KR20150075795A - 차량의 열-공기 관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 열-공기 관리 시스템에 관한 것으로, 차량의 트렁크 중앙에 그 하방으로 돌출된 배터리 마운팅 부; 상기 마운팅 부에 장착된 배터리; 및 차량의 주행성을 안정 시키고, 상기 배터리의 냉각을 위해 상기 차량의 머플러와 상기 마운팅 부 사이에 상기 차량의 바닥면으로부터 돌출 형성된 복수 개의 에어 핀;을 포함한다.

Description

차량의 열-공기 관리 시스템{MANAGEMENT SYSTEM OF HEAT AND AIR FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 열-공기 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 주행 안정성과 배터리의 냉각 성능을 향상시키는 차량의 열-공기 관리 시스템에 관한 것이다.
고속으로 운행하는 차량이 곡선 구간에 진입하게 되면 차량 후미 떨림 현상 발생이 발생할 수 있고, 이러한 떨림 현상은 고속 조향성 및 후륜 가진 안정성에 불리하다.
차량에 발생하는 양력(CL)과 항력(CD)은 서로 반비례 관계에 있으며, 항력 증가 최소화를 고려한 후륜 양력의 저감 방안이 도출될 필요가 있다.
도1은 일반적인 차량의 후미 부분을 도시한 배면도이다.
도1을 참조하면, 일반적인 차량(110)의 후미에는 머플러(120)가 구비되며, 차량의 바닥면(130)은 평평한 형상으로, 그 중앙부에는 스페어 타이어가 장착되는 공간이 그 내부에 형성된다.
하이브리드 등의 친환경 차량인 경우 요구되는 배터리의 용량이 크기 때문에, 차량의 트렁크에 위치시키게 되며, 때문에 트렁크의 적재 공간이 줄어드는 문제가 있다.
또한, 배터리가 밀폐된 공간에 장착되어, 이를 냉각하기 위한 별도의 냉각 팬을 구비해야 하고, 냉각 팬의 작동 시간이 상대적으로 길고, 냉각 팬이 트렁크 공간을 차지하는 문제가 있다.
본 발명은, 차량의 주행 안정성과 배터리의 냉각 성능을 향상시키는 차량의 열-공기 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 열-공기 관리 시스템은 차량의 트렁크 중앙에 그 하방으로 돌출된 배터리 마운팅 부; 상기 마운팅 부에 장착된 배터리; 및 차량의 주행성을 안정 시키고, 상기 배터리의 냉각을 위해 상기 차량의 머플러와 상기 마운팅 부 사이에 상기 차량의 바닥면으로부터 돌출 형성된 복수 개의 에어 핀;을 포함할 수 있다.
상기 배터리 마운팅 부에는 상기 차량의 내부 공기를 상기 배터리로 공급하기 위한 덕트가 구비될 수 있다.
상기 배터리 마운팅 부에는 냉각 팬이 구비될 수 있다.
상기 배터리 마운팅 부에는 주행풍을 상기 배터리로 선택적으로 공급하기 위한 인랫 플랩; 및 상기 주행풍을 차량 외부로 배출하기 위한 아웃랫 플랩;이 구비될 수 있다.
상기 배터리 마운팅 부에는 에어 필터가 구비될 수 있다.
상기 배터리는 배터리 케이스를 포함하며, 상기 배터리 케이스에는 공기가 유동하기 위한 유동 패스가 형성될 수 있다.
상기 배터리는 배터리 케이스를 포함하며, 상기 배터리 케이스에는 상변화물질((PCM)이 충진될 수 있다.
상기 차량은 하이브리드 차량일 수 있다.
상기 차량은 전기 차량일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 열-공기 관리 시스템에 의하면, 차량의 주행 안정성과 배터리의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 열-공기 관리 시스템에 의하면, 배터리를 종래의 스페어 타이어 공간에 장착하여 트렁크 공간의 활용성을 높일 수 있고, 상대적으로 무거운 배터리를 차량의 바닥면 위에 장착하여 무게 중심을 낮출 수 있어 차량의 안정적인 주행이 가능하다.
도1은 일반적인 차량의 후미 부분을 도시한 배면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 열-공기 관리 시스템의 차량 후방에서 바라본 단면도이다. 배기가스 여과 장치의 단면도이다.
도3 내지 도5는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 열-공기 관리 시스템의 차량 상부에서 바라본 단면도이다. 배기가스 여과 장치의 단면도이다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 차량의 열-공기 관리 시스템에 적용될 수 있는 일실시예에 의한 배터리의 사시도이다.
도7은 도6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따른 단면도이다.
도8은 도6의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따른 단면도이다.
도9는 도6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따른 단면도이다.
도10은 도6의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따른 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 열-공기 관리 시스템의 차량 후방에서 바라본 단면도이다. 배기가스 여과 장치의 단면도이고, 도3 내지 도5는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 열-공기 관리 시스템의 차량 상부에서 바라본 단면도이다. 배기가스 여과 장치의 단면도이다.
도2 내지 도5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 열-공기 관리 시스템은 차량의 트렁크 중앙에 그 하방으로 돌출된 배터리 마운팅 부(30), 상기 마운팅 부에 장착된 배터리(40) 및 차량의 주행성을 안정 시키고, 상기 배터리(40)의 냉각을 위해 상기 차량의 머플러(20)와 상기 마운팅 부(30) 사이에 상기 차량의 바닥면(10)으로부터 돌출 형성된 복수 개의 에어 핀(12)을 포함할 수 있다.
통상적인 차량 트렁크의 중앙 하부에는 스페어 타이어 장착 공간이 형성되고, 배터리를 트렁크에 장착하여 트렁크 장착 공간이 협소해 지는 문제가 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 열-공기 관리 시스템에서는 기존 타이어를 런 플랫 타이어(Run Flat Tire)로 변경하는 등의 방법을 이용하고, 기존의 스페어 타이어 장착 공간에 배터리를 장착함으로써, 장착하여 트렁크 공간의 활용성을 높일 수 있고, 상대적으로 무거운 배터리를 차량의 바닥면 위에 장착하여 무게 중심을 낮출 수 있어 차량의 안정적인 주행이 가능하다.
또한, 상기 에어 핀(12)이 상기 차량의 머플러(20)와 상기 마운팅 부(30) 사이에 구비되어 차량의 주행 안정성을 향상시킬 수 있으며, 상기 배터리(40)가 차량의 바닥면(10)에 인접하여 구비되기 때문에 차량 외부를 흐르는 공기에 의해 냉각효율이 증대될 수 있다.
상기 배터리 마운팅 부(30)에는 상기 차량의 내부 공기를 상기 배터리(40)로 공급하기 위한 덕트(50)가 구비될 수 있다. 상기 배터리 마운팅 부(30)의 상부에 형성된 상기 덕트(50)를 통해 차량의 내부 공기를 유입하여 상기 배터리(40)의 냉각이 가능하며, 상기 배터리 마운팅 부(30)에는 냉각 팬(60)이 구비되어 추가적인 냉각이 요구될 때에는 상기 냉각 팬(60)을 구동하여 상기 배터리(40)를 냉각 시킬 수 있다.
상기 배터리 마운팅 부(30)에는 주행풍을 상기 배터리(40)로 선택적으로 공급하기 위한 인랫 플랩(70) 및 상기 주행풍을 차량 외부로 배출하기 위한 아웃랫 플랩(80)이 구비될 수 있다. 상기 각 플랩(70, 80)은 공급되는 전류 신호에 따라 온(on)/오프(off) 되거나, 엑추에이터 등을 이용하여 선택적으로 개폐될 수 있으며, 선택적인 개폐가 가능한 플랩의 구성 등은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.
차량의 트렁크 중앙에 그 하방으로 돌출된 배터리 마운팅 부(30)의 전후방에 각각 상기 인랫 플랩(70) 및 아웃랫 플랩(80)이 구비되고, 차량의 주행 상태 및 상기 배터리(40)의 냉각 요구 등에 따라 상기 인랫 플랩(70) 및 상기 아웃랫 플랩(80)을 개폐하여 상기 배터리(40)의 온도를 최적의 성능을 발휘할 수 있는 온도로 유지하는 것이 가능하다.
상기 인랫 플랩(70) 및 상기 아웃랫 플랩(80)의 작동은, 예를 들어, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 인랫 플랩(70) 및 상기 아웃랫 플랩(80)을 모두 열어 주행풍으로 상기 배터리(40)를 냉각 시킬 수 있다. 즉, 차량의 주행 상태에서 상기 배터리(40)의 온도가 그 작동 적절 온도보다 높은 경우, 주행풍으로 상기 배터리(40)를 냉각 시킬 수 있으며, 이 때, 상기 냉각 팬(50)은 오프(off) 될 수 있다.
도4에 도시된 바와 같이, 상기 인랫 플랩(70)은 닫힌 상태를 유지하고, 상기 아웃랫 플랩(80)은 열릴 수 있다. 이 경우는 차량이 저속 또는 아이들 운행 상태에서 상기 냉각 팬(50)의 작동을 온(on) 시킨 후, 차량 실내의 공기로 냉각을 할 수 있다.
도5에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 팬(50)은 오프(off) 된 상태에서, 상기 인랫 플랩(70) 및 상기 아웃랫 플랩(80)을 닫을 수 있으며, 이 때는 배터리의 현재 온도가 적정 작동 온도보다 낮아 배터리의 온도를 높이는 것이 요구되는 상태일 수 있다.
도면에 도시되지 않았으나, 상기 배터리(40) 또는 상 상기 배터리 마운팅 부(30)에 온도 센서가 구비되고, 미도시한 제어부가 상기 온도 센서의 출력 신호, 차량 속도 신호, 대기 온도 신호 등을 입수하여 상기 냉각 팬(50), 상기 인랫 플랩(70) 및 상기 아웃랫 플랩(80)의 작동을 제어할 수 있다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 차량의 열-공기 관리 시스템에 적용될 수 있는 일실시예에 의한 배터리의 사시도이고, 도7은 도6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따른 단면도이며, 도8은 도6의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따른 단면도이다.
도6 내지 도8을 참조하면, 상기 배터리(40)는 배터리 케이스(41)를 포함하며, 상기 배터리 케이스(41)에는 공기가 유동하기 위한 유동 패스(42)가 형성될 수 있다. 도3 내지 도4에 도시된 바와 같이, 상기 배터리(40)로 공기가 전달되는 경우, 상기 유동 패스(42)로 공기가 유동하여 상기 배터리(40)를 보다 효율적으로 냉각 시킬 수 있다.
상기 배터리 마운팅 부(30)에는 에어 필터(90)가 구비될 수 있으며, 상기 에어 필터(90)로 외부에서 유입되는 공기를 정화하여 상기 배터리(40)의 유동 패스(42)가 막히는 것을 방지할 수 있다.
도9는 도6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따른 단면도이고, 도10은 도6의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따른 단면도며, 도9 및 도10에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 차량의 열-공기 관리 시스템에 적용될 수 있는 일실시예에 의한 배터리를 나타내며, 배터리 케이스(45) 내에 상변화물질((PCM; Phase Change Material; 47)이 충진 될 수 있다.
상변화 물질(PCM)이란 고체에서 액체로 혹은 액체에서 고체로 상이 변화할 때, 열을 흡수 또는 방출하는 물질을 말하며, 외부 온도 변화에 따라 PCM이 상변환을 하며 배터리 폐열 축적 및 방출을 통해 배터리 최적 온도 유지 가능하고, 상변환 물질에 따라 변환 온도 설정 가능하다.
상기 상변화물질(47)은 반 영구적 사용이 가능하여 별도의 시스템이 필요 없이 배터리의 최적 온도 유지가 가능하다.
상기 차량은 하이브리드 차량 또는 전기 차량일 수 있으며, 하이브리드 등의 친환경 차량인 경우 배터리의 용량이 커서 트렁크를 차지하는 공간이 크게 되나, 상기 마운팅 부(30)를 차량의 트렁크 중앙에 그 하방으로 돌출 형성하여 공간 활용성이 향상된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 바닥 면 20: 머플러
30: 마운팅 부 40: 배터리
41, 45: 배터리 케이스 42: 유동 패스
47: 상변화물질 50: 덕트
60: 냉각 팬 70: 인렛 플랩
80: 아웃렛 플랩 90: 에어 필터
110: 차체 120: 머플러
130: 바닥면

Claims (9)

  1. 차량의 트렁크 중앙에 그 하방으로 돌출된 배터리 마운팅 부;
    상기 마운팅 부에 장착된 배터리; 및
    차량의 주행성을 안정 시키고, 상기 배터리의 냉각을 위해 상기 차량의 머플러와 상기 마운팅 부 사이에 상기 차량의 바닥면으로부터 돌출 형성된 복수 개의 에어 핀;
    을 포함하는 차량의 열-공기 관리 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 배터리 마운팅 부에는 상기 차량의 내부 공기를 상기 배터리로 공급하기 위한 덕트가 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 열-공기 관리 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 배터리 마운팅 부에는 냉각 팬이 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 열-공기 관리 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 배터리 마운팅 부에는
    주행풍을 상기 배터리로 선택적으로 공급하기 위한 인랫 플랩; 및
    상기 주행풍을 차량 외부로 배출하기 위한 아웃랫 플랩;
    이 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 열-공기 관리 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 배터리 마운팅 부에는
    에어 필터가 구비된 차량의 열-공기 관리 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 배터리는
    배터리 케이스를 포함하며,
    상기 배터리 케이스에는 공기가 유동하기 위한 유동 패스가 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 열-공기 관리 시스템.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 배터리는
    배터리 케이스를 포함하며,
    상기 배터리 케이스에는 상변화물질((PCM)이 충진된 것을 특징으로 하는 차량의 열-공기 관리 시스템.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 차량은 하이브리드 차량인 것을 특징으로 하는 차량의 열-공기 관리 시스템.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 차량은 전기 차량인 것을 특징으로 하는 차량의 열-공기 관리 시스템.
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