KR20080037431A - 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조 - Google Patents

차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조 Download PDF

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서정훈
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Abstract

본 발명은 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 배터리의 온도에 따라 블로어가 작동하지 않을 조건에서도 차량 실내의 공기를 실외로 배출할 수 있도록 상기 흡입덕트측에 환기수단을 설치함으로써 차량 실내의 환기 및 제습 성능을 향상하는 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조에 관한 것이다.
이에 본 발명은 차량의 트렁크 룸(101)에 각각 설치되며 내부에 배터리(111)를 갖는 배터리케이스(110)와, 상기 배터리(111)를 냉각할 수 있도록 차량실내와 상기 배터리케이스(110)를 연통시켜 차량실내의 공기를 상기 배터리케이스(110)내로 흡입하는 흡입덕트(120)와, 상기 배터리케이스(110)내의 공기를 배출하도록 설치되는 배출덕트(130)와, 상기 배출덕트(130)상에 설치되어 공기를 강제 배출하는 블로어(150)를 포함하여 구성되며, 상기 배터리(111)의 온도에 따라 상기 블로어(150)를 선택적으로 작동시키는 차량용 배터리 냉각장치에 있어서, 상기 배터리(111)의 온도에 따라 상기 블로어(150)가 작동하지 않을 조건에서 차량 실내의 환기 및 제습 성능을 향상할 수 있도록 상기 흡입덕트(120)측에는 차량 실내의 공기를 실외로 배출하는 환기수단(160)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
배터리, 배터리케이스, 흡입덕트, 바이패스 덕트, 도어, 블로어

Description

차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조{interior ventilation structure of vehicles using battery cooling device for vehicles}
도 1은 종래의 차량용 배터리 냉각장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조를 나타내는 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>
100: 냉각장치 101: 트렁크 룸
102: 트레이
110: 배터리케이스 111: 배터리
120: 흡입덕트 130: 배출덕트
140: 모터제어기 150: 블로어
160: 환기수단 161: 바이패스 덕트
162: 도어
본 발명은 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 배터리의 온도에 따라 블로어가 작동하지 않을 조건에서도 차량 실내의 공기를 실외로 배출할 수 있도록 상기 흡입덕트측에 환기수단을 설치함으로써 차량 실내의 환기 및 제습 성능을 향상하는 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량의 동력원으로는 가솔린 및 디젤로 구동되는 엔진과 보조 동력원으로 모터를 사용하고 있다.
즉, 저속운전시는 상기 모터를 동력원으로 하여 주행하고, 일정속도이상에서는 동력원을 엔진으로 전환하여 주행하게 된다.
한편, 상기 모터의 구동에 필요한 동력원으로 배터리를 사용하고 있는데, 이러한 배터리는 하이브리드 차량은 물론 전기자동차에서 수명에 중요한 인자로 작용하고 있으므로 이 배터리를 효율적으로 운용하기 위해서는 이에 대한 관리가 철저하게 이루어져야 한다.
그런데 종래의 배터리를 장시간 사용할 경우 배터리로부터 열이 발생하게 되고, 특히 충전시에는 내부의 온도가 급격히 상승하게 되며, 이와 같이 배터리의 온도 상승은 배터리의 수명을 단축시키게 되고 배터리를 최적의 상태로 사용할 수 없게 되는 것이다.
따라서, 상기 배터리의 성능을 유지 및 향상시키기 위하여 냉각장치(1)가 필요하며, 현재 사용되고 있는 배터리 냉각방식은 크게 공랭식과 수냉식으로 나뉜다.
상기 수냉식 냉각방식은 냉각수로가 마련되어야 하고 부가적으로 열교환기 및 순환펌프가 필요하여 제작비용이 과다하게 소요됨으로, 이하 본 발명에서는 공랭식에 대해서만 설명하기로 한다.
공랭식 냉각방식은 도 1과 같이, 차량의 트렁크 룸(2)에 설치된 배터리케이스(10)에 각각 차량 실내의 공기를 흡입하는 흡입덕트(30)와 이 흡입된 공기를 배출하는 배출덕트(40)를 설치하여 구성되며, 상기 배출덕트(40)상에는 원활한 공기흐름을 위하여 별도의 블로어(50)가 추가적으로 설치된다.
여기서, 상기 흡입덕트(30)의 입구는 리어좌석(3)의 상단에 위치한 트레이(4)측에 연결/설치되어 차량 실내의 공기를 흡입하도록 되어 있다.
따라서, 상기 블로어(50)의 작동시 상기 흡입덕트(30)를 통해 차량 실내의 공기가 배터리케이스(10) 내부로 흡입되며, 흡입된 공기는 배터리(20)를 냉각시킨 후 상기 배출덕트(40)를 통해 배출되는 것이다.
한편, 차량의 동력원으로 모터를 사용할 때에는 이 모터를 제어할 수 있도록 상기 배터리케이스(10)의 일측에 모터제어기(MCU:Motor control unit)(미도시)가 설치된다.
그리고, 상기 배터리(20)의 내부에는 별도의 온도감지 센서(미도시)가 있어서 발열정도에 따라 상기 블로어(50)의 풍량을 조절하도록 구성되어 있으며, 상기 배터리(20)의 온도가 일정온도 이하로 낮아질 경우에는 상기 블로어(50) 작동을 정지시키게 된다.
그러나, 상기 배터리(20)의 냉각시에는 상기 블로어(50)가 작동하기 때문에 상기 배터리(20)를 냉각시키는 동안에는 차량 실내 공기가 실외로 배출되어 실내의 환기성 및 제습 성능이 향상되지만, 상기 배터리(20)의 온도가 일정온도 이하로 낮아져 상기 블로어(50)가 작동하지 않을 경우에는 차량 실내의 공기가 배출되지 않아 실내 환기성이 저하되고 실내 정압 상승으로 인해 습기가 발생하는 문제가 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 배터리의 온도에 따라 블로어가 작동하지 않을 조건에서도 차량 실내의 공기를 실외로 배출할 수 있도록 상기 흡입덕트측에 환기수단을 설치함으로써 차량 실내의 환기 및 제습 성능을 향상하는 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 트렁크 룸에 각각 설치되며 내부에 배터리를 갖는 배터리케이스와, 상기 배터리를 냉각할 수 있도록 차량실내와 상기 배터리케이스를 연통시켜 차량실내의 공기를 상기 배터리케이스내로 흡입하는 흡입덕트와, 상기 배터리케이스내의 공기를 배출하도록 설치되는 배출덕트와, 상기 배출덕트상에 설치되어 공기를 강제 배출하는 블로어를 포함하여 구성되며, 상기 배터리의 온도에 따라 상기 블로어를 선택적으로 작동시키는 차량용 배터리 냉각장치에 있어서, 상기 배터리의 온도에 따라 상기 블로어가 작동하지 않을 조건에서 차량 실내의 환기 및 제습 성능을 향상할 수 있도록 상기 흡입덕트측에는 차 량 실내의 공기를 실외로 배출하는 환기수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조를 나타내는 사시도이다.
먼저, 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치(100)는, 차량의 트렁크 룸(101)에 배터리케이스(110)가 설치되며, 상기 배터리케이스(110)의 내부에는 통상의 배터리(111)가 장착된다.
그리고, 상기 배터리케이스(110)의 상측에는 차량 실내의 공기를 상기 배터리케이스(110)내로 흡입하여 배터리(111)를 냉각할 수 있도록 차량실내와 상기 배터리케이스(110)를 연통시키는 흡입덕트(120)가 설치된다.
여기서, 상기 흡입덕트(120)의 입구는 리어좌석의 상단에 위치한 트레이(102)측에 연결/설치된다.
또한, 상기 배터리케이스(110)의 하측에는 상기 흡입덕트(120)를 통해 배터리케이스(110) 내부로 흡입되어 배터리(111)를 냉각시킨 후의 공기를 실외로 배출할 수 있도록 배출덕트(130)가 설치된다.
그리고, 상기 배출덕트(130)상에는 원활한 공기흐름을 위하여 블로어(150)가 설치되어 공기를 강제 배출하도록 되어 있다.
또한, 상기 블로어(150)는 차량의 배기관(미도시)과 직접 연결되어 상기 배 출덕트(130)를 통해 배출되는 공기를 직접 외부로 배출하게 된다.
그리고, 상기 배터리케이스(110)의 일측에는 모터제어기(140)가 설치된다. 상기 모터제어기(140)는 차량의 동력원으로 모터를 사용할 때 이 모터를 제어하게 된다.
여기서, 상기 모터제어기(140)를 냉각시키기 위해 상기 배터리(111)를 냉각시킨 공기 중 일부를 이용하여 상기 모터제어기(140)를 냉각할 수도 있다. 즉, 상기 배터리케이스(110)의 출구측 공기를 상기 모터제어기(140)쪽으로 보내어 냉각할 수 있는 것이다.
한편, 상기 배터리(111)에는 온도를 감지하는 센서(미도시)가 설치되며, 따라서, 상기 센서로 부터 전송되는 온도 데이터에 따라 상기 블로어(150)를 선택적으로 작동시키게 된다. 즉, 상기 배터리(111)의 온도가 높아서 냉각이 필요할 경우에는 상기 블로어(150)를 작동시킨 후 상기 흡입덕트(120)를 통해 흡입되는 차량 실내 공기를 이용하여 냉각하며, 상기 배터리(111)의 온도가 낮아서 냉각이 불필요할 경우에는 상기 블로어(150)의 작동을 정지하게 된다.
그리고, 상기한 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조는, 상기 배터리(111)의 온도에 따라 상기 블로어(150)가 작동하지 않을 조건에서 차량 실내의 환기 및 제습 성능을 향상할 수 있도록 상기 흡입덕트(120)측에는 차량 실내의 공기를 실외로 배출하는 환기수단(160)을 설치하여 이루어진다.
상기 환기수단(160)은, 상기 배출덕트(130)와 블로어(150) 중 어느 하나와 상기 흡입덕트(120)를 연결하도록 설치되는 바이패스 덕트(161)와,
상기 흡입덕트(120)와 상기 바이패스 덕트(161)의 분기지점에 설치됨과 아울러 상기 배터리(111)의 냉각 유무에 따라 상기 바이패스 덕트(161)의 입구(161a)와 상기 흡입덕트(120)측 통로(120a)를 선택적으로 개폐하는 도어(162)로 이루어지고,
차량 실내 환기모드시, 상기 도어(162)로 상기 바이패스 덕트(161)의 입구(161a)를 개방하며 상기 블로어(150)를 작동시키게 된다.
따라서, 상기 배터리(111)의 온도가 낮아서 상기 블로어(150)가 작동하지 않을 조건에서, 탑승자가 차량 실내 환기모드를 선택하게 되면, 상기 도어(162)는 상기 바이패스 덕트(161)의 입구(161a)를 개방하고 상기 흡입덕트(120)측 통로(120a)는 폐쇄함과 동시에 상기 블로어(150)는 작동하게 된다. 이에 따라, 상기 흡입덕트(120)를 통해 차량 실내 공기가 흡입되고, 이 흡입된 공기는 상기 도어(162)에 의해 상기 배터리케이스(110)측으로 가지 못하고 상기 바이패스 덕트(161)를 통해 상기 배출덕트(130)나 블로어(150)쪽으로 바이패스 되어 실외로 배출됨으로써 차량 실내의 환기 및 제습성능이 향상되는 것이다.
또한, 상기 블로어(150)의 풍량은 실내 환기모드시 실내 온도 및 습도에 따라 조절된다.
한편, 도면에서는, 상기 바이패스 덕트(161)가 상기 흡입덕트(120)와 배출덕트(130)를 연결하고 있지만, 상기 바이패스 덕트(161)가 흡입덕트(120)와 블로어(150)를 직접연결할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조 의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 배터리(111)의 온도가 일정온도 이상 높아져 냉각이 필요할 경우,
상기 블로어(150)가 작동하게 되고, 상기 도어(162)는 상기 바이패스 덕트(161)의 입구(161a)를 폐쇄하고 상기 흡입덕트(120)측 통로(120a)를 개방하게 된다.
따라서, 상기 흡입덕트(120)를 통해 차량 실내의 공기가 배터리케이스(110) 내부로 흡입되며, 배터리케이스(110)로 흡입된 공기는 배터리(111)를 냉각시킨 후 상기 배출덕트(130)측으로 배출되고, 이후 상기 블로어(150)에 의해 차량의 배기관을 통해 외부로 배출된다.
이처럼, 상기 배터리(111)의 온도가 높아져 블로어(150)가 작동하는 조건에서는 상기 배터리(111)를 냉각하는 동안에는 차량 실내의 공기가 원활하게 배출됨으로써 차량 실내의 환기성 및 제습성능이 향상된다.
다음으로, 상기 배터리(111)의 온도가 일정온도 이하로 낮아져 냉각이 불필요한 경우,
상기 블로어(150)가 작동을 정지하게 되므로 차량 실내의 공기가 배출되지 않는다. 따라서, 이때에는 탑승자가 차량 실내 환기모드를 선택하여 차량 실내를 환기 및 제습할 수 있다.
즉, 차량 실내 환기모드시, 상기 블로어(150)가 작동하게 되고, 상기 도어(162)는 상기 바이패스 덕트(161)의 입구(161a)를 개방하고 상기 흡입덕트(120) 측 통로(120a)를 폐쇄하게 된다.
따라서, 차량 실내의 공기가 상기 흡입덕트(120)를 통해 흡입되며, 상기 흡입덕트(120)로 흡입된 공기는 상기 도어(162)에 의해 상기 배터리케이스(110)로 가지 못하고 곧바로 상기 바이패스 덕트(161)를 통해 배출덕트(130)(또는 블로어)측으로 배출되고, 이후 상기 블로어(150)에 의해 차량의 배기관을 통해 외부로 배출된다.
이처럼, 상기 배터리(111)의 온도가 낮아져 블로어(150)가 작동하지 않는 조건에서는, 탑승자가 차량 실내 환기모드를 선택함으로써 차량 실내의 공기가 원활하게 배출되어 차량 실내의 환기성 및 제습성능이 향상된다.
물론, 상기에서는 탑승자가 직접 차량 실내 환기모드를 선택해야만 상기 도어(162) 및 블로어(150)가 작동하여 실내 공기가 실외로 배출되는 경우에 대해서만 설명하였지만, 상기 배터리(111)의 온도가 낮아져 블로어(150)가 작동하지 않는 조건에서 차량 실내 환기모드가 자동으로 선택되도록 할 수도 있다.
상기한 본 발명에 따르면, 상기 배터리의 온도가 일정온도 이하로 낮아 블로어가 작동하지 않을 조건에서도 차량 실내의 공기를 실외로 배출할 수 있도록 상기 흡입덕트측에 환기수단을 설치함으로써 차량 실내의 환기 및 제습 성능이 향상된다.

Claims (2)

  1. 차량의 트렁크 룸(101)에 각각 설치되며 내부에 배터리(111)를 갖는 배터리케이스(110)와, 상기 배터리(111)를 냉각할 수 있도록 차량실내와 상기 배터리케이스(110)를 연통시켜 차량실내의 공기를 상기 배터리케이스(110)내로 흡입하는 흡입덕트(120)와, 상기 배터리케이스(110)내의 공기를 배출하도록 설치되는 배출덕트(130)와, 상기 배출덕트(130)상에 설치되어 공기를 강제 배출하는 블로어(150)를 포함하여 구성되며, 상기 배터리(111)의 온도에 따라 상기 블로어(150)를 선택적으로 작동시키는 차량용 배터리 냉각장치에 있어서,
    상기 배터리(111)의 온도에 따라 상기 블로어(150)가 작동하지 않을 조건에서 차량 실내의 환기 및 제습 성능을 향상할 수 있도록 상기 흡입덕트(120)측에는 차량 실내의 공기를 실외로 배출하는 환기수단(160)이 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환기수단(160)은,
    상기 배출덕트(130)와 블로어(150) 중 어느 하나와 상기 흡입덕트(120)를 연결하도록 설치되는 바이패스 덕트(161)와,
    상기 흡입덕트(120)와 상기 바이패스 덕트(161)의 분기지점에 설치됨과 아울러 상기 배터리(111)의 냉각 유무에 따라 상기 바이패스 덕트(161)의 입구(161a)와 상기 흡입덕트(120)측 통로(120a)를 선택적으로 개폐하는 도어(162)로 이루어지고,
    차량 실내 환기모드시, 상기 도어(162)로 상기 바이패스 덕트(161)의 입구(161a)를 개방하며 상기 블로어(150)를 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 냉각장치를 이용한 차량 실내 환기구조.
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