KR20190056467A

KR20190056467A - 전기 자동차용 히터 및 이의 온도 제어 방법

Info

Publication number: KR20190056467A
Application number: KR1020170153151A
Authority: KR
Inventors: 이우용
Original assignee: 동아오토 주식회사
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2019-05-27

Abstract

전기 자동차용 히터는 제1 로드, 온도를 측정하여 온도 신호를 발생하는 온도 센서, 및 외부로부터 전원을 공급받아 상기 제1 로드에 상기 전원을 제공하고, 상기 온도 신호를 수신하는 제어부를 포함한다. 상기 제1 로드는 수납 용기, 상기 수납 용기 내에 배치되는 제1 절연 패드, 상기 제1 절연 패드 상에 배치되는 제1 단자, 상기 제1 단자 상에 배치되고 제1 수납홀이 형성된 가이드부, 상기 제1 수납홀 내에 배치되고, 탄소 도전체를 포함하는 제1 CNT 블록, 상기 가이드부 상에 배치되는 제2 단자, 및 상기 제2 단자 상에 배치되는 제2 절연 패드를 포함한다.

Description

전기 자동차용 히터 및 이의 온도 제어 방법{HEATER FOR ELECTRIC VEHICLE AND TEMPERATURE CONTROL METHOD OF THE SAME}

본 발명은 전기자동차용 히터 및 상기 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 200V 이상의 고전압을 사용하는 전기자동차용 히터 및 상기 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법에 관한 것이다.

친환경 에너지에 대한 관심이 높아지면서 전기 자동차, 연료전지 자동차 등과 같은 친환경 차량 관련 부품의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 친환경 차량에는 엔진이 구비되지 않아 엔진의 폐열을 이용하여 난방을 구현할 수 없으므로, 고전압을 이용해 안정적으로 난방을 구현할 수 있는 별도의 히터가 필요하다.

일반적으로, 차량용 난방장치로서, 화재 위험이 적고 반영구적으로 사용할 수 있는 피티씨 서미스터(PTC thermistor, Positive Temperature Coefficient thermistor)를 채용한 히터가 이용되는데, 종래의 히터는 12 또는 24V의 저전압에서 작동하도록 설계되어 있으며, 발열 효율이 낮고, 피티씨 서미스터가 중금속을 포함하는 경우 친환경 적이지 않으며, 구조가 복잡하고, 무게가 무거우며, 특히 200V이상의 전원을 사용하는 경우, 전류 소모가 많고, 작동 중 돌입 전류(rush current)가 발생하여 오작동을 일으키고, 배터리 소모량이 증가하는 등의 문제가 있었다. 또한, 상기 히터가 과열되어 오작동 되는 문제가 있었다.

한편, 기존 피티씨 서미스터의 대체 물질로 탄소 도전체를 이용한 히터가 개발되고 있으나, 탄소 도전체는 기존의 피티씨 서미스터와 달리 온도에 따른 저항 특성 변화가 적어, 상기 히터가 과열되어 원하는 범위의 온도 제어가 용이하지 않은 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 제2011-0041656호

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 배터리 소모량이 적어 발열 효율이 높고, 중금속을 포함하는 PTC 소자를 포함하지 않고, 경량화 가능하며, 자동 온도 제어가 가능하고, 구조가 단순하며 고전압 특성에 맞는 전기 자동차용 히터 및 상기 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전기 자동차용 히터는 제1 로드, 온도를 측정하여 온도 신호를 발생하는 온도 센서, 및 외부로부터 전원을 공급받아 상기 제1 로드에 상기 전원을 제공하고, 상기 온도 신호를 수신하는 제어부를 포함한다. 상기 제1 로드는 수납 용기, 상기 수납 용기 내에 배치되는 제1 절연 패드, 상기 제1 절연 패드 상에 배치되는 제1 단자, 상기 제1 단자 상에 배치되고 제1 수납홀이 형성된 가이드부, 상기 제1 수납홀 내에 배치되고, 탄소 도전체를 포함하는 제1 CNT 블록, 상기 가이드부 상에 배치되는 제2 단자, 및 상기 제2 단자 상에 배치되는 제2 절연 패드를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 CNT 블록의 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 CNT 블록은 산화 규소 및 알루미나를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 CNT 블록은 Fe₂O₃, K₂O, MgO를 더 포함할 수 있다. 상기 CNT 블록의 상기 탄소 도전체는 0.5~5중량%가 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 로드는 상기 제1 CNT 블록과 동일한 제2 CNT 블록을 더 포함할 수 있다. 상기 가이드부에는 상기 제1 수납홀과 이격되는 제2 수납홀이 더 형성되고, 상기 제2 수납홀에 상기 제2 CNT 블록이 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수납 용기는 하부면, 및 상기 하부면의 양 단으로부터 연장되는 측면들을 포함하는 하부 수납 용기, 및 상기 하부 수납 용기와 결합하는 상부 수납 용기를 포함할 수 있다. 상기 제1 절연 패드, 상기 제1 단자, 상기 가이드부, 상기 제2 단자 및 상기 제2 절연 패드는 상기 하부면과 상기 상부 수납 용기 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가이드부에는 상기 제1 단자가 수납되는 제1 단자 수납홈 및 상기 제2 단자가 수납되는 제2 단자 수납홈이 형성될 수 있다. 상기 가이드부가 상기 제1 절연 패드, 상기 제2 절연 패드, 상기 제1 CNT 블록, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자와 직접 접촉할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 온도 신호의 값이 미리 정해진 기준 온도 보다 높은 경우, 상기 제1 로드에 공급하는 상기 전원을 차단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 전원을 차단한 후, 미리 정해진 일정 시간이 경과하는 경우, 다시 상기 제1 로드에 상기 전원을 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 온도 신호의 값이 미리 정해진 안전 온도 이하로 내려가는 경우, 다시 상기 제1 로드에 상기 전원을 공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전기 자동차용 히터는 상기 제1 로드와 이격되고, 상기 제1 로드와 동일한 구성을 갖는 제2 로드를 더 포함할 수 있다. 상기 온도 센서는 상기 제1 로드와 상기 제2 로드 사이에 배치될 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 탄소 도전체를 포함하는 CNT 블록을 포함하는 제1 로드, 온도 센서 및 제어부를 포함하는 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법은 상기 제어부가 상기 제1 로드에 전원을 공급하는 전원 공급 단계, 상기 온도 센서가 상기 제1 로드의 온도를 센싱하여 온도 신호를 상기 제어부에 제공하는 단계, 상기 제어부가 상기 온도 신호의 값과 미리 정해진 기준 온도를 비교하여, 상기 온도 신호의 값이 상기 기준 온도보다 높은지 판단하는 단계, 및 상기 전기 자동차용 히터가 과열되는 것으로 판단되면, 상기 제1 로드에 제공되는 전원을 차단하는 단계를 포함한다. 상기 판단하는 단계에서, 상기 온도 신호의 값이 상기 기준 온도 보다 큰 경우 상기 전기 자동차용 히터가 과열되는 것으로 판단한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법은 상기 제어부에 여전히 상기 외부 전원이 공급되고 있으면, 상기 제1 로드에 전원을 다시 공급하고, 상기 제어부에 외부 전원이 공급되지 않으면, 상기 전기 자동차용 히터의 작동을 멈추는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차단하는 단계에서는, 상기 제1 로드에 상기 전원을 미리 정해진 특정 시간 동안 차단하고, 상기 특정 시간이 경과한 후, 상기 제1 로드에 전원을 다시 공급하거나 상기 전기 자동차용 히터의 작동을 멈추는 단계를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차단하는 단계에서는, 상기 온도 신호의 값이 미리 정해진 안전 온도 이하의 값이 될 때까지 상기 제1 로드에 상기 전원을 차단하고, 상기 온도 신호의 값이 상기 안전 온도 이하로 내려가면, 상기 제1 로드에 전원을 다시 공급하거나 상기 전기 자동차용 히터의 작동을 멈추는 단계를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 CNT 블록의 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 CNT 블록은 산화 규소 및 알루미나, Fe2O3, K2O 및 MgO를 더 포함할 수 있다. 상기 CNT 블록의 상기 탄소 도전체는 0.5~5중량%가 포함될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 전기 자동차용 히터는 제1 로드, 온도를 측정하여 온도 신호를 발생하는 온도 센서, 및 외부로부터 전원을 공급받아 상기 제1 로드에 상기 전원을 제공하고, 상기 온도 신호를 수신하는 제어부를 포함한다. 상기 제1 로드는 수납 용기, 상기 수납 용기 내에 배치되는 제1 절연 패드, 상기 제1 절연 패드 상에 배치되는 제1 단자, 상기 제1 단자 상에 배치되고 제1 수납홀이 형성된 가이드부, 상기 제1 수납홀 내에 배치되고, 탄소 도전체를 포함하는 제1 CNT 블록, 상기 가이드부 상에 배치되는 제2 단자, 및 상기 제2 단자 상에 배치되는 제2 절연 패드를 포함한다.

이에 따라, 기존의 발열 소재 대비 전기 자동차의 고전압 환경에서 발열 효율이 높고, 온도 제어가 가능하고, 구조가 단순한 전기 자동차용 히터를 제공할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 히터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전기 자동차용 히터의 제1 로드의 사시도이다.
도 3은 도 2의 제1 로드의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 히터의 사시도이다. 도 2는 도 1의 전기 자동차용 히터의 제1 로드의 사시도이다. 도 3은 도 2의 제1 로드의 분해 사시도이다. 도 4는 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 전기 자동차용 히터는 제1 로드(100), 제2 로드(200), 온도 센서(300), 제어부(400) 및 복수의 방열판(500)을 포함할 수 있다.

상기 제어부(400)에는 커넥터부(410)가 형성되어, 외부 전원이 상기 커넥터부(410)를 통해 상기 전기자동차용 히터에 공급될 수 있다. 상기 외부 전원은 전기 자동차의 전원으로 200V(볼트)이상의 고전압 일 수 있다. 예를 들면, 상기 외부 전원은 330V 전압을 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2 로드(100, 200)에 공급되는 상기 일전한 전압의 전원은 330V의 전압을 가질 수 있다.

상기 제1 로드(100)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 상기 제1 로드(100)는 상기 제어부(400)에 연결되어, 상기 제어부(400)를 통해 상기 외부 전원을 공급받아 발열할 수 있다.

상기 제1 로드(100)는 하부 수납 용기(110) 및 상부 수납 용기(170)를 포함하는 수납 용기, 제1 절연 패드(120), 제1 단자(130), 가이드부(140), 제1 CNT 블록(CNT1), 제2 CNT 블록(CNT2), 제3 CNT 블록(CNT3), 제4 CNT 블록(CNT4), 제2 단자(150) 및 제2 절연 패드(160)를 포함할 수 있다.

상기 하부 수납 용기(110)는 제1 방향(D1)으로 연장되며, 상기 제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)과 평행하게 절단한 단면이 U자 모양을 가질 수 있다. 즉, 상기 하부 수납 용기(110)는 상기 제1 방향(D1)으로 연장되는 하부면, 상기 하부면의 양 단으로부터 연장되는 측면들을 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 하부면 및 상기 측면들이 형성하는 공간 내에 상기 제1 절연 패드(120), 상기 제1 단자(130), 상기 가이드부(140), 상기 제2 단자(150) 및 상기 제2 절연 패드(160)가 수납될 수 있다. 상기 하부 수납 용기(110) 및 상기 상부 수납 용기(170)는 알루미늄 등 열 전도도가 높고 강도가 높은 금속으로 형성될 수 있다.

상기 제1 절연 패드(120)는 상기 하부면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 절연 패드(120)는 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 절연 패드(120)는 상기 제1 단자(130)와 상기 하부 수납 용기(110) 사이에 배치되어, 상기 제1 단자(130)를 상기 하부 수납 용기(110)로부터 절연시킬 수 있다.

상기 제1 단자(130)는 상기 제1 절연 패드(120) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 단자(130)는 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제1 단자(130)의 끝단에는 제1 커넥터(132)가 형성되어, 상기 제어부(300) 내부의 전기 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 단자(130)는 구리 등의 금속을 포함할 수 있다.

상기 가이드부(140)는 상기 제1 절연 패드(120) 및 상기 제1 단자(130) 상에 배치될 수 있다. 상기 가이드부(140)에는 상기 가이드부(140)를 상기 제3 방향(D3)으로 관통하는 제1 내지 제4 홀들(H1, H2, H3, H4)이 형성될 수 있다. 상기 가이드부(140)와 상기 제1 단자(130)가 접하는 면에는 상기 제1 단자(130)가 상기 수납 용기 내에서 고정되기 위해, 상기 제1 단자(130)가 수납될 수 있는 제1 단자 수납홈(142)이 형성될 수 있다. 한편, 상기 가이드부(140)와 상기 제2 단자(150)가 접하는 면에는 상기 제2 단자(150)가 상기 수납 용기 내에서 고정되기 위해, 상기 제2 단자(150)가 수납될 수 있는 제2 단자 수납홈(144)이 형성될 수 있다.

상기 제1 CNT 블록(CNT1)은 상기 가이드부(140)의 상기 제1 홀(H1) 내에 배치될 수 있다. 상기 제1 CNT 블록(CNT1)은 탄소 도전체를 포함할 수 있다. 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 제1 CNT 블록(CNT1)은 산화 규소(SiO₂) 및 알루미나(Al₂O₃)를 포함하는 세라믹 파우더를 더 포함할 수 있다. 상기 세라믹 파우더는 추가적으로 소량의 Fe₂O₃, K₂O, MgO 등 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 CNT 블록(CNT)은 약 95~95.5중량%의 상기 세라믹 파우더 및 약 0.5~5중량%의 탄소 도전체를 포함할 수 있다.

상기 제1 CNT 블록(CNT1)은 상기 제1 및 제2 단자들(130, 150)과 상기 제3 방향(D3)으로 직접 접촉할 수 있도록, 상기 제1 CNT 블록(CNT1)의 상기 제3 방향(D3)으로의 높이는 상기 제1 홀(H1)의 깊이보다 크거나 같을 수 있다. 즉, 상기 하부 및 상부 수납 용기(110, 170)가 결합함에 따라, 상기 제2 접촉 패드(160) 및 상기 제2 단자(150)가 상기 제1 CNT 블록(CNT1)을 눌러 상기 제1 단자(130), 상기 제1 CNT 블록(CNT1) 및 상기 제2 단자(150)가 서로 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제2 CNT 블록(CNT2)은 상기 가이드부(140)의 상기 제2 홀(H2) 내에 배치될 수 있다. 상기 제3 CNT 블록(CNT3)은 상기 가이드부(140)의 상기 제2 홀(H2) 내에 배치될 수 있다. 상기 제4 CNT 블록(CNT4)은 상기 가이드부(140)의 상기 제4 홀(H4) 내에 배치될 수 있다. 상기 제2 내지 제4 CNT 블록(CNT2, CNT3, CNT4)은 상기 제1 CNT 블록(CNT1)과 실질적으로 동일한 구성과 모양을 가질 수 있다.

이때, 상기 제1 내지 제4 CNT 블록(CNT1, CNT2, CNT3, CNT4)은 발열원으로 사용되며, 동일한 구성과 모양을 가지므로, 상기 전기 자동차용 히터의 제조 공정 및 비용이 절감될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 제1 로드(100)가 네개의 CNT 블록들을 포함하는 것으로 설명하였으나, 상기 CNT 블록의 형상과 개수는 필요에 따라 적절하게 설계될 수 있다.

상기 제2 로드(200)는 상기 제1 로드(100)에 상기 제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2)으로 인접하여 배치되고, 상기 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 상기 제2 로드(200)는 상기 제어부(400)에 연결되어, 상기 제어부(400)를 통해 상기 외부 전원을 공급받아 발열할 수 있다. 상기 제2 로드(200)는 상기 제1 로드(100)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.

상기 온도 센서(300)는 상기 제1 및 제2 로드(100, 200)에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 온도 센서(300)는 상기 제1 로드(100)와 상기 제2 로드(200) 사이에 배치될 수 있다. 상기 온도 센서(300)는 상기 제어부(400)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 온도 센서(300)는 상기 제1 및 제2 로드(100, 200)의 온도를 측정하여, 상기 제어부(400)에 온도 신호를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 온도 센서(300)는 온도에 따라 저항값이 변경되어 주변 온도를 센싱할 수 있는 NTC 센서일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 온도 센서(300)는 상기 제1 로드(100) 또는 상기 제2 로드(200)에 부착되는 형태로 상기 제1 또는 제2 로드(100, 200)의 온도를 직접 센싱할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 온도 센서(300)는 상기 방열판(500)에 부착 또는 상기 방열판(500)을 관통하는 형태로 상기 방열판(500)의 온도를 측정하는 센서일 수 있다.

상기 온도 신호를 제공 받은 상기 제어부(400)는 상기 온도 신호가 미리 정해진 기준 온도 보다 큰 경우, 상기 제1 및 제2 로드(100, 200)에 대한 전원 공급을 차단할 수 있다. 이후, 상기 제어부(400)는 미리 정해진 시간이 경과하면, 상기 제1 로드(100), 및 상기 제2 로드(200)에 다시 전원을 공급할 수 있다. 또는, 상기 제어부(400)는 상기 온도 신호가 미리 정해진 안전 온도 보다 작아진 경우, 상기 제1 로드(100), 및 상기 제2 로드(200)에 다시 전원을 공급할 수 있다.

예를 들면, 상기 기준 온도가 190℃ 이고, 상기 안전 온도가 180℃ 인 경우, 상기 온도 센서(300)에서 측정한 온도 값이 190℃가 넘는 경우, 상기 제어부(400)는 상기 제1 및 제2 로드(100, 200)에 전원 공급을 차단하고, 상기 온도 센서(300)에서 측정한 온도 값이 180℃ 이하로 내려가는 경우 상기 제어부(400)가 사디 상기 제1 및 제2 로드(100, 200)에 전원을 공급하도록 할 수 있다. 이에 따라 원하는 발열 온도를 유지할 수 있다.

상기 복수의 방열판들(500)은 상기 제1 방향(D1)에 수직한 평면들 상에 배치되고, 상기 제1 및 제2 로드들(100, 200)은 상기 복수의 방열판들(500)을 관통하도록 배치될 수 있다.

도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 상기 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법은 제어부가 로드에 전원을 공급하는 단계(S100), 제어부가 로드의 온도를 센싱하는 단계(S200), 기준 온도보다 높은지 판단하는 단계(S300), 제어부가 특정 시간 동안 로드에 공급되는 전원을 차단하는 단계(S400) 및 외부 전원이 공급되는지 판단하는 단계(S500)을 포함할 수 있다.

상기 전기 자동차용 히터는 제1 로드(100), 제2 로드(200), 온도 센서(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 로드(100, 200)는 각각 CNT 블록을 포함한다.

상기 전원을 공급하는 단계(S100)에서는, 외부 전원이 상기 제어부(400)에 공급되고, 상기 제어부(400)는 상기 제1 로드(100) 및 상기 제2 로드(200)에 각각 일정한 전압의 전원을 공급할 수 있다.

상기 센싱하는 단계(S200)에서는 상기 온도 센서(300)가 상기 제1 로드(100) 및/또는 상기 제2 로드(200)의 온도를 측정하여 온도 신호를 상기 제어부(400)에 제공할 수 있다.

상기 기준 온도보다 높은지 판단하는 단계(S300)에서는, 상기 제어부(400)는 상기 온도 신호의 값과 미리 정해진 기준 온도를 비교하여, 상기 온도 신호의 값이 상기 기준 온도 보다 큰 경우 단계(S400)으로 진행하고, 상기 온도 신호의 값이 상기 기준 온도 보다 낮은 경우, 다시 단계(S200)으로 진행한다.

상기 전원을 차단하는 단계(S400)에서는 상기 제어부(400)는 상기 전기 자동차용 히터가 과열되는 것으로 판단하여, 상기 제1 및 제2 로드들(100, 200)에 제공되는 전원을 특정 시간 동안 차단할 수 있다.

상기 외부 전원이 공급되는지 판단하는 단계(S500)에서는, 상기 특정 시간이 경과한 후, 상기 제어부(400)에 여전히 상기 외부 전원이 공급되고 있으면, 상기 제1 및 제2 로드들(100, 200)에 전원을 다시 공급하며, 단계(S200)으로 되돌아 간다. 만약 상기 특정 시간 경과 후, 상기 제어부(400)에 외부 전원이 공급되지 않으면, 상기 전기 자동차용 히터의 작동이 멈춘 것으로 판단하고, 상기 제1 및 제2 로드들(100, 200)에 대한 전원 공급을 완전히 중단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

도 6을 참조하면, 상기 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법은 제어부가 로드의 온도가 안전 온도 이하가 될 때까지 로드에 공급되는 전원을 차단하는 단계(S410)를 제외하고 도 5의 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 생략한다.

상기 전원을 차단하는 단계(S410)에서는, 상기 제어부(400)는 상기 전기 자동차용 히터가 과열되는 것으로 판단하여, 상기 제1 및 제2 로드들(100, 200)에 제공되는 전원을 차단할 수 있다. 이후, 상기 제어부(400)가 수신하는 상기 온도 신호의 값이 안전 온도 이하로 낮아지는 경우, 상기 제어부(400)는 상기 제1 및 제2 로드들(100, 200)에 다시 전원을 공급할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 제1 로드 110: 하부 수납 용기
120: 제1 절연 패드 130: 제1 단자
140: 가이드부 150: 제2 단자
CNT1, CNT2, CNT3, CNT4: 제1 내지 제4 CNT 블록
160: 제2 절연 패드 170: 상부 수납 용기
200: 제2 로드 300: 온도 센서
400: 제어부 410: 커넥터부

Claims

제1 로드;
온도를 측정하여 온도 신호를 발생하는 온도 센서; 및
외부로부터 전원을 공급받아 상기 제1 로드에 상기 전원을 제공하고, 상기 온도 신호를 수신하는 제어부를 포함하고,
상기 제1 로드는
수납 용기;
상기 수납 용기 내에 배치되는 제1 절연 패드;
상기 제1 절연 패드 상에 배치되는 제1 단자;
상기 제1 단자 상에 배치되고 제1 수납홀이 형성된 가이드부;
상기 제1 수납홀 내에 배치되고, 탄소 도전체를 포함하는 제1 CNT 블록;
상기 가이드부 상에 배치되는 제2 단자; 및
상기 제2 단자 상에 배치되는 제2 절연 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.
제1 항에 있어서,
상기 제1 CNT 블록의 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀 중 어느 하나 이상을 포함하고,
상기 CNT 블록은 산화 규소 및 알루미나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.
제2 항에 있어서,
상기 CNT 블록은 Fe₂O₃, K₂O, MgO를 더 포함하고,
상기 CNT 블록의 상기 탄소 도전체는 0.5~5중량%가 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.
제2 항에 있어서,
상기 제1 로드는 상기 제1 CNT 블록과 동일한 제2 CNT 블록을 더 포함하고, 상기 가이드부에는 상기 제1 수납홀과 이격되는 제2 수납홀이 더 형성되고, 상기 제2 수납홀에 상기 제2 CNT 블록이 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.
제1 항에 있어서,
상기 수납 용기는
하부면, 및 상기 하부면의 양 단으로부터 연장되는 측면들을 포함하는 하부 수납 용기; 및
상기 하부 수납 용기와 결합하는 상부 수납 용기를 포함하고, 상기 제1 절연 패드, 상기 제1 단자, 상기 가이드부, 상기 제2 단자 및 상기 제2 절연 패드는 상기 하부면과 상기 상부 수납 용기 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.
제1 항에 있어서,
상기 가이드부에는 상기 제1 단자가 수납되는 제1 단자 수납홈 및 상기 제2 단자가 수납되는 제2 단자 수납홈이 형성되어,
상기 가이드부가 상기 제1 절연 패드, 상기 제2 절연 패드, 상기 제1 CNT 블록, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자와 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 온도 신호의 값이 미리 정해진 기준 온도 보다 높은 경우, 상기 제1 로드에 공급하는 상기 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.
제7 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전원을 차단한 후, 미리 정해진 일정 시간이 경과하는 경우, 다시 상기 제1 로드에 상기 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.
제7 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 온도 신호의 값이 미리 정해진 안전 온도 이하로 내려가는 경우, 다시 상기 제1 로드에 상기 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.
제1 항에 있어서,
상기 제1 로드와 이격되고, 상기 제1 로드와 동일한 구성을 갖는 제2 로드를 더 포함하고,
상기 온도 센서는 상기 제1 로드와 상기 제2 로드 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.
탄소 도전체를 포함하는 CNT 블록을 포함하는 제1 로드, 온도 센서 및 제어부를 포함하는 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법에 있어서,
상기 제어부가 상기 제1 로드에 전원을 공급하는 전원 공급 단계;
상기 온도 센서가 상기 제1 로드의 온도를 센싱하여 온도 신호를 상기 제어부에 제공하는 단계;
상기 제어부가 상기 온도 신호의 값과 미리 정해진 기준 온도를 비교하여, 상기 온도 신호의 값이 상기 기준 온도보다 높은지 판단하는 단계; 및
상기 전기 자동차용 히터가 과열되는 것으로 판단되면, 상기 제1 로드에 제공되는 전원을 차단하는 단계를 포함하고,
상기 판단하는 단계에서, 상기 온도 신호의 값이 상기 기준 온도 보다 큰 경우 상기 전기 자동차용 히터가 과열되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법.
제11 항에 있어서,
상기 제어부에 여전히 상기 외부 전원이 공급되고 있으면, 상기 제1 로드에 전원을 다시 공급하고, 상기 제어부에 외부 전원이 공급되지 않으면, 상기 전기 자동차용 히터의 작동을 멈추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법.
제12 항에 있어서,
상기 차단하는 단계에서는, 상기 제1 로드에 상기 전원을 미리 정해진 특정 시간 동안 차단하고,
상기 특정 시간이 경과한 후, 상기 제1 로드에 전원을 다시 공급하거나 상기 전기 자동차용 히터의 작동을 멈추는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법.
제12 항에 있어서,
상기 차단하는 단계에서는, 상기 온도 신호의 값이 미리 정해진 안전 온도 이하의 값이 될 때까지 상기 제1 로드에 상기 전원을 차단하고,
상기 온도 신호의 값이 상기 안전 온도 이하로 내려가면, 상기 제1 로드에 전원을 다시 공급하거나 상기 전기 자동차용 히터의 작동을 멈추는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법.
제11 항에 있어서,
상기 제1 CNT 블록의 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀 중 어느 하나 이상을 포함하고,
상기 CNT 블록은 산화 규소 및 알루미나, Fe₂O₃, K₂O 및 MgO를 더 포함하고,
상기 CNT 블록의 상기 탄소 도전체는 0.5~5중량%가 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터의 온도 제어 방법.