KR20210065072A - Heater for electric vehicle - Google Patents

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KR20210065072A
KR20210065072A KR1020210008272A KR20210008272A KR20210065072A KR 20210065072 A KR20210065072 A KR 20210065072A KR 1020210008272 A KR1020210008272 A KR 1020210008272A KR 20210008272 A KR20210008272 A KR 20210008272A KR 20210065072 A KR20210065072 A KR 20210065072A
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이재욱
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Abstract

The present invention relates to a heater for an electric vehicle, which comprises: a substrate; an insulating film covering one surface of the substrate; a heating element which includes (1) a paste containing ruthenium oxide, palladium, and silver, (2) glass frit, and (3) a conductive material containing an organic binder, and forms a pattern on one surface of the insulating film; and a protective layer covering the heating element. At least one among a plurality of holes and a plurality of protrusions are formed in the substrate, and the plurality of holes or the plurality of protrusions are formed to extend in one direction, and the plurality of holes or the plurality of protrusions are formed at positions spaced apart from each other.

Description

전기 자동차용 히터{HEATER FOR ELECTRIC VEHICLE}Heater for electric vehicle {HEATER FOR ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 배터리에 의해 구동되는 전기 자동차용 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a heater for an electric vehicle driven by a battery.

내연기관에서 발생하는 열을 이용하여 차량의 실내를 난방하는 내연기관 자동차와 달리 전기 자동차에는 별도의 열원이 없다. 따라서 전기 자동차에는 차량의 실내를 난방하기 위한 열원이 필요하다.Unlike an internal combustion engine vehicle, which uses heat generated from an internal combustion engine to heat the interior of the vehicle, an electric vehicle does not have a separate heat source. Therefore, the electric vehicle requires a heat source for heating the interior of the vehicle.

현재 상용화되어 있는 전기 자동차에는 주로 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터가 이용된다. 예컨대 공개특허공보 제10-2019-0056468호(2019.05.27.)에는 PTC 전기 자동차용 히터가 개시되어 있다. PTC 히터는 생산 공정이 비교적 어렵지 않으며, 쉽게 가열되는 장점을 가지고 있지만, 소비 전력이 높은 단점을 가지고 있다. 예컨대 겨울철 실외 온도가 영하인 상태에서 PTC 히터를 작동하게 되면 전기 자동차 배터리의 최대 40%까지 난방에 사용되는 것으로 알려져 있다. 이로 인해 겨울철에는 1회 충전에 따른 전기 자동차의 주행 가능 거리가 매우 짧아진다.PTC (Positive Temperature Coefficient) heaters are mainly used in electric vehicles that are currently commercialized. For example, Patent Publication No. 10-2019-0056468 (2019.05.27.) discloses a PTC electric vehicle heater. The PTC heater has the advantage that the production process is not difficult and is easily heated, but has the disadvantage of high power consumption. For example, it is known that when the PTC heater is operated in the winter when the outdoor temperature is below zero, up to 40% of the electric vehicle battery is used for heating. Due to this, the driving range of the electric vehicle according to a single charge becomes very short in winter.

배터리를 동력으로 하는 전기 자동차는 에너지 효율을 높여 1회 충전으로 주행 가능 거리를 늘리는 에너지 효율이 중요하다. 그러한 관점에서 PTC 히터와 같이 에너지 효율이 낮은 난방 장치는 개선되어야 할 점이 많다.For electric vehicles powered by batteries, it is important to increase energy efficiency to increase the driving range with a single charge. From that point of view, a heating device with low energy efficiency such as a PTC heater has a lot to be improved.

이 외에도 히트펌프를 사용하거나, 연료전지 차량의 연료전지스택에서 배출되는 냉각수를 가열하는 방식도 제안되었다. 히트펌프란 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방장치로 냉방과 난방을 겸용하는 구조로 되어 있다.In addition, a method of using a heat pump or heating coolant discharged from a fuel cell stack of a fuel cell vehicle has been proposed. A heat pump is a cooling and heating device that transfers a low-temperature heat source to a high temperature or a high-temperature heat source to a low temperature by using the heat or condensation heat of a refrigerant.

히트펌프는 PTC 히터에 비해 에너지 효율에서 장점이 있으나, 외기 온도가 낮은 구간에서 요구되는 높은 난방 부하를 히트펌프의 난방 능력이 따라가지 못하는 문제, 영하의 날씨에서 실외 열교환기의 응축수 빙결로 인한 착상 문제 등 개선해야 할 사항이 여전히 존재한다.Although the heat pump has advantages in energy efficiency compared to the PTC heater, the problem that the heating capacity of the heat pump cannot keep up with the high heating load required in the section with low outdoor temperature. There are still issues to be improved.

본 발명의 목적은 종래의 전기 자동차용 히터에 비해 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며, 난방 능력 부족이나 응축수 빙결 등의 문제가 없는 구성의 전기 자동차용 히터를 제안하기 위한 것이다.An object of the present invention is to propose a heater for an electric vehicle that can improve energy efficiency compared to a conventional heater for an electric vehicle and has no problems such as insufficient heating ability or freezing of condensed water.

본 발명의 목적은 종래에 비해 작은 크기, 얇은 두께, 그리고 유연성을 가져 설치와 유지, 보수에 용이성을 제공할 수 있는 전기 자동차용 히터를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heater for an electric vehicle that can provide ease of installation, maintenance, and repair by having a smaller size, thinner thickness, and flexibility compared to the related art.

본 발명은 배터리 소모를 절감할 수 있도록 제어되는 전기 자동차용 히터를 제시하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a heater for an electric vehicle that is controlled to reduce battery consumption.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 전기 자동차용 히터는, 기판; 상기 기판의 일면을 덮는 절연 필름; (1) 루테늄 산화물, 팔라듐, 그리고 은을 함유하는 페이스트, (2) 유리 프릿, 그리고 (3) 유기 바인더를 함유하는 도전성 재료로 조성되며, 상기 절연 필름의 일면에 패턴을 형성하는 발열체; 및 상기 발열체를 덮는 보호층을 포함하고, 상기 기판에는 복수의 홀과 복수의 돌기 중 적어도 한 종류가 형성되고, 상기 복수의 홀 또는 상기 복수의 돌기는 일 방향을 따라 연장되도록 형성되고, 상기 복수의 홀끼리 또는 상기 복수의 돌기끼리는 서로 이격된 위치에 형성된다.In order to achieve the above object of the present invention, a heater for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes a substrate; an insulating film covering one surface of the substrate; a heating element composed of a conductive material containing (1) a paste containing ruthenium oxide, palladium, and silver, (2) glass frit, and (3) an organic binder, and forming a pattern on one surface of the insulating film; and a protective layer covering the heating element, wherein at least one of a plurality of holes and a plurality of protrusions is formed in the substrate, and the plurality of holes or the plurality of protrusions are formed to extend in one direction, and the plurality of The holes or the plurality of projections are formed at positions spaced apart from each other.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 복수의 홀은 상기 절연 필름, 상기 발열체 및 상기 보호층의 적층 방향을 따라 상기 기판을 관통하도록 형성된다.According to an example related to the present invention, the plurality of holes are formed to penetrate through the substrate along a lamination direction of the insulating film, the heating element, and the protective layer.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 돌기가 돌출되는 면의 반대 면에는 상기 복수의 돌기에 대응되는 복수의 그루브(groove)가 형성된다.According to another example related to the present invention, a plurality of grooves corresponding to the plurality of projections are formed on a surface opposite to the surface from which the plurality of projections protrude.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 돌기 중 어느 일부는 상기 일 방향에서 서로 이격된 위치에 형성되고, 상기 발열체의 패턴은 상기 일 방향에서 서로 이격되어 있는 두 돌기의 사이를 지나가도록 형성된다.According to another example related to the present invention, some of the plurality of protrusions are formed at positions spaced apart from each other in the one direction, and the pattern of the heating element passes between the two protrusions spaced apart from each other in the one direction. is formed

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 돌기는 상기 기판의 베이스 면으로부터 상기 절연 필름, 상기 발열체 및 상기 보호층의 적층 방향을 향해 돌출되고, 상기 적층 방향에서 상기 두 돌기 사이의 영역을 마주보는 위치에 상기 복수의 홀 중 어느 하나가 형성되며, 상기 적층 방향을 기준으로 상기 기판의 베이스 면과 상기 두 돌기의 최대 돌출 지점의 사이에서 상기 절연 필름이 상기 어느 하나의 홀을 덮고, 상기 발열체의 패턴은 상기 두 돌기 사이의 영역에서 상기 절연 필름의 일면 위를 지나가도록 형성된다.According to another example related to the present invention, the plurality of projections protrude from the base surface of the substrate toward the stacking direction of the insulating film, the heating element and the protective layer, and a region between the two projections in the stacking direction. Any one of the plurality of holes is formed at a position facing each other, and the insulating film covers the one hole between the base surface of the substrate and the maximum protrusion point of the two protrusions based on the stacking direction, The pattern of the heating element is formed to pass over one surface of the insulating film in the region between the two protrusions.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 적층 방향에서 상기 최대 돌출 지점은 상기 절연 필름과 상기 발열체의 면접 위치보다 위에 형성된다.According to another example related to the present invention, the maximum protrusion point in the lamination direction is formed above an interface position between the insulating film and the heating element.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 전기 자동차용 히터는 전기 자동차의 구동에 동력을 제공하는 배터리로부터 전력을 공급받으며, 사용자에 의해 입력된 송풍량의 증감에 근거하여, 상기 히터의 온도 상승 또는 하강 방향을 상기 송풍량의 증감과 같은 방향으로 결정하도록 형성된다.According to another example related to the present invention, the electric vehicle heater receives power from a battery that provides power to drive the electric vehicle, and based on the increase or decrease of the amount of air blown input by the user, the temperature of the heater rises or It is formed so as to determine the descending direction in the same direction as the increase or decrease of the blowing amount.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 송풍량이 최대값으로 입력되면, 상기 히터의 온도도 최대값으로 결정된다.According to another example related to the present invention, when the blowing amount is input as the maximum value, the temperature of the heater is also determined as the maximum value.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 차량의 실내 온도와 기준 온도의 차이가 다수의 구간 중 어느 구간에 속하는지에 따라 상기 히터의 온도 상승폭 또는 하강폭이 차등적으로 변하도록 형성된다.According to another example related to the present invention, the temperature rise or fall of the heater is differentially changed according to which section the difference between the vehicle's indoor temperature and the reference temperature belongs to among a plurality of sections.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 차이가 상대적으로 큰 구간에서는 상기 송풍량의 증감에 따라 상기 히터의 온도 상승폭 또는 하강폭이 상대적으로 큰 값으로 결정되고, 상기 차이가 상대적으로 작은 구간에서는 상기 송풍량의 증감에 따라 상기 히터의 온도 상승폭 또는 하강폭이 상대적으로 작은 값으로 결정된다.According to another example related to the present invention, in the section where the difference is relatively large, the temperature rise or fall of the heater is determined to be a relatively large value according to the increase or decrease of the airflow amount, and in the section where the difference is relatively small, the The width of the temperature rise or fall of the heater is determined to be a relatively small value according to the increase or decrease of the blowing amount.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 루테늄 산화물, 팔라듐, 그리고 은 등을 함유하는 도전성 재료로 발열체가 형성되므로, PTC 히터 등 종래의 전기 자동차용 히터에 비해 에너지 효율이 높으면서도 난방 능력 부족이나 응축수 빙결 문제 등을 근본적으로 해결 가능하다.According to the present invention having the above configuration, since the heating element is formed of a conductive material containing ruthenium oxide, palladium, and silver, etc., the energy efficiency is higher than that of a conventional electric vehicle heater such as a PTC heater, but the heating capacity is insufficient or condensed water It is possible to fundamentally solve the freezing problem.

또한 본 발명에 의하면, 기판의 두께가 약 0.5mm 이하고, 기판 위에 적층된 여러 층들의 두께가 0.3mm 이하이므로, 본 발명에서 제안하는 전기 자동차용 히터는 매우 얇은 두께와 종래에 비해 작은 크기를 갖는다. 또한 기판에 형성되는 홀, 돌기, 그루브 등으로 인해 유연성을 가질뿐만 아니라 휘어진 상태를 유지하는 성질을 가지므로, 본 발명의 히터는 설치와 유지 보수에 용이성을 제공하게 된다.In addition, according to the present invention, since the thickness of the substrate is about 0.5 mm or less and the thickness of several layers stacked on the substrate is 0.3 mm or less, the heater for electric vehicle proposed in the present invention has a very thin thickness and a smaller size than the conventional one. have In addition, due to the holes, protrusions, grooves, etc. formed in the substrate, it has flexibility as well as the property of maintaining a bent state, so that the heater of the present invention provides ease of installation and maintenance.

또한 본 발명에 의하면, 히터의 온도가 송풍량에 의존적으로 제어되어 히터의 온도를 제어하는 별도의 조작부가 불필요하여 회로 설계가 단순해질 수 있을 뿐만 아니라, 히터의 온도 변화 폭이 기준 온도와 실내 온도의 온도 차이 값에 따라 차등적으로 제어되어 배터리 소모를 절감할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, the temperature of the heater is controlled depending on the amount of air blown, so that a separate manipulation unit for controlling the temperature of the heater is unnecessary, thereby simplifying the circuit design, and the temperature change range of the heater is the difference between the reference temperature and the room temperature. It is differentially controlled according to the temperature difference value, thereby reducing battery consumption.

도 1은 전기 자동차의 실내를 뒷좌석에서 바라본 개념도다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 전기 자동차용 히터의 단면도다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 전기 자동차용 히터의 분해 사시도다.
도 4는 기판 위에 적층된 절연 필름과 발열체를 보인 사시도다.
도 5는 PTC 히터와 본 발명의 전기 자동차용 히터를 비교한 그래프다.
도 6은 알루미늄 히터와 본 발명의 전기 자동차용 히터를 비교한 그래프다.
도 7은 도 4에 표시된 A 부분의 단면도다.
도 8은 A 부분의 다른 일 예를 보인 단면도다.
도 9는 A 부분의 또 다른 일 예를 보인 단면도다.
도 10a와 도 10b는 A 부분의 또 다른 일 예를 보인 단면도와 사시도다.
도 11a와 도 11b는 A 부분의 또 다른 일 예를 보인 단면도와 사시도다.
도 12는 전기 자동차용 히터의 제어 방법을 보인 흐름도다.1 is a conceptual view of the interior of an electric vehicle viewed from the rear seat.
2 is a cross-sectional view of a heater for an electric vehicle proposed in the present invention.
3 is an exploded perspective view of a heater for an electric vehicle proposed in the present invention.
4 is a perspective view showing an insulating film and a heating element laminated on a substrate.
5 is a graph comparing the PTC heater and the heater for an electric vehicle of the present invention.
6 is a graph comparing an aluminum heater and a heater for an electric vehicle of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a portion A shown in FIG. 4 .
8 is a cross-sectional view illustrating another example of a portion A. Referring to FIG.
9 is a cross-sectional view showing another example of part A;
10A and 10B are a cross-sectional view and a perspective view showing another example of a portion A;
11A and 11B are a cross-sectional view and a perspective view showing another example of a portion A;
12 is a flowchart illustrating a method of controlling a heater for an electric vehicle.

이하, 본 발명에 관련된 전기 자동차용 히터에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, an electric vehicle heater according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.In the present specification, the same and similar reference numerals are assigned to the same and similar components even in different embodiments, and the description is replaced with the first description.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

도 1은 전기 자동차(10)의 실내를 뒷좌석에서 바라본 개념도다.1 is a conceptual view of the interior of the electric vehicle 10 viewed from the rear seat.

전기 자동차(10)의 실내에는 다수의 송풍구(11)가 형성된다. 송풍구(11)는 운전대(12)의 주변, 글로브 박스(13)의 주변, 콘솔 박스(14)의 후면 등 다양한 위치에 형성될 수 있다. 상기 송풍구(11)에서 공급되는 풍량은 조작 패널에 구비되는 조절부(15)에 의해 조절될 수 있다.A plurality of air outlets 11 are formed in the interior of the electric vehicle 10 . The air outlet 11 may be formed in various positions, such as around the steering wheel 12 , around the glove box 13 , and at the rear of the console box 14 . The amount of air supplied from the air outlet 11 may be adjusted by the control unit 15 provided on the operation panel.

본 발명에서 제안하는 전기 자동차용 히터는 송풍구(11)와 연결되는 유로의 내측에 적어도 하나씩 설치된다. 팬에 의해 바람이 송풍구(11)를 통해 차량의 실내로 공급되는 동안 히터가 가동되면, 공기가 히터에 의해 가열되어 고온의 바람이 차량의 실내로 공급될 수 있다.At least one heater for an electric vehicle proposed in the present invention is installed inside the flow path connected to the tuyere 11 . When the heater is operated while wind is supplied to the interior of the vehicle through the air outlet 11 by the fan, the air is heated by the heater so that high-temperature wind can be supplied to the interior of the vehicle.

도 2는 본 발명에서 제안하는 전기 자동차용 히터(100)의 단면도다. 도 3은 본 발명에서 제안하는 전기 자동차용 히터(100)의 분해 사시도다. 도 4는 기판(110) 위에 적층된 절연 필름(120)과 발열체(140)를 보인 사시도다.2 is a cross-sectional view of a heater 100 for an electric vehicle proposed in the present invention. 3 is an exploded perspective view of a heater 100 for an electric vehicle proposed in the present invention. 4 is a perspective view showing the insulating film 120 and the heating element 140 stacked on the substrate 110 .

전기 자동차용 히터(100)는 기판(substrate)(110)과 상기 기판(110)의 일면 위에 순차적으로 적층되는 절연 필름(120), 전극(130)과 발열체(140), 그리고 보호층(150)을 포함한다.The electric vehicle heater 100 includes a substrate 110 and an insulating film 120 sequentially stacked on one surface of the substrate 110 , an electrode 130 and a heating element 140 , and a protective layer 150 . includes

기판(110)은 평평한 플레이트 형상을 가질 수 있다. 히터(100)가 휘어지는 성질을 갖기 위해서는 기판(110)의 두께가 0.5mm 이하인 것이 바람직하다.The substrate 110 may have a flat plate shape. In order for the heater 100 to have a bending property, the thickness of the substrate 110 is preferably 0.5 mm or less.

기판(110)은 스테인리스 스틸(stainless steel), 세라믹(ceramic), 알루미늄(aluminium), 유리(glass) 등 다양한 소재로 이루어질 수 있다. 기판(110)의 두께가 0.5mm 이하라면 기판(110)의 소재보다 두께의 영향이 커져 기판(110)이 휘어지는 성질을 가질 수 있다.The substrate 110 may be made of various materials such as stainless steel, ceramic, aluminum, and glass. If the thickness of the substrate 110 is 0.5 mm or less, the influence of the thickness is greater than that of the material of the substrate 110 , so that the substrate 110 may have a bending property.

기판(110)은 기저면을 제공한다. 기저면이란 기판(110) 위에 여러 층들이 형성될 수 있는 바탕이 되는 면을 가리킨다.The substrate 110 provides a base surface. The base surface refers to a surface on which several layers can be formed on the substrate 110 .

절연 필름(120)은 기판(110)의 일면을 덮는다. 도 2를 기준으로 기판(110)의 일면이란 기판(110)의 윗면을 가리킨다. 기판(110)이 스테인리스 스틸 등 전도성 소재로 형성되면, 후술하게 될 전극(130)으로 공급된 전류가 기판(110)으로 흐를 수 있다. 따라서 절연 필름(120)이 전극(130)과 기판(110) 사이에 배치되면, 기판(110)으로 전류가 흐르는 현상이 방지될 수 있다.The insulating film 120 covers one surface of the substrate 110 . Referring to FIG. 2 , one surface of the substrate 110 refers to the upper surface of the substrate 110 . When the substrate 110 is formed of a conductive material such as stainless steel, a current supplied to the electrode 130 to be described later may flow to the substrate 110 . Accordingly, when the insulating film 120 is disposed between the electrode 130 and the substrate 110 , the current flowing to the substrate 110 may be prevented.

기판(110)의 일면에 적층된 절연 필름(120)은 기판(110)에 대응되는 형상을 갖게 된다. 예컨대 평평하고 납작한 절연 필름(120)이라도 후술하게 되는 바와 같이 기판(110)에 돌기가 형성되는 경우에는 절연 필름(120)도 기판(110)의 돌기에 대응되는 형상을 갖도록 부분적으로 변형될 수 있다.The insulating film 120 laminated on one surface of the substrate 110 has a shape corresponding to the substrate 110 . For example, even if the flat and flat insulating film 120 has protrusions formed on the substrate 110 as will be described later, the insulating film 120 may also be partially deformed to have a shape corresponding to the protrusions of the substrate 110 . .

전극(130)은 절연 필름(120)의 일면에 배치된다. 도 2를 기준으로 절연 필름(120)의 일면이란 절연 필름(120)의 윗면을 가리킨다. 전극(130)은 후술하게 되는 발열체(140)마다 양 단에 두 개씩 형성될 수 있다.The electrode 130 is disposed on one surface of the insulating film 120 . Referring to FIG. 2 , one surface of the insulating film 120 refers to an upper surface of the insulating film 120 . Two electrodes 130 may be formed at both ends of each heating element 140 to be described later.

전극(130)은 전도성 와이어 등에 의해 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받는다. 여기서 배터리란 보조 배터리가 아니라 전기 자동차의 구동력에 동력을 제공하는 메인 배터리를 가리킨다. 배터리에서 공급된 전력은 전극(130)을 통해 발열체(140)로 전달된다.The electrode 130 is electrically connected to the battery by a conductive wire or the like to receive power from the battery. Here, the battery refers to the main battery that provides power to the driving force of the electric vehicle, not the auxiliary battery. Power supplied from the battery is transferred to the heating element 140 through the electrode 130 .

발열체(140)는 전극(130)과 함께 절연 필름(120)의 일면에 형성된다. 발열체(140)의 양단에는 전극(130)이 하나씩 연결된다. 발열체(140)는 전극(130)을 통해 전력을 공급받으면 전기적 저항의 가변에 의해 발열하는 성질을 갖는다.The heating element 140 is formed on one surface of the insulating film 120 together with the electrode 130 . One electrode 130 is connected to both ends of the heating element 140 . The heating element 140 has a property of generating heat due to a change in electrical resistance when power is supplied through the electrode 130 .

발열체(140)는 페이스트(paste), 유리 프릿(glass frit), 그리고 유기 바인더(organic binder)를 함유하는 도전성 재료로 조성된다.The heating element 140 is made of a conductive material containing a paste, a glass frit, and an organic binder.

페이스트는 루테늄 산화물(RuO2), 팔라듐(Pd), 그리고 은(Ag)을 함유한다. 루테늄 산화물(RuO2), 팔라듐(Pd), 그리고 은(Ag)은 각각 도전성 재료 전체를 기준으로 각각 4 내지 50 중량% 함유될 수 있다.The paste contains ruthenium oxide (RuO 2 ), palladium (Pd), and silver (Ag). Ruthenium oxide (RuO 2 ), palladium (Pd), and silver (Ag) may each be contained in an amount of 4 to 50 wt% based on the entire conductive material.

유리 프릿은 접착력이 강하고 기계적 강도와 화학적 내구성이 뛰어난 열결정성 분말 유리를 가리킨다. 유리 프릿은 도전성 재료 전체를 기준으로 5 내지 35 중량% 함유될 수 있다.Glass frit refers to thermocrystalline powdered glass with strong adhesion and excellent mechanical strength and chemical durability. The glass frit may be contained in an amount of 5 to 35% by weight based on the entire conductive material.

유기 바인더는 접착 강도 향상을 위한 것이다. 유기 바인더 중에서도 폴리아미드 바인더는 발열체(140)에 휘어지는 성질을 제공할 수 있다. 유기 바인더는 도전성 재료 전체를 기준으로 10 내지 35 중량% 함유될 수 있다.The organic binder is for improving adhesive strength. Among the organic binders, the polyamide binder may provide bending properties to the heating element 140 . The organic binder may be contained in an amount of 10 to 35% by weight based on the entire conductive material.

상기와 같은 조성의 도전성 재료가 스크린 인쇄 기법을 통해 절연 필름(120) 위에 0.1 내지 0.3mm의 두께로 인쇄되면 면상 발열 패턴(141, 142)이 형성된다. 발열체의 패턴(141, 142)이 도시된 바와 같이 병렬적으로 형성되면, 하나의 패턴에서 단선이 발생하더라도 다른 패턴이 기능을 유지할 수 있다.When the conductive material having the above composition is printed to a thickness of 0.1 to 0.3 mm on the insulating film 120 through a screen printing technique, planar heating patterns 141 and 142 are formed. When the patterns 141 and 142 of the heating element are formed in parallel as shown, even if a disconnection occurs in one pattern, the function of the other pattern may be maintained.

이러한 면상 발열 패턴(141, 142)을 형성하는 발열체(140)는 기존의 니크롬선 등과 같은 열선 방식에 비해 승온 시간이 짧고, 균일한 온도 분포와 반영구적인 수명을 갖는다.The heating element 140 forming the planar heating patterns 141 and 142 has a shorter heating time, a uniform temperature distribution, and a semi-permanent lifespan compared to a heating wire method such as a conventional nichrome wire.

보호층(150)은 발열체(140)와 전극(130)을 덮어 외부의 자극으로부터 발열체(140)와 전극(130)을 보호한다. 보호층(150)은 외곽 테두리에서 절연 필름(120)에 밀착될 수 있다. 보호층(150)도 절연 필름(120)과 마찬가지로 절연 성질을 갖는다.The protective layer 150 covers the heating element 140 and the electrode 130 to protect the heating element 140 and the electrode 130 from external stimuli. The protective layer 150 may be in close contact with the insulating film 120 at the outer edge. The protective layer 150 also has an insulating property like the insulating film 120 .

본 발명에서 제안된 전기 자동차용 히터(100)는 하나 당 최대 전력 소모량이 약 88W로, 전기 자동차 하나에 10개의 히터(100)가 설치되더라도 최대 전력 소모량이 880W에 불과하고, 15개의 히터(100)가 설치되더라도 최대 전력 소모량이 1.4kW보다 작다. 현재 전기 자동차에 사용되는 PTC 히터가 5~7kW의 전력을 소모하는 점을 감안한다면, 본 발명에서 제공하는 전기 자동차용 히터(100)는 배터리 소모량을 크게 절감할 수 있다.The electric vehicle heater 100 proposed in the present invention has a maximum power consumption of about 88W per one, and even if 10 heaters 100 are installed in one electric vehicle, the maximum power consumption is only 880W, and 15 heaters 100 ) is installed, the maximum power consumption is less than 1.4kW. Considering that a PTC heater currently used in an electric vehicle consumes 5 to 7 kW of power, the electric vehicle heater 100 provided in the present invention can significantly reduce battery consumption.

본 발명에서 제공하는 전기 자동차용 히터(100)를 PTC 히터나 알루미늄 히터와 비교하면 다음과 같다.The electric vehicle heater 100 provided by the present invention is compared with a PTC heater or an aluminum heater as follows.

도 5는 PTC 히터와 본 발명의 전기 자동차용 히터를 비교한 그래프다. 두 막대 그래프의 왼쪽은 PTC 히터의 데이터에 해당하고, 오른쪽은 본 발명의 전기 자동차용 히터에 해당하며, 실험 조건은 정격 입력 전압(normal input voltage) 288V, 최대 입력 전압(Max input voltage) 300V, 정격 송풍량(normal air flow rate) 240~300kg/h이다.5 is a graph comparing the PTC heater and the heater for an electric vehicle of the present invention. The left side of the two bar graphs corresponds to the data of the PTC heater, the right side corresponds to the heater for an electric vehicle of the present invention, and the experimental conditions are a rated input voltage of 288V, a maximum input voltage of 300V, Normal air flow rate is 240~300kg/h.

막대 그래프를 비교하면 효율은 본 발명의 전기 자동차용 히터가 94 내지 97%로 PTC 히터의 효율인 95.5%보다 높고, 소모 전력에서는 본 발명의 히터가 1.2 내지 5kW로 2 내지 7kW의 PTC 히터보다 적다. 최대 온도에서는 본 발명의 히터가 230℃ 이상으로 220℃ 이하인 PTC 히터보다 높고, 무게는 본 발명의 히터가 1.5kg 이하로 PTC 히터보다 가볍다.Comparing the bar graph, the efficiency of the electric vehicle heater of the present invention is 94 to 97%, which is higher than that of the PTC heater, which is 95.5%, and in terms of power consumption, the heater of the present invention is 1.2 to 5 kW, which is less than the PTC heater of 2 to 7 kW. . At maximum temperature, the heater of the present invention is higher than the PTC heater of 230°C or higher and 220°C or lower, and the weight of the heater of the present invention is 1.5 kg or less, which is lighter than the PTC heater.

도 6은 알루미늄 히터와 본 발명의 전기 자동차용 히터를 비교한 그래프다.6 is a graph comparing an aluminum heater and a heater for an electric vehicle of the present invention.

그래프의 위쪽 점들을 연결한 곡선은 본 발명의 히터에 해당하고, 아래쪽 점들을 연결한 곡선은 알루미늄 히터에 해당한다. 그래프에서 보는 바와 같이 약 70℃에 이르는 시간을 양자 비교하면 본 발명의 히터가 알루미늄 히터에 비해 10분정도 빠르며, 이에 근거하여 약 20%의 에너지 절감 효과를 가질 수 있다.The curve connecting the upper points of the graph corresponds to the heater of the present invention, and the curve connecting the lower points corresponds to the aluminum heater. As shown in the graph, when the time to reach about 70° C. is compared, the heater of the present invention is about 10 minutes faster than the aluminum heater, and based on this, it can have an energy saving effect of about 20%.

한편, 본 발명에서 제안하는 전기자동차용 히터의 기판(110)에는 복수의 홀과 복수의 돌기 중 적어도 한 종류가 형성된다. 도 3과 도 4에는 복수의 홀이 기판(110)에 형성되는 것으로 도시되어 있다. 복수의 홀에 대하여는 도 3, 도 4 그리고 도 7를 참조하여 설명한다.Meanwhile, at least one of a plurality of holes and a plurality of protrusions is formed on the substrate 110 of the electric vehicle heater proposed in the present invention. 3 and 4 show that a plurality of holes are formed in the substrate 110 . The plurality of holes will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 7 .

도 7은 도 4에 표시된 A 부분의 단면도다.FIG. 7 is a cross-sectional view of a portion A shown in FIG. 4 .

기판(110)에 복수의 홀(111)이 형성되는 경우, 상기 복수의 홀(111)은 절연 필름(120), 발열체(140), 그리고 보호층(150)의 적층 방향을 따라 기판(110)을 관통하도록 형성된다. 도 7를 참조하면 절연 필름(120), 발열체(140), 그리고 보호층(150)은 상하 방향을 따라 기판(110)의 일면에 적층되며, 홀(111)도 절연 필름(120), 발열체(140), 그리고 보호층(150)의 적층 방향과 마찬가지로 상하 방향을 따라 기판(110)을 관통하도록 형성된다.When the plurality of holes 111 are formed in the substrate 110 , the plurality of holes 111 are formed along the stacking direction of the insulating film 120 , the heating element 140 , and the protective layer 150 . formed to pass through. Referring to FIG. 7 , the insulating film 120, the heating element 140, and the protective layer 150 are stacked on one surface of the substrate 110 in the vertical direction, and the hole 111 also includes the insulating film 120, the heating element ( 140), and the protective layer 150 is formed to penetrate through the substrate 110 in the vertical direction as in the stacking direction.

기판(110)에 형성되는 복수의 홀(111)들은 일 방향을 따라 연장되도록 형성된다. 복수의 홀(111)들은 같은 방향을 향해 나란하게 연장되도록 형성될 수 있다.The plurality of holes 111 formed in the substrate 110 are formed to extend in one direction. The plurality of holes 111 may be formed to extend in parallel in the same direction.

또한, 복수의 홀(111)끼리는 서로 이격된 위치에 형성된다. 복수의 홀(111)들이 서로 이격되는 방향은 연장 방향에 교차 내지 직교하는 방향이다. 예컨대 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 홀(111)들은 기판(110)의 세로 방향을 향해 연장되고, 기판(110)의 가로 방향을 따라 서로 이격된 위치에 형성될 수 있다.In addition, the plurality of holes 111 are formed at positions spaced apart from each other. A direction in which the plurality of holes 111 are spaced apart from each other is a direction crossing or perpendicular to the extending direction. For example, as shown in FIGS. 3 and 4 , the plurality of holes 111 may extend in the vertical direction of the substrate 110 and may be formed at positions spaced apart from each other in the horizontal direction of the substrate 110 .

전기 자동차용 히터를 구성하는 구성요소 중 전기 자동차용 히터의 휘어질 수 있는 성질이나 휘어진 상태를 유지하는 성질을 가장 방해하는 요소는 기판(110)이다. 기판(110)의 두께가 기판(110) 위에 적층된 절연 필름(120), 발열체(140), 보호층(150) 등의 두께의 합보다 두껍기 때문이다. 그런데, 복수의 홀(111)들이 상기와 같이 기판(110)에 형성되면, 복수의 홀(111)끼리 서로 이격되는 방향에서 휘어질 수 있는 성질이나 휘어진 상태를 유지하는 성질을 방해하는 요소가 줄어들게 되어, 전기 자동차용 히터의 설치 자유도가 향상되게 된다.Among the components constituting the heater for an electric vehicle, the element that most hinders the bendable property of the electric vehicle heater or the property of maintaining the bent state is the substrate 110 . This is because the thickness of the substrate 110 is greater than the sum of the thicknesses of the insulating film 120 , the heating element 140 , the protective layer 150 , and the like stacked on the substrate 110 . However, when the plurality of holes 111 are formed in the substrate 110 as described above, elements that interfere with the property of being bent in the direction in which the plurality of holes 111 are spaced apart from each other or the property of maintaining the bent state are reduced. Therefore, the installation freedom of the heater for electric vehicles is improved.

전기 자동차용 히터가 휘어질 수 있는 성질이나 휘어진 상태를 유지하는 성질을 갖게 하거나 향상시키는 구성은 홀(111) 외에 다른 구성도 가능하다. 이하에서는 다른 도면들을 참고하여 이러한 구성들에 대하여 설명한다.A configuration to have or improve the property of the electric vehicle heater to be bent or the property to maintain the bent state may be configured other than the hole 111 . Hereinafter, these configurations will be described with reference to other drawings.

도 8은 A 부분의 다른 일 예를 보인 단면도다.8 is a cross-sectional view illustrating another example of a portion A. Referring to FIG.

기판(210)에는 복수의 돌기(212)가 형성될 수 있다. 복수의 돌기(212)는 복수의 홀과 마찬가지로 일 방향을 따라 연장되도록 형성된다. 그리고 복수의 돌기(212)끼리는 연장 방향에 교차 내지 직교하는 방향에서 서로 이격된 위치에 형성된다.A plurality of protrusions 212 may be formed on the substrate 210 . The plurality of protrusions 212 are formed to extend in one direction like the plurality of holes. And the plurality of protrusions 212 are formed at positions spaced apart from each other in a direction crossing or orthogonal to the extending direction.

복수의 돌기(212)는 절연 필름(220), 발열체(240), 그리고 보호층(250) 등의 적층 방향을 향해 기판(210)의 베이스 면(214)으로부터 돌출된다. 기판(210)의 베이스 면(214)이란 돌기(212)가 형성되지 않았다고 생각할 수 있는 평평한 면을 가리킨다.The plurality of protrusions 212 protrude from the base surface 214 of the substrate 210 in the stacking direction of the insulating film 220 , the heating element 240 , and the protective layer 250 . The base surface 214 of the substrate 210 refers to a flat surface on which the protrusion 212 is not formed.

복수의 돌기(212)와 그루브(213)가 기판(210)에 형성되면, 기판(210) 위에 적층된 절연 필름(220), 발열체(240), 보호층(250)도 기판(210)의 돌기(212)와 그루브(213)에 대응하는 돌기와 그루브를 갖게 된다.When the plurality of protrusions 212 and the grooves 213 are formed on the substrate 210 , the insulating film 220 , the heating element 240 , and the protective layer 250 stacked on the substrate 210 are also the protrusions of the substrate 210 . It has projections and grooves corresponding to the 212 and the groove 213 .

복수의 돌기(212)는 기판(210)의 접힘 가공에 의해 형성될 수 있다. 예컨대 도 8에 도시된 기판(210)에는 돌기(212)마다 세 개의 접힘 점 내지 접힘 선이 형성되므로, 최대 돌출 지점(215)이 뾰족한 돌기(212)를 형성하기 위해서는 3회의 접힘 가공이 필요할 수 있다.The plurality of protrusions 212 may be formed by folding the substrate 210 . For example, since three fold points or fold lines are formed for each protrusion 212 in the substrate 210 shown in FIG. 8 , it may be necessary to fold three times to form the protrusion 212 with the maximum protrusion point 215 sharp. have.

기판(210)의 접힘 가공에 의하면 자연스럽게 복수의 돌기(212)가 돌출되는 면의 반대 면에는 복수의 돌기(212)에 대응되는 복수의 그루브(213)(groove)가 형성된다. 따라서 상기 복수의 그루브(213) 또한 복수의 돌기(212)와 마찬가지로 일 방향을 따라 연장되고, 연장 방향에 교차 내지 직교하는 방향에서 서로 이격된 위치에 형성된다.According to the folding processing of the substrate 210 , a plurality of grooves 213 corresponding to the plurality of projections 212 are naturally formed on a surface opposite to the surface from which the plurality of projections 212 protrude. Accordingly, the plurality of grooves 213 also extend in one direction like the plurality of protrusions 212 , and are formed at positions spaced apart from each other in a direction crossing or orthogonal to the extending direction.

접힘 가공에 의해 기판(210)에 복수의 돌기(212)가 형성되면, 기판(210)이 휘어지는 성질을 갖거나, 휘어진 상태를 유지하는 성질을 갖게 된다. 돌기(212)와 그루브(213)를 갖는 기판(210)은 평평한 기판(210)에 기해 휘어지기 쉽고, 휘어짐을 유지하는 성질도 뛰어나므로 전기 자동차용 히터의 설치 자유도가 증가하게 된다.When a plurality of protrusions 212 are formed on the substrate 210 by folding, the substrate 210 has a property of being bent or maintaining a bent state. The substrate 210 having the protrusions 212 and the grooves 213 is easy to bend based on the flat substrate 210 and has excellent bending properties, so that the installation freedom of the electric vehicle heater is increased.

그 외 나머지 설명은 앞서 설명한 것으로 갈음한다.The rest of the description is replaced with that described above.

도 9는 A 부분의 또 다른 일 예를 보인 단면도다.9 is a cross-sectional view showing another example of part A;

도 9에 도시된 돌기(312)는 최대 돌출 지점(315)이 평평하다. 돌기(312)가 돌출되는 면의 반대 면에는 돌기(312)에 대응되는 그루브(313)가 형성된다. 도 9에 도시된 것과 달리 기판(310)에는 돌기(312)마다 네 개의 접힘 점 내지 접힘 선이 형성되므로, 최대 돌출 지점이 평평한 돌기(312)를 형성하기 위해서는 4회의 접힘 가공이 필요할 수 있다.In the projection 312 shown in FIG. 9, the maximum protrusion point 315 is flat. A groove 313 corresponding to the protrusion 312 is formed on a surface opposite to the surface from which the protrusion 312 protrudes. Unlike in FIG. 9 , since four fold points or fold lines are formed for each protrusion 312 on the substrate 310 , it may be necessary to fold four times to form the protrusion 312 with a flat maximum protrusion point.

본 발명의 전기 자동차용 히터가 면상 발열 히터라는 점을 고려할 때, 돌기(312)에 의해 형성되는 단차는 발열체(340)의 열전달 면적 희생을 발생시킬 수 있다. 그러나 최대 돌출 지점이 평평하면 히터에서 열을 전달하는 면적의 희생이 적어질 수 있다는 장점이 있다.Considering that the electric vehicle heater of the present invention is a planar heating heater, the step formed by the protrusion 312 may cause sacrifice of the heat transfer area of the heating element 340 . However, if the maximum protrusion point is flat, there is an advantage that the heat transfer area in the heater can be sacrificed less.

도 9에서 미설명된 도면부호 314는 베이스 면, 320은 절연 필름, 350은 발열체를 가리킨다. 그 외 나머지 설명은 앞서 설명한 것으로 갈음한다.Reference numeral 314, which is not described in FIG. 9, denotes a base surface, 320 denotes an insulating film, and 350 denotes a heating element. The rest of the description is replaced with that described above.

도 10a와 도 10b는 A 부분의 또 다른 일 예를 보인 측면도와 사시도다.10A and 10B are a side view and a perspective view showing another example of a portion A;

복수의 돌기(412) 중 어느 일부는 돌기(412)가 연장되는 방향에서 서로 이격된 위치에 형성될 수 있다. 도 10a와 도 10b의 구조를 도 8의 구조와 비교하면, 도 8에서 일자로 연장되어 있던 돌기(412)가 도 10a와 도 10b에서는 중간중간 끊어진 구조라고 이해될 수 있다.Some of the plurality of protrusions 412 may be formed at positions spaced apart from each other in the extending direction of the protrusions 412 . Comparing the structure of FIGS. 10A and 10B with the structure of FIG. 8 , it can be understood that the protrusion 412 extending in a straight line in FIG. 8 is a broken structure in FIGS. 10A and 10B .

발열체(440)의 패턴은 돌기(412)가 연장되는 방향에서 서로 이격되어 있는 두 돌기(412)의 사이를 지나가도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 돌기(412)끼리는 연장 방향에 직교 내지 교차하는 방향에서 서로 이격되어 있고, 상기 직교 내지 교차하는 방향을 따라 발열체(440)의 패턴이 지나가므로, 발열체(440)의 패턴은 두 돌기(412) 사이를 반복적으로 지나가도록 형성될 수 있다.The pattern of the heating element 440 may be formed to pass between two protrusions 412 spaced apart from each other in the direction in which the protrusions 412 extend. In addition, since the plurality of protrusions 412 are spaced apart from each other in a direction perpendicular to or intersecting the extending direction, and the pattern of the heating element 440 passes along the orthogonal or intersecting direction, the pattern of the heating element 440 is two projections. It may be formed to repeatedly pass between 412 .

한편, 기판(410), 절연 필름(420), 발열체(440) 및 보호층(450)의 적층 방향에서 두 돌기(412) 사이의 영역을 마주보는 위치에 복수의 홀(411) 중 어느 하나가 형성된다. 홀(411)은 두 돌기(412) 사이의 영역을 마주보는 위치마다 형성될 수 있다. 그리고 절연 필름(420)이 기판(410) 위에 적층되면, 절연 필름(420)은 두 돌기(412)의 사이에 형성되는 홀(411)을 덮게 된다.Meanwhile, any one of the plurality of holes 411 is formed at a position facing the region between the two protrusions 412 in the stacking direction of the substrate 410 , the insulating film 420 , the heating element 440 , and the protective layer 450 . is formed The hole 411 may be formed at each position facing the region between the two protrusions 412 . And when the insulating film 420 is laminated on the substrate 410 , the insulating film 420 covers the hole 411 formed between the two protrusions 412 .

구체적으로 기판(410), 절연 필름(420), 발열체(440) 및 보호층(450)의 적층 방향을 기준으로 기판(410)의 베이스 면(414)과 두 돌기(412)의 최대 돌출 지점 사이에 절연 필름(420)이 기판(410)의 홀(411)을 덮는다. 이를테면, 절연 필름(420)의 두께는 돌기(412)의 최대 돌출 길이보다 얇은 두께를 갖는다. 이에 따라 상기 적층 방향에서 돌기(412)의 최대 돌출 지점은 절연 필름(420)과 발열체(440)의 면접 위치보다 위에 형성되게 된다.Specifically, between the base surface 414 of the substrate 410 and the maximum protrusion point of the two protrusions 412 based on the stacking direction of the substrate 410 , the insulating film 420 , the heating element 440 , and the protective layer 450 . The insulating film 420 covers the hole 411 of the substrate 410 . For example, the thickness of the insulating film 420 is smaller than the maximum protrusion length of the protrusion 412 . Accordingly, the maximum protrusion point of the protrusion 412 in the stacking direction is formed above the interface position between the insulating film 420 and the heating element 440 .

발열체(440)의 패턴은 두 돌기(412) 사이의 영역에서 절연 필름(420)의 일 면 위를 지나가도록 형성된다. 발열체(440)의 일면은 기판(410), 절연 필름(420), 발열체(440) 및 보호층(450)의 적층 방향에서 돌기(412)의 최대 돌출 지점의 아래에 배치되고, 발열체(440)의 타면은 상기 최대 돌출 지점의 위에 배치될 수 있다.The pattern of the heating element 440 is formed to pass over one surface of the insulating film 420 in the region between the two protrusions 412 . One surface of the heating element 440 is disposed below the maximum protrusion point of the protrusion 412 in the lamination direction of the substrate 410, the insulating film 420, the heating element 440, and the protective layer 450, the heating element 440 The other surface of the may be disposed above the maximum protrusion point.

이와 같은 구성은 히터가 휘어지는 성질을 갖거나, 휘어짐을 유지하는 성질을 갖게 하는 것은 물론, 기판(410)의 내구성 저하를 최소화할 수 있다.Such a configuration allows the heater to have a property of bending or maintaining a property of bending, as well as minimizing deterioration in durability of the substrate 410 .

도 10a와 도 10b에서 미설명된 도면부호 413은 그루브, 414는 베이스 면, 415는 최대 돌출 지점을 가리킨다. 그 외 나머지 설명은 앞서 설명한 것으로 갈음한다.In FIGS. 10A and 10B , reference numeral 413, which is not described, denotes a groove, 414, a base surface, and 415, a maximum protrusion point. The rest of the description is replaced with that described above.

도 11a와 도 11b는 A 부분의 또 다른 일 예를 보인 측면도와 사시도다.11A and 11B are a side view and a perspective view illustrating another example of a portion A;

도 11a와 도 11b에 도시된 돌기(512)는 최대 돌출 지점(515)이 평평하다. 돌기(512)가 돌출되는 면의 반대 면에는 돌기(512)에 대응되는 그루브(513)가 형성된다. 도 10a와 도 10b에 도시된 것과 달리 기판(510)에는 돌기(512)마다 네 개의 접힘 점 내지 접힘 선이 형성되므로, 최대 돌출 지점이 평평한 돌기(512)를 형성하기 위해서는 4회의 접힘 가공이 필요할 수 있다.The protrusion 512 shown in FIGS. 11A and 11B has a maximum protrusion point 515 flat. A groove 513 corresponding to the protrusion 512 is formed on a surface opposite to the surface from which the protrusion 512 protrudes. Unlike those shown in FIGS. 10A and 10B , since four fold points or fold lines are formed for each protrusion 512 on the substrate 510 , in order to form the protrusion 512 with a flat maximum protrusion point, folding processing is required four times. can

본 발명의 전기 자동차용 히터가 면상 발열 히터라는 점을 고려할 때, 돌기(512)에 의해 형성되는 단차에 의해 발열체(540)에서 열을 전달하는 면적의 희생이 발생할 수 있다. 그러나 최대 돌출 지점(515)이 평평하면 히터에서 열을 전달하는 면적의 희생이 적어질 수 있다는 장점이 있다.Considering that the heater for an electric vehicle of the present invention is a planar heating heater, the area for transferring heat from the heating element 540 may be sacrificed due to the step formed by the protrusion 512 . However, if the maximum protrusion point 515 is flat, there is an advantage that the sacrifice of the area for transferring heat from the heater may be reduced.

도 11a와 도 11b에서 미설명된 도면부호 511은 홀, 513은 그루브, 514는 베이스 면, 520은 절연 필름, 550은 보호층을 가리킨다. 두 돌기(512) 사이에 홀(511)이 형성되는 구성이나, 절연 필름(520)이 적층되는 등 나머지 설명은 앞서 설명한 것으로 갈음한다.Reference numeral 511, which is not described in FIGS. 11A and 11B, denotes a hole, 513, a groove, 514, a base surface, 520, an insulating film, and 550, a protective layer. The rest of the description, such as the configuration in which the hole 511 is formed between the two protrusions 512 and the insulating film 520 is stacked, will be replaced with that described above.

한편, 본 발명에서는 전기 자동차의 배터리를 효율적으로 사용하기 위해 히터의 제어 방법을 개시한다.Meanwhile, the present invention discloses a method of controlling a heater in order to efficiently use a battery of an electric vehicle.

도 12는 전기 자동차용 히터의 제어 방법을 보인 흐름도다.12 is a flowchart illustrating a method of controlling a heater for an electric vehicle.

먼저, 사용자에 의해 송풍량을 입력 받는다(S100). 본 발명의 히터는 사용자에 의해 입력된 송풍량의 증감에 근거하여 히터의 온도 상승 또는 온도 하강을 송풍량의 증감과 같은 방향으로 결정하도록 형성된다. 이를테면 전기 자동차용 히터의 온도는 송풍량에 의존적으로, 사용자에 의해 송풍량이 증가하게 되면 히터의 온도도 상승하고, 송풍량이 감소하게 되면 히터의 온도도 하강하게 된다.First, the amount of air blown is input by the user (S100). The heater of the present invention is configured to determine the temperature increase or decrease in the temperature of the heater in the same direction as the increase/decrease in the airflow amount based on the increase/decrease in the airflow amount input by the user. For example, the temperature of the heater for an electric vehicle is dependent on the amount of air blown, and when the amount of air blown is increased by the user, the temperature of the heater also increases, and when the airflow rate is decreased, the temperature of the heater is also decreased.

이와 같은 구성에 의하면 도 1에서 설명된 전기 자동차의 내부 조작 패널에서 전기 자동차용 히터의 온도를 조절하기 위한 별도의 조절부가 불필요하고, 송풍량을 조절하는 조절부(15, 도 1 참조)만으로 히터의 온도까지 제어할 수 있게 된다. 다만, 이와 같이 작동은 히터의 가동을 희망하는 동절기로 한정되어야 한다.According to this configuration, there is no need for a separate control unit for controlling the temperature of the heater for the electric vehicle in the internal operation panel of the electric vehicle described in FIG. You can even control the temperature. However, this operation should be limited to the winter season in which the operation of the heater is desired.

예컨대, 찬 공기를 생성하는 공기 조화기가 꺼져 있거나, 이미 히터가 켜져 있어 히터의 가동을 희망하는 것으로 판단할 수 있거나, 공기 조화기와 히터가 모두 꺼져 있더라도 온도 센서에 의해 측정되는 온도가 동절기인 것으로 판단될 수 있는 온도인 경우에 위와 같은 제어가 실행될 수 있다.For example, it can be determined that the air conditioner generating cold air is turned off, or the heater is already turned on, so it can be determined that the operation of the heater is desired, or the temperature measured by the temperature sensor is determined to be winter even when both the air conditioner and the heater are turned off The above control can be executed when the temperature can be achieved.

히터의 온도가 송풍량에 의존적이므로, 송풍량이 최대가 되면 히터의 온도도 최대가 되도록 제어될 수 있다. 최대의 송풍량을 입력한다는 것은 보다 빠른 난방을 희망하는 것으로 이해될 수 있으므로, 히터의 온도도 최대가 되도록 하여 실내의 온도를 빠른 속도로 상승시키도록 제어되는 것이다.Since the temperature of the heater is dependent on the amount of air blown, the temperature of the heater may be controlled to be maximum when the amount of air blown is maximized. Since input of the maximum amount of air may be understood as wishing for faster heating, the temperature of the heater is also controlled to be maximum so that the temperature of the room is rapidly increased.

차량 실내 공기가 따뜻해져 온도 센서에 의해 측정되는 온도가 일정한 기준을 넘어서게 되면 송풍량이 감소하게 되고, 송풍량이 감소하게 되면 히터의 온도도 함께 하강하도록 제어된다. 이와 같은 제어에 의하면 배터리 소모량을 절감할 수 있게 된다. 온도 센서에 의해 측정되는 온도와 무관하게 사용자에 의해 송풍량이 감소하는 방향으로 입력되는 경우에도 히터의 온도가 하강하도록 제어될 수 있다.When the indoor air of the vehicle becomes warm and the temperature measured by the temperature sensor exceeds a certain standard, the amount of blown is reduced, and when the amount of air is decreased, the temperature of the heater is also controlled to drop. According to such control, it is possible to reduce battery consumption. Regardless of the temperature measured by the temperature sensor, the temperature of the heater may be controlled to decrease even when the air volume is input by the user in a decreasing direction.

위와 같은 구성에서는 히터의 온도를 조절하기 위한 별도의 조절부가 불필요하여 회로 설계가 단순해질 수 있고, 고장 원인도 감소하게 된다. 또한 차량의 실내 온도가 어느 정도 상승한 이후에는 송풍량 감소에 따라 히터의 온도도 감소하게 되므로, 배터리 소모량을 절감할 수 있게 된다.In the above configuration, a separate control unit for controlling the temperature of the heater is unnecessary, so that the circuit design can be simplified, and the cause of failure is also reduced. In addition, after the indoor temperature of the vehicle rises to a certain extent, the temperature of the heater is also reduced according to the decrease in the amount of air blown, so that it is possible to reduce battery consumption.

특히 전기 자동차와 같이 내연기관의 열을 이용할 수 없는 차량의 경우에는 히터의 온도가 송풍량과 함께 조합되어야 차량의 실내를 효율적으로 난방할 수 있다. 송풍량은 감소되었음에도 히터의 온도가 여전히 높은 온도로 유지된다면 배터리만 소모할 뿐 실내를 난방하는 효과가 줄어들게 된다. 따라서 히터의 온도를 송풍량에 의존적으로 제어하여 송풍량 감소시 히터의 온도 또한 하강하도록 제어되면, 실내를 난방하는 효과를 높이면서도 배터리 소모량을 절감할 수 있어 에너지 관리 관점에서 효과적이다.In particular, in the case of a vehicle that cannot use the heat of an internal combustion engine, such as an electric vehicle, the temperature of the heater must be combined with the airflow amount to efficiently heat the interior of the vehicle. If the temperature of the heater is still maintained at a high temperature even though the amount of air blown is reduced, only the battery is consumed and the effect of heating the room is reduced. Therefore, if the temperature of the heater is controlled dependently on the amount of air blown to decrease the temperature of the heater when the air volume is reduced, the effect of heating the room can be increased and battery consumption can be reduced, which is effective in terms of energy management.

송풍량에 따라 히터의 온도가 결정되는 경우에 송풍량의 증감에 히터의 온도가 선형적으로 증감하는 것도 가능하지만, 차등적으로 증감하면 배터리 소모량을 더욱 절감할 수 있다.When the temperature of the heater is determined according to the airflow amount, it is possible to increase or decrease the temperature of the heater linearly according to the increase or decrease of the airflow amount. However, if the temperature of the heater is increased or decreased differentially, battery consumption can be further reduced.

히터의 차등적 증감을 위해서는 송풍량이 입력된 이후에 기준 온도와 현재 온도의 차이값을 판단한다(S200). 히터의 가동이 불필요한 따뜻한 실내 온도를 예컨대 25℃라고 가정하고, 현재 실내의 온도를 임의로 10℃, 15℃, 또는 20℃라고 가정한다면, 기준 온도와 현재 온도의 차이 값은 15℃, 10℃, 5℃가 된다.In order to differentially increase/decrease the heater, a difference value between the reference temperature and the current temperature is determined after the airflow amount is input (S200). If it is assumed that the warm room temperature that does not require the operation of the heater is, for example, 25°C, and the current indoor temperature is arbitrarily 10°C, 15°C, or 20°C, the difference between the reference temperature and the current temperature is 15°C, 10°C, 5°C.

다음으로는 이 차이 값이 속하는 구간을 판단한다(S300). 온도의 차이 값이 15℃인 경우는 신속하게 차량의 실내를 난방할 필요가 있는 구간, 차이 값이 10℃인 경우는 중간 정도로 실내를 난방할 필요가 있는 구간, 차이 값이 5℃인 경우는 차량의 실내를 천천히 난방해도 되는 구간으로 판단될 수 있다.Next, a section to which this difference value belongs is determined (S300). If the difference in temperature is 15℃, it is necessary to quickly heat the interior of the vehicle; if the difference is 10℃, it is necessary to heat the interior to a moderate degree; if the difference is 5℃, It may be determined as a section in which the interior of the vehicle may be heated slowly.

마지막으로 구간 별로 정해진 온도 변화 폭에 따라 히터의 온도가 변화하도록 제어된다(S400). 이를테면 차량의 실내 온도와 기준 온도의 차이가 다수의 구간 중 어느 구간에 속하는지에 따라 히터의 온도 상승폭 또는 하강폭이 차등적으로 변화하도록 제어된다.Finally, the temperature of the heater is controlled to change according to the temperature change width determined for each section (S400). For example, it is controlled such that the temperature rise or fall of the heater is differentially changed according to which section among the plurality of sections the difference between the vehicle's indoor temperature and the reference temperature belongs.

기준 온도와 실내 온도의 차이가 상대적으로 큰 구간, 이를테면 온도 차이 값이 15℃여서 신속하게 차량의 실내를 난방할 필요가 있는 구간에서는 송풍량의 증감에 따라 히터의 온도 상승폭 또는 하강폭이 상대적으로 큰 값으로 결정된다. 예컨대 송풍량이 한단계 증가하게 되면 히터의 온도가 3℃ 증가하도록 제어될 수 있다.In the section where the difference between the reference temperature and the indoor temperature is relatively large, for example, in the section where the temperature difference value is 15°C and it is necessary to quickly heat the inside of the vehicle, the temperature rise or fall of the heater is relatively large depending on the increase or decrease of the airflow. determined by value. For example, when the blowing amount is increased by one step, the temperature of the heater may be controlled to increase by 3°C.

기준 온도와 실내 온도의 차이가 중간인 구간, 이를테면 온도 차이 값이 10℃여서 차량의 실내를 중간 정도로 난방할 필요가 있는 구간에서는 송풍량의 증감에 따라 히터의 온도 상승폭 또는 하강폭이 중간 값으로 결정된다. 예컨대 송풍량이 한단계 증가하게 되면 히터의 온도가 2℃ 증가하도록 제어될 수 있다.In the section where the difference between the reference temperature and the indoor temperature is in the middle, for example, in the section where the temperature difference value is 10°C and it is necessary to heat the interior of the vehicle to a moderate degree, the temperature rise or fall of the heater is determined as the intermediate value according to the increase or decrease of the airflow. do. For example, when the blowing amount is increased by one step, the temperature of the heater may be controlled to increase by 2°C.

기준 온도와 실내 온도의 차이가 상대적으로 작은 구간, 이를테면 온도 차이 값이 5℃여서 차량의 실내를 천천히 난방해도 되는 구간에서는 송풍량의 증감에 따라 히터의 온도 상승폭 또는 하강폭이 상대적으로 작은 값으로 결정된다. 예컨대 송풍량이 한단계 증가하게 되면 히터의 온도가 1℃ 증가하도록 제어될 수 있다.In the section where the difference between the reference temperature and the indoor temperature is relatively small, for example, in the section where the temperature difference value is 5°C, so that the interior of the vehicle can be heated slowly, the temperature rise or fall of the heater is determined as a relatively small value depending on the increase or decrease of the airflow. do. For example, when the blowing amount is increased by one step, the temperature of the heater may be controlled to increase by 1°C.

이와 같은 제어에 의하면 차량의 실내를 신속하게 난방할 필요가 있는 구간에서는 배터리를 다소 많이 소모하더라도 실내가 신속하게 따뜻해질 수 있는 반면, 차량을 천천히 난방해도 되는 구간에서는 송풍량이 증가하더라도 히터의 온도가 상대적으로 작은 값으로 증가하게 되므로 배터리 소모를 절감할 수 있게 된다.According to this control, the interior of the vehicle can be heated quickly even if the battery is consumed somewhat in the section where the vehicle interior needs to be heated quickly, whereas in the section where the vehicle can be heated slowly, the temperature of the heater is lowered even if the air flow rate increases Since it increases to a relatively small value, it is possible to reduce battery consumption.

이상에서 설명된 전기 자동차용 히터는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The heater for an electric vehicle described above is not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, and the embodiments may be configured by selectively combining all or part of each embodiment so that various modifications can be made. .

Claims (1)

기판;
상기 기판의 일면을 덮는 절연 필름;
(1) 루테늄 산화물, 팔라듐, 그리고 은을 함유하는 페이스트, (2) 유리 프릿, 그리고 (3) 유기 바인더를 함유하는 도전성 재료로 조성되며, 상기 절연 필름의 일면에 패턴을 형성하는 발열체; 및
상기 발열체를 덮는 보호층을 포함하고,
상기 기판에는 복수의 홀과 복수의 돌기 중 적어도 한 종류가 형성되고,
상기 복수의 홀 또는 상기 복수의 돌기는 일 방향을 따라 연장되도록 형성되고, 상기 복수의 홀끼리 또는 상기 복수의 돌기끼리는 서로 이격된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 히터.Board;
an insulating film covering one surface of the substrate;
a heating element comprising (1) a paste containing ruthenium oxide, palladium, and silver, (2) glass frit, and (3) a conductive material containing an organic binder, and forming a pattern on one surface of the insulating film; and
a protective layer covering the heating element;
At least one of a plurality of holes and a plurality of protrusions is formed in the substrate,
The plurality of holes or the plurality of protrusions are formed to extend in one direction, and the plurality of holes or the plurality of protrusions are formed at positions spaced apart from each other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102511975B1 (en) * 2022-05-25 2023-03-20 주식회사 할크 Heater for electric vehicle
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960012761A (en) * 1994-09-30 1996-04-20 하워드 에이. 스케이스트 Load termination detection circuit
KR20090010252U (en) * 2008-04-04 2009-10-08 주식회사 엑사이엔씨 Heater using paste composition
KR20100003430U (en) * 2008-09-19 2010-03-29 주식회사 엑사이엔씨 Heater using paste composition
JP2010072380A (en) * 2008-09-19 2010-04-02 Hitachi Displays Ltd Display device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960012761A (en) * 1994-09-30 1996-04-20 하워드 에이. 스케이스트 Load termination detection circuit
KR20090010252U (en) * 2008-04-04 2009-10-08 주식회사 엑사이엔씨 Heater using paste composition
KR20100003430U (en) * 2008-09-19 2010-03-29 주식회사 엑사이엔씨 Heater using paste composition
JP2010072380A (en) * 2008-09-19 2010-04-02 Hitachi Displays Ltd Display device

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