 히트파이프와, 상기 히트파이프를 통해 전달받은 열을, 배터리팩으로 전달하는 가열수단을 포함할 수 있다. The heat transfer unit may include a heat pipe that receives the heat of the heat receiving plate in contact with the heat receiving plate, and a heating unit that transfers heat received through the heat pipe to the battery pack.

또한, 상기 가열수단은 상기 히트파이프의 열을 전달받아 그 주변으로 방출하는 히트싱크와, 상기 히트싱크를 향해 공기를 송풍하여, 히트싱크에서 방출되는 열을 상기 배터리팩으로 이동시키는 블로워를 포함할 수 있다. The heating means may include a heat sink that receives heat from the heat pipe and discharges the heat to the surroundings, and a blower that blows air toward the heat sink to move heat emitted from the heat sink to the battery pack .

또한, 상기 가열수단에는, 상기 히트싱크에서 방출하는 열을 상기 배터리팩으로 유도하는 히팅덕트가 더 포함될 수 있다. The heating means may further include a heating duct for guiding the heat emitted from the heat sink to the battery pack.

또한, 상기 가열수단은 상기 배터리팩에 면접하며 상기 히트파이프로부터 전달된 열을 배터리팩에 전달하는 전도체를 구비할 수 있다.
The heating means may include a conductor for inserting into the battery pack to transfer the heat transferred from the heat pipe to the battery pack.

본 발명의 일실시예에 따른 배터리팩 히팅방법은, 연료를 연소시켜 구동력을 얻는 엔진과, 상기 엔진에서 발생하는 배기가스를 처리하여 배출하는 배기관과, 구동력원으로서 상기 엔진과 함께 사용되는 모터와, 상기 모터에 전력을 공급하는 배터리팩을 구비한 하이브리드차량에서의 배터리팩을 원하는 온도범위내에 유지시키는 방법으로서, 온도센서를 이용하여 배터리팩의 온도를 감지하는 온도감지단계와, 상기 온도감지단계를 통해 얻은 배터리팩의 온도를 설정된 기준온도와 비교하는 온도비교단계와, 상기 온도비교단계를 통해 배터리팩의 온도가 기준온도보다 낮을 경우, 상기 배기관에서 방출되는 열을 상기 배터리팩으로 전달하는 가열단계를 포함할 수 있다.
A battery pack heating method according to an embodiment of the present invention includes an engine that burns fuel to obtain a driving force, an exhaust pipe that processes exhaust gas generated in the engine, and a motor that is used together with the engine as a driving power source A method of maintaining a battery pack in a hybrid vehicle having a battery pack for supplying power to the motor, the method comprising: a temperature sensing step of sensing a temperature of the battery pack using a temperature sensor; A temperature comparing step of comparing the temperature of the battery pack obtained through the temperature comparing step with a set reference temperature; and a step of comparing the temperature of the battery pack obtained through the temperature comparing step Step < / RTI >

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하겨 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention And it should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치 및 히팅방법은, 엔진에서 배출되는 배기가스의 폐열을 활용해 배터리팩을 가열하므로 배터리팩의 가열을 위한 에너지의 소비가 거의 없어 경제적이고, 또한 배터리팩의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있어 차량의 초기 작동을 신속히 정상화시켜 그만큼 차량의 연비와 전체 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
The vehicle battery pack heating apparatus and method for heating a vehicle battery pack using the battery of the present invention as described above heat the battery pack by utilizing the waste heat of the exhaust gas discharged from the engine, And the temperature of the battery pack can be rapidly increased. Therefore, the initial operation of the vehicle can be quickly normalized, thereby improving the fuel efficiency of the vehicle and the efficiency of the entire system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 배터리팩 히팅장치의 전체적인 구조 및 동작을 설명하기 위하여 나타내 보인 블록도이다.
도 2는 상기 도 1에 도시한 히팅장치가 구비되어 있는 하이브리드 차량의 개략적 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 상기 도 1에 도시한 수열량조절부 및 전열부의 구조를 예를 들어 도시한 구성도이다.
도 4는 상기 도 3에 도시한 수열량조절부의 일 예를 도시한 부분 사시도이다.
도 5는 상기 도 4에 도시한 수열량조절부의 작동을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 상기 도 3에 도시한 수열량조절부 및 히트파이프의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 7은 상기 도 6의 수열량조절부를 분해하여 도시한 사시도이다.
도 8은 상기 도 6에 도시한 수열량조절부의 동작 특성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 배터리팩 히팅방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 순서도이다.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall structure and operation of a battery pack heating apparatus for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a view showing a schematic configuration of a hybrid vehicle provided with the heating device shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the structure of the hydrothermal regulator and the heat transfer unit shown in FIG. 1, for example.
4 is a partial perspective view showing an example of the hydrothermal regulator shown in FIG.
FIG. 5 is a view for explaining the operation of the hydrothermal regulator shown in FIG.
6 is a perspective view showing another example of the heat quantity adjuster and the heat pipe shown in FIG.
FIG. 7 is a perspective view illustrating the hydrothermal regulator of FIG. 6; FIG.
8 is a view for explaining the operating characteristics of the hydrothermal regulator shown in FIG.
9 is a flowchart illustrating a method of heating a battery pack for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings.

또한, “제 1”, “제 2”, “일 측”, “타 측” 등의 용어는, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. Also, the terms "first", "second", "one side", "other side", etc. are used to distinguish one component from another component, But is not limited to.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, a detailed description of known arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 배터리팩 히팅장치(11)의 전체적인 개요 및 작동원리를 설명하기 위하여 나타내 보인 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a general outline and operation principle of a battery pack heating device 11 for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

기본적으로, 본 실시예에 따른 배터리팩 히팅장치(11)는, 하이브리드차량(도 2의 31)에 설치되어 있는 엔진(33)에서 배출되는 배기가스를 통과시키는 배기관(13)을 고온열원으로 삼아, 배기관(13)의 열을 배터리팩(19)으로 전달하여 배터리팩(19)을 가열하는 기본 원리를 갖는 것이다.Basically, the battery pack heating apparatus 11 according to the present embodiment uses the exhaust pipe 13 for passing the exhaust gas discharged from the engine 33 installed in the hybrid vehicle 31 (FIG. 2) as a high-temperature heat source , And the heat of the exhaust pipe (13) is transferred to the battery pack (19) to heat the battery pack (19).

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 히팅장치(11)는, 배기관(13)으로부터 이격 배치되며 배기관(13)에서 발생하는 복사열을 일단 받는 수열량조절부(15,45)와, 상기 수열량조절부(15)가 받은 열 또는 수열량조절부(45)를 통과한 열을 배터리팩(19)으로 전달하는 전열부(17)와, 상기 배터리팩(19)의 현재 온도를 감지하는 온도센서(21)와, 상기 온도센서(21)로부터 받은 온도정보를 기초로 수열량조절부(15,45)를 동작시키는 제어부(23)를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the heating apparatus 11 according to the present embodiment includes a heat absorbing amount adjusting unit 15, 45 which is disposed apart from the exhaust pipe 13 and receives radiation heat once generated in the exhaust pipe 13, A heat transfer unit 17 for transferring the heat received from the regulating unit 15 to the battery pack 19 through the heat or heat quantity regulating unit 45 and a temperature sensor for sensing the current temperature of the battery pack 19. [ And a controller 23 for operating the heat quantity adjusting units 15 and 45 based on the temperature information received from the temperature sensor 21. [

상기 수열량조절부(15,45)는 배기관(13)의 측부에 설치되어 일차적으로 배기관(13)의 복사열을 받는다. 본 실시예에서 상기 수열량조절부(15,45)는 두 가지 타입을 포함한다. 그 중 첫 번째 타입의 것은 도 4 및 도 5에 도시한 것이고, 두 번째 타입의 것은 도 6 내지 도 8에 나타내었다. The heat absorbing amount regulating portions (15, 45) are provided on the side of the exhaust pipe (13) and receive radiant heat of the exhaust pipe (13). In the present embodiment, the hydrothermal regulator 15, 45 includes two types. The first type is shown in FIGS. 4 and 5, and the second type is shown in FIGS. 6 to 8. FIG.

상기한 수열량조절부(15,45)는 제어부(23)에 의해 구동되는 것으로서, 그의 세부 구조 및 동작은 후술하기로 한다.The hydrothermal regulator (15, 45) is driven by the controller (23), and its detailed structure and operation will be described later.

상기 제어부(23)는, 온도센서(21)로부터 전달받은 배터리팩(19)의 현재 온도와, 내부에 기억되어 있는 기준온도(배터리팩의 희망온도)를 비교하고 그 결과에 따라, 상기 수열량조절부(15,45)와 전열부(17)를 동작시킬지 판단한다.The controller 23 compares the current temperature of the battery pack 19 received from the temperature sensor 21 with the reference temperature stored in the battery pack 19 (desired temperature of the battery pack) It is judged whether the regulating portions 15 and 45 and the heat transfer portion 17 should be operated.

가령, 배터리팩(19)의 현재온도가 기준온도보다 낮을 경우, 상기 수열량조절부(15)의 수열플레이트(도 4의 15a)를 배기관(13)측으로 보다 가까이 이동시켜 수열플레이트(15a)로 하여금 배기관의 열을 적극적으로 전달받도록 함과 동시에, 배열구(도 3의 39a)를 차단하고 블로워(도 3의 17c)를 가동시키거나, 가변베인(도 7의 45c)을 도 7의 화살표 y 방향으로 회전시켜 프레임을 통과하는 열량을 증가시킨다.When the current temperature of the battery pack 19 is lower than the reference temperature, the heat receiving plate 15a of the heat absorbing amount adjusting unit 15 is moved closer to the exhaust pipe 13 and the heat receiving plate 15a (See FIG. 3), or the variable vane (45c in FIG. 7) is moved in the direction of the arrow y in FIG. 7 so as to actively receive the heat of the exhaust pipe, block the arrangement Direction to increase the amount of heat passing through the frame.

반대로 배터리팩(19)의 현재온도가 기준온도보다 낮지 않을 경우에는, 수열플레이트(15a)를 배기관(13)으로부터 멀리 이격시키고 블로워(17c)를 정지시키며 배열구(39a)를 완전히 개방하거나, 상기 가변베인(45c)을 닫아 열이 히트파이프(17a)로 가지 않게 한다.Conversely, when the present temperature of the battery pack 19 is not lower than the reference temperature, the heat plate 15a is moved away from the exhaust pipe 13, the blower 17c is stopped, the arrangement hole 39a is completely opened, The variable vane 45c is closed so that the heat does not go to the heat pipe 17a.

도 2는 상기 도 1에 도시한 배터리팩 히팅장치(11)가 구비되어 있는 하이브리드차량(31)의 개략적 구성을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view showing a schematic configuration of a hybrid vehicle 31 provided with the battery pack heating device 11 shown in FIG.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 하이브리드차량(31)에는, 연료를 연소시켜 구동력을 얻는 엔진(33)과, 상기 엔진(33)에서 발생하는 배기가스를 통과시켜 배기하는 배기관(13)과, 상기 엔진(33)과 함께 구동원으로서 사용되는 모터(37)와, 상기 모터(37)에 전력을 공급하는 배터리팩(19)과, 상기 배터리팩(19)의 온도를 감지하는 온도센서(21)와, 상기 배기관(13)에 대해 이격 배치되며 배기관(13)에서 발생하는 열을 전달받는 수열량조절부(15,45)와, 배기관(13)의 복사열을 전달받아 배터리팩(17)으로 전달하는 전열부(17)와, 제어부(23)를 포함한다. Referring to the drawings, the hybrid vehicle 31 according to the present embodiment includes an engine 33 that burns fuel to obtain a driving force, an exhaust pipe 13 that exhausts exhaust gas generated from the engine 33, A motor 37 used as a driving source together with the engine 33, a battery pack 19 for supplying power to the motor 37, and a temperature sensor 21 for sensing the temperature of the battery pack 19 (15,45) arranged to be spaced apart from the exhaust pipe (13) and to receive heat generated in the exhaust pipe (13), and a battery pack (17) receiving the radiation heat of the exhaust pipe A heat transfer unit 17 for transferring the heat, and a control unit 23.

상기 제어부(23)는 온도센서(21)로부터 전달받은 온도정보를 기초로, 상기 수열량조절부(15,45)와 전열부(17)를 제어하는 것으로서, 차량의 ECU(electronic control unit)에 통합시킬 수 있다.The control unit 23 controls the hydrothermal regulators 15 and 45 and the heat transfer unit 17 on the basis of the temperature information received from the temperature sensor 21 and is connected to an electronic control unit Can be integrated.

상기 엔진(33)은 휘발유나 디젤 또는 가스를 연료로 하여 회전토오크를 발생하는 통상적인 것이고, 모터(37)는 배터리팩(19)으로부터 전력을 제공받아 차량의 구동을 위한 구동력을 발생하는 것이다.The engine 33 is a typical one that generates rotational torque using gasoline, diesel, or gas as fuel. The motor 37 receives power from the battery pack 19 and generates driving force for driving the vehicle.

또한 상기 배기관(13)은 엔진(33)에서 연료의 연소에 따라 발생하는 배기가스를 통과시키며 공해물질을 제거한 상태로 공기중으로 배출하는 일반적인 배기관(排氣管)으로서 차량의 바닥 하부에 배치된다. 참고로, 상기 배기관(13)의 온도는 600℃ 까지 올라갈 수 있다.The exhaust pipe 13 is a general exhaust pipe that passes exhaust gas generated by the combustion of fuel in the engine 33 and discharges pollutants into the air in a state of removing the pollutants, and is disposed at the bottom of the vehicle. For reference, the temperature of the exhaust pipe 13 may be increased to 600 ° C.

도 3은 상기 도 1에 도시한 수열량조절부(15)의 일부 및 전열부(17)의 구조를 예를 들어 도시한 구성도이다.3 is a block diagram showing the structure of a part of the heat quantity adjusting section 15 and the heat transfer section 17 shown in FIG.

기본적으로, 상기 전열부(17)는, 배기관(13)으로부터 전달된 열을, 배터리팩(19)으로 이동시켜 배터리팩(19)의 온도를 상승시키는 역할을 하는 것이다.Basically, the heat transfer portion 17 serves to increase the temperature of the battery pack 19 by moving the heat transferred from the exhaust pipe 13 to the battery pack 19. [

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 전열부(17)는, 길이방향으로 연장되며 배기관(13)에서 직간접적으로 전달된 열을 이동시키는 히트파이프(17a)와, 상기 히트파이프(17a)의 연장단부에 구비되되 배터리팩(19)에 근접 배치되는 히트싱크(17b)와, 상기 히트싱크(17b)를 사이에 두고 배터리팩(19)의 반대편에 설치되는 블로워(17c)와, 상기 배터리픽(19)에 밀착한 상태로 히트파이프(17a)를 통해 전달되어온 열을 배터리팩(19)으로 직접 전달하는 전도체(43)와, 상기 배터리팩(19)과 히트싱크(17b)와 블로워(17c)를 수용하는 히팅덕트(39)를 포함한다.As shown in the drawing, the heat transfer portion 17 according to the present embodiment includes a heat pipe 17a extending in the longitudinal direction and moving heat transferred directly or indirectly from the exhaust pipe 13, A heat sink 17b provided at an end of the battery pack 19 and disposed close to the battery pack 19; a blower 17c disposed opposite the battery pack 19 with the heat sink 17b interposed therebetween; A conductor 43 for directly transferring the heat transferred through the heat pipe 17a to the battery pack 19 in a state of being closely contacted to the battery pack 19 and the battery pack 19 and the heat sink 17b and the blower 17c (Not shown).

먼저, 상기 히트파이프(17a)는, 그 일단부가 (도 4에 도시한 바와같이) 수열플레이트(15a)의 회동축(15c)에 면접한 상태로 히팅덕트(39)의 내부로 연장되어 수열플레이트(15a)의 열을 상기 히트싱크(17b)로 전달하거나, 도 8에 도시한 것처럼 수열량조절부(45)를 통과한 열을 받아 히팅덕트(39)로 연장된다. 상기 히트파이프(17a)의 타입이나 길이 또는 적용갯수 등은 경우에 따라 얼마든지 달라질 수 있다. First, the heat pipe 17a is extended to the inside of the heating duct 39 with one end of the heat pipe 17a being in contact with the turning shaft 15c of the heat-receiving plate 15a (as shown in Fig. 4) The heat of the heat exchanger 15a is transferred to the heat sink 17b or the heat of the heat exchanger 15 is received by the heat receiving portion 45 as shown in FIG. The type, length, number of applications, etc. of the heat pipe 17a may vary depending on the case.

상기 히트싱크(17b)는, 배터리팩(19)의 측부에 근접 배치된 상태로, 히트파이프(17a)를 통해 전달된 열을 그 주변으로 내놓는 역할을 한다. 상기 히트싱크(17b)로부터 방출되는 열은 배기관(13)으로부터 얻은 것으로서, 블로워(17c)에 의해 배터리팩(19)으로 밀려가 배터리팩(19)을 가열한다. 이를 위해 상기 히트싱크(17b)는 되도록 배터리팩(19)과 가까이 배치하는 것이 좋다.The heat sink 17b is arranged close to the side of the battery pack 19 and serves to discharge the heat transmitted through the heat pipe 17a to the surroundings. The heat emitted from the heat sink 17b is obtained from the exhaust pipe 13 and is pushed by the blower 17c to the battery pack 19 to heat the battery pack 19. [ The heat sink 17b may be disposed as close to the battery pack 19 as possible.

또한, 상기 히트싱크(17b)의 형상이나 설치 갯수도 얼마든지 달라질 수 있다. 가령 다수의 히트싱크(17b)를 배터리팩(19)의 관심지점에 근접 배치시키고, 각 히트싱크(17b)를 여러 가닥의 히트파이프(17a)를 적용해 수열플레이트(15a)에 열접촉 시킬 수 도 있는 것이다.In addition, the shape and the number of the heat sink 17b may vary. A plurality of heat sinks 17b may be placed close to the point of interest of the battery pack 19 and each heat sink 17b may be thermally contacted with the heat receiving plate 15a by applying heat pipes 17a There is also.

상기 블로워(17c)는 히트싱크(17b)에서 올라오는 열을 배터리팩(19)으로 밀어 이동시키는 역할을 한다. 상기 블로워(17c)는, 팬과 팬을 구동하는 모터를 갖는 통상의 송풍기이다.The blower 17c pushes the heat coming from the heat sink 17b to the battery pack 19 and moves it. The blower 17c is a conventional blower having a fan and a motor for driving the fan.

상기 전도체(43)는 배터리팩(19)에 직접 맞닿아 있는 전도성부재로서, 히트파이프(17a)의 열을 배터리팩(19)에 전달한다.The conductor 43 is a conductive member directly contacting the battery pack 19 and transfers the heat of the heat pipe 17a to the battery pack 19. [

한편, 상기 히팅덕트(39)는, 블로워(17c)에서 출발한 공기가 주변으로 흩어지지 않고 배터리팩(39)으로 이동하도록 유도하는 역할과, 히트파이프(17a)와 히트싱크(17b)를 보호하는 역할을 한다. The heating duct 39 serves to guide the air discharged from the blower 17c to the battery pack 39 without being scattered around and to protect the heat pipe 17a and the heat sink 17b .

특히 본 실시예에서 상기 히팅덕트(39)가 배터리팩(19)까지 수용하고 있으나, 배터리팩의 사이즈가 어느 이상 크고 또한 배터리팩의 냉각을 고려하여, 배터리팩(19)을 히팅덕트(39)외부에 설치할 수 도 있다. 그렇다 하더라도 히팅덕트(39)의 하류측 단부는 배터리팩(19)에 근접하여야 한다.The heating duct 39 is accommodated up to the battery pack 19 so that the battery pack 19 is heated by the heating duct 39 in consideration of cooling of the battery pack. It can be installed outside. Even so, the downstream end of the heating duct 39 should be close to the battery pack 19.

또한 상기 히팅덕트(39)에는 배열구(39a)가 마련되어 있다. 상기 배열구(39a)는, 가령 배터리팩(19)의 가열이 필요 없을 때 히트싱크(17b)에서 방출될 수 있는 열을 히팅덕트(17) 외부로 배출하는 통로이다. 사실 배터리팩(19)을 가열할 필요가 없을 때에는 제어부(23)의 작용에 의해 히트싱크(17b)에서 열이 전달되지 않는다.Further, the heating duct 39 is provided with an arranging hole 39a. The array member 39a is a passage for discharging heat, which may be discharged from the heat sink 17b, to the outside of the heating duct 17 when, for example, the heating of the battery pack 19 is not required. In fact, when there is no need to heat the battery pack 19, heat is not transmitted from the heat sink 17b by the action of the control unit 23. [

상기 배열구(39a)는 슬라이딩도어(39b)에 의해 개폐된다. 상기 슬라이딩도어(39b)는 히팅덕트(39)의 상부에 슬라이딩 이동 가능하게 설치된 도어로서 상기 배열구(39a)를 개폐하는 역할을 한다. 상기 슬라이딩도어(39b)는, 배터리팩(19)을 가열할 때에는 배열구(39a)를 차단하고, 배터리팩(19)을 가열할 필요가 없을 때에는 배열구(39a)를 개방한다.The array member 39a is opened and closed by a sliding door 39b. The sliding door 39b is a door slidably installed on the upper portion of the heating duct 39 and functions to open and close the arrangement hole 39a. The sliding door 39b blocks the arrangement opening 39a when the battery pack 19 is heated and opens the arrangement opening 39a when it is not necessary to heat the battery pack 19. [

상기 슬라이딩도어(39b)의 개폐동작을 위해, 슬라이딩도어(39b)의 상면에는 랙기어(39c)가 고정되어 있고, 상기 랙기어(39c)에는 구동기어(41b)가 치합하고 있다. 상기 구동기어(41b)는 도어개폐모터(41)에 의해 회전하며 랙기어(39c)를 수평방향으로 왕복운동 시킨다. 상기 도어개폐모터(41)의 작동도 제어부(23)에 의해 제어됨은 물론이다.For opening and closing the sliding door 39b, a rack gear 39c is fixed to the upper surface of the sliding door 39b, and a driving gear 41b meshes with the rack gear 39c. The driving gear 41b is rotated by the door opening / closing motor 41 to reciprocate the rack gear 39c horizontally. It goes without saying that the operation of the door opening / closing motor 41 is also controlled by the control unit 23.

도 4는 상기한 수열량조절부(15)를 일부 도시한 사시도이고, 도 5는 상기 수열량조절부(15)의 작동을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.FIG. 4 is a perspective view showing a part of the heat quantity adjusting unit 15, and FIG. 5 is a view for explaining the operation of the heat quantity adjusting unit 15. As shown in FIG.

도시한 바와같이, 본 실시예의 히팅장치(11)에 적용되는 수열량조절부(15)는, 상기 배기관(13)의 측부에 이격 배치되며 도면상 하단부에 회동축(15c)을 갖는 수열플레이트(15a)와, 상기 회동축(15c)을 축회전 가능하게 지지하는 지지부재(15m)와, 상기 수열플레이트(15a)를 회동 운동 시키기 위한 액츄에이터(15e)를 갖는다.As shown in the drawings, the heat quantity adjusting unit 15 applied to the heating device 11 of the present embodiment is a heat exchanger plate (heat exchanger) 15 which is disposed on the side of the exhaust pipe 13 and has a pivot shaft 15c at the lower end A supporting member 15m for rotatably supporting the rotary shaft 15c and an actuator 15e for rotating the heat receiving plate 15a.

상기 수열플레이트(15a)는 일정두께를 갖는 금속판으로서, 배기관(13)에서 방출하는 복사열을 보다 효과적으로 받을 수 있도록 만곡된 형태를 취한다. 경우에 따라 수열플레이트(15a)를 만곡 형성하지 않고 완전 평면으로 제작할 수 도 있다. 상기 수열플레이트(15a)는 열전도성이 좋은 알루미늄이나 구리판 등으로 제작함이 좋다.The heat receiving plate 15a is a metal plate having a predetermined thickness and is curved so as to receive radiant heat emitted from the exhaust pipe 13 more effectively. In some cases, the heat plate 15a may be formed in a completely flat shape without curving. The heat receiving plate 15a may be made of aluminum or copper plate having good thermal conductivity.

상기 수열플레이트(15a)의 단부에 위치한 회동축(15c)은 중공파이프의 형태를 취하며 그 내부에 습동베어링(15b)과 히트파이프(17a)의 일부를 수용한다. 상기 습동베어링(15b)은 회동축(15c)의 내주면에 면접한 상태로 미끄럼 운동한다. The rotating shaft 15c located at the end of the heat receiving plate 15a takes the form of a hollow pipe and accommodates therein a sliding bearing 15b and a part of the heat pipe 17a. The sliding bearing 15b slides while being interviewed on the inner circumferential surface of the rotating shaft 15c.

상기 습동베어링(15b)은 히트파이프(17a)를 그 내부에 가진 상태로, 회동축(15c)의 내부에 끼워져 수열플레이트(15a)의 열을 전달받아 가열된다. 상기 히트파이프(17a)는 습동베어링(15b)을 통해 수열플레이트(15a)의 열을 전달받는 것이다. 상기 습동베어링(15b)과 수열플레이트(15a)의 온도는 동일하다. The sliding bearing 15b is fitted in the rotating shaft 15c with the heat pipe 17a inside and is heated by receiving the heat of the heat receiving plate 15a. The heat pipe 17a receives the heat of the heat receiving plate 15a through the sliding bearing 15b. The temperature of the sliding bearing 15b and the heat receiving plate 15a are the same.

또한 상기 지지부재(15m)는 하이브리드차량(31) 내부의 임의의 장소에 지지된 상태로 상기 회동축(15c)을 회동 가능하게 지지하는 역할을 한다. 이러한 기능을 할 수 있는 한 수열플레이트(15a)의 지지방식은 얼마든지 변경될 수 있다.The support member 15m supports the pivot shaft 15c so as to be rotatable in a state where it is supported at an arbitrary place inside the hybrid vehicle 31. [ As long as such a function can be performed, the supporting method of the heat plate 15a can be changed as much as possible.

한편, 상기 회동축(15c)의 하측부에는 조절아암(15d)이 고정되어 있다. 상기 조절아암(15d)은 회동축(15c)의 길이방향에 직교하는 방향으로 연장된 부분으로서 연장단부에 액츄에이터(15e)가 링크된다. On the other hand, an adjusting arm 15d is fixed to the lower side of the rotating shaft 15c. The adjusting arm 15d is a portion extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rotating shaft 15c, and the actuator 15e is linked to the extending end.

상기 액츄에이터(15e)는, 수열플레이트(15a)를 회동운동시켜, 배기관(13)에 대한 수열플레이트(15a)의 평균 이격거리 및 각도를 조절하기 위한 위치변경부로서, 그 후단부가 차체(車體)(미도시)에 지지핀(15n)으로 연결되는 실린더(15f)와, 상기 실린더(15f)에 일부가 삽입된 상태로 길이방향으로 이동하는 작동로드(15g)와, 상기 작동로드(15g)와 조절아암(15d)을 연결하는 홀더(15k)로 구성된다.The actuator 15e is a position changing unit for rotating the hydrothermal plate 15a and adjusting the average distance and angle of the heat receiving plate 15a with respect to the exhaust pipe 13, A cylinder 15f connected to the cylinder 15f by a support pin 15n and an operating rod 15g which moves in the longitudinal direction with a part thereof inserted into the cylinder 15f, And a holder 15k for connecting the adjustment arm 15d.

상기 제어부(23)의 제어신호에 따라 액츄에이터(15e)가 작동하면, 상기 수열플레이트(15a)가 회동하여, 배기관(13)에 대한 수열플레이트(15a)의 상대 위치가 변경된다. 즉 상기 수열플레이트(15a)가 배기관(13)으로 접근할 수 도 있고, 배기관(13)으로부터 멀어질 수 도 있는 것이다.When the actuator 15e operates according to the control signal of the control unit 23, the heat receiving plate 15a rotates and the relative position of the heat receiving plate 15a with respect to the exhaust pipe 13 is changed. That is, the heat receiving plate 15a can approach the exhaust pipe 13 and can be moved away from the exhaust pipe 13.

특히 수열플레이트(15a)가 화살표 z 방향으로 완전히 누울 때에는, 배기관(13)의 복사열이 수열플레이트(15a)에 거의 도달하지 못하여, 히트파이프(17a)를 통한 열의 이동이 전혀 없다.Particularly, when the heat plate 15a completely laps in the direction of the arrow z, the radiant heat of the exhaust pipe 13 hardly reaches the heat plate 15a, and there is no heat transfer through the heat pipe 17a.

도 6은 상기 도 3에 도시한 수열량조절부 및 히트파이프의 다른 예를 도시한 사시도이고, 도 7은 상기 도 6의 수열량조절부(45)를 분해하여 도시한 사시도이다. 또한 도 8은 상기 수열량조절부(45)의 동작 특성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.FIG. 6 is a perspective view showing another example of the heat quantity adjusting unit and the heat pipe shown in FIG. 3, and FIG. 7 is a perspective view of the heat quantity adjusting unit 45 of FIG. 8 is a view for explaining the operating characteristics of the hydrothermal regulator 45. As shown in FIG.

도면을 참조하면, 상기 배기관(13)의 측부에 수열량조절부(45)가 인접 배치되어 있고, 또한 상기 수열량조절부(45)를 사이에 두고 배기관(13)의 반대편에 히트파이프(17a)가 위치하고 있음을 알 수 있다.A heat storage amount control unit 45 is disposed on the side of the exhaust pipe 13 and a heat pipe 17a is provided on the opposite side of the exhaust pipe 13 with the heat quantity adjustment unit 45 therebetween. ) Is located.

상기 히트파이프(17a)는 평판형타입으로서 플레이트의 형태를 취하여, 도 8에 도시한 바와같이 가변베인(45c)이 개방되었을 때 배기관(13)의 복사열을 넓게 받는다. 상기한 평판형타입을 적용하지 않고 다수의 환봉형타입을 여러 개 적용할 수 도 있음은 물론이다.The heat pipe 17a is in the form of a plate as a flat plate type and receives radiant heat of the exhaust pipe 13 when the variable vane 45c is opened as shown in Fig. It is needless to say that a plurality of round-bar-shaped types can be applied without applying the flat-plate type.

상기 수열량조절부(45)는, 히트파이프(17a)와 배기관(13)의 사이에 설치된 상태로, 배기관(13)으로부터 히트파이프(17a)로 전달되는 복사열의 열량을 조절하는 역할을 한다.The heat absorbing amount adjusting unit 45 is provided between the heat pipe 17a and the exhaust pipe 13 and regulates the amount of heat radiated from the exhaust pipe 13 to the heat pipe 17a.

이러한 수열량조절부(45)는, 사각틀의 형태를 취하며, 차량의 적절한 부분에 고정 지지되는 프레임(45a)과, 상기 프레임(45a)의 내측 영역에 회동 가능하게 설치되는 다수의 가변베인(45c)과, 상기 가변베인(45c)을 상호 연결하는 링크부재(45p)와, 일측 가변베인(45c)의 회동축(45f)을 각운동시켜 가변베인(45c)을 회동시키는 베인모터(45b)로 구성된다.The hydrothermal adjustment unit 45 has a frame 45a which is shaped like a rectangular frame and is fixedly supported on an appropriate portion of the vehicle and a plurality of variable vanes (not shown) provided rotatably in an inner region of the frame 45a A vane motor 45b for rotating the variable vane 45c by angularly moving the rotary shaft 45f of the variable vane 45c on one side of the variable vane 45c, a link member 45p for interconnecting the variable vane 45c, .

상기 각 가변베인(45c)은 내열성이 있는 금속으로 제작되며, 양단부의 폭방향 중심축부에 회동축(45f)을 갖는다. 상기 회동축(45f)은 프레임(45a)에 형성되어 있는 지지홈(45e)에 끼워져 가변베인(45c)을 화살표 y 방향 또는 그 반대방향으로 회동시킨다.Each of the variable vanes 45c is made of a heat-resistant metal and has a pivot shaft 45f at a central axis portion in the width direction of both ends. The rotary shaft 45f is fitted in a support groove 45e formed in the frame 45a and rotates the variable vane 45c in the direction of arrow y or the opposite direction.

프레임(45a)의 상측부 일단에 형성되어 있는 구동축구멍(45d)은 베인모터(45b)의 구동축(45k)이 통과하는 통로이다.The drive shaft hole 45d formed at one end of the upper side of the frame 45a is a passage through which the drive shaft 45k of the vane motor 45b passes.

한편, 상기 링크부재(45p)는 길이방향으로 연장되어 있는 강재로서, 각 가변베인(45c)의 상단 측부에 세워져 있는 고정샤프트(45m)에 베어링(45n) 지지된다. 상기 고정샤프트(45m)의 길이는 짧을수록 좋다.On the other hand, the link member 45p is a steel material extending in the longitudinal direction, and the bearings 45n are supported by the fixed shaft 45m, which is erected on the upper end side of each variable vane 45c. The shorter the length of the fixed shaft 45m is, the better.

상기와 같이 직선형 링크부재(45p)가 베어링(45n)으로 지지되므로, 이를테면 링크부재(45p)가 화살표 z 방향으로 직선운동할 때, 고정샤프트(45m)가 링크부재(45p)를 따라 갈 수 있다.As described above, since the linear link member 45p is supported by the bearing 45n, for example, when the link member 45p linearly moves in the direction of arrow z, the fixed shaft 45m can follow the link member 45p .

상기 구성을 갖는 수열량조절부(45)에 있어서, 베인모터(45b)의 구동축(45k)을 화살표 f방향으로 축회전시키면, 구동축(45k)에 고정되어 있는 가변베인(45c)이 같은 방향으로 회동하고 이와 동시에 링크부재(45p)가 화살표 z 방향으로 당겨진다. 상기 링크부재(45p)가 화살표 z 방향으로 이동함에 따라 나머지 가변베인(45c)도 화살표 y 방향으로 동시에 회전하여, 도 8에 도시한 바와같이 개방된다.When the drive shaft 45k of the vane motor 45b is rotated in the direction of the arrow f in the heat quantity adjustment portion 45 having the above-described configuration, the variable vane 45c fixed to the drive shaft 45k is rotated in the same direction At the same time, the link member 45p is pulled in the direction of the arrow z. As the link member 45p moves in the direction of arrow z, the other variable vane 45c also rotates in the direction of the arrow y and opens as shown in Fig.

상기 가변베인(45c)의 회전각도는 0도 내지 90도 이다. 회전각도가 0도이면 가변베인(45c)이 막힌 상태이고, 90도이면 완전히 오픈된 상태로서, 배기관(13)의 복사열이 최대로 히트파이프(17a)에 전달된다.The angle of rotation of the variable vane 45c is between 0 and 90 degrees. When the rotation angle is 0 degree, the variable vane 45c is blocked, and when the rotation angle is 90 degrees, it is completely opened, and the radiation heat of the exhaust pipe 13 is transmitted to the heat pipe 17a at the maximum.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 배터리팩 히팅방법을 정리하여 나타내 보인 순서도이다.FIG. 9 is a flowchart showing a battery pack heating method for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 배터리팩 히팅방법은, 하이브리드차량(31)에서의 배터리팩(19)을 원하는 온도 범위내에 유지시키는 방법이다. The battery pack heating method according to the present embodiment is a method for maintaining the battery pack 19 in the hybrid vehicle 31 within a desired temperature range.

이는 상기 온도센서(21)를 이용하여 배터리팩(19)의 현재 온도를 감지하는 온도감지단계(100)와, 상기 온도감지단계(100)를 통해 얻은 배터리팩(19)의 온도를 설정된 기준온도와 비교하는 온도비교단계(102)와, 상기 온도비교단계(102)를 통해 배터리팩(19)의 온도가 기준온도보다 낮을 경우, 상기 수열량조절부(15,45)와 전열부(17)를 구동하여 배기관(13)의 열을 배터리팩(19)으로 전달하는 가열단계를 포함한다. 상기 가열단계는, 수열량조절부동작단계(104)와 전열단계(106)로 구성된다.The temperature sensing step 100 senses the current temperature of the battery pack 19 using the temperature sensor 21 and the temperature of the battery pack 19 obtained through the temperature sensing step 100 to a set reference temperature 45 and the heat transfer unit 17 when the temperature of the battery pack 19 is lower than the reference temperature through the temperature comparison step 102. The heat storage unit 15, And conveys the heat of the exhaust pipe 13 to the battery pack 19. The heating step comprises a hydrothermal regulator operating step (104) and a heating step (106).

상기 온도비교단계(102)는, 제어부(23)가, 제어부(23) 내에 저장되어 있는 기준온도를 현재 온도와 비교하는 과정이다. 상기 온도비교단계(102)를 통해 수열량조절부동작단계(104)와 전열단계(106)를 수행할지 여부를 결정한다.The temperature comparison step 102 is a process in which the control unit 23 compares the reference temperature stored in the control unit 23 with the current temperature. And determines whether to perform the heat quantity adjuster operating step 104 and the heat transfer step 106 through the temperature comparing step (102).

상기 수열량조절부동작단계(104)는, 상기 배기관(13)에 대한 수열플레이트(15a)의 상대 위치를 조절하거나, 상기 가변베인(45c)의 회동각도를 조절하여, 히트파이프(17a)에 전달되는 열량을 필요에 맞추어 조절하는 과정이며, 상기 전열단계(106)는 블로워(17c)를 통해 히트싱크(17b)의 열을 배터리팩(19)으로 전달하는 과정이다.The operation of the hydrothermal adjustment unit 104 may be performed by adjusting the relative position of the heat receiving plate 15a with respect to the exhaust pipe 13 or by adjusting the turning angle of the variable vane 45c to the heat pipe 17a And the heat transfer step 106 is a process of transferring the heat of the heat sink 17b to the battery pack 19 through the blower 17c.

특히 상기 전열단계(106)를 수행하는 동안에도, 온도센서(21)는 배터리팩(19)의 온도를 계속적으로 체크하여 제어부(23)로 보낸다. 상기 온도센서(21)를 통해 전달받은 배터리팩(19)의 온도가 원하는 온도범위에 들어섰을 때, 상기 제어부(23)는 수열플레이트(15a)를 배기관(13)으로부터 이격시켜 수열을 차단하거나, 가변베인(45c)을 닫아 열이 통과하지 못하게 한다.The temperature sensor 21 continuously checks the temperature of the battery pack 19 and sends it to the control unit 23 even during the heating step 106. When the temperature of the battery pack 19 received through the temperature sensor 21 reaches a desired temperature range, the control unit 23 separates the heat receiving plate 15a from the exhaust pipe 13, The variable vane 45c is closed to prevent the heat from passing therethrough.

결국 상기와 같은 온도센서(21)와 제어부(23)의 계속적인 작동에 의해 배터리팩(19)은 항상 원하는 온도범위내에 있게 되는 것이다.As a result, the battery pack 19 is always kept within a desired temperature range by the continuous operation of the temperature sensor 21 and the control unit 23 as described above.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.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 to be limited to the details thereof and that those skilled in the art, It is apparent that the present invention can be modified or improved by the present invention.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

11:히팅장치 13:배기관
15:수열(受熱)량조절부 15a:수열플레이트
15b:습동베어링 15c:회동축
15d:조절아암 15e:액츄에이터
15f:실린더 15g:작동로드
15k:홀더 15m:지지부재
15n:지지핀 17:전열부
17a:히트파이프 17b:히트싱크
17c:블로워 19:배터리팩
21:온도센서 23:제어부
31:하이브리드차량 33:엔진
37:모터 39:히팅덕트
39a:배열구 39b:슬라이딩도어
39c:랙기어 41:도어개폐모터
41b:구동기어 43:전도체
45:수열량조절부 45a:프레임
45b:베인모터(vane motor) 45c:가변베인
45d:구동축구멍 45e:지지홈
45f:회동축 45k:구동축
45m:고정샤프트 45n:베어링
45p:링크부재
11: Heating device 13: Exhaust pipe
15: adjusting the amount of heat received 15a:
15b: sliding bearing 15c:
15d: Adjusting arm 15e: Actuator
15f: cylinder 15g: working rod
15k: holder 15m: supporting member
15n: Support pin 17: Heat transfer part
17a: Heat pipe 17b: Heat sink
17c: Blower 19: Battery pack
21: temperature sensor 23:
31: Hybrid vehicle 33: Engine
37: motor 39: heating duct
39a: Arrangement 39b: Sliding door
39c: Rack gear 41: Door opening / closing motor
41b: drive gear 43: conductor
45: heat sink adjustment part 45a: frame
45b: vane motor 45c: variable vane
45d: drive shaft hole 45e: support groove
45f: Pivot shaft 45k: Drive shaft
45m: Fixed shaft 45n: Bearing
45p: link member

Claims (11)

배터리를 동력원으로 이용하는 차량에서 배터리팩의 온도를 감지하는 온도센서와;
상기 엔진에서 발생하는 배기가스를 통과시키는 배기관에 인접 배치되며 배기관에서 발생하는 복사열을 받아 원하는 양만큼 통과시키는 수열량조절부와;
상기 수열량조절부를 사이에 두고 배기관의 반대편에 위치하며, 상기 수열량조절부를 통과한 복사열을 받아 상기 배터리팩으로 전달하여 배터리팩을 가열하는 전열부와;
상기 수열량조절부를 구동하여 상기 전열부로 전달되는 열량을 조절하는 제어부를 포함하는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치.
A temperature sensor for sensing a temperature of the battery pack in a vehicle using the battery as a power source;
A heat flow rate regulator disposed adjacent to an exhaust pipe for passing exhaust gas generated from the engine, for receiving radiant heat generated from an exhaust pipe and passing the desired amount of heat;
A heat transfer unit located on the opposite side of the exhaust pipe with the heat quantity adjustment unit interposed therebetween and receiving radiation heat that has passed through the heat quantity adjustment unit and transferring the heat to the battery pack to heat the battery pack;
And a control unit for controlling the amount of heat transferred to the heat transfer unit by driving the heat absorbing amount regulating unit as a power source.
청구항 1항에 있어서,
상기 수열량조절부는;
지지력을 제공하는 프레임과,
플레이트의 형태를 취하며 상기 프레임에 회동가능하게 지지되는 하나 이상의 가변베인과,
상기 제어부에 의해 동작하여 가변베인을 원하는 각도만큼씩 회동시키는 베인모터를 포함하는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrothermal adjustment unit comprises:
A frame for providing a supporting force,
One or more variable vanes in the form of a plate and rotatably supported on the frame,
And a vane motor which is operated by the control unit and rotates the variable vane by a desired angle, is used as a power source.
청구항 2항에 있어서,
상기 프레임은, 배기관에서 전열부로 이동하는 열을 그 내부로 통과시키는 사각틀의 형태를 취하며,
상기 가변베인은, 일정폭을 가지는 직사각판 부재로서 다수가 폭방향으로 연접 배치되고, 동시작동을 위해 링크부재를 통해 서로 연결 구성된 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치.
The method according to claim 2,
The frame takes the form of a rectangular frame through which heat is transferred from the exhaust pipe to the heat transfer portion,
Wherein the variable vane is a rectangular plate member having a predetermined width, and a plurality of the variable vanes are disposed adjacent to each other in the width direction, and a battery connected to each other through a link member is used as a power source for simultaneous operation.
청구항 3항에 있어서,
상기 전열부는;
상기 프레임을 통과한 복사열에 의해 가열되는 히트파이프와,
상기 히트파이프를 통해 전달받은 열을, 상기 배터리팩으로 전달하는 가열수단을 구비하는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치.
The method according to claim 3,
Wherein the heat transfer portion comprises:
A heat pipe heated by radiant heat passing through the frame,
And a battery having a heating means for transferring the heat transferred through the heat pipe to the battery pack as a power source.
엔진과 모터로 구동하는 하이브리드차량에서의 배터리팩의 온도를 감지하는 온도센서와;
상기 엔진에서 발생하는 배기가스를 통과시키는 배기관에 대해 이격 배치되며 배기관에서 발생하는 복사열을 전달받는 수열량조절부와;
상기 온도센서가 감지한 온도정보를 기준으로 배기관에 대한 수열량조절부의 상대 위치를 조절하여, 수열량조절부가 배기관으로부터 받는 열량을 결정하는 제어부와;
상기 수열량조절부가 배기관으로부터 전달 받은 열을 상기 배터리팩으로 전달하여 배터리팩을 가열하는 전열부를 구비하는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치.
A temperature sensor for sensing the temperature of the battery pack in the hybrid vehicle driven by the engine and the motor;
A hydrothermal regulator arranged to be spaced apart from an exhaust pipe for passing exhaust gas generated from the engine and to receive radiant heat generated in the exhaust pipe;
A control unit for adjusting a relative position of the heat absorbing amount adjusting unit with respect to the exhaust pipe based on the temperature information sensed by the temperature sensor to determine a heat quantity to be supplied from the heat absorbing heat adjusting unit to the exhaust pipe;
Wherein the heat quantity adjusting unit transmits the heat transferred from the exhaust pipe to the battery pack to heat the battery pack, wherein the battery is used as a power source.
청구항 5항에 있어서,
상기 수열량조절부는;
상기 배기관에서 방출되는 복사열을 받아 가열되는 수열플레이트와,
상기 제어부에 의해 동작하여 상기 배기관에 대한 수열플레이트의 상대 위치를 조절하는 위치조절수단을 포함하는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치.
The method of claim 5,
Wherein the hydrothermal adjustment unit comprises:
A heat receiving plate heated by radiant heat emitted from the exhaust pipe,
And a position adjusting means for adjusting the relative position of the heat receiving plate with respect to the exhaust pipe by operating the control unit as a power source.
청구항 6항에 있어서,
상기 전열부는;
상기 수열플레이트에 접하여 수열플레이트의 열을 받는 히트파이프와,
상기 히트파이프를 통해 전달받은 열을, 배터리팩으로 전달하는 가열수단을 포함하는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치.
The method of claim 6,
Wherein the heat transfer portion comprises:
A heat pipe contacting the heat receiving plate and receiving heat of the heat receiving plate,
And a heating means for transferring the heat transferred through the heat pipe to the battery pack as a power source.
청구항 4항 또는 청구항 7항에 있어서,
상기 가열수단은;
상기 히트파이프의 열을 전달받아 그 주변으로 방출하는 히트싱크와,
상기 히트싱크를 향해 공기를 송풍하여, 히트싱크에서 방출되는 열을 상기 배터리팩으로 이동시키는 블로워를 포함하는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치.
The method according to claim 4 or 7,
The heating means comprises:
A heat sink which receives heat of the heat pipe and discharges the heat to the surroundings;
And a blower for blowing air toward the heat sink to move the heat discharged from the heat sink to the battery pack, as a power source.
청구항 8항에 있어서,
상기 가열수단에는,
상기 히트싱크에서 방출하는 열을 상기 배터리팩으로 유도하는 히팅덕트가 더 포함되는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치.
The method of claim 8,
In the heating means,
Wherein the battery pack further comprises a heating duct for guiding the heat emitted from the heat sink to the battery pack.
청구항 4항 또는 청구항 7항에 있어서,
상기 가열수단은;
상기 배터리팩에 면접하며 상기 히트파이프로부터 전달된 열을 배터리팩에 전달하는 전도체를 구비하는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅장치.
The method according to claim 4 or 7,
The heating means comprises:
And a battery having a conductor for inserting into the battery pack and transmitting the heat transferred from the heat pipe to the battery pack, is used as a power source.
연료를 연소시켜 구동력을 얻는 엔진과, 상기 엔진에서 발생하는 배기가스를 처리하여 배출하는 배기관과, 구동력원으로서 상기 엔진과 함께 사용되는 모터와, 상기 모터에 전력을 공급하는 배터리팩을 구비한 하이브리드차량에서의 배터리팩을 원하는 온도범위내에 유지시키는 방법으로서,
온도센서를 이용하여 배터리팩의 온도를 감지하는 온도감지단계와;
상기 온도감지단계를 통해 얻은 배터리팩의 온도를 설정된 기준온도와 비교하는 온도비교단계와;
상기 온도비교단계를 통해 배터리팩의 온도가 기준온도보다 낮을 경우, 상기 배기관에서 방출되는 열을 상기 배터리팩으로 전달하는 가열단계를 포함하는 배터리를 동력원으로 사용하는 차량용 배터리팩 히팅방법.
A hybrid vehicle comprising: an engine for burning fuel to obtain a driving force; an exhaust pipe for processing and discharging exhaust gas generated from the engine; a motor used together with the engine as a driving power source; and a battery pack for supplying power to the motor A method of maintaining a battery pack in a vehicle within a desired temperature range,
A temperature sensing step of sensing a temperature of the battery pack using a temperature sensor;
A temperature comparing step of comparing the temperature of the battery pack obtained through the temperature sensing step with a set reference temperature;
And a heating step of transferring the heat discharged from the exhaust pipe to the battery pack when the temperature of the battery pack is lower than the reference temperature through the temperature comparison step as a power source.
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