KR20150071751A - 전기차의 냉각시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기차에서 상대적으로 적은 부품으로 컴팩트하게 구성되면서도 배터리와 전력전자부품 등을 효과적으로 냉각할 수 있도록 하여, 중량 및 원가를 저감시킬 수 있도록 하고, 차량의 공간 활용도 증대 및 적절한 중량배분 구현 등과 같은 설계상의 자유도를 향상시켜 줄 수 있도록 한다.

Description

전기차의 냉각시스템{COOLING SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기차의 냉각시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기차의 배터리 및 전장부품들을 효과적으로 냉각할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
전기차는 배터리 등과 같이 전기를 저장하였다가 공급하는 전력원을 탑재하고 있으며, 상기 배터리의 전력으로 차량을 구동하기 위한 전력전자부품(PE: Power Electronics)이 구비된다.
상기와 같은 배터리와 전력전자부품은 작동에 따라 발열이 수반되므로, 그 냉각이 필수적이며, 특히 전기차에서는 이러한 배터리와 전력전자부품의 냉각이 얼마나 효율적으로 이루어지도록 할 수 있는가 하는 것이 차량의 성능에 매우 큰 영향을 주게 된다.
상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 1020120046980 A
본 발명은 전기차에서 상대적으로 적은 부품으로 컴팩트하게 구성되면서도 배터리와 전력전자부품 등을 효과적으로 냉각할 수 있도록 하여, 중량 및 원가를 저감시킬 수 있도록 하고, 차량의 공간 활용도 증대 및 적절한 중량배분 구현 등과 같은 설계상의 자유도를 향상시켜 줄 수 있도록 한 전기차의 냉각시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기차의 냉각시스템은
내부 공간에 배터리가 구비된 케이스와;
상기 케이스의 전방측면에 설치되는 라디에이터와;
상기 케이스의 후방측면에 설치되는 냉각팬과;
상기 라디에이터를 통과한 공기가 상기 냉각팬으로 유도될 수 있도록 상기 라디에이터와 냉각팬을 연결하도록 상기 케이스 내에 설치되는 내부덕트;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전기차에서 상대적으로 적은 부품으로 컴팩트하게 구성되면서도 배터리와 전력전자부품 등을 효과적으로 냉각할 수 있도록 하여, 중량 및 원가를 저감시킬 수 있도록 하고, 차량의 공간 활용도 증대 및 적절한 중량배분 구현 등과 같은 설계상의 자유도를 향상시켜 줄 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차의 냉각시스템을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 반대편에서 본 도면,
도 3은 본 발명의 냉각시스템이 차량의 전방에 장착되는 상태를 예시한 도면,
도 4는 도 1의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 전기차의 냉각시스템의 실시예는, 내부 공간에 배터리(1)가 구비된 케이스(3)와; 상기 케이스(3)의 전방측면에 설치되는 라디에이터(5)와; 상기 케이스(3)의 후방측면에 설치되는 냉각팬(7)과; 상기 라디에이터(5)를 통과한 공기가 상기 냉각팬(7)으로 유도될 수 있도록 상기 라디에이터(5)와 냉각팬(7)을 연결하도록 상기 케이스(3) 내에 설치되는 내부덕트(9)를 포함하여 구성된다.
즉, 케이스(3)의 전방과 후방에 각각 라디에이터(5)와 냉각팬(7)을 설치하고, 이들 사이를 상기 내부덕트(9)를 통해 연결하며, 상기 내부덕트(9)와 케이스(3) 사이에 배터리(1)를 배치하도록 한 구성으로, 종래의 배터리(1) 냉각시스템과 전력전자부품을 냉각하기 위한 쿨링 모듈 시스템을 하나로 컴팩트하게 결합하여 구성한 것으로 볼 수 있는 것이다.
물론, 상기 라디에이터(5)는 전력전자부품을 냉각하기 위한 냉각수를 냉각시킬 수 있도록 유로가 연결된다.
상기 배터리(1)는 상기 내부덕트(9) 주위의 공간에 설치되고, 상기 내부덕트(9)에는 상기 배터리(1)를 냉각한 공기가 내측으로 유입될 수 있도록 다수의 통기홀(11)이 형성된 구조이다.
따라서, 상기 냉각팬(7)이 구동되어 상기 라디에이터(5)를 통과한 공기가 도 4에 도시된 바와 같이 상기 내부덕트(9) 내측을 통과하여 상기 냉각팬(7)을 빠져나갈 때, 상기 배터리(1) 주변의 공기는 상기 통기홀(11)을 통해 상기 내부덕트(9)를 통해 외부로 배출되면서, 상기 배터리(1)를 냉각시키게 된다.
상기 내부덕트(9)는 중간부로부터 상기 라디에이터(5)와 상기 냉각팬(7)을 향하여 각각 양쪽 방향으로 단면적이 확대되는 깔때기 형상으로 형성되며, 상기 배터리(1)는 상기 내부덕트(9)의 중간부 양쪽 측면에 인접하게 배치되는 구조이다.
상기 케이스(3)의 외부 적어도 2곳 이상에는 마운팅브라켓(13)이 설치되어 있으며, 상기 케이스(3)는 차량의 전방 양쪽 사이드멤버(15) 사이에 위치되도록 설치된다.
즉, 상기 배터리(1)와 라디에이터(5) 및 냉각팬(7)을 구비한 상기 케이스(3)를 차량 전방의 종래 엔진이 위치하던 곳에 배치하도록 함으로써, 후륜 구동 전기차의 경우 차량의 전방과 후방의 중량배분을 서로 동등한 수준으로 적절하게 배분할 수 있으며, 종래 차량 하부나 트렁크 등에 배치되던 배터리(1)가 차량 전방에 장착되도록 구성됨으로써, 차체의 하부나 트렁크 등의 공간을 보다 효율적으로 설계 및 사용할 수 있는 자유도를 증대시켜 주는 것이다.
또한, 종래에는 배터리(1)의 냉각을 위해 차량의 실내와 배터리(1)가 탑재된 케이스(3) 내부를 덕트로 연결하고, 차량 실내의 공기를 송풍하여 배터리(1)를 냉각하는 방법을 사용함으로써, 차량 수밀성 저하 등의 문제를 야기하였으나, 상기한 바와 같은 구성에서는 차량 실내와 완전히 구획된 공간 내에서 상기 라디에이터(5)를 통과한 상온의 외부공기를 이용하여 배터리(1)의 냉각이 이루어짐에 따라 차량의 수밀성 문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 구성에서는 종래에 비하여 다른 부품들과의 간섭 염려가 없고 비교적 큰 공간에 상기 케이스(3)가 위치할 수 있게 됨에 따라, 상기 냉각팬(7)의 용량을 종래에 비하여 더 크게 확보할 수 있어서, 상기 배터리(1)의 냉각 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
상기 케이스(3) 내부의 배터리(1)가 설치된 공간에는 온도센서(17)를 구비하고, 상기 온도센서(17)의 신호를 받아 상기 냉각팬(7)을 구동하는 컨트롤러(19)를 구비하여, 전력전자부품의 냉각이 필요할 때나 상기 배터리(1)의 냉각이 필요할 때, 상기 컨트롤러(19)가 상기 냉각팬(7)을 구동하도록 함으로써, 상기 전력전자부품 및 배터리(1)의 냉각이 이루어질 수 있도록 한다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1; 배터리
3; 케이스
5; 라디에이터
7; 냉각팬
9; 내부덕트
11; 통기홀
13; 마운팅브라켓
15; 사이드멤버

Claims (5)

  1. 내부 공간에 배터리(1)가 구비된 케이스(3)와;
    상기 케이스(3)의 전방측면에 설치되는 라디에이터(5)와;
    상기 케이스(3)의 후방측면에 설치되는 냉각팬(7)과;
    상기 라디에이터(5)를 통과한 공기가 상기 냉각팬(7)으로 유도될 수 있도록 상기 라디에이터(5)와 냉각팬(7)을 연결하도록 상기 케이스(3) 내에 설치되는 내부덕트(9);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차의 냉각시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리(1)는 상기 내부덕트(9) 주위의 공간에 설치되고;
    상기 내부덕트(9)에는 상기 배터리(1)를 냉각한 공기가 내측으로 유입될 수 있도록 다수의 통기홀(11)이 형성된 것
    을 특징으로 하는 전기차의 냉각시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 내부덕트(9)는 중간부로부터 상기 라디에이터(5)와 상기 냉각팬(7)을 향하여 각각 양쪽 방향으로 단면적이 확대되는 깔때기 형상으로 형성되며;
    상기 배터리(1)는 상기 내부덕트(9)의 중간부 양쪽 측면에 인접하게 배치되는 것;
    을 특징으로 하는 전기차의 냉각시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 케이스(3)의 외부 적어도 2곳 이상에는 마운팅브라켓(13)이 설치되며;
    상기 케이스(3)는 차량의 전방 양쪽 사이드멤버(15) 사이에 위치되는 것
    을 특징으로 하는 전기차의 냉각시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 케이스(3) 내부의 배터리(1)가 설치된 공간에는 온도센서(17)가 구비되고;
    상기 온도센서(17)의 신호를 받아 상기 냉각팬(7)을 구동하는 컨트롤러(19)가 구비된 것
    을 특징으로 하는 전기차의 냉각시스템.
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