WO2011083976A2 - Automobile - Google Patents

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WO2011083976A2
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하정주
염승훈
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Abstract

The automobile according to the present invention has the advantageous effects that coolant water circulating through a battery can be adequately cooled to a temperature appropriate for cooling the battery and the battery can be effectively cooled by means of heat exchange between the coolant water and a coolant circulating through an air conditioning device. Consequently, overheating of the battery can be prevented and the life of the battery can be extended.

Description

자동차car
본 발명은 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기조화시스템을 이용하여, 자동차의 배터리의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to an automobile, and more particularly, to an automobile capable of improving the cooling efficiency of a battery of an automobile by using an air conditioning system.
일반적으로, 자동차는 엔진에서 동력을 생산해 바퀴에 전함으로써 주행하며, 도로 상에서 승객이나 화물을 운반하는 교통수단이다. 자동차는 크게 외관을 형성하는 차체(body)와, 각종 장치들이 유기적으로 연결된 섀시(chassis)를 포함한다. 섀시는 주행의 원동력이 되는 자동차 엔진을 비롯하여 동력전달 장치, 조향 장치, 현가 장치, 제동 장치 등 주요 장치를 포함한다.In general, automobiles are driven by generating power from an engine and transmitting them to wheels, and are vehicles for transporting passengers or cargo on the road. An automobile includes a body that largely forms an exterior and a chassis in which various devices are organically connected. The chassis includes the main engines such as power transmission, steering, suspension and braking, as well as the automobile engine that drives driving.
엔진은 자동차를 달리게 하는 원동력이다. 대부분의 자동차 엔진은 4행정 내연기관이다. 4행정 내연기관은 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정에 의해 한 주기를 끝내는 내연기관으로 왕복운동 엔진의 가장 일반적인 예이다. 주로 휘발성 연료를 사용하는 내연기관은 연료를 공기 중의 산소와 완전연소가 이루어지도록 잘 혼합된 상태에서 압축을 한 다음 연소를 시킬 때 발생하는 열에너지를 직접 이용해 운동에너지를 얻는다. The engine is the driving force for running the automobile. Most automotive engines are four-stroke internal combustion engines. A four-stroke internal combustion engine is an internal combustion engine that finishes one cycle by four strokes of intake, compression, explosion, and exhaust, and is the most common example of a reciprocating engine. Internal combustion engines, which mainly use volatile fuels, compress the fuel in a well-mixed state to achieve complete combustion with oxygen in the air, and then directly obtain the kinetic energy by using the thermal energy generated by the combustion.
이러한 휘발성 연료를 사용하는 내연기관은 배기 가스로 인한 환경 오염과 석유 자원의 고갈을 일으켜 그 대안으로 전기를 동력으로 움직이는 전기자동차(EV, Electric Vehicle)가 대두되었다. 전기자동차는 배기 가스나 소음이 없는 무공해 자동차이다. 그러나 높은 생산비용, 낮은 운행속도 그리고 짧은 운행거리로 인해 그 동안 실용화되지 못해왔다. Internal combustion engines using these volatile fuels have caused environmental pollution and exhaustion of petroleum resources due to exhaust gas, and as an alternative, electric vehicles (EVs) powered by electricity have emerged. Electric vehicles are pollution-free cars with no emissions or noise. However, high production costs, low running speeds and short running distances have not been practical.
최근 들어 고유가와 배기가스 규제 강화가 전기 자동차 개발의 속도를 빠르게 하고 있으며, 시장 규모도 급성장 중이다. In recent years, high oil prices and tighter exhaust gas regulations have speeded up the development of electric vehicles, and the market is growing rapidly.
한편, 전기자동차의 경우, 구동시 배터리에서 발생된 열을 효과적으로 배출하지 못할 경우, 내구성이 저하되는 문제점이 있다. On the other hand, in the case of electric vehicles, when the heat generated from the battery can not be effectively discharged when driving, there is a problem that the durability is reduced.
본 발명의 목적은, 배터리를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 자동차를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an automobile which can cool a battery more efficiently.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 에너지원으로 사용되는 배터리와; 상기 배터리를 냉각시키는 배터리 냉각장치와; 차실을 냉매에 의해 공기조화시키는 공기조화장치와; 상기 배터리 냉각장치를 순환하는 냉각수와 상기 공기조화장치를 순환하는 냉매를 열교환시켜, 상기 배터리를 순환하는 냉각수를 냉각시키는 열교환기를 포함한다. An automobile according to the present invention for solving the above problems is a battery used as an energy source; A battery cooler for cooling the battery; An air conditioner for air conditioning the vehicle compartment with a refrigerant; And a heat exchanger configured to heat-exchange the cooling water circulating the battery cooling device and the refrigerant circulating the air conditioner, thereby cooling the cooling water circulating the battery.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 자동차는, 배터리를 냉각수에 의해 냉각시키는 배터리 냉각장치와; 차실을 냉매에 의해 공기조화시키는 공기조화장치와; 상기 배터리 냉각장치와 상기 공기조화장치 사이에 배치되어, 상기 배터리를 순환하는 냉각수와 상기 공기조화장치를 순환하는 냉매를 열교환시키는 열교환기와; 상기 공기조화장치를 작동시켜 상기 차실의 냉난방을 제어하고, 상기 배터리의 온도에 따라 상기 열교환기로 유입되는 냉매량을 제어하여 상기 배터리의 냉각을 제어하는 공기조화 제어부를 포함한다.In addition, the vehicle according to another aspect of the present invention, the battery cooling device for cooling the battery by the cooling water; An air conditioner for air conditioning the vehicle compartment with a refrigerant; A heat exchanger disposed between the battery cooler and the air conditioner to exchange heat between the coolant circulating the battery and the refrigerant circulating the air conditioner; And an air conditioner controlling the cooling and cooling of the battery by controlling the cooling and heating of the vehicle compartment by operating the air conditioner and controlling the amount of refrigerant flowing into the heat exchanger according to the temperature of the battery.
본 발명에 따른 자동차는, 배터리를 순환하는 냉각수와 공기조화장치를 순환하는 냉매를 열교환시킴으로써, 냉각수를 배터리의 냉각에 적합한 온도까지 충분히 냉각시킬 수 있게 되어, 상기 배터리의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다. 따라서, 상기 배터리의 과열이 방지되어, 상기 배터리의 수명을 연장시킬 수 있다. The automobile according to the present invention, by heat-exchanging the coolant circulating the battery and the refrigerant circulating the air conditioner, it is possible to sufficiently cool the cooling water to a temperature suitable for cooling the battery, the cooling effect of the battery can be effectively made There is. Therefore, overheating of the battery can be prevented, thereby extending the life of the battery.
또한, 본 발명에 따른 자동차는 자동차 제어부 및 배터리 제어부와 연계되는 공기조화 제어부를 포함함으로써, 차실을 냉난방 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 배터리의 상태에 따라 열교환기로 유입되는 냉매량을 적절하게 조절하여 배터리의 냉각을 제어할 수 있다. In addition, the vehicle according to the present invention includes an air conditioning control unit connected to the vehicle control unit and the battery control unit, which not only cools and cools the cabin but also appropriately adjusts the amount of refrigerant flowing into the heat exchanger according to the state of the battery to cool the battery. Can be controlled.
또한, 공기조화제어부는 공기조화장치의 스위치와는 별도로 구비됨으로써, 차종에 따라 공기조화장치가 달라지더라도 공기조화장치의 열부하 및 특성값을 입력하면, 배터리를 냉각시키기 위한 열교환기와 공기조화제어부는 타차종에 사용이 가능해질 수 있는 이점이 있다. In addition, since the air conditioning control unit is provided separately from the switch of the air conditioning apparatus, the heat exchanger and the air conditioning control unit for cooling the battery when the heat load and the characteristic value of the air conditioning apparatus are input even if the air conditioning apparatus varies according to the vehicle type. There is an advantage that can be used in other vehicles.
또한, 공기조화장치의 냉매가 순환하는 유로상에 밸브를 구비하여, 배터리의 냉각이 필요한 경우에만 열교환기로 냉매를 공급할 수 있으므로, 배터리의 냉각 성능 및 공기조화 성능을 모두 확보할 수 있는 이점이 있다. In addition, since the valve is provided on the flow path through which the refrigerant of the air conditioner circulates, the refrigerant can be supplied to the heat exchanger only when the battery needs to be cooled, thereby ensuring both the cooling performance and the air conditioning performance of the battery. .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 차체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a vehicle body of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 일부를 나타낸 분해 사시도이다. 2 is an exploded perspective view showing a part of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치가 도시된 사시도이다.3 is a perspective view showing a battery cooling apparatus of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈이 도시된 사시도이다.4 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치와 공기조화장치가 도시되고, 냉매와 냉각수 흐름이 도시된 도면이다.FIG. 5 is a view illustrating a battery cooling device and an air conditioner of a vehicle according to an embodiment of the present invention, and showing a refrigerant and a coolant flow.
도 6은 도 5에서 냉매가 바이패스되지 않는 경우가 도시된 냉매와 냉각수 흐름이 도시된 도면이다.FIG. 6 is a view illustrating a coolant and coolant flow in a case where the coolant is not bypassed in FIG. 5.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 제어부의 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다. 7 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a control unit of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치와 공기조화장치가 도시된 구성도이다.8 is a block diagram showing a battery cooling device and an air conditioner of a vehicle according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 차체를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 일부를 나타낸 분해 사시도이다. 1 is a perspective view schematically showing a vehicle body of a vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing a part of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 차체는 모터 및 동력 전달 계통의 부품을 탑재하는 전방차체(100)와, 탑승자가 승차하여 착석할 수 있는 중앙차체(200), 스페어 타이어 및 기타 물건 등을 보관할 수 있는 후방차체(300)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, a vehicle body according to an embodiment of the present invention includes a front vehicle body 100 in which parts of a motor and a power transmission system are mounted, and a central vehicle body 200 in which a passenger can ride and sit, and a spare. It is configured to include a rear vehicle 300 that can store tires and other things.
상기 차체(100 내지 300)들은 닫힌 공간을 만들어 그 내부에 각종 장치를 배치하고 탑승자나 화물을 수용한다. 일부를 개폐시켜 탑승자나 화물의 출입, 각종 장치의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 구조를 가질 필요도 있다. 외부의 비나 바람, 먼지 등에서 탑승자나 화물, 각종 장치를 보호하는 것도 중요한 작용이다. 또한, 차체(100 내지 300)들 형상은 그대로 자동차의 외관 형상이 된다. The vehicle bodies 100 to 300 form a closed space to arrange various devices therein and accommodate occupants or cargo. It is also necessary to have a structure that can open and close a part to facilitate occupants, cargo access, and maintenance of various devices. It is also important to protect occupants, cargo, and various devices from rain, wind, and dust from the outside. In addition, the shape of the vehicle bodies 100 to 300 is the appearance of the vehicle as it is.
상기 전방차체(100)는 우물 정(井)자를 형성하며 모터 및 변속기가 구비된다. 상기 전방차체(100)에는, 자동차의 진행 방향을 바꾸기 위하여 앞 바퀴의 회전축 방향을 조절하는 조향장치(110)와, 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 하는 전륜현가장치(120)가 구비된다. The front vehicle body 100 forms a well well and is provided with a motor and a transmission. The front vehicle body 100 is provided with a steering device 110 for adjusting the direction of rotation of the front wheel to change the direction of travel of the vehicle, and a front wheel suspension device 120 so that the vibration of the road surface does not directly contact the vehicle body.
상기 전방차체(100)는 모터나 변속기, 각종 보조 기구류 등의 중량물이 집중되어 탑재되는 것을 비롯하여 전륜현가장치(120)의 앞 바퀴를 지지할 필요가 있다. 또한, 전륜 구동 자동차에서는 구동력도 상기 전방차체(100)가 담당한다. The front vehicle body 100 needs to support the front wheels of the front wheel suspension device 120, including a heavy load such as a motor, a transmission, and various auxiliary devices. In the front wheel drive car, the front vehicle body 100 is also responsible for the driving force.
상기 전방차체(100)는 사고 등으로 말미암아 강아 충격을 받을 경우 파손되어 충격을 흡수하여 차실에 강한 힘이 전달되지 않도록 한다. 전방차체(100)의 각 부품은 전방차체에 볼트 또는 너트로 고정되거나 용접되어 있으며, 프론트 펜더, 후드 등 외판 부품만 분리할 수 있게 되어 있다. The front vehicle body 100 is broken when a dog is impacted due to an accident, so as to absorb the shock so that a strong force is not transmitted to the cabin. Each part of the front vehicle body 100 is fixed or welded to the front vehicle body with bolts or nuts, and is capable of separating only the outer plate parts such as the front fender and the hood.
상기 조향장치(110)는 자동차를 운전자가 의도하는 방향으로 주행시키기 위하여 앞 바퀴의 회전축 방향을 조절하는 장치이다. The steering device 110 is a device for adjusting the direction of the rotation axis of the front wheel to drive the vehicle in the direction intended by the driver.
상기 전륜현가장치(120)는 차체에 대하여 앞 바퀴를 상하 이외의 방향에는 적당한 강성에 의하여 지지하고, 상하 방향은 스프링, 감쇠 기구에 의하여 지지하는 것이다. The front wheel suspension apparatus 120 supports the front wheels with respect to the vehicle body by appropriate rigidity in directions other than up and down, and supports the up and down directions by springs and damping mechanisms.
상기 중앙차체(200)는, 전방측 바닥을 형성하는 프론트플로어(210)와, 프론트플로어 가운데 구비되며 배터리(500)이 장착되는 터널(230)과, 프론트플로어의 양측 가장자리에 구비되어 하부 측면을 형성하는 사이드실 패널(229)을 포함한다. The center body 200 includes a front floor 210 forming a front bottom, a tunnel 230 provided in the front floor and a battery 500 mounted thereon, and being provided at both edges of the front floor to provide a lower side surface. The side seal panel 229 to form is included.
상기 중앙차체(200)는 대부분 차실, 즉 탑승자 등이 탑승하는 장소로 되어 있기 때문에 내부 공간은 될수록 크게 한다. Since the central body 200 is mostly a vehicle, that is, a place where a passenger or the like boards, the interior space increases as much as possible.
상기 프론트플로어(210)는 차실 내의 바닥으로서 강도가 높고 면적이 넓은 패널이다. 상기 프론트플로어(210)의 좌우에는 각 필러의 베이스가 되는 사이드실 패널(229)이 앞에서 뒤까지 연결되어 있다. 상기 프론트플로어(210)의 가운데에는 터널(230)이 구비된다. The front floor 210 is a panel having a high strength and a large area as a floor in a vehicle compartment. Side seal panels 229 serving as bases of the pillars are connected to the left and right of the front floor 210 from front to back. The tunnel 230 is provided in the center of the front floor 210.
상기 터널(230)은 배터리(500)가 장착되도록 상방으로 인입되어 형성된다. 상기 터널(230)의 양측은 프론트플로어(210)와 결합된다. 상기 터널(230)과 프론트플로어(210)는 용접으로 결합되는 것이 바람직하다.  The tunnel 230 is formed to be led upward so that the battery 500 is mounted. Both sides of the tunnel 230 are coupled to the front floor 210. The tunnel 230 and the front floor 210 is preferably coupled by welding.
상기 터널(230)의 양측 가장자리 하측에는 배터리(500)를 지지하는 배터리캐리어(410)가 결합된다. 상기 배터리캐리어(410)는 볼트 또는 너트로 터널(230)에 결합된다. Battery carriers 410 supporting the battery 500 are coupled to both side edges of the tunnel 230. The battery carrier 410 is coupled to the tunnel 230 with a bolt or nut.
상기 사이드실 패널(229)은 사각 단면 구조로서 프론트 필러(미도시), 센터 필러(미도시) 또는 리어 휠 하우스(미도시)가 결합될 수 있다. 상기 사이드실 패널(229)은 프론트플로어(210)의 양측 가장자리에 결합된다. The side seal panel 229 has a rectangular cross-sectional structure, and may be coupled to a front pillar (not shown), a center pillar (not shown), or a rear wheel house (not shown). The side seal panel 229 is coupled to both edges of the front floor 210.
상기 후방차체(300)는 후방측 바닥을 형성하는 리어 플로어(310)를 포함한다. 상기 후방차체(300)에는 노면의 진동이 직접 차체에 닿지 않도록 하는 후륜현가장치(330)가 구비된다. The rear vehicle 300 includes a rear floor 310 forming a rear bottom. The rear vehicle 300 is provided with a rear wheel suspension 330 to prevent the vibration of the road surface directly touching the vehicle body.
상기 후방차체(300)는 후륜현가장치(330)의뒷바퀴를 지지할 필요가 있다. 또한, 후륜 구동 자동차에서는 구동력도 후방차체(300)가 담당한다. The rear vehicle 300 needs to support the rear wheel of the rear wheel suspension 330. In addition, the rear vehicle 300 is responsible for the driving force in the rear wheel drive vehicle.
상기 후륜현가장치(330)는 차체에 대하여 뒷바퀴를 상하 이외의 방향에는 적당한 강성에 의하여 지지하고, 상하 방향은 스프링, 감쇠 기구에 의하여 지지하는 것이다. The rear wheel suspension 330 supports the rear wheel with respect to the vehicle body by appropriate rigidity in directions other than up and down, and supports the up and down direction by a spring and a damping mechanism.
상기 배터리(500)는 전류를 공급한다. 상기 배터리(500)는 T자 형상으로 형성되며, 중앙차체(200)의 터널(230) 및 후방차체(300)의 리어 플로어(310)에 장착되는 것이 바람직하다. The battery 500 supplies a current. The battery 500 is formed in a T-shape, and is preferably mounted on the tunnel 230 of the central vehicle body 200 and the rear floor 310 of the rear vehicle body 300.
상기 배터리(500)는 다수개의 배터리모듈(400)의 집합으로 구성되어 있다. 상기 배터리모듈(400)에 관하여는 도 4 이하에서 후술한다. The battery 500 is composed of a set of a plurality of battery modules 400. The battery module 400 will be described later with reference to FIG. 4.
상기 배터리캐리어(410)는 상기 배터리(500)를 지지한다. 상기 배터리캐리어(600)는 볼트 또는 너트로 중앙차체(200) 및 후방차체(300)와 결합하는 것이 바람직하다. The battery carrier 410 supports the battery 500. The battery carrier 600 is preferably coupled to the central vehicle body 200 and the rear vehicle body 300 by bolts or nuts.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치가 도시된 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈이 도시된 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치와 공기조화장치가 도시되고, 냉매와 냉각수 흐름이 도시된 도면이다. 도 6은 도 5에서 냉매가 바이패스되지 않는 경우가 도시된 냉매와 냉각수 흐름이 도시된 도면이다.3 is a perspective view showing a battery cooling apparatus of a vehicle according to an embodiment of the present invention. 4 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view illustrating a battery cooling device and an air conditioner of a vehicle according to an embodiment of the present invention, and showing a refrigerant and a coolant flow. FIG. 6 is a view illustrating a coolant and coolant flow in a case where the coolant is not bypassed in FIG. 5.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 자동차는, 상기 배터리(500)을 냉각수에 의해 냉각시키는 배터리 냉각장치와, 차실을 냉매에 의해 공기조화시키는 공기조화장치(HVAC system, Heating Ventilation Air-Conditiong system)와, 상기 배터리 냉각장치를 순환하는 냉각수와 상기 공기조화장치를 순환하는 냉매를 열교환시키는 열교환기(600)를 포함한다.  5 and 6, a vehicle according to the present invention, a battery cooling device for cooling the battery 500 by the coolant, and an air conditioner (HVAC system, Heating Ventilation Air) for air conditioning the vehicle compartment with a refrigerant -Conditiong system), and a heat exchanger 600 for heat-exchanging the coolant circulating the battery cooler and the refrigerant circulating the air conditioner.
도 3을 참조하면, 상기 배터리(500)는 배터리 케이스(501)의 내부에 구비된 복수의 배터리 모듈(400)로 구성되고, 상기 배터리 모듈(400)은 외관을 형성하는 카트리지(440)와, 상기 카트리지(440)에 적층되어 구비되고 전류를 생성하는 복수의 셀모듈(410)과, 상기 카트리지(440)에 구비되고 상기 복수의 셀모듈(410)의 측면에 구비되어 상기 복수의 셀모듈(410)의 열을 흡수하는 배터리 냉각판(420)을 포함한다. 상기 배터리 냉각판(420)은 후술하는 배터리 냉각장치에서 더 상세히 설명한다.  Referring to FIG. 3, the battery 500 includes a plurality of battery modules 400 provided inside the battery case 501, and the battery module 400 includes a cartridge 440 forming an appearance thereof. A plurality of cell modules 410 stacked on the cartridge 440 and generating a current; and a plurality of cell modules 410 provided on the cartridge 440 and provided on side surfaces of the plurality of cell modules 410. And a battery cooling plate 420 that absorbs heat of 410. The battery cooling plate 420 will be described in more detail in the battery cooling apparatus described below.
상기 카트리지(440)는 각각의 상기 셀모듈(410)이 수용되는 셀모듈 케이스(441)와, 상기 셀모듈 케이스(441)를 지지하는 카트리지 패널(443)을 포함한다. 상기 셀모듈 케이스(441)는 상하방향으로 적층될 수 있다.  The cartridge 440 includes a cell module case 441 in which the cell module 410 is accommodated, and a cartridge panel 443 supporting the cell module case 441. The cell module case 441 may be stacked in a vertical direction.
본 실시예에 한정되지 않고, 상기 적층된 셀모듈 케이스(441)의 상부에 추가적인 카트리지 패널(443)이 더 구비될 수 있다.  Not limited to this embodiment, an additional cartridge panel 443 may be further provided on the stacked cell module case 441.
상기 셀모듈(410)은 전류를 생성한다. 상기 셀모듈(410)에서 생성된 전류가 자동차를 구동하는 전류로서 작동한다. 상기 셀모듈(410)에서 전류가 생성되면서 열일 발생될 수 있다. 상기 셀모듈(410)은 복수의 셀이 적층되어 이루어져서 각각의 셀모듈 케이스(441)에 수용되고, 상기 셀모듈 케이스(441)와 함께 상기 카트리지 패널(443)에 적층된다.  The cell module 410 generates a current. The current generated by the cell module 410 operates as a current for driving the vehicle. As the current is generated in the cell module 410, heat may be generated. The cell module 410 is formed by stacking a plurality of cells and is accommodated in each cell module case 441, and is stacked in the cartridge panel 443 together with the cell module case 441.
상기 복수의 셀모듈 케이스(441)와 카트리지 패널(443)은 볼트(450)와 같은 체결부재가 차례로 관통하여 서로 결합된다.  The plurality of cell module cases 441 and the cartridge panel 443 are coupled to each other through a fastening member such as a bolt 450.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 배터리 냉각장치는 상기 배터리(500)에 장착된 배터리 냉각판(420)과, 상기 배터리 냉각판(420)에 출입되는 냉각수를 순환하도록 안내하는 냉각수 호스(511)(512)와, 상기 냉각수 호스(511)(512)에 연결되고, 냉각수의 열을 외부 공기에 방열시키는 배터리 방열기를 포함할 수 있다.  3 to 6, the battery cooling apparatus includes a battery cooling plate 420 mounted on the battery 500, and a cooling water hose 511 for circulating the cooling water entering and exiting the battery cooling plate 420. 512 and the coolant hoses 511 and 512 may include a battery radiator for radiating heat of the coolant to external air.
상기 배터리 방열기는 외부 공기와의 열교환을 통해 냉각수의 열을 방열시키는 배터리 라디에이터(510)를 포함할 수 있다.  The battery radiator may include a battery radiator 510 that radiates heat of the cooling water through heat exchange with external air.
상기 배터리 냉각판(420)의 내부에는 냉각수가 유동되어서, 적층된 복수개의 셀모듈(410)로부터 발생된 열을 흡수한다. 따라서, 상기 셀모듈(410)이 냉각될 수 있다.  Cooling water flows inside the battery cooling plate 420 to absorb heat generated from the plurality of stacked cell modules 410. Thus, the cell module 410 may be cooled.
상기 배터리 냉각판(420)은 상기 적층된 셀 모듈(410)의 상,하,좌,우측 중 적어도 어느 일측에 배치될 수 있다.  The battery cooling plate 420 may be disposed on at least one side of upper, lower, left, and right sides of the stacked cell modules 410.
상기 배터리 냉각판(420)은 판형으로 이루어지고, 내부가 빈 공간으로 형성되어 냉각수가 통과하도록 형성되는 것도 가능하고, 내부에 냉각수가 통과하는 유로가 형성되는 것도 물론 가능하다.  The battery cooling plate 420 may be formed in a plate shape, and may be formed in an empty space to allow the cooling water to pass therethrough, and of course, a passage through which the cooling water passes may be formed.
상기 배터리 냉각판(420)의 일측에는 상기 냉각수 호스(511)(512)와 연결되는 유입구 및 유출구가 구비될 수 있다.  One side of the battery cooling plate 420 may be provided with an inlet and an outlet connected to the cooling water hoses 511 and 512.
상기 냉각수 호스(511)(512)는 상기 배터리(500)와 상기 배터리 라디에이터(510)을 연결하는 제 1냉각수 호스(511)과, 상기 배터리 라디에이터(510)와 상기 열교환기(600)을 연결하는 제 2냉각수 호스(512)로 구성된다. The coolant hoses 511 and 512 connect the first coolant hose 511 to connect the battery 500 and the battery radiator 510, and connect the battery radiator 510 and the heat exchanger 600. And a second coolant hose 512.
상기 제 1냉각수 호스(511)에는 상기 배터리(500)측으로부터 나온 고온의 냉각수가 다시 상기 배터리(500)측으로 역류하는 것을 방지하기 위해 체크밸브(513)가 설치될 수 있다.  The first coolant hose 511 may be provided with a check valve 513 to prevent the high temperature coolant flowing from the battery 500 side back to the battery 500 side.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 공기조화장치는 차실을 냉방 또는 난방시키는 장치이고, 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기(12)와, 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 제 1팽창밸브(14)와, 상기 제 1팽창밸브(14)에서 나온 냉매를 증발시키는 증발기(16)와, 상기 압축기(10)와 응축기(12), 제 1팽창밸브(14), 증발기(16)을 연결하여 냉매를 순환시키는 냉매순환호스(20)(21)(22)를 포함한다.  5 and 6, the air conditioner is a device for cooling or heating the vehicle compartment, a compressor (10) for compressing the refrigerant, a condenser (12) for condensing the refrigerant from the compressor (10), First expansion valve 14 for expanding the refrigerant from the condenser, the evaporator 16 for evaporating the refrigerant from the first expansion valve 14, the compressor 10, the condenser 12, the first The expansion valve 14 and the evaporator 16 includes a refrigerant circulation hose (20, 21, 22) for circulating the refrigerant.
상기 냉매순환호스(20)(21)(22)는 상기 압축기(10)와 상기 응축기(12)를 연결하는 제 1냉매순환호스(20)와, 상기 응축기(12)와 상기 증발기(16)를 연결하는 제 2냉매순환호스(21)와, 상기 제 2냉매순환호스(21)에서 분기되어 상기 열교환기(600)로 냉매를 안내하는 냉매 바이패스 호스(22)를 포함한다. The refrigerant circulation hoses 20, 21, and 22 may include a first refrigerant circulation hose 20 connecting the compressor 10 and the condenser 12, the condenser 12, and the evaporator 16. A second refrigerant circulation hose 21 to be connected and a refrigerant bypass hose 22 branched from the second refrigerant circulation hose 21 to guide the refrigerant to the heat exchanger 600 are included.
상기 응축기(12)의 측면에는 외부 공기를 송풍하는 냉각팬(40)과, 상기 냉각팬(40)에서 송풍되는 외부 공기에 의해 상기 응축기(12)의 열을 방열시키기 위한 라디에이터(13)가 배치될 수 있다.  A side surface of the condenser 12 is disposed with a cooling fan 40 for blowing outside air and a radiator 13 for radiating heat of the condenser 12 by the outside air blown by the cooling fan 40. Can be.
상기 배터리 라디에이터(510)는 상기 응축기(12)와 상기 라디에이터(13)에 나란하게 배치될 수 있다.  The battery radiator 510 may be disposed in parallel with the condenser 12 and the radiator 13.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자동차는, 상기 배터리(500)로부터 전력을 공급받아 차실을 난방시키기 위한 보조 히터(PTC Heater, Possitive temperature coefficient Heater)(18)를 더 포함한다.  In addition, the vehicle according to the embodiment of the present invention further includes an auxiliary heater (PTC Heater, Possitive temperature coefficient Heater) (18) for heating the vehicle by receiving power from the battery 500.
상기 보조 히터(18)는 전력에 의해 열을 발생시키는 전기 가열식 히터이다. 상기 보조 히터(18)는 난방 성능을 보조하기 위한 히터이다.  The auxiliary heater 18 is an electric heating heater that generates heat by electric power. The auxiliary heater 18 is a heater for assisting heating performance.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 열교환기(600)는 상기 응축기(12)에서 나온 냉매와 상기 배터리 라디에이터(510)에서 나온 냉각수를 상호 열교환시키도록 배치된다. 상기 열교환기(600)는 상기 제 2냉각수 호스(512)와 상기 냉매 바이패스 호스(22)가 통과하도록 형성될 수 있다.  5 and 6, the heat exchanger 600 is arranged to exchange heat between the refrigerant from the condenser 12 and the cooling water from the battery radiator 510. The heat exchanger 600 may be formed to pass through the second coolant hose 512 and the refrigerant bypass hose 22.
상기 냉매 바이패스 호스(22)는 상기 제 2냉매순환호스(21)에서 분기되어, 상기 응축기(12)에서 나온 냉매 중 적어도 일부를 상기 열교환기(600)측으로 바이패스시키도록 형성된다.  The refrigerant bypass hose 22 is branched from the second refrigerant circulation hose 21 so as to bypass at least a portion of the refrigerant from the condenser 12 toward the heat exchanger 600.
상기 제 2냉매순환호스(21)와 상기 냉매 바이패스 호스(22)에는 각각 냉매의 흐름을 단속하는 제 1,2냉매 밸브(30)(32)가 설치될 수 있다.  First and second refrigerant valves 30 and 32 may be installed in the second refrigerant circulation hose 21 and the refrigerant bypass hose 22 to control the flow of the refrigerant, respectively.
상기 제 2냉매순환호스(21)에는 상기 증발기(16)측으로 유입되는 냉매의 흐름을 단속하거나 냉매의 유량을 조절하기 위한 제 1냉매 밸브(30)가 설치된다. 상기 냉매 바이패스 호스(22)에는 상기 열교환기(600)로 유입되는 냉매의 흐름을 단속하거나 냉매의 유량을 조절하기 위한 제 2냉매 밸브(32)가 설치된다.  The second refrigerant circulation hose 21 is provided with a first refrigerant valve 30 to control the flow of the refrigerant flowing into the evaporator 16 side or to adjust the flow rate of the refrigerant. The refrigerant bypass hose 22 is provided with a second refrigerant valve 32 for controlling the flow of the refrigerant flowing into the heat exchanger 600 or for controlling the flow rate of the refrigerant.
상기 냉매 바이패스 호스(22)에는 상기 제 2냉매순환호스(21)에서 바이패스되어 상기 열교환기(600)로 유입되기 이전 냉매를 팽창시키기 위한 제 2팽창밸브(15)가 배치될 수 있다. A second expansion valve 15 may be disposed in the refrigerant bypass hose 22 to expand the refrigerant before being bypassed by the second refrigerant circulation hose 21 and introduced into the heat exchanger 600.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 제어부의 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.  7 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a control unit of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 상기 자동차의 주행 상태를 제어하는 자동차 제어부(VCM, Vehicle Control Module)(70)와, 상기 배터리(500)를 제어하는 배터리 제어부(BCM, Battery Control Module)(60)와, 상기 공기조화장치를 제어하는 공기조화 제어부(HVAC Controller, Heating Ventilation Air-Conditiong Controller)(50)을 포함한다.  Referring to FIG. 7, a vehicle according to an embodiment of the present invention may include a vehicle control module (VCM) 70 controlling a driving state of the vehicle, and a battery controller controlling the battery 500. A battery control module (BCM) 60 and an air conditioning control unit (HVAC controller, Heating Ventilation Air-Conditiong Controller) 50 for controlling the air conditioner.
상기 자동차 제어부(70)는 전반적인 자동차의 작동을 제어하는 바, 예를 들어 브레이크나 서스펜션이나 냉각팬(40)의 작동을 제어할 수 있다.  The vehicle controller 70 controls the operation of the overall vehicle, for example, may control the operation of the brake, suspension or cooling fan 40.
또한, 상기 자동차 제어부(70)는 냉매 압력센서(55)에서 감지된 냉매의 압력에 대한 신호를 입력받고, 감지된 냉매의 압력에 따라 상기 냉각팬(40)의 회전 속도 등을 제어할 수 있다.  In addition, the vehicle controller 70 may receive a signal for the pressure of the refrigerant sensed by the refrigerant pressure sensor 55 and control the rotation speed of the cooling fan 40 according to the detected pressure of the refrigerant. .
상기 배터리 제어부(60)는 상기 배터리(500)의 충전 상태를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리(500)의 충전상태를 파악하고 충전 시간 등을 제어할 수 있다.  The battery controller 60 may control the state of charge of the battery 500. For example, the charging state of the battery 500 may be determined and the charging time may be controlled.
또한, 상기 배터리 제어부(60)는 상기 배터리(550)의 온도를 판단할 수 있다. 상기 배터리 제어부(60)는 상기 배터리(550)의 온도를 판단하기 위해, 상기 배터리(55)를 냉각시키는 냉각수의 온도를 감지한다. 감지된 냉각수의 온도를 상기 공기조화 제어부(50)로 전송할 수 있다. 감지된 냉각수의 온도에 따라 상기 공기조화 제어부(50)에서는 상기 열교환기(600)측으로 바이패스할 냉매의 유량을 제어할 수 있다.  In addition, the battery controller 60 may determine the temperature of the battery 550. The battery controller 60 senses the temperature of the coolant for cooling the battery 55 to determine the temperature of the battery 550. The sensed temperature of the coolant may be transmitted to the air conditioning controller 50. According to the sensed temperature of the cooling water, the air conditioning controller 50 may control the flow rate of the refrigerant to be bypassed toward the heat exchanger 600.
상기 공기조화 제어부(50)는 상기 공기조화장치와 별도로 설치된다. 즉, 본 발명에 따른 공기조화 제어부는 종래에 공기조화기의 스위치 내부에 장착되는 제어부와는 다르게 상기 공기조화장치와 별도로 배치된다.  The air conditioning control unit 50 is installed separately from the air conditioning apparatus. That is, the air conditioner control unit according to the present invention is conventionally disposed separately from the air conditioner unlike the control unit mounted inside the switch of the air conditioner.
차종에 따라 공기조화장치가 달라지더라도 공기조화장치의 열부하 및 특성값을 입력하면, 배터리를 냉각시키기 위한 열교환기(600)와 공기조화제어부(50)는 타차종에 사용이 가능해질 수 있다. 즉, 상기 열교환기(600)와 공기조화제어부(50)는 공용화가 가능하다. Even if the air conditioner is changed according to the vehicle type, if the heat load and the characteristic value of the air conditioner are input, the heat exchanger 600 and the air conditioner 50 for cooling the battery may be used for other vehicle types. That is, the heat exchanger 600 and the air conditioner 50 may be shared.
또한, 상기 공기조화 제어부(50)는 상기 자동차 제어부(70)와 상기 배터리 제어부(60)와 정보를 송수신하도록 구성되어, 차량의 상태와 주변환경에 맞게 제어할 수 있다.  In addition, the air conditioning control unit 50 is configured to transmit and receive information with the vehicle control unit 70 and the battery control unit 60, it can be controlled according to the state of the vehicle and the surrounding environment.
상기 공기조화 제어부(50)는 상기 배터리 제어부(60)로부터 전송된 신호에 따라 상기 제 1,2냉매 밸브(30)(32)를 제어하여, 상기 열교환기(600)측으로 바이패스할 냉매의 유량을 제어할 수 있다.  The air conditioning control unit 50 controls the first and second refrigerant valves 30 and 32 according to the signal transmitted from the battery control unit 60 to flow the refrigerant to be bypassed toward the heat exchanger 600. Can be controlled.
이 때, 상기 배터리 제어부(60)는 상기 배터리(550)를 출입하는 냉각수의 온도에 대한 신호를 상기 공기조화 제어부(50)로 보낸다. 상기 공기조화 제어부(50)는 상기 냉각수의 온도가 과도하게 높다고 판단되면, 상기 제 2냉매 밸브(32)의 개도량을 증가시켜 상기 열교환기(600)로 바이패스되는 냉매유량을 증가시킬 수 있다. 반면, 상기 냉각수의 온도가 상기 배터리(550)를 충분히 냉각시킬 수 있을 정도의 온도라고 판단하면, 상기 제 2냉매 밸브(32)의 개도량을 줄이거나 상기 제 2냉매 밸브(32)를 닫아서, 상기 열교환기(600)로 바이패스되는 냉매유량을 감소시킬 수 있다.  At this time, the battery control unit 60 transmits a signal for the temperature of the coolant entering and exiting the battery 550 to the air conditioner control unit 50. When it is determined that the temperature of the cooling water is excessively high, the air conditioning control unit 50 may increase the amount of opening of the second refrigerant valve 32 to increase the refrigerant flow rate bypassed to the heat exchanger 600. . On the other hand, if it is determined that the temperature of the cooling water is enough to cool the battery 550, the opening amount of the second refrigerant valve 32 is reduced or the second refrigerant valve 32 is closed. The refrigerant flow rate bypassed to the heat exchanger 600 may be reduced.
또한, 상기 공기조화 제어부(50)는 주변 환경 조건과 사용자의 요구사항을 고려하여, 공기조화에 필요한 전력을 계산한다. 그리고, 계산된 전력에 따라 상기 압축기(10)와 보조 히터(18)에 적절한 전력을 배분하게 된다.  In addition, the air conditioning control unit 50 calculates power required for air conditioning in consideration of environmental conditions and user requirements. Then, appropriate power is distributed to the compressor 10 and the auxiliary heater 18 according to the calculated power.
상기 자동차는 외기의 온도를 감지하는 외기 온도 센서(52)와, 사용자가 원하는 작동을 입력하는 입력부(51)와, 상기 증발기(16)의 온도를 측정하는 증발기 온도 센서(54)와, 상기 공기조화기를 순환하는 냉매의 온도를 측정하는 냉매 온도 센서(53)를 더 포함할 수 있다.  The vehicle includes an outdoor air temperature sensor 52 for sensing a temperature of the outside air, an input unit 51 for inputting a desired operation by the user, an evaporator temperature sensor 54 for measuring the temperature of the evaporator 16, and the air. It may further include a refrigerant temperature sensor 53 for measuring the temperature of the refrigerant circulating the conditioner.
상기 공기조화 제어부(50)는 상기 외기 온도 센서(52)에서 전송된 신호로부터 외기 온도 조건을 판단할 수 있고, 상기 입력부(51)로부터 입력된 신호로부터 사용자의 요구사항을 판단할 수 있다.  The air conditioning control unit 50 may determine the outdoor temperature condition from the signal transmitted from the outside air temperature sensor 52, and may determine the user's requirements from the signal input from the input unit 51.
외기온도가 높을 경우, 외부 공기와 냉각수를 열교환시키는 상기 배터리 라디에이터(510)의 열교환 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 공기조화 제어부(50)는 상기 외기 온도 센서(52)로부터 전송받은 외기 온도값에 따라 상기 제 2냉매 밸브(32)의 개도량을 제어하여, 상기 열교환기(600)로 유입되는 냉매량을 제어할 수 있다.  When the outside air temperature is high, the heat exchange performance of the battery radiator 510 for exchanging the outside air and the cooling water may be deteriorated. Therefore, the air conditioning control unit 50 controls the opening amount of the second refrigerant valve 32 according to the ambient temperature value transmitted from the outside air temperature sensor 52, and the amount of refrigerant flowing into the heat exchanger 600. Can be controlled.
또한, 상기 공기조화 제어부(50)는 상기 자동차 제어부(70)로부터 전송된 신호로부터 차량의 상태를 판단할 수 있다. 이 때, 상기 자동차 제어부(70)는 상기 압축기(10)와 보조 히터(18)의 사용에 대한 허가 신호를 상기 공기조화 제어부(50)로 전송할 수 있다.  In addition, the air conditioning control unit 50 may determine the state of the vehicle from the signal transmitted from the vehicle control unit 70. At this time, the vehicle controller 70 may transmit a permission signal for the use of the compressor 10 and the auxiliary heater 18 to the air conditioner controller 50.
따라서, 상기 공기조화 제어부(50)는 차량의 상태와 주변 환경 그리고 사용자의 요구 상황을 모두 고려하여, 필요한 전력을 계산하고, 상기 압축기(10)와 보조 히터(18)에 적절하게 전력을 배분할 수 있다.  Accordingly, the air conditioner control unit 50 calculates the required power in consideration of both the state of the vehicle, the surrounding environment, and the user's request situation, and appropriately distributes the power to the compressor 10 and the auxiliary heater 18. have.
도 5 및 도 6을 참조하여, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 작동을 설명하면, 다음과 같다.  Referring to Figures 5 and 6, the operation according to an embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
먼저, 도 5를 참조하면, 상기 압축기(10)에서 압축된 고온 고압의 냉매는 상기 제 1냉매 순환호스(20)를 통해 상기 응축기(12)로 유입된다.  First, referring to FIG. 5, the high temperature and high pressure refrigerant compressed by the compressor 10 is introduced into the condenser 12 through the first refrigerant circulation hose 20.
상기 응축기(12)로 유입된 냉매는 상기 응축기(12)에서 외부 공기와의 열교환을 통해 응축된 후, 상기 제 2냉매 순환호스(21)를 통해 흐르다가 적어도 일부는 상기 열교환기(600)로 유입되고, 나머지는 상기 증발기(16)로 유입된다.  The refrigerant introduced into the condenser 12 is condensed through heat exchange with external air in the condenser 12, and then flows through the second refrigerant circulation hose 21, and at least a part of the refrigerant flows into the heat exchanger 600. Inflow and the remainder in the evaporator 16.
이 때, 상기 공기조화 제어부(50)가 상기 제 1,2냉매 밸브(31)(32)의 개방도를 제어함으로써, 상기 응축기(12)에서 나온 냉매가 상기 열교환기(600)와 상기 증발기(16)측으로 배분된다.  At this time, the air conditioning control unit 50 controls the opening degree of the first and second refrigerant valves 31 and 32, so that the refrigerant from the condenser 12 is transferred to the heat exchanger 600 and the evaporator ( 16) to the side.
즉, 상기 공기조화 제어부(50)는 상기 배터리 제어부(60)로부터 전송된 신호에 따라 상기 제 1,2냉매 밸브(30)(32)를 제어하여, 상기 열교환기(600)측으로 바이패스할 냉매의 유량을 제어할 수 있다. That is, the air conditioning control unit 50 controls the first and second refrigerant valves 30 and 32 according to the signal transmitted from the battery control unit 60, and the refrigerant to be bypassed toward the heat exchanger 600. The flow rate of can be controlled.
상기 배터리 제어부(60)에서는 상기 배터리(500)를 냉각시킨 냉각수의 온도에 따른 신호를 상기 공기조화 제어부(50)로 전송한다.  The battery control unit 60 transmits a signal according to the temperature of the coolant cooling the battery 500 to the air conditioning control unit 50.
상기 배터리(500)를 냉각시킨 냉각수의 온도가 과도하게 높을 경우, 상기 배터리 라디에이터(510)만으로는 냉각수의 온도를 낮추는 데 한계가 있기 때문에, 상기 제 2냉매 밸브(32)를 개방시켜, 상기 열교환기(600)의 내부에서 냉매와 냉각수의 열교환이 이루어지도록 한다.  When the temperature of the coolant that cools the battery 500 is excessively high, since only the battery radiator 510 has a limitation in lowering the temperature of the coolant, the second refrigerant valve 32 is opened to open the heat exchanger. Heat exchange between the refrigerant and the cooling water is performed inside the 600.
상기 열교환기(600)측으로 바이패스된 냉매는 상기 열교환기(600)를 흐르는 냉각수와 열교환된다. 상기 열교환기(600)의 내부로 유입된 냉매의 온도가 상기 냉각수의 온도보다 상대적으로 저온이기 때문에, 상기 냉매에 의해 냉각수가 충분히 냉각될 수 있다.  The refrigerant bypassed toward the heat exchanger 600 exchanges heat with the cooling water flowing through the heat exchanger 600. Since the temperature of the refrigerant introduced into the heat exchanger 600 is relatively lower than the temperature of the cooling water, the cooling water may be sufficiently cooled by the refrigerant.
상기 증발기(16)측으로 유입된 냉매는 상기 증발기(16)의 내부에서 증발된 후 상기 압축기(10)로 다시 순환된다.  The refrigerant introduced into the evaporator 16 is circulated back to the compressor 10 after being evaporated inside the evaporator 16.
한편, 상기 열교환기(600)에서 냉매에 의해 냉각된 냉각수는 상기 배터리(500)의 냉각판(420) 내부를 유동하면서, 상기 배터리 모듈(400)내의 열을 흡수하여 상기 배터리 모듈(400)을 냉각시킬 수 있다.  Meanwhile, the coolant cooled by the refrigerant in the heat exchanger 600 flows into the cooling plate 420 of the battery 500 and absorbs heat in the battery module 400 to allow the battery module 400 to flow. Can be cooled.
상기 배터리(500)를 냉각시키고 나온 고온의 냉각수는 상기 배터리 라디에이터(510)를 통과하면서, 외부 공기에 의해 방열될 수 있다.  The high temperature coolant that cools the battery 500 and passes through the battery radiator 510 may be radiated by outside air.
상기 배터리 라디에이터(510)를 통과한 냉각수는 상기 제 2냉각수 호스(512)를 통해 상기 열교환기(600)로 순환될 수 있다.  The coolant passing through the battery radiator 510 may be circulated to the heat exchanger 600 through the second coolant hose 512.
상기와 같이 본 실시예에서는, 냉각수가 상기 열교환기(600)에서 냉각에 충분한 온도까지 냉각될 수 있기 때문에, 상기 배터리(500)를 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 따라서, 상기 배터리(500)의 수명을 연장시킬 수 있다.  As described above, since the coolant may be cooled to a temperature sufficient for cooling in the heat exchanger 600, the battery 500 may be effectively cooled. Therefore, the life of the battery 500 can be extended.
또한, 본 실시예에서는 상기 자동차 제어부(70) 및 배터리 제어부(60)와 연계되는 공기조화 제어부(50)를 포함함으로써, 차량의 상태나 주변 환경, 그리고 상기 배터리(500)의 냉각상태에 따라 압축기와 냉매의 흐름을 적절하게 제어할 수 있다.  In addition, the present embodiment includes an air conditioning control unit 50 connected to the vehicle control unit 70 and the battery control unit 60, and according to the state of the vehicle, the surrounding environment, and the cooling state of the battery 500. And the flow of the refrigerant can be controlled appropriately.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 배터리(500)를 냉각시킨 냉각수의 온도가 미리 설정된 온도 범위 이내여서 충분히 온도가 낮은 경우, 상기 배터리 라디에이터(510)만으로도 냉각수의 열이 충분히 방열되고 있다고 판단할 수 있다.  Meanwhile, referring to FIG. 6, when the temperature of the coolant that cools the battery 500 is within a preset temperature range, and the temperature is low enough, only the battery radiator 510 may determine that heat of the coolant is sufficiently radiated. have.
따라서, 상기 제 2냉매 밸브(32)를 닫아서, 냉매가 상기 열교환기(600)로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 냉매가 상기 열교환기(600)로 바이패스되지 않고, 모두 상기 증발기(16)로 유입되어 순환하게 된다.  Therefore, the second refrigerant valve 32 may be closed to prevent the refrigerant from flowing into the heat exchanger 600. The refrigerant is not bypassed to the heat exchanger 600, but all flows into the evaporator 16 to circulate.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차의 배터리 냉각장치와 공기조화장치가 도시된 구성도이다. 8 is a block diagram showing a battery cooling device and an air conditioner of a vehicle according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차는, 제 2냉매 순환호스(21)로부터 상기 냉매 바이패스 호스(22)가 분기되는 곳에 냉매의 유로를 변경하는 유로절환밸브(33)가 설치된 것 이외의 구성 및 작용은, 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일, 유사하게 실시될 수 있으므로 상술한 본 발명의 일 실시예와의 중복 설명을 생략할 수 있다.  Referring to FIG. 8, in an automobile according to another embodiment of the present invention, a flow path switching valve 33 for changing a flow path of a refrigerant where a branch of the refrigerant bypass hose 22 is branched from a second refrigerant circulation hose 21 is provided. The configuration and operation other than those provided with the above may be implemented in the same manner as in the above-described embodiment of the present invention, and thus descriptions of the overlapping with the above-described embodiment of the present invention may be omitted.
상기 유로절환밸브(33)는 삼방 밸브가 사용될 수 있으며, 상기 공기조화 제어부(50)는 냉각수의 온도 등을 고려하여, 상기 유로절환밸브(33)의 개방도를 제어할 수 있다.  The flow path switching valve 33 may be a three-way valve, the air conditioning control unit 50 may control the opening degree of the flow path switching valve 33 in consideration of the temperature of the cooling water.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.

Claims (20)

  1. 에너지원으로 사용되는 배터리와; A battery used as an energy source;
    상기 배터리를 냉각시키는 배터리 냉각장치와;A battery cooler for cooling the battery;
    차실을 냉매에 의해 공기조화시키는 공기조화장치와;An air conditioner for air conditioning the vehicle compartment with a refrigerant;
    상기 배터리 냉각장치를 순환하는 냉각수와 상기 공기조화장치를 순환하는 냉매를 열교환시켜, 상기 배터리를 순환하는 냉각수를 냉각시키는 열교환기를 포함하는 자동차. And a heat exchanger configured to heat-exchange the coolant circulating the battery cooler and the refrigerant circulating the air conditioner, thereby cooling the coolant circulating the battery.
  2. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 배터리 냉각장치는,The battery cooling device,
    상기 배터리에 배치되고, 냉각수과 통과하는 배터리 냉각판과;A battery cooling plate disposed in the battery and passing through the cooling water;
    상기 배터리 냉각판으로 냉각수의 출입을 안내하는 배터리 냉각수 호스를 포함하는 자동차.And a battery coolant hose for guiding entry and exit of coolant to the battery cooling plate.
  3. 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2,
    상기 배터리 냉각장치는,The battery cooling device,
    상기 배터리 냉각수 호스와 연결되고, 냉각수의 열을 외부에 방출시키는 배터리 방열기를 포함하는 자동차. And a battery radiator connected to the battery coolant hose and configured to discharge heat of the coolant to the outside.
  4. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3,
    상기 배터리 방열기는 외부 공기와 냉각수를 열교환시키는 라디에이터를 포함하는 자동차. The battery radiator includes a radiator for heat exchange between the outside air and the coolant.
  5. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3,
    상기 배터리와 상기 배터리 방열기 사이의 유로에 배치되어, 상기 배터리에서 나온 고온의 냉각수가 상기 배터리측으로 역류되는 것을 방지하는 체크밸브를 더 포함하는 자동차.And a check valve disposed in a flow path between the battery and the battery radiator to prevent the high temperature coolant from the battery from flowing back to the battery side.
  6. 청구항 3에 있어서, The method according to claim 3,
    상기 배터리 냉각수 호스는,The battery coolant hose,
    상기 배터리 방열기에서 나온 냉각수를 상기 열교환기로 안내하도록 형성되는 자동차. A vehicle configured to guide the coolant from the battery radiator to the heat exchanger.
  7. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 공기조화장치는,The air conditioner,
    압축기와,With compressor,
    상기 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와,A condenser for condensing the refrigerant from the compressor,
    상기 팽창밸브에서 나온 냉매를 증발시키는 증발기와,An evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion valve,
    상기 압축기, 응축기, 팽창밸브 그리고 증발기를 연결하여, 냉매를 순환시키는 냉매 순환호스를 포함하는 자동차.And a refrigerant circulation hose configured to connect the compressor, the condenser, the expansion valve, and the evaporator to circulate the refrigerant.
  8. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7,
    상기 열교환기는,The heat exchanger,
    상기 응축기와 상기 배터리 사이에 배치되어, 상기 응축기에서 나온 저온 냉매와 상기 배터리로 유입되기 이전 냉매를 열교환시키는 자동차.A vehicle disposed between the condenser and the battery to heat-exchange the low temperature refrigerant from the condenser and the refrigerant before entering the battery.
  9. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7,
    상기 응축기에서 나온 냉매 중 적어도 일부를 상기 열교환기측으로 바이패스시키는 냉매 바이패스 호스를 더 포함하는 자동차. And a refrigerant bypass hose for bypassing at least a portion of the refrigerant from the condenser to the heat exchanger side.
  10. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9,
    상기 냉매 바이패스 호스에는 상기 열교환기로 냉매가 유입되는 것을 단속하는 냉매 밸브가 배치되는 자동차. And a refrigerant valve disposed at the refrigerant bypass hose to control the introduction of refrigerant into the heat exchanger.
  11. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9,
    상기 냉매 순환호스에서 상기 냉매 바이패스 호스가 분기되는 지점에 배치되어, 냉매의 유로를 변경하는 유로 절환밸브를 더 포함하는 자동차. And a flow path switching valve disposed at a point at which the refrigerant bypass hose branches from the refrigerant circulation hose to change the flow path of the refrigerant.
  12. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 배터리로부터 전력을 공급받고, 전력에 의해 열을 발생시켜 차실을 난방하는 보조 히터를 더 포함하는 자동차. And an auxiliary heater receiving electric power from the battery and generating heat by the electric power to heat the vehicle compartment.
  13. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 자동차의 주행을 제어하는 자동차 제어부와;A vehicle controller which controls driving of the vehicle;
    상기 배터리를 제어하는 배터리 제어부와;A battery controller for controlling the battery;
    상기 자동차 제어부 및 상기 배터리 제어부와 연계되어 정보를 송수신하며, 상기 공기조화장치를 제어하는 공기조화 제어부를 더 포함하는 자동차. And an air conditioning control unit configured to transmit and receive information in association with the vehicle control unit and the battery control unit and to control the air conditioner.
  14. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 공기조화 제어부는,The air conditioning control unit,
    상기 공기조화 장치와 별도로 배치되는 자동차. A vehicle disposed separately from the air conditioner.
  15. 청구항 13에 있어서, The method according to claim 13,
    상기 배터리로부터 전력을 공급받고, 전력에 의해 열을 발생시켜 차실을 난방하는 보조 히터를 더 포함하는 자동차. And an auxiliary heater receiving electric power from the battery and generating heat by the electric power to heat the vehicle compartment.
  16. 청구항 15에 있어서, The method according to claim 15,
    상기 공기조화 제어부는,The air conditioning control unit,
    상기 배터리에서 나온 전력을 상기 공기조화장치의 압축기와 상기 보조 히터에 배분하는 자동차. And distribute electric power from the battery to the compressor and the auxiliary heater of the air conditioner.
  17. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 배터리 제어부는 상기 배터리를 순환하는 냉각수의 온도값을 상기 공기조화 제어부로 전송하고,The battery control unit transmits the temperature value of the coolant circulating the battery to the air conditioning control unit,
    상기 공기조화 제어부는 그에 따라 상기 열교환기로 유입되는 냉매량을 제어하는 자동차. The air conditioning control unit controls the amount of refrigerant flowing into the heat exchanger accordingly.
  18. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 공기조화기를 순환하는 냉매 중 일부를 상기 열교환기로 바이패스시키는 냉매 바이패스 호스와, 상기 열교환기로 유입되는 냉매량을 조절하는 냉매 밸브를 더 포함하고, Refrigerant bypass hose for bypassing a portion of the refrigerant circulating the air conditioner to the heat exchanger, and a refrigerant valve for controlling the amount of refrigerant flowing into the heat exchanger,
    상기 공기조화 제어부는 상기 배터리 제어부로부터 입력된 신호에 따라 상기 냉매 밸브를 제어하는 자동차. The air conditioning control unit controls the refrigerant valve in accordance with a signal input from the battery control unit.
  19. 청구항 13에 있어서, The method according to claim 13,
    외기의 온도를 감지하는 센서와,A sensor to sense the temperature of the outside air,
    사용자가 작동을 요청하는 입력부를 더 포함하고,Further comprising an input unit for the user to request the operation,
    상기 공기조화 제어부는 상기 센서와 상기 입력부로부터 전송받은 신호에 따라 상기 공기조화장치를 제어하는 자동차. The air conditioner control unit controls the air conditioner according to the signal received from the sensor and the input unit.
  20. 배터리를 냉각수에 의해 냉각시키는 배터리 냉각장치와;A battery cooler for cooling the battery with coolant;
    차실을 냉매에 의해 공기조화시키는 공기조화장치와;An air conditioner for air conditioning the vehicle compartment with a refrigerant;
    상기 배터리 냉각장치와 상기 공기조화장치 사이에 배치되어, 상기 배터리를 순환하는 냉각수와 상기 공기조화장치를 순환하는 냉매를 열교환시키는 열교환기와;A heat exchanger disposed between the battery cooler and the air conditioner to exchange heat between the coolant circulating the battery and the refrigerant circulating the air conditioner;
    상기 공기조화장치를 작동시켜 상기 차실의 냉난방을 제어하고, 상기 배터리의 온도에 따라 상기 열교환기로 유입되는 냉매량을 제어하여 상기 배터리의 냉각을 제어하는 공기조화 제어부를 포함하는 자동차.And an air conditioner controlling the cooling and cooling of the battery by controlling the cooling and heating of the vehicle compartment by operating the air conditioner and controlling the amount of refrigerant flowing into the heat exchanger according to the temperature of the battery.
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