KR20230061609A - Cooling apparatus for vehicle and controlling method thereof - Google Patents

Cooling apparatus for vehicle and controlling method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20230061609A
KR20230061609A KR1020210145246A KR20210145246A KR20230061609A KR 20230061609 A KR20230061609 A KR 20230061609A KR 1020210145246 A KR1020210145246 A KR 1020210145246A KR 20210145246 A KR20210145246 A KR 20210145246A KR 20230061609 A KR20230061609 A KR 20230061609A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reaction water
unit
compressed air
vehicle
battery stack
Prior art date
Application number
KR1020210145246A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
신윤혁
강현성
조중원
Original Assignee
한국자동차연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국자동차연구원 filed Critical 한국자동차연구원
Priority to KR1020210145246A priority Critical patent/KR20230061609A/en
Publication of KR20230061609A publication Critical patent/KR20230061609A/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/12Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/02Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029Heat exchange using liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04059Evaporative processes for the cooling of a fuel cell
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537Electric variables
    • H01M8/04604Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04619Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746Pressure; Flow
    • H01M8/04768Pressure; Flow of the coolant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/005Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric storage means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

An invention relating to a cooling apparatus for a vehicle and a control method thereof is disclosed to prevent overheating of a battery stack unit during high-load driving and improve the efficiency of the battery stack unit. The cooling apparatus for a vehicle of the present invention comprises: a compressed air line connected to an air compressor so that compressed air from the air compressor is discharged; a battery stack unit for supplying electrical energy to an electrical device; a heat exchanger for supplying reaction water to the battery stack unit to cool the battery stack unit; a reaction water discharge line connected to the battery stack unit so that the reaction water from the battery stack unit is discharged; and a spray nozzle unit connected to the reaction water discharge line and the compressed air line and spraying reaction water droplets to a heat exchanger to cool the heat exchanger.

Description

차량용 냉각장치 및 그 제어방법{COOLING APPARATUS FOR VEHICLE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}Vehicle cooling device and its control method {COOLING APPARATUS FOR VEHICLE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 차량용 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고부하 운전시 전지스택부의 과열을 방지하고, 전지스택부의 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle cooling device and a control method thereof, and more particularly, to a vehicle cooling device capable of preventing overheating of a battery stack unit and improving efficiency of a battery stack unit during high-load operation and a control method thereof.

일반적으로 연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연료전지스택 내에서 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 발전장치이다. 연료전지는 산업용, 가정용 및 차량 구동용 전력을 공급에 적용될 수 있다.In general, a fuel cell is a power generation device that converts chemical energy of fuel into electrical energy by electrochemically reacting it in a fuel cell stack. Fuel cells can be applied to supply power for industrial, household and vehicle driving.

최근에는 연료전지 차량에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 연료전지 차량의 연비 향상을 위해 차량 운행 도중에 필요한 경우 연료전지의 발전을 정지시키고 재개하는 아이들 스탑 기능이 상용화 되고 있다. Recently, many studies on fuel cell vehicles have been conducted. In order to improve the fuel efficiency of fuel cell vehicles, an idle stop function that stops and resumes power generation of fuel cells when necessary during vehicle operation is being commercialized.

그러나, 대형 화물차의 화물 적재량이 증가하거나 혹서기의 경우, 대형 차량의 고부하 운전시 연료전지에서 고출력의 전기에너지가 구동모터에 제공된다. 따라서, 대형 화물차의 일시적인 고부하 운전시 연료전지 스택에서 발열량이 급격히 상승하여 라디에이터의 냉각성능이 충분하지 않을 수 있다. 이처럼 연료전지 스택이 충분히 냉각되지 못하게 되면, 연료전지 스택의 에너지 효율이 급격히 저하되어 주행 거리가 단축될 수 있다.However, when the cargo load of a large truck increases or during hot weather, high-output electric energy from the fuel cell is supplied to the drive motor when the large truck is operated under high load. Therefore, when a large truck is temporarily loaded with a high load, the heat generated by the fuel cell stack increases rapidly, and the cooling performance of the radiator may not be sufficient. When the fuel cell stack is not sufficiently cooled, the energy efficiency of the fuel cell stack is rapidly reduced, and thus the driving distance may be shortened.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2012-0136819호(2012. 12. 20 공개, 발명의 명칭: 연료전지차량의 스택 열화 진단시스템 및 진단방법)에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 2012-0136819 (published on December 20, 2012, title of the invention: system and method for diagnosing stack deterioration of fuel cell vehicles).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 고부하 운전시 전지스택부의 과열을 방지하고, 전지스택부의 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 냉각장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention has been created to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle cooling device capable of preventing overheating of the battery stack unit and improving the efficiency of the battery stack unit during high load operation and a control method thereof will be.

본 발명에 따른 차량용 냉각장치는: 공기압축기의 압축공기가 배출되도록 상기 공기압축기에 연결되는 압축공기라인; 전기장치에 전기에너지를 공급하는 전지스택부; 상기 전지스택부에 반응수를 공급하여 상기 전지스택부를 냉각시키는 열교환부; 상기 전지스택부의 반응수가 배출되도록 상기 전지스택부에 연결되는 반응수 배출라인; 및 상기 반응수 배출라인과 상기 압축공기라인에 연결되고, 상기 열교환부를 냉각시키도록 상기 열교환부에 반응수 액적을 분사하는 분사노즐부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A cooling device for a vehicle according to the present invention includes: a compressed air line connected to the air compressor so that the compressed air of the air compressor is discharged; a battery stack unit supplying electric energy to an electric device; a heat exchange unit supplying reaction water to the battery stack unit to cool the battery stack unit; a reaction water discharge line connected to the battery stack unit to discharge the reaction water of the battery stack unit; and a spray nozzle unit connected to the reaction water discharge line and the compressed air line and spraying droplets of the reaction water to the heat exchange unit to cool the heat exchange unit.

상기 공기압축기에서 배출되는 압축공기가 저장되도록 상기 압축공기라인에 설치되는 공기 저장탱크를 더 포함할 수 있다.An air storage tank installed in the compressed air line to store compressed air discharged from the air compressor may be further included.

상기 전지스택부에서 배출되는 반응수가 저장되도록 상기 반응수 배출라인에 설치되는 반응수 탱크를 더 포함할 수 있다.A reaction water tank installed in the reaction water discharge line to store the reaction water discharged from the cell stack unit may be further included.

상기 분사노즐부는 상기 열교환부의 일부 영역에 반응수 액적을 분사하도록 설치될 수 있다.The injection nozzle unit may be installed to spray the reaction water droplets to a partial area of the heat exchange unit.

상기 분사노즐부는 상기 열교환부의 둘레부에 복수 개가 배치될 수 있다.A plurality of spray nozzle units may be disposed around the heat exchanging unit.

상기 분사노즐부는 상기 열교환부의 중심부에 배치될 수 있다.The injection nozzle unit may be disposed in the center of the heat exchange unit.

상기 분사노즐부는 상기 열교환부에 회전 가능하게 설치될 수 있다.The injection nozzle unit may be rotatably installed in the heat exchange unit.

상기 전지스택부의 출력값을 측정하는 출력 측정부; 및 상기 출력 측정부에서 측정된 출력값이 기 설정된 출력값 이상이라고 판단되면, 상기 분사노즐부가 상기 열교환부에 반응수 액적을 분사하도록 상기 분사노즐부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.an output measurement unit for measuring an output value of the battery stack unit; and a control unit controlling the spray nozzle unit so that the spray nozzle unit sprays reaction water droplets to the heat exchange unit when it is determined that the output value measured by the output measurer is equal to or greater than a preset output value.

상기 분사노즐부는 상기 출력 측정부에서 측정된 출력값에 따라 개도가 조절될 수 있다.An opening degree of the injection nozzle unit may be adjusted according to an output value measured by the output measurement unit.

본 발명에 따른 차량용 냉각장치의 제어방법은: 공기압축기의 압축공기가 압축공기라인을 통해 배출되는 단계; 전지스택부의 반응수가 반응수 배출라인을 통해 배출되는 단계; 및 상기 반응수 배출라인과 상기 압축공기라인에 연결된 분사노즐부가 열교환부에 반응수의 액적을 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징한다.A control method of a cooling device for a vehicle according to the present invention includes: discharging compressed air from an air compressor through a compressed air line; Discharging the reaction water of the cell stack unit through a reaction water discharge line; and injecting droplets of the reaction water into a heat exchange unit through an injection nozzle connected to the reaction water discharge line and the compressed air line.

상기 제동장치의 상기 공기압축기의 압축공기가 상기 압축공기라인을 통해 배출되는 단계에서는, 상기 압축공기라인에 설치되는 공기 저장탱크에 압축공기가 저장될 수 있다.In the step of discharging the compressed air of the air compressor of the braking device through the compressed air line, the compressed air may be stored in an air storage tank installed in the compressed air line.

상기 전지스택부의 반응수가 상기 반응수 배출라인을 통해 배출되는 단계에서는, 상기 반응수 배출라인에 설치되는 반응수 탱크에 반응수가 저장될 수 있다.In the step of discharging the reaction water of the cell stack through the reaction water discharge line, the reaction water may be stored in a reaction water tank installed in the reaction water discharge line.

상기 반응수 배출라인과 상기 압축공기라인에 연결된 상기 분사노즐부가 상기 열교환부에 반응수의 액적을 분사하는 단계는, 출력 측정부가 상기 전지스택부의 출력값을 측정하는 단계; 및 상기 출력 측정부에서 측정된 출력값이 기 설정된 출력값 이상이라고 판단되면, 제어부가 상기 열교환부에 반응수 액적을 분사하도록 상기 분사노즐부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The step of injecting droplets of the reaction water into the heat exchange unit by the injection nozzle unit connected to the reaction water discharge line and the compressed air line may include measuring an output value of the battery stack unit by an output measuring unit; and controlling, by the controller, the injection nozzle unit to spray the reaction water droplets to the heat exchange unit when it is determined that the output value measured by the output measurement unit is greater than or equal to a preset output value.

상기 분사노즐부는 상기 열교환부의 일부 영역에 반응수 액적을 분사할 수 있다.The spray nozzle unit may spray reaction water droplets to a partial area of the heat exchange unit.

상기 분사노즐부는 상기 출력 측정부에서 측정된 출력값에 따라 개도가 조절될 수 있다.An opening degree of the injection nozzle unit may be adjusted according to an output value measured by the output measurement unit.

본 발명에 따르면, 열교환부가 외부 공기에 의해 공냉됨과 아울러 분사노즐부에서 분사되는 반응수 액적의 상변화와 증발잠열에 의해 냉각되므로, 차량의 고부하 운전시 열교환부의 냉각 성능 역시 요구되는 만큼 급격히 증대시킬 수 있다. 열교환부의 냉각 성능이 현저히 향상되므로, 열교환부에서 냉각되는 반응수가 전지스택부를 충분히 냉각 내지 방열시킬 수 있다. 따라서, 차량의 일시적인 고부하 운전시에도 전지스택부의 과열에 신속하게 대처할 수 있다.According to the present invention, since the heat exchange unit is air-cooled by external air and cooled by the phase change and latent heat of evaporation of the reaction water droplets sprayed from the injection nozzle unit, the cooling performance of the heat exchange unit can also be rapidly increased as required during high-load operation of the vehicle. can Since the cooling performance of the heat exchange unit is remarkably improved, the reaction water cooled in the heat exchange unit can sufficiently cool or dissipate heat from the battery stack. Therefore, it is possible to quickly cope with overheating of the battery stack part even when the vehicle is temporarily operated with a high load.

또한, 본 발명에 따르면, 차량의 고부하 운전시 공기 저장탱크에 저장된 압축공기가 열교환부에 신속하게 공급될 수 있다. 또한, 차량의 고부하 운전시 분사노즐부에 일정한 압력의 압축공기가 신속하고 지속적으로 공급되므로, 차량의 고부하 운전시에도 열교환부의 냉각 성능을 신속하게 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, the compressed air stored in the air storage tank can be quickly supplied to the heat exchange unit during high-load operation of the vehicle. In addition, since compressed air at a constant pressure is quickly and continuously supplied to the injection nozzle unit during high-load operation of the vehicle, cooling performance of the heat exchange unit can be rapidly improved even during high-load operation of the vehicle.

또한, 본 발명에 따르면, 차량의 일시적인 고부하 운전시에 반응수 탱크에 저장된 반응수가 분사노즐부에 신속하게 공급되므로, 분사노즐부의 구동 지연을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the reaction water stored in the reaction water tank is quickly supplied to the spray nozzle unit when the vehicle is operated with a temporarily high load, it is possible to prevent a driving delay of the spray nozzle unit.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 전지스택부와 열교환부를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐부의 반응수 액적 분사구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치에서 분사노즐부의 작동 상태의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치에서 분사노즐부의 작동 상태의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치에서 분사노즐부가 열교환기의 중심부에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치에서 분사노즐부가 열교환기의 중심부에 회전 가능하게 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 제어방법을 도시한 플로우차트이다.
1 is a circuit diagram schematically illustrating a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram schematically illustrating a battery stack unit and a heat exchange unit of a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams schematically showing a reaction water droplet injection structure of a spray nozzle unit according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams schematically illustrating an example of an operating state of a spray nozzle unit in a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams schematically showing another example of an operating state of a spray nozzle unit in a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram schematically illustrating a state in which a spray nozzle unit is installed in a central portion of a heat exchanger in a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram schematically illustrating a state in which a spray nozzle unit is rotatably installed in a central portion of a heat exchanger in a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a control method of a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 냉각장치 및 그 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 차량용 냉각장치 및 그 제어방법을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of a cooling device for a vehicle and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the process of explaining the vehicle cooling device and its control method, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치를 개략적으로 도시한 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 전지스택부와 열교환부를 개략적으로 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram schematically showing a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram schematically showing a battery stack and a heat exchanger of the cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치(100)는 압축공기라인(110), 전지스택부(120), 열교환부(130), 반응수 배출라인(140) 및 분사노즐부(150)를 포함한다. 1 and 2, a vehicle cooling device 100 according to an embodiment of the present invention includes a compressed air line 110, a battery stack unit 120, a heat exchange unit 130, and a reaction water discharge line 140. and a spray nozzle unit 150.

제동장치(10)는 일정한 압력의 압축공기가 수용되는 리저보아(11)(air reservoir)를 포함한다. 리버보어에는 릴레이 밸브(12)가 연결되고, 릴레이 밸브(12)에는 리어 브레이크(13)가 배관에 의해 연결된다. 리저보아(11)에는 배관에 의해 프론트 브레이크(14)가 연결되고, 리저보아(11)와 프론트 브레이크(14)를 연결하는 배관에는 브레이크 패달(15)이 설치된다. 리저보아(11)에는 배관에 의해 공기압축기(17)가 연결되고, 리저보아(11)와 공기압축기(17) 사이의 배관에는 공기압 조절기(16)가 설치된다.The braking device 10 includes an air reservoir 11 in which compressed air of a certain pressure is received. A relay valve 12 is connected to the liver bore, and a rear brake 13 is connected to the relay valve 12 by a pipe. The front brake 14 is connected to the reservoir 11 by a pipe, and the brake pedal 15 is installed in the pipe connecting the reservoir 11 and the front brake 14. An air compressor 17 is connected to the reservoir 11 by a pipe, and an air pressure regulator 16 is installed in the pipe between the reservoir 11 and the air compressor 17.

리저보아(11)의 압축공기가 리어 브레이크(13)와 프론트 브레이크(14)에 공급됨에 따라 리어 브레이크(13)와 프론트 브레이크(14)가 리어 구동휠(미도시)과 프론트 구동휠(미도시)을 제동한다. 공기압축기(17)는 외부 공기를 압축하여 리저보아(11)에 공급한다. As the compressed air of the reservoir 11 is supplied to the rear brake 13 and the front brake 14, the rear brake 13 and the front brake 14 operate on the rear drive wheel (not shown) and the front drive wheel (not shown). ) to brake. The air compressor 17 compresses external air and supplies it to the reservoir 11.

압축공기라인(110)은 제동장치(10)의 공기압축기(17)의 압축공기가 배출되도록 공기압축기(17)에 연결된다. 압축공기라인(110)에는 공기압축기(17)에서 배출되는 압축공기가 유동된다.The compressed air line 110 is connected to the air compressor 17 so that the compressed air of the air compressor 17 of the braking device 10 is discharged. The compressed air discharged from the air compressor 17 flows through the compressed air line 110 .

전지스택부(120)는 전기장치(미도시)에 전기에너지를 공급한다. 전지스택부(120)는 복수의 연료전지셀이 수용된다. 전지스택부(120)는 연료전지 시스템(미도시)의 일부를 구성한다. 전기장치는 구동 모터부, 냉난방장치, 각종 센서 등을 포함한다. The battery stack unit 120 supplies electrical energy to an electric device (not shown). The battery stack unit 120 accommodates a plurality of fuel cell cells. The cell stack unit 120 constitutes a part of a fuel cell system (not shown). The electric device includes a driving motor unit, an air conditioner, various sensors, and the like.

열교환부(130)는 전지스택부(120)에 반응수를 공급하여 전지스택부(120)를 냉각시킨다. 열교환부(130)는 차량의 전방 그릴에서 유입되는 공기에 의해 공냉된다. 열교환부(130)는 전방 그릴의 후방측에 배치되는 열교환기(131)와, 열교환기(131)를 통과한 공기를 전지스택부(120)에 송풍하는 냉각팬(135)을 포함한다. 열교환기(131)에는 전지스택부(120)에서 배출되는 반응수가 유입된 후 냉각되고, 열교환기(131)에서 냉각된 반응수는 전지스택부(120)로 공급되어 전지스택부(120)를 냉각시킨다. 여기서, 반응수는 열교환기(131)에서 냉각된 후 전지스택부(120)를 냉각시키는 냉각수로 기능한다.The heat exchange unit 130 cools the battery stack unit 120 by supplying reaction water to the battery stack unit 120 . The heat exchange unit 130 is air-cooled by air introduced from the front grill of the vehicle. The heat exchange unit 130 includes a heat exchanger 131 disposed at a rear side of the front grill, and a cooling fan 135 that blows air passing through the heat exchanger 131 to the battery stack unit 120 . The reaction water discharged from the cell stack unit 120 is introduced into the heat exchanger 131 and then cooled, and the reaction water cooled in the heat exchanger 131 is supplied to the cell stack unit 120 to form the battery stack unit 120. Cool down. Here, the reaction water functions as cooling water for cooling the battery stack unit 120 after being cooled in the heat exchanger 131 .

열교환부(130)는 반응수 순환라인(143)에 연결된다. 반응수 순환라인(143)은 전지스택부(120) 연결되고, 반응수 순환라인(143)에는 반응수를 반응수 순환라인(143)을 따라 유동시키도록 반응수 펌프(146)가 설치된다. 반응수 순환라인(143)에는 제1바이패스라인(144)과 제2바이패스라인(145)이 연결되고, 제1바이패스라인(144)과 반응수 순환라인(143)이 연결되는 부분에 제1바이패스밸브(148)가 설치되고, 제2바이패스라인(145)과 반응수 순환라인(143)이 연결되는 부분에 제2바이패스밸브(149)가 설치된다. 반응수 순환라인(143)에는 반응수 배출라인(140)이 연결되고, 반응수 배출라인(140)에는 반응수 탱크(170)가 설치된다. 반응수 배출라인(140)에는 반응수 유입밸브(141)와 반응수 배출밸브(142)가 설치된다.The heat exchange unit 130 is connected to the reaction water circulation line 143. The reaction water circulation line 143 is connected to the battery stack unit 120, and a reaction water pump 146 is installed in the reaction water circulation line 143 to flow the reaction water along the reaction water circulation line 143. The first bypass line 144 and the second bypass line 145 are connected to the reaction water circulation line 143, and the portion where the first bypass line 144 and the reaction water circulation line 143 are connected A first bypass valve 148 is installed, and a second bypass valve 149 is installed at a portion where the second bypass line 145 and the reaction water circulation line 143 are connected. The reaction water discharge line 140 is connected to the reaction water circulation line 143, and the reaction water tank 170 is installed in the reaction water discharge line 140. A reaction water inlet valve 141 and a reaction water discharge valve 142 are installed in the reaction water discharge line 140 .

전지스택부(120)에는 전지스택부(120)의 출력값을 측정하도록 후술할 출력 측정부(121)가 설치되고, 출력 측정부(121)는 제어부(123)에 전기적으로 연결된다. 제2바이패스라인(145)에는 히터부(147)가 설치된다. 히터부(147)로는 COD 히터가 적용될 수 있다. 히터부(147)는 전지스택부(120)에서 발생되는 반응수가 겨울철에 얼지 않도록 전지스택부(120)의 내부에서 잔존하는 물과 산소를 제거하기 위해 전지스택부(120)를 가열한다.An output measurement unit 121 to be described below is installed in the battery stack unit 120 to measure an output value of the battery stack unit 120, and the output measurement unit 121 is electrically connected to the control unit 123. A heater unit 147 is installed in the second bypass line 145 . A COD heater may be applied as the heater unit 147 . The heater unit 147 heats the battery stack unit 120 to remove water and oxygen remaining in the battery stack unit 120 so that the reaction water generated in the battery stack unit 120 does not freeze in winter.

반응수 배출라인(140)은 전지스택부(120)의 반응수가 배출되도록 전지스택부(120)에 연결된다. 반응수 배출라인(140)은 반응수 순환라인(143)에서 반응수가 배출되는 구간에 연결되고, 전지스택부(120)에서 열교환부(130) 측으로 연장된다.The reaction water discharge line 140 is connected to the battery stack unit 120 so that the reaction water of the battery stack unit 120 is discharged. The reaction water discharge line 140 is connected to a section in which the reaction water is discharged in the reaction water circulation line 143 and extends from the battery stack unit 120 toward the heat exchange unit 130.

분사노즐부(150)는 반응수 배출라인(140)과 압축공기라인(110)에 연결되고, 열교환부(130)를 냉각시키도록 열교환부(130)에 반응수 액적을 분사한다. 압축공기라인(110)에서 공급되는 압축공기는 반응수 배출라인(140)에서 공급되는 반응수를 액적 형태로 분사하도록 분사노즐부(150)의 분사압력을 형성한다. 따라서, 열교환부(130)는 외부 공기와 반응수 액적에 의해 냉각된다.The injection nozzle unit 150 is connected to the reaction water discharge line 140 and the compressed air line 110 and sprays droplets of the reaction water to the heat exchange unit 130 to cool the heat exchange unit 130 . The compressed air supplied from the compressed air line 110 forms an injection pressure of the spray nozzle unit 150 to spray the reaction water supplied from the reaction water discharge line 140 in the form of droplets. Therefore, the heat exchanger 130 is cooled by the external air and the reaction water droplets.

이때, 반응수는 분사노즐부(150)에서 고압공기의 압력에 의해 분사됨에 따라 급격한 압력 하강에 의해 액적 상태로 상변화된다. 이때, 분사노즐부(150)에서 분사되는 미세한 반응수 액적은 열교환부(130)의 표면에 분사되고, 열교환부(130)가 반응수의 증발잠열에 의해 급속히 냉각된다. 이처럼, 열교환부(130)가 반응수의 상변화와 증발잠열에 의해 냉각되므로, 열교환부(130)의 냉각 효율을 현저히 향상시킬 수 있다. 열교환부(130)의 냉각 효율이 향상되므로, 열교환부(130)에서 냉각된 반응수가 전지스택부(120)를 냉각시켜 전지스택부(120)의 냉각 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.At this time, as the reaction water is sprayed by the pressure of the high-pressure air from the injection nozzle unit 150, the phase changes into a droplet state due to a rapid pressure drop. At this time, fine droplets of the reaction water sprayed from the injection nozzle unit 150 are sprayed onto the surface of the heat exchange unit 130, and the heat exchange unit 130 is rapidly cooled by the latent heat of evaporation of the reaction water. As such, since the heat exchange unit 130 is cooled by the phase change of the reaction water and the latent heat of vaporization, the cooling efficiency of the heat exchange unit 130 can be remarkably improved. Since the cooling efficiency of the heat exchange unit 130 is improved, the reaction water cooled in the heat exchange unit 130 cools the battery stack unit 120, thereby significantly improving the cooling efficiency of the battery stack unit 120.

한편, 차량이 화물 적재량이 많은 상태에서 경사진 도로를 올라가거나 여름과 같은 혹서기에는 차량이 일시적으로 고부하로 운전될 수 있다. 차량의 일시적인 고부하 운전구간에서는, 구동 모터부가 고속으로 구동되므로, 전지스택부(120)에서는 전기의 출력값이 급격히 상승됨에 따라 전지스택부(120)가 급격히 발열 내지 과열된다. 예들 들면, 차량이 통상적으로 운행될 때에 전지스택부(120)의 방열량은 대략 100kW 정도 요구되지만, 차량이 일시적으로 고부하 운전될 때에는 전지스택부(120)의 방열량이 대략 200kW 이상 요구될 수 있다. 차량의 일시적인 고부하 운전시 전지스택부(120)의 요구 방열량이 급격이 증가할수록 열교환부(130)의 냉각 성능 증대가 요구된다.On the other hand, the vehicle may be temporarily driven with a high load when the vehicle goes up an inclined road with a large cargo load or during hot weather such as summer. In a temporary high-load driving period of the vehicle, since the driving motor unit is driven at high speed, the output value of electricity in the battery stack unit 120 rapidly rises, causing the battery stack unit 120 to rapidly heat up or overheat. For example, the amount of heat dissipation of the battery stack unit 120 is required to be approximately 100 kW when the vehicle is normally operated, but the amount of heat dissipation from the battery stack unit 120 may be required to be approximately 200 kW or more when the vehicle is temporarily operated with a high load. As the amount of heat dissipation required of the battery stack unit 120 rapidly increases when the vehicle is operated under a temporary high load, the cooling performance of the heat exchange unit 130 is required to be increased.

본 발명에서는 열교환부(130)가 외부 공기에 의해 공냉됨과 아울러 분사노즐부(150)에서 분사되는 반응수 액적의 상변화와 증발잠열에 의해 냉각되므로, 차량의 고부하 운전시 열교환부(130)의 냉각 성능 역시 요구되는 만큼 급격히 증대시킬 수 있다. 열교환부(130)의 냉각 성능이 현저히 향상되므로, 열교환부(130)에서 냉각되는 반응수가 전지스택부(120)를 충분히 냉각 내지 방열시킬 수 있다. 따라서, 차량의 일시적인 고부하 운전시에도 전지스택부(120)의 과열에 신속하게 대처할 수 있다.In the present invention, since the heat exchange unit 130 is air-cooled by external air and cooled by the phase change of the reaction water droplets sprayed from the injection nozzle unit 150 and the latent heat of evaporation, the heat exchange unit 130 Cooling performance can also be dramatically increased as required. Since the cooling performance of the heat exchange unit 130 is significantly improved, the reaction water cooled in the heat exchange unit 130 can sufficiently cool or dissipate heat from the battery stack unit 120 . Therefore, it is possible to quickly cope with overheating of the battery stack unit 120 even when the vehicle is temporarily operated with a high load.

도 3, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐부의 반응수 액적 분사구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.3 and 4 are diagrams schematically illustrating a reaction water droplet injection structure of an injection nozzle unit according to an embodiment of the present invention.

도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치(100)는 공기 저장탱크(160), 반응수 탱크(170), 압력형성라인(180), 압력형성밸브(190)를 더 포함한다.3 and 4, the vehicle cooling device 100 according to an embodiment of the present invention includes an air storage tank 160, a reaction water tank 170, a pressure forming line 180, and a pressure forming valve 190 ) is further included.

공기 저장탱크(160)는 공기압축기(17)에서 배출되는 압축공기가 저장되도록 압축공기라인(110)에 설치된다. 공기 저장탱크(160)에는 내부 압력을 조절하도록 안전밸브(161)가 연결된다. 공기압축기(17)가 제동장치(10)에 필요한 압축공기를 압축하지 않을 때에 압축공기를 공기 저장탱크(160)에 미리 저장할 수 있다. 따라서, 차량의 고부하 운전시 공기 저장탱크(160)에 저장된 압축공기가 열교환부(130)에 신속하게 공급될 수 있다. 또한, 차량의 고부하 운전시 분사노즐부(150)에 일정한 압력의 압축공기가 신속하고 지속적으로 공급되므로, 차량의 고부하 운전시에도 열교환부(130)의 냉각 성능을 신속하게 향상시킬 수 있다.The air storage tank 160 is installed in the compressed air line 110 so that the compressed air discharged from the air compressor 17 is stored. A safety valve 161 is connected to the air storage tank 160 to adjust the internal pressure. When the air compressor 17 does not compress the compressed air required for the braking device 10, the compressed air may be stored in the air storage tank 160 in advance. Therefore, the compressed air stored in the air storage tank 160 can be quickly supplied to the heat exchanger 130 when the vehicle is driven with a high load. In addition, since compressed air at a constant pressure is quickly and continuously supplied to the injection nozzle unit 150 during high-load operation of the vehicle, the cooling performance of the heat exchange unit 130 can be rapidly improved even during high-load operation of the vehicle.

압축공기라인(110)에는 분사노즐부(150)와 후술하는 반응수 탱크(170)로의 압축공기의 공급 여부를 조절하는 공급조절밸브(111)가 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 공급조절밸브(111)는 공기 저장탱크(160)의 후단 즉, 공기 저장탱크(160)와 분사노즐부(150) 사이에 배치된다. 공급조절밸브(111)는 분사노즐부(150)의 분사 작동 시 압축공기라인(110)을 개방하여 공기 저장탱크(160)에 저장된 압축 공기를 분사노즐부(150) 및 반응수 탱크(170)로 유입시킨다. 공급조절밸브(111)는 분사노즐부(150)의 분사 작동의 중지 시 압축공기라인(110)을 폐쇄하여 공기 저장탱크(160)에 저장된 압축 공기가 분사노즐부(150) 및 반응수 탱크(170)로 유입되는 것을 차단한다. 공급조절밸브(111)는 전자 제어 신호에 의해 압축공기라인(110)를 개폐하는 다양한 종류의 솔레노이드 밸브로 예시될 수 있다. 또한, 압축공기라인(110)에는 후술하는 분사노즐부(150)로 공급되는 압축 공기의 압력 크기를 조절하는 레귤레이터가 추가로 설치될 수 있다.A supply control valve 111 may be installed in the compressed air line 110 to control whether compressed air is supplied to the injection nozzle unit 150 and the reaction water tank 170 to be described later. The supply control valve 111 according to an embodiment of the present invention is disposed at the rear end of the air storage tank 160, that is, between the air storage tank 160 and the spray nozzle unit 150. The supply control valve 111 opens the compressed air line 110 when the spray nozzle unit 150 sprays, and supplies the compressed air stored in the air storage tank 160 to the spray nozzle unit 150 and the reaction water tank 170. inflow into The supply control valve 111 closes the compressed air line 110 when the injection operation of the spray nozzle unit 150 is stopped so that the compressed air stored in the air storage tank 160 is supplied to the spray nozzle unit 150 and the reaction water tank ( 170) is blocked. The supply control valve 111 may be exemplified by various types of solenoid valves that open and close the compressed air line 110 by an electronic control signal. In addition, a regulator for adjusting the pressure of compressed air supplied to the injection nozzle unit 150 to be described later may be additionally installed in the compressed air line 110 .

반응수 탱크(170)는 전지스택부(120)에서 배출되는 반응수가 저장되도록 반응수 배출라인(140)에 설치된다. 따라서, 차량의 일시적인 고부하 운전시에 반응수 탱크(170)에 저장된 반응수가 분사노즐부(150)에 신속하게 공급되므로, 분사노즐부(150)의 구동 지연을 방지할 수 있다. 반응수 탱크(170)의 부피는 분사노즐부(150)의 1회 분사 시 요구되는 반응수의 용량에 대응되는 값을 갖도록 설정될 수 있다.The reaction water tank 170 is installed in the reaction water discharge line 140 to store the reaction water discharged from the cell stack unit 120 . Therefore, since the reaction water stored in the reaction water tank 170 is quickly supplied to the spray nozzle unit 150 when the vehicle is operated with a temporarily high load, the operation delay of the spray nozzle unit 150 can be prevented. The volume of the reaction water tank 170 may be set to have a value corresponding to the volume of reaction water required for one injection of the spray nozzle unit 150 .

압력형성라인(180)은 압축공기라인(110)으로부터 분기되어 반응수 탱크(170)와 연통된다. 압력형성라인(180)은 공급조절밸브(111)의 개방 시, 공기 저장탱크(160)로부터 분사노즐부(150)로 전달되는 압축공기의 일부를 분기시켜 반응수 탱크(170)의 내부로 유입시킨다. 이에 따라 압력형성라인(180)은 분사노즐부(150)의 분사 작동 시 반응수 탱크(170)의 내부에 압축 공기에 의한 압력을 형성함으로써 반응수 탱크(170)에 저장된 반응수가 분사노즐부(150)로 신속하게 공급되도록 유도할 수 있다. The pressure forming line 180 is branched from the compressed air line 110 and communicates with the reaction water tank 170. When the supply control valve 111 is opened, the pressure forming line 180 diverges a portion of the compressed air transmitted from the air storage tank 160 to the spray nozzle unit 150 to flow into the reaction water tank 170 let it Accordingly, the pressure forming line 180 forms pressure by compressed air inside the reaction water tank 170 when the spray nozzle unit 150 sprays, so that the reaction water stored in the reaction water tank 170 is spray nozzle unit ( 150) can be induced to be rapidly supplied.

압력형성밸브(190)는 반응수 탱크(170)에 대한 배출라인(140)과 압력형성라인(180)의 연통 상태를 조절한다. 보다 구체적으로, 압력형성밸브(190)는 분사 노즐부(150)의 미작동시에는 배출라인(140)을 개방하여 반응수 탱크(170)로의 반응수의 유입을 허용하고, 압력형성라인(180)을 폐쇄하여 반응수 탱크(170)로의 압축공기의 유입을 차단한다. 또한, 압력형성밸브(190)는 분사노즐부(150)의 분사 작동시에는 배출라인(140)을 폐쇄하여 반응수 탱크(170)로의 반응수의 유입을 차단하고, 압력형성라인(180)을 개방하여 반응수 탱크(170)로의 압축공기의 유입을 허용한다. The pressure forming valve 190 controls the communication state between the discharge line 140 for the reaction water tank 170 and the pressure forming line 180. More specifically, the pressure forming valve 190 allows the reaction water to flow into the reaction water tank 170 by opening the discharge line 140 when the injection nozzle unit 150 is not operating, and the pressure forming line 180 is closed to block the inflow of compressed air into the reaction water tank 170. In addition, the pressure forming valve 190 closes the discharge line 140 during the injection operation of the injection nozzle unit 150 to block the inflow of the reaction water into the reaction water tank 170, and the pressure forming line 180 It is opened to allow the introduction of compressed air into the reaction water tank 170.

이 경우, 배출라인(140)에는 별도의 분기배출로가 마련되어 분사노즐부(150)의 분사 작동 시 배출라인(140)의 반응수를 별도의 경로로 배출시키고, 분사노즐부(150)의 미작동시에는 차압 방지 역할을 수행하여 반응수의 원활한 흐름을 형성할 수 있다.In this case, a separate branch discharge path is provided in the discharge line 140 to discharge the reaction water of the discharge line 140 through a separate path when the spray nozzle unit 150 sprays, and the spray nozzle unit 150 does not work. At the same time, it is possible to form a smooth flow of reaction water by performing a role of preventing differential pressure.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력형성밸브(190)는 회전부(191), 제1개폐부(192), 제2개폐부(193)를 포함한다.The pressure forming valve 190 according to an embodiment of the present invention includes a rotating part 191, a first opening/closing part 192, and a second opening/closing part 193.

회전부(191)는 반응수 탱크(170)의 내부에서 중심축을 축으로 양방향 회전 가능하게 설치된다. 회전부(191)는 배출라인(140) 및 압력형성라인(180)이 반응수 탱크(170)와 연통되는 지점 사이에 배치될 수 있다. The rotation unit 191 is installed to be rotatable in both directions around a central axis inside the reaction water tank 170. The rotating part 191 may be disposed between the point where the discharge line 140 and the pressure forming line 180 communicate with the reaction water tank 170.

제1개폐부(192)와 제2개폐부(193)는 회전부(191)로부터 연장되고, 회전부(191)의 회전 방향에 따라 배출라인(140) 및 압력형성라인(180)을 개방하거나 폐쇄한다. The first opening/closing part 192 and the second opening/closing part 193 extend from the rotating part 191 and open or close the discharge line 140 and the pressure forming line 180 according to the direction of rotation of the rotating part 191 .

본 발명의 일 실시예에 따른 제1개폐부(192)와 제2개폐부(193)는 회전부(191)의 양측으로부터 각각 연장되는 날개의 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 제1개폐부(192)와 제2개폐부(193)는 회전부(191)의 원주 방향을 따라 소정 각도 경사지게 배치될 수 있다. 제1개폐부(192)와 제2개폐부(193)는 회전부(191)의 회전 방향에 따라 반응수 탱크(170)에 대한 배출라인(140) 및 압력형성라인(180)의 연통 상태를 상반되게 조절한다. 보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 회전부(191)가 일측(반시계방향)으로 회전된 경우, 제1개폐부(192)는 배출라인(140)을 개방하고, 제2개폐부(193)는 압력형성라인(180)을 폐쇄한다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 회전부(191)가 타측(시계방향)으로 회전된 경우, 제1개폐부(192)는 배출라인(140)을 폐쇄하고, 제2개폐부(193)는 압력형성라인(180)을 개방한다.The first opening/closing part 192 and the second opening/closing part 193 according to an embodiment of the present invention may be formed to have the shape of wings respectively extending from both sides of the rotating part 191 . The first opening/closing part 192 and the second opening/closing part 193 may be inclined at a predetermined angle along the circumferential direction of the rotating part 191 . The first opening/closing part 192 and the second opening/closing part 193 adjust the communication state of the discharge line 140 and the pressure forming line 180 with respect to the reaction water tank 170 in opposite ways according to the direction of rotation of the rotating part 191. do. More specifically, as shown in FIG. 3, when the rotating part 191 is rotated in one direction (counterclockwise direction), the first opening/closing part 192 opens the discharge line 140, and the second opening/closing part 193 closes the pressure forming line 180. In addition, as shown in FIG. 4 , when the rotating part 191 is rotated in the other direction (clockwise direction), the first opening/closing part 192 closes the discharge line 140, and the second opening/closing part 193 closes the pressure forming line. (180) open.

제1개폐부(192)의 무게는 제2개폐부(193)의 무게보다 무겁게 형성될 수 있다. 이에 따라 제1개폐부(192)는 분사노즐부(150)의 미작동 시 자중에 의해 회전부(191)를 일측으로 회전시켜 배출라인(140)의 개방 상태를 유지할 수 있다. 제1개폐부(192)의 무게는 분사노즐부(150)의 분사 작동 시 회전부(191)가 압력형성라인(180)을 통해 반응수 탱크(170)로 유입되는 압축공기의 압력에 의해 타측으로 회전될 수 있는 범위 내에서 다양하게 설계 변경이 가능하다.The weight of the first opening/closing portion 192 may be greater than that of the second opening/closing portion 193 . Accordingly, the first opening/closing unit 192 may maintain the open state of the discharge line 140 by rotating the rotating unit 191 to one side by its own weight when the injection nozzle unit 150 is not operating. The weight of the first opening/closing part 192 rotates to the other side by the pressure of the compressed air flowing into the reaction water tank 170 through the pressure forming line 180 when the spray nozzle part 150 sprays the rotating part 191. Various design changes are possible within the possible range.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치에서 분사노즐부의 작동 상태의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치에서 분사노즐부의 작동 상태의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.5 and 6 are diagrams schematically illustrating an example of an operating state of a spray nozzle unit in a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are cooling devices for a vehicle according to an embodiment of the present invention. It is a diagram schematically showing another example of the operating state of the injection nozzle unit in the device.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 분사노즐부(150)는 열교환부(130)의 일부 영역에 반응수 액적을 분사하도록 설치된다. 분사노즐부(150)는 외기가 유입되는 차량의 전방 그릴의 하류 측에 설치될 수 있다. 열교환부(130)에는 하나 이상의 반응수 유입부(132)와 하나 이상의 반응수 배출부(133)가 연결된다. 분사노즐부(150)는 열교환부(130)의 둘레부에 배치된 지그부에 복수 개가 설치될 수 있다. Referring to FIGS. 5 to 8 , the injection nozzle unit 150 is installed to spray reaction water droplets to a partial region of the heat exchange unit 130 . The injection nozzle unit 150 may be installed on a downstream side of a front grille of a vehicle through which outside air is introduced. One or more reaction water inlets 132 and one or more reaction water outlets 133 are connected to the heat exchange unit 130 . A plurality of injection nozzle units 150 may be installed in the jig unit disposed on the circumference of the heat exchange unit 130 .

일부의 분사노즐부(150)는 일부 영역에 반응수 액적을 기 설정된 시간 동안 분사한 후 정지되고, 나머지 분사노즐부(150)는 다른 일부 영역에 반응수 액적을 기 설정된 시간 동안 분사할 수 있다. 이때, 복수의 분사노즐부(150)가 하나씩 돌아가면서 반응수 액적을 분사하는 싱글 분사 타입, 복수의 분사노즐부(150)가 두 개씩 돌아가면서 반응수 액적을 분사하는 듀얼 분사 타입, 복수의 분사노즐부(150)가 동시에 반응수 액적을 분사하는 전방향 분사 타입 등이 선택적으로 적용될 수 있다.Some of the spray nozzle units 150 spray the reaction water droplets to some areas for a preset time and then stop, and the remaining spray nozzle units 150 spray the reaction water droplets to other partial areas for a preset time. . At this time, a single injection type in which the plurality of injection nozzle parts 150 spray the reaction water droplets while rotating one by one, a dual injection type in which the plurality of injection nozzle parts 150 spray the reaction water droplets while rotating one by one, a plurality of injection An omnidirectional spraying type in which the nozzle unit 150 simultaneously sprays reaction water droplets may be selectively applied.

분사노즐부(150)에 관한 분사 시간 및 분사 영역은 전지스택부(120)의 출력값, 전지스택부(120)의 요구 방열량, 열교환부(130)의 크기 및 냉각용량 등을 고려하여 제어부(123)에 미리 저장될 수 있다. 예들 들면, 차량의 대량 화물 적재 또는 언덕길 주행과 같은 고부하 운전시, 열교환부(130)의 입구온도가 대략 85℃ 이상이거나 열교환부(130)의 냉각수 유량 증가에 따라 반응수 펌프(146)와 냉각팬(135)의 소비 전력을 감소시키도록 전지스택부(120)의 작동특성을 고려하여 분사노즐부(150)의 분사 시점 및 분사 지속 시간 등을 미리 설정할 수 있다.The spray time and spray area of the spray nozzle unit 150 are determined by the control unit 123 in consideration of the output value of the battery stack unit 120, the required heat dissipation amount of the battery stack unit 120, the size and cooling capacity of the heat exchange unit 130, and the like. ) can be stored in advance. For example, when driving a high load such as loading a large amount of cargo or driving on a hill, the inlet temperature of the heat exchanger 130 is approximately 85 ° C or higher or the cooling water flow rate of the heat exchanger 130 increases, and the reaction water pump 146 and cooling In order to reduce the power consumption of the fan 135, the injection timing and injection duration of the injection nozzle unit 150 may be preset in consideration of the operating characteristics of the battery stack unit 120.

또한, 분사노즐부(150)에 관한 분사 주기 및 분사 영역은 열교환기(131) 영역을 분할하여 순차적으로 분사하는 방식, 차량의 운전 모드별로 반응수 액적을 분사 방향 및 분사 영역을 고려할 수도 있다.In addition, the spraying period and spraying area of the spraying nozzle unit 150 may consider a method of sequentially spraying by dividing the area of the heat exchanger 131 or a spraying direction and spraying area of reaction water droplets for each driving mode of the vehicle.

또한, 분사노즐부(150)의 분사압력은 대략 1-3bar 범위에서 설정하는데, 상기한 분사 압력 범위는 외기 온도 및 냉각수의 열교환기(131) 입구 온도 등을 고려하여 결정될 수 있다.In addition, the injection pressure of the injection nozzle unit 150 is set in the range of approximately 1-3 bar, and the above-mentioned injection pressure range may be determined in consideration of the outside air temperature and the inlet temperature of the heat exchanger 131 of the cooling water.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치에서 분사노즐부가 열교환기의 중심부에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.9 is a view schematically showing a state in which a spray nozzle unit is installed in the center of a heat exchanger in a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 분사노즐부(150)는 열교환부(130)의 중심부에 반응수 액적을 방사상으로 분사하도록 설치된다. 따라서, 열교환부(130) 전체가 분사노즐부(150)에서 분사되는 반응수 액적에 의해 신속하게 냉각될 수 있다.Referring to FIG. 9 , the injection nozzle unit 150 is installed in the center of the heat exchange unit 130 to radially spray the reaction water droplets. Therefore, the entire heat exchange unit 130 can be rapidly cooled by the reaction water droplets sprayed from the spray nozzle unit 150 .

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치에서 분사노즐부가 열교환기의 중심부에 회전 가능하게 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.10 is a diagram schematically illustrating a state in which a spray nozzle unit is rotatably installed in a central portion of a heat exchanger in a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 분사노즐부(150)는 열교환부(130)의 중심부에 회전 가능하게 설치된다. 분사노즐부(150)가 열교환부(130)에 회전되면서 반응수 액적을 분사하므로, 일정 시간마다 열교환부(130)가 전체적으로 냉각될 수 있다. 분사노즐부(150)의 회전 속도는 열교환부(130)의 크기, 전지스택부(120)의 출력값 및 요구 냉각 성능 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.Referring to FIG. 10 , the injection nozzle unit 150 is rotatably installed at the center of the heat exchange unit 130 . Since the injection nozzle unit 150 sprays reaction water droplets while being rotated to the heat exchange unit 130, the heat exchange unit 130 may be cooled as a whole at regular intervals. The rotational speed of the spray nozzle unit 150 may be appropriately selected in consideration of the size of the heat exchange unit 130, the output value of the battery stack unit 120, and the required cooling performance.

차량용 냉각장치(100)는 전지스택부(120)의 출력값을 측정하는 출력 측정부(121)와, 출력 측정부(121)에서 측정된 출력값이 기 설정된 출력값 이상이라고 판단되면, 분사노즐부(150)가 열교환부(130)에 반응수 액적을 분사하도록 분사노즐부(150)를 제어하는 제어부(123)를 더 포함한다. 전지스택부(120)가 차량의 구동 모터부에 공급되는 전기에너지를 측정하면, 차량이 고부하로 운전되는지 일반적인 부하로 운전되는지는 정확하게 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 전지스택부(120)에 출력 측정부(121)를 설치하여 차량의 고부하 운전 여부를 판단하고, 차량의 고부하 운전시 열교환부(130)에 반응수 액적를 분사하여 열교환부(130)를 냉각시킨다. 그리고, 열교환부(130)가 냉각됨에 따라 전지스택부(120)의 냉각 성능을 충분히 확보할 수 있다.The vehicle cooling device 100 includes an output measurement unit 121 that measures an output value of the battery stack unit 120, and when it is determined that the output value measured by the output measurement unit 121 is equal to or greater than a preset output value, the spray nozzle unit 150 ) further includes a control unit 123 for controlling the injection nozzle unit 150 to spray the reaction water droplets to the heat exchange unit 130. When the battery stack unit 120 measures the electric energy supplied to the driving motor unit of the vehicle, it is possible to accurately determine whether the vehicle is being operated with a high load or a normal load. Therefore, in the present invention, the power measurement unit 121 is installed in the battery stack unit 120 to determine whether the vehicle is operated under high load, and when the vehicle is operated under high load, reaction water droplets are sprayed to the heat exchange unit 130 to heat the exchange unit ( 130) to cool. In addition, as the heat exchange unit 130 is cooled, the cooling performance of the battery stack unit 120 can be sufficiently secured.

분사노즐부(150)는 출력 측정부(121)에서 측정된 출력값에 따라 개도가 조절될 수 있다. 따라서, 분사노즐부(150)에서 분사되는 반응수 액적량을 조절할 수 있으므로, 전지스택부(120)의 요구 방열량에 대응되도록 열교환부(130)의 냉각 성능을 조절할 수 있다. The opening of the injection nozzle unit 150 may be adjusted according to the output value measured by the output measuring unit 121 . Therefore, since the amount of reaction water droplets injected from the injection nozzle unit 150 can be adjusted, the cooling performance of the heat exchange unit 130 can be adjusted to correspond to the required heat dissipation amount of the battery stack unit 120 .

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 제어방법에 관해 설명하기로 한다.A control method of a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 제어방법을 도시한 플로우차트이다.11 is a flowchart illustrating a control method of a cooling device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 공기압축기(17)의 압축공기가 압축공기라인(110)을 통해 배출한다(S11). 이때, 공기 저장탱크(160)에 압축공기가 저장된다(S12). 즉, 공기압축기(17)가 제동장치(10)에 필요한 압축공기를 압축하지 않을 때에 압축공기를 공기 저장탱크(160)에 미리 저장할 수 있다. 따라서, 차량의 고부하 운전시 공기 저장탱크(160)에 저장된 압축공기가 열교환부(130)에 신속하게 공급될 수 있다. Referring to Figure 11, the compressed air of the air compressor 17 is discharged through the compressed air line (110) (S11). At this time, compressed air is stored in the air storage tank 160 (S12). That is, when the air compressor 17 does not compress the compressed air required for the braking device 10, the compressed air may be stored in the air storage tank 160 in advance. Therefore, the compressed air stored in the air storage tank 160 can be quickly supplied to the heat exchanger 130 when the vehicle is driven with a high load.

전지스택부(120)의 반응수가 반응수 배출라인(140)을 통해 배출된다(S13). 이때, 반응수 배출라인(140)에 설치되는 반응수 탱크(170)에 반응수가 저장된다(S14). 따라서, 차량의 일시적인 고부하 운전시에 분사노즐부(150)에 신속하게 반응수를 공급할 수 있으므로, 분사노즐부(150)의 구동 지연을 방지할 수 있다.The reaction water of the cell stack unit 120 is discharged through the reaction water discharge line 140 (S13). At this time, the reaction water is stored in the reaction water tank 170 installed in the reaction water discharge line 140 (S14). Therefore, since reaction water can be quickly supplied to the injection nozzle unit 150 when the vehicle is operated under a temporary high load, driving delay of the injection nozzle unit 150 can be prevented.

출력 측정부(121)가 전지스택부(120)의 출력값을 측정한다(S15). 전지스택부(120)가 차량의 구동 모터부에 공급되는 전기에너지를 측정하면, 차량이 고부하로 운전되는지 일반적인 부하로 운전되는지는 정확하게 판단할 수 있다.The output measurement unit 121 measures the output value of the battery stack unit 120 (S15). When the battery stack unit 120 measures the electric energy supplied to the driving motor unit of the vehicle, it is possible to accurately determine whether the vehicle is being operated with a high load or a normal load.

출력 측정부(121)에서 측정된 출력값이 기 설정된 출력 이상인지 판단한다(S16). 출력 측정부(121)에서 측정된 출력값이 기 설정된 출력값 미만이라고 판단되면, 제어부(123)는 분사노즐부(150)를 구동시키지 않는다. It is determined whether the output value measured by the output measuring unit 121 is greater than or equal to a preset output (S16). When it is determined that the output value measured by the output measuring unit 121 is less than the preset output value, the control unit 123 does not drive the spray nozzle unit 150 .

출력 측정부(121)에서 측정된 출력값이 기 설정된 출력값 이상이라고 판단되면, 제어부(123)가 열교환부(130)에 반응수의 액적을 분사하도록 분사노즐부(150)를 제어한다(S17). 분사노즐부(150)의 분사압력은 대략 1-3bar 범위에서 설정될 수 있다.When it is determined that the output value measured by the output measurement unit 121 is equal to or greater than the preset output value, the control unit 123 controls the spray nozzle unit 150 to spray droplets of reaction water to the heat exchange unit 130 (S17). The injection pressure of the injection nozzle unit 150 may be set in the range of approximately 1-3 bar.

이때, 분사노즐부(150)는 열교환부(130)의 일부 영역에 반응수 액적을 분사한다. 일부의 분사노즐부(150)는 일부 영역에 반응수 액적을 기 설정된 시간 동안 분사한 후 정지되고, 나머지 분사노즐부(150)는 다른 일부 영역에 반응수 액적을 기 설정된 시간 동안 분사할 수 있다. 이때, 복수의 분사노즐부(150)가 하나씩 돌아가면서 반응수 액적을 분사하는 싱글 분사 타입, 복수의 분사노즐부(150)가 두 개씩 돌아가면서 반응수 액적을 분사하는 듀얼 분사 타입, 복수의 분사노즐부(150)가 동시에 반응수 액적을 분사하는 전방향 분사 타입 등이 선택적으로 적용될 수 있다.At this time, the spray nozzle unit 150 sprays the reaction water droplets to a partial region of the heat exchange unit 130 . Some of the spray nozzle units 150 spray the reaction water droplets to some areas for a preset time and then stop, and the remaining spray nozzle units 150 spray the reaction water droplets to other partial areas for a preset time. . At this time, a single injection type in which the plurality of injection nozzle parts 150 spray the reaction water droplets while rotating one by one, a dual injection type in which the plurality of injection nozzle parts 150 spray the reaction water droplets while rotating one by one, a plurality of injection An omnidirectional spraying type in which the nozzle unit 150 simultaneously sprays reaction water droplets may be selectively applied.

분사노즐부(150)에 관한 분사 시간 및 분사 영역은 전지스택부(120)의 출력값, 전지스택부(120)의 요구 방열량, 열교환부(130)의 크기 및 냉각용량 등을 고려하여 제어부(123)에 미리 저장될 수 있다. 예들 들면, 차량의 대량 화물 적재 또는 언덕길 주행과 같은 고부하 운전시, 열교환부(130)의 입구온도가 대략 85℃ 이상이거나 열교환부(130)의 냉각수 유량 증가에 따라 반응수 펌프(146)와 냉각팬(135)의 소비 전력을 감소시키도록 전지스택부(120)의 작동특성을 고려하여 분사노즐부(150)의 분사 시점 및 분사 지속 시간 등을 미리 설정할 수 있다.The spray time and spray area of the spray nozzle unit 150 are determined by the control unit 123 in consideration of the output value of the battery stack unit 120, the required heat dissipation amount of the battery stack unit 120, the size and cooling capacity of the heat exchange unit 130, and the like. ) can be stored in advance. For example, when driving a high load such as loading a large amount of cargo or driving on a hill, the inlet temperature of the heat exchanger 130 is approximately 85 ° C or higher or the cooling water flow rate of the heat exchanger 130 increases, and the reaction water pump 146 and cooling In order to reduce the power consumption of the fan 135, the injection timing and injection duration of the injection nozzle unit 150 may be preset in consideration of the operating characteristics of the battery stack unit 120.

분사노즐부(150)가 반응수의 액적 분사를 시작한 후, 출력 측정부(121)는 전지스택부(120)의 출력값이 기 설정된 출력 미만인지 판단한다(S18).After the injection nozzle unit 150 starts spraying the droplets of the reaction water, the output measurement unit 121 determines whether the output value of the battery stack unit 120 is less than a preset output (S18).

출력 측정부(121)에서 측정된 출력값이 기 설정된 출력값 미만이라고 판단되면, 제어부(123)가 열교환부(130)에 반응수의 액적 분사를 중단하도록 분사노즐부(150)를 제어한다(S19). When it is determined that the output value measured by the output measuring unit 121 is less than the preset output value, the control unit 123 controls the spray nozzle unit 150 to stop spraying droplets of the reaction water to the heat exchange unit 130 (S19). .

상기와 같이, 열교환부(130)가 외부 공기에 의해 공냉됨과 아울러 분사노즐부(150)에서 분사되는 반응수 액적의 상변화와 증발잠열에 의해 냉각되므로, 차량의 고부하 운전시 열교환부(130)의 냉각 성능 역시 요구되는 만큼 급격히 증대시킬 수 있다. 열교환부(130)의 냉각 성능이 현저히 향상되므로, 열교환부(130)에서 냉각되는 반응수가 전지스택부(120)를 충분히 냉각 내지 방열시킬 수 있다. 따라서, 차량의 일시적인 고부하 운전시에도 전지스택부(120)의 과열에 신속하게 대처할 수 있다.As described above, since the heat exchange unit 130 is air-cooled by the outside air and cooled by the phase change of the reaction water droplets sprayed from the injection nozzle unit 150 and the latent heat of evaporation, the heat exchange unit 130 The cooling performance of the can also be rapidly increased as required. Since the cooling performance of the heat exchange unit 130 is significantly improved, the reaction water cooled in the heat exchange unit 130 can sufficiently cool or dissipate heat from the battery stack unit 120 . Therefore, it is possible to quickly cope with overheating of the battery stack unit 120 even when the vehicle is temporarily operated with a high load.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments. will understand

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the claims.

10: 제동장치 11: 리저보아
12: 릴레이 밸브 13: 리어 브레이크
14: 프론트 브레이크 15: 브레이크 패달
16: 공기압 조절기 17: 공기압축기
100: 냉각장치 110: 압축공기라인
111: 공급조절밸브 120: 전지스택부
121: 출력 측정부 123: 제어부
130: 열교환부 131: 열교환기
132: 반응수 유입부 133: 반응수 배출부
135: 냉각팬 140: 반응수 배출라인
141: 반응수 유입밸브 142: 반응수 배출밸브
143: 반응수 순환라인 144: 제1바이패스라인
145: 제2바이패스라인 146: 반응수 펌프
147: 히터부 148: 제1바이패스밸브
149: 제2바이패스밸브 150: 분사노즐부
160: 공기 저장탱크 161: 안전밸브
170: 반응수 탱크 180: 압력형성라인
190: 압력형성밸브 191 : 회전부
192 : 제1개폐부 193 : 제2개폐부
10: braking device 11: reservoir
12: relay valve 13: rear brake
14: front brake 15: brake pedal
16: air pressure regulator 17: air compressor
100: cooling device 110: compressed air line
111: supply control valve 120: battery stack unit
121: output measurement unit 123: control unit
130: heat exchange unit 131: heat exchanger
132: reaction water inlet 133: reaction water outlet
135: cooling fan 140: reaction water discharge line
141: reaction water inlet valve 142: reaction water discharge valve
143: reaction water circulation line 144: first bypass line
145: second bypass line 146: reaction water pump
147: heater unit 148: first bypass valve
149: second bypass valve 150: injection nozzle unit
160: air storage tank 161: safety valve
170: reaction water tank 180: pressure forming line
190: pressure forming valve 191: rotating part
192: first opening and closing part 193: second opening and closing part

Claims (15)

공기압축기의 압축공기가 배출되도록 상기 공기압축기에 연결되는 압축공기라인;
전기장치에 전기에너지를 공급하는 전지스택부;
상기 전지스택부에 반응수를 공급하여 상기 전지스택부를 냉각시키는 열교환부;
상기 전지스택부의 반응수가 배출되도록 상기 전지스택부에 연결되는 반응수 배출라인; 및
상기 반응수 배출라인과 상기 압축공기라인에 연결되고, 상기 열교환부를 냉각시키도록 상기 열교환부에 반응수 액적을 분사하는 분사노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
A compressed air line connected to the air compressor to discharge compressed air from the air compressor;
a battery stack unit supplying electric energy to an electric device;
a heat exchange unit supplying reaction water to the battery stack unit to cool the battery stack unit;
a reaction water discharge line connected to the battery stack unit to discharge the reaction water of the battery stack unit; and
and a spray nozzle unit connected to the reaction water discharge line and the compressed air line and injecting reaction water droplets into the heat exchange unit to cool the heat exchange unit.
제1항에 있어서,
상기 공기압축기에서 배출되는 압축공기가 저장되도록 상기 압축공기라인에 설치되는 공기 저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
According to claim 1,
The cooling device for a vehicle further comprising an air storage tank installed in the compressed air line to store the compressed air discharged from the air compressor.
제2항에 있어서,
상기 전지스택부에서 배출되는 반응수가 저장되도록 상기 반응수 배출라인에 설치되는 반응수 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
According to claim 2,
The vehicle cooling device further comprises a reaction water tank installed in the reaction water discharge line to store the reaction water discharged from the battery stack unit.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분사노즐부는 상기 열교환부의 일부 영역에 반응수 액적을 분사하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
According to any one of claims 1 to 3,
The spray nozzle unit is a cooling device for a vehicle, characterized in that installed to spray the reaction water droplets to a partial area of the heat exchange unit.
제4항에 있어서,
상기 분사노즐부는 상기 열교환부의 둘레부에 복수 개가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
According to claim 4,
The cooling device for a vehicle, characterized in that a plurality of spray nozzles are disposed around the heat exchanger.
제4항에 있어서,
상기 분사노즐부는 상기 열교환부의 중심부에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
According to claim 4,
The spray nozzle part is a cooling device for a vehicle, characterized in that disposed in the center of the heat exchanging part.
제4항에 있어서,
상기 분사노즐부는 상기 열교환부에 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
According to claim 4,
The vehicle cooling device according to claim 1 , wherein the injection nozzle part is rotatably installed in the heat exchanging part.
제1항에 있어서,
상기 전지스택부의 출력값을 측정하는 출력 측정부; 및
상기 출력 측정부에서 측정된 출력값이 기 설정된 출력값 이상이라고 판단되면, 상기 분사노즐부가 상기 열교환부에 반응수 액적을 분사하도록 상기 분사노즐부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
According to claim 1,
an output measurement unit for measuring an output value of the battery stack unit; and
and a control unit controlling the spray nozzle unit so that the spray nozzle unit sprays reaction water droplets to the heat exchange unit when it is determined that the output value measured by the output measurer is equal to or greater than the preset output value.
제8항에 있어서,
상기 분사노즐부는 상기 출력 측정부에서 측정된 출력값에 따라 개도가 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
According to claim 8,
The cooling device for a vehicle, characterized in that the opening degree of the injection nozzle unit is adjusted according to the output value measured by the output measuring unit.
공기압축기의 압축공기가 압축공기라인을 통해 배출되는 단계;
전지스택부의 반응수가 반응수 배출라인을 통해 배출되는 단계; 및
상기 반응수 배출라인과 상기 압축공기라인에 연결된 분사노즐부가 열교환부에 반응수의 액적을 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치의 제어방법.
Discharging compressed air from an air compressor through a compressed air line;
Discharging the reaction water of the cell stack unit through a reaction water discharge line; and
and injecting droplets of the reaction water to a heat exchange unit through an injection nozzle connected to the reaction water discharge line and the compressed air line.
제10항에 있어서,
제동장치의 상기 공기압축기의 압축공기가 상기 압축공기라인을 통해 배출되는 단계에서는,
상기 압축공기라인에 설치되는 공기 저장탱크에 압축공기가 저장되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치의 제어방법.
According to claim 10,
In the step of discharging the compressed air of the air compressor of the braking device through the compressed air line,
Control method of a vehicle cooling device, characterized in that compressed air is stored in an air storage tank installed in the compressed air line.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 전지스택부의 반응수가 상기 반응수 배출라인을 통해 배출되는 단계에서는,
상기 반응수 배출라인에 설치되는 반응수 탱크에 반응수가 저장되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치의 제어방법.
According to claim 10 or 11,
In the step of discharging the reaction water of the cell stack through the reaction water discharge line,
Control method of a vehicle cooling device, characterized in that the reaction water is stored in the reaction water tank installed in the reaction water discharge line.
제12항에 있어서,
상기 반응수 배출라인과 상기 압축공기라인에 연결된 상기 분사노즐부가 상기 열교환부에 반응수의 액적을 분사하는 단계는,
출력 측정부가 상기 전지스택부의 출력값을 측정하는 단계; 및
상기 출력 측정부에서 측정된 출력값이 기 설정된 출력값 이상이라고 판단되면, 제어부가 상기 열교환부에 반응수 액적을 분사하도록 상기 분사노즐부를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치의 제어방법.
According to claim 12,
The step of injecting droplets of the reaction water to the heat exchange unit by the injection nozzle connected to the reaction water discharge line and the compressed air line,
measuring an output value of the battery stack unit by an output measuring unit; and
and controlling, by a control unit, the injection nozzle unit to spray reaction water droplets to the heat exchange unit when it is determined that the output value measured by the output measurement unit is equal to or greater than a preset output value.
제13항에 있어서,
상기 분사노즐부는 상기 열교환부의 일부 영역에 반응수 액적을 분사하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치의 제어방법.
According to claim 13,
The control method of the cooling device for a vehicle, characterized in that the spray nozzle sprays the reaction water droplets to a partial area of the heat exchange unit.
제13항에 있어서,
상기 분사노즐부는 상기 출력 측정부에서 측정된 출력값에 따라 개도가 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치의 제어방법.
According to claim 13,
The control method of the cooling device for a vehicle, characterized in that the opening degree of the injection nozzle unit is adjusted according to the output value measured by the output measuring unit.
KR1020210145246A 2021-10-28 2021-10-28 Cooling apparatus for vehicle and controlling method thereof KR20230061609A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210145246A KR20230061609A (en) 2021-10-28 2021-10-28 Cooling apparatus for vehicle and controlling method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210145246A KR20230061609A (en) 2021-10-28 2021-10-28 Cooling apparatus for vehicle and controlling method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230061609A true KR20230061609A (en) 2023-05-09

Family

ID=86409553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210145246A KR20230061609A (en) 2021-10-28 2021-10-28 Cooling apparatus for vehicle and controlling method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230061609A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11688903B2 (en) Cooling modes to manage a high voltage battery for a vehicle
US11097596B2 (en) Vehicle equipped with electric motor
JP6364926B2 (en) Air conditioner for vehicles
CN108376808B (en) Automobile battery temperature adjusting method
US7971447B2 (en) Control parameters for a high voltage battery cooling strategy
US20150288014A1 (en) Apparatus and method for controlling coolant temperature of fuel cell system
JP2000315513A (en) Radiator system for fuel cell/automobile
KR102586457B1 (en) Method for controlling fuel cell system to prevent freezing of air exhaust system
JPH1122460A (en) Cooling system of hybrid electric automobile
JP5432650B2 (en) Fuel cell vehicle
US10808599B2 (en) Temperature control apparatus of vehicle
CN115195386A (en) Method for controlling heating of a vehicle thermal management system
KR20230061609A (en) Cooling apparatus for vehicle and controlling method thereof
US6260766B1 (en) Heating apparatus for vehicle
CN113517454A (en) Thermal management control method and system for fuel cell power generation system
CN112572089A (en) Thermal management system for vehicle and vehicle with thermal management system
KR20120059733A (en) System for cooling battery of electric vehicle and battery charging method using the same
JP3894180B2 (en) Hybrid vehicle cooling system
CN112060979B (en) Cooling control method and device for fuel cell vehicle
CN112060980A (en) Cooling module assembly and cooling system of fuel cell vehicle
KR20220075466A (en) Integrated cooling control valve
KR101240974B1 (en) Fuel cell system having cooling water heating apparatus for fuel cell having bypass structure
JP3950224B2 (en) Electric vehicle heating control system
JP2007305519A (en) Fuel cell system
CN112874257B (en) Vehicle thermal management system and vehicle