KR20120087406A - 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치 및 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120087406A
KR20120087406A KR1020110008572A KR20110008572A KR20120087406A KR 20120087406 A KR20120087406 A KR 20120087406A KR 1020110008572 A KR1020110008572 A KR 1020110008572A KR 20110008572 A KR20110008572 A KR 20110008572A KR 20120087406 A KR20120087406 A KR 20120087406A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
temperature
air
cooling
duct
Prior art date
Application number
KR1020110008572A
Other languages
English (en)
Inventor
서재욱
Original Assignee
한라공조주식회사
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 한라공조주식회사 filed Critical 한라공조주식회사
Priority to KR1020110008572A priority Critical patent/KR20120087406A/ko
Publication of KR20120087406A publication Critical patent/KR20120087406A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00557Details of ducts or cables
    • B60H1/00564Details of ducts or cables of air ducts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/53Batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 배터리의 최적온도 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 온도제어장치는 블로워(11)와 난방용 열교환기(12), 냉방용 열교환기(13)를 구비하는 전방 및 후방 공조장치(10)와, 모터의 구동을 위해 차량에 구비되는 배터리(20)와, 상기 배터리(20)가 수용되는 배터리 케이스(30)와, 상기 후방 공조장치(10)와 상기 배터리 케이스(30)를 연통시키는 공조덕트(50)와; 상기 공조덕트(50)를 개폐하는 덕트도어(60)와; 상기 덕트도어(60)를 개폐 제어하는 제어부(40)를 포함하고, 상기 공조 덕트(50)는 상기 후방 공조장치(10)의 난방용 열교환기(12) 후방에서 상기 후방 공조장치(10)와 연통하고, 상기 제어부(40)는 상기 후방 공조장치(10)의 냉온풍이 상기 배터리 케이스(30) 내로 직접 공급되도록 배터리(20) 온도를 기준으로 상기 덕트도어(60)를 개폐 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.
위와 같은 구성에 의해 본 발명은 하이브리드 차량의 배터리가 충방전에 의해 과열되는 것을 방지할 수 있고, 또한 동절기의 외기온도의 영향으로 배터리가 극히 낮은 온도로 냉각된 경우 설정된 온도까지 배터리를 신속히 가열하여 배터리의 성능을 효율적으로 유지할 수 있다.

Description

하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치 및 제어방법{BATTERY TEMPERATURE CONTROLLER AND CONTROL METHOD FOR HYBRID ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량용 배터리의 최적온도 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량에 설치된 배터리의 초기 사용시 및 충방전시 필요에 따라 배터리를 냉각 또는 가열하여 배터리의 동작 온도를 적절히 유지시킴으로써 배터리의 사용효율을 향상시키도록 한 하이브리드 차량용 배터리의 최적온도 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 지구온난화방지 등과 같은 환경문제가 부각되면서 이산화탄소 발생량이 상대적으로 적은 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)에 대한 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
이러한 하이브리드 차량에는 차량의 구동을 위한 전기모터와 내연기관이 구비되어 있어 저속 주행시에는 배터리와 연결된 전기모터에 의해 차량이 구동되고, 고속 주행시에는 엔진에 의해 차량이 구동되면서 배터리의 충전이 이루어지는 구조로서 이에 따라 하이브리드 차량에 탑재된 배터리는 충방전을 무수히 반복하게 된다.
그러나 이와 같이 하이브리드 차량에 탑재된 배터리가 지속적으로 충방전을 반복하게 되면 배터리가 쉽게 과열될 수 있으며 이렇게 배터리의 온도가 상승되어 과열되게 되면 배터리로부터 발생되는 전기의 세기가 불안정해지고, 배터리 내부가 손상되어 배터리의 수명이 단축될 우려가 있으며, 심하게는 전기모터의 오작동을 유발하기도 한다.
또한 동절기에 차량이 실외에 장시간 주, 정차되어 있는 경우 외기온도의 영향으로 배터리가 극히 낮은 온도까지 냉각되어 배터리가 정상적으로 동작되지 않아 차량이 작동되지 못할 우려도 있다.
이에 따라 하이브리드 차량에는 일반적으로 배터리가 지나치게 높은 온도로 과열되거나 냉각되어 정상적으로 작동되지 못하는 상황이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 배터리의 온도를 적절하게 유지시키기 위한 온도조절장치가 구비된다.
온도조절장치에 의해 배터리를 냉각시키는 방법에 대한 하나의 예로서 배터리 케이스 내부로 차량의 실내공기와 실외공기 중 어느 하나를 선택적으로 공급함으로써 배터리를 냉각시키는 방법을 들 수 있는데, 이 방법은 차량 주행 중 배터리의 충방전에 의해 배터리가 과열되는 경우 차량의 실내공기와 실외공기 중에서 보다 낮은 온도의 공기를 선택하여 이 공기를 배터리 케이스 내부로 공급함으로써 배터리의 냉각시키는 방법이다.
온도조절장치에 의해 배터리를 가열시키는 방법의 예로서는 차량의 실내난방이 가동된 상태에서 차량의 실내 공기를 배터리 케이스 내부로 공급하거나 별도의 히터코어를 설치한 다음 이를 통해 가열된 공기를 배터리 케이스 내부로 공급하는 방법을 들 수 있다.
그러나 차량의 실내 공기의 온도는 탑승자의 체온과 외기의 영향으로 공조장치로부터 토출되는 공기의 온도와는 상당한 차이가 있기 때문에 이러한 실내공기를 이용하여 배터리의 온도를 정밀하게 제어하는 데에는 상당한 어려움이 있다.
더구나 차량의 초기 운전시에는 차량의 실내 공기를 일정 온도까지 높이는 데에 상당한 시간이 소요되는데 위에서와 같이 차량의 실내공기를 흡입하여 배터리를 가열시키게 되면 배터리를 적절한 온도로까지 가열시키는 데에 과다한 시간이 소요된다는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 배터리 온도조절장치가 가지는 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명은 하이브리드 차량의 공조장치와 배터리 케이스를 연결하는 공조덕트를 설치하여 이 공조덕트를 통해 공조장치의 냉풍 또는 온풍을 배터리 케이스 내부로 직접 공급되도록 함으로써 효과적이고 신속하게 배터리의 온도를 제어할 수 있는 장치와 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적에 따른 온도제어장치는, 블로워와 난방용 열교환기, 냉방용 열교환기를 구비하는 전방 및 후방 공조장치와, 모터의 구동을 위해 차량에 구비되는 배터리와, 상기 배터리가 수용되는 배터리 케이스와, 상기 공조장치와 상기 배터리 케이스를 연통시키는 공조덕트와; 상기 공조덕트를 개폐하는 덕트도어와; 상기 덕트도어를 개폐 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 공조 덕트는 상기 후방 공조장치의 난방용 열교환기 후방에서 상기 후방공조장치와 연통하고, 상기 제어부는 상기 공조장치의 냉온풍이 상기 배터리 케이스 내로 직접 공급되도록 배터리 온도를 기준으로 상기 덕트도어를 개폐 제어하는 것에 의해 달성된다.
또한 본 발명의 온도제어방법은, 블로워와 난방용 열교환기, 냉방용 열교환기를 구비하는 전방 및 후방 공조장치와, 모터의 구동을 위해 차량에 구비되는 배터리와, 상기 배터리가 수용되는 배터리 케이스와, 상기 후방 공조장치와 상기 배터리 케이스를 연통시키는 공조덕트와; 상기 공조덕트를 개폐하는 덕트도어와; 상기 덕트도어를 개폐 제어하는 제어부를 포함하는 하이브리드 차량용 배터리 온도제어방법에 있어서, 상기 제어부는 배터리의 온도를 감지하는 단계; 상기 배터리 온도와 설정온도를 비교하는 단계; 상기 배터리 온도가 설정온도 보다 낮은 경우에는 상기 난방용 열교환기를 이용하여 배터리로 온풍을 공급하는 단계; 상기 배터리 온도가 설정온도보다 높은 경우에는 냉방장치를 이용하여 배터리에 냉풍을 공급하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.
본 발명의 사용으로 하이브리드 차량에 구비된 배터리의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 따라 배터리를 냉각 또는 가열함으로써 배터리의 온도를 설정된 온도로 유지시킬 수 있다.
더욱이 실내로 냉온풍이 공급되더라도 실내공기 온도가 설정된 목표온도에 도달하기까지 상당한 시간이 소요되는데, 본 발명은 배터리 온도조절장치에 의해 공조장치 내의 냉난방 열교환기(예를 들면, 에어컨, 히터코어, PTC 등)를 직접 제어하고, 공조장치에서 토출되는 냉온풍을 공조덕트를 통해 배터리케이스 내로 직접 공급하기 때문에 종래기술에 비해 효과적으로 배터리의 온도를 설정된 온도범위 내로 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치의 예를 보인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어방법의 예를 보인 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어방법의 다른 예를 보인 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 하이브리드 차량의 배터리 온도를 설정된 온도범위 내로 유지하여 배터리의 충방전시 또는 초기 사용시에 배터리의 온도가 극히 높거나 낮아 배터리의 성능이 저하되는 문제를 해결하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명의 배터리 온도제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이 대략적으로 후방 공조장치(10), 배터리(20), 배터리 케이스(30), 제어부(40), 공조덕트(50), 덕트도어(60)를 포함한다.
후방 공조장치(10)는 그 내부에 블로워(11)와 난방용 열교환기(12)와 냉방용 열교환기(13)가 각각 구비되는데, 난방용 열교환기(12)는 통상 히터코어 또는 PTC(전기히터)로 실시되고, 냉방용 열교환기(13)는 차량용 에어컨(냉방장치)이 사용되며, 이러한 후방 공조장치(10)의 냉난방용 열교환기(12, 13)를 후술하는 제어부(40)가 적절히 제어하여 배터리(20)를 가열 또는 냉각시키게 된다.
배터리(20)는 하이브리드 차량에 복수 개가 구비되어 차량의 주행모드에 따라 충방전을 반복하면서 전기모터를 구동시키는데, 하이브리드 차량에 있어서 이러한 배터리(20)는 주로 차량의 트렁크나 시트 하부측에 설치된다.
배터리 케이스(30)는 복수의 배터리(20)를 그 내부에 구비하여 배터리(20)를 고정하고, 외부의 충격으로부터 배터리(20)를 안전하게 보호함과 동시에 이를 통해 배터리(20)의 온도를 적절하게 유지시키기 위한 냉온풍이 공급될 수 있도록 하는 덕트로서의 기능도 수행한다.
그리고 배터리 케이스(30)에는 배터리의 온도를 감지하는 온도 센서가 부착(도시하지 않음)되어 있어 이를 통해 배터리 케이스(30)의 온도 상태가 후술하는 제어부(40)에 전달된다.
제어부(40)는 배터리 케이스(30)에 부착된 배터리(20) 온도 센서를 통해 온도를 감지하고, 이 감지된 온도에 따라 배터리 케이스(30) 내부로 공급되는 냉풍 또는 온풍의 온도를 설정하며, 이에 따라 후방 공조장치(10)를 제어하는 동시에 후술하는 덕트도어(60)의 개폐를 제어함으로써 배터리(20)의 온도를 설정된 적정의 온도로 유지시킨다.
공조덕트(50)는 상기 후방 공조장치(10)와 배터리 케이스(30)를 연결하여 그 내부로 냉온풍이 흐르도록 하는 공기통로로서, 상기 공조덕트(50)의 길이가 길면 냉풍 또는 온풍의 공기가 공조덕트(50)를 통과하여 배터리 케이스(30) 내로 흐르는 과정에서 열손실이 발생될 수 있고, 더욱이 차량 내에 공조덕트(50)를 길게 형성하여야 하므로 공간적인 제약과 설치비용의 증가되는 문제가 있으며, 배터리(20)의 온도를 제어하는 동안에는 실내 온도를 최적으로 유지하는 데에 어려움이 있을 수 있으므로 후방 공조장치(10)로 실시되는 것이 바람직하다.
덕트도어(60)는 상기 공조덕트(50)의 개폐를 제어하기 위한 구성으로서, 상기 제어부(40)에 의해 덕트도어(60)가 개폐 제어되어 냉방장치를 통해 생성되는 냉풍 또는 히터코어(12)에 의해 생성되는 온풍이 공조덕트(50)를 통해 배터리 케이스(30) 내부로 공급되며, 상기 덕트도어(60)를 공조덕트(50)의 입,출구에 각각 구비하는 것으로, 이렇게 입,출구측에 각각 구비된 덕트도어(60)를 개폐 제어함으로서 감지되는 배터리(20)의 온도에 맞추어 냉온풍의 공급량을 적절하게 제어할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 하이브리드 차량용 배터리 온도제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이 제어부(40)가 먼저 배터리(20)의 온도를 감지하여 그 온도가 설정된 온도보다 높거나 낮은지를 판단하고, 이에 맞춰 후방 공조장치(10)와 덕트도어(60)를 제어하여 배터리 케이스(30) 내로 냉온풍을 선택하여 공급한다.
이러한 본 발명은 크게 배터리(20)의 초기 사용시와 충방전시로 구분되어 제어되는데, 이하에서는 배터리(20)의 온도에 따라 배터리(20)의 온도를 제어하는 방법에 대해 설명한다.
<저온시>
도 2에서와 같이 먼저 제어부(40)를 통해 배터리(20)의 온도를 감지하고(S100), 감지된 배터리 온도(TBATTERY)와 설정온도(T1)를 비교하여 배터리(20)의 온도(TBATTERY)가 설정온도(T1)의 범위 내에 있는지를 판단한다(S200). 여기서 설정온도(T1)는 배터리(20)가 정상적으로 충방전이 이루어질 때 최적의 성능을 발휘할 수 있는 온도범위인데, 통상 이 온도는 20~30℃의 온도로 설정된다.
한편, 감지된 배터리 온도(TBATTERY)가 설정온도(T1) 범위 내에 있으면 배터리의 충방전을 그대로 진행하며(S310), 이와 더불어서 공조장치도 탑승자가 제어할 수 있도록 한다(S310).
반면에 감지된 배터리 온도(TBATTERY)가 설정온도(T1) 범위 내에 있지 않으면, 그 온도가 설정온도(T1)보다 높거나 낮은지(예를 들어 설정온도보다 낮으면 경우)를 판단한다(S400).
이때 감지된 배터리 온도(TBATTERY)가 설정온도(T1)보다 낮은 경우는 배터리(20)의 성능 향상을 위해 배터리(20)의 충방전 진행과 동시에 배터리(20)의 온도를 설정온도(T1)까지 상승시키기 위해 온풍공급모드로 동작된다(S500).
온풍공급모드는 배터리(20)의 충방전이 진행됨과 동시에 제어부(40)는 후방 공조장치(10) 내의 블로워(11)와 난방용 열교환기(12)를 작동시켜 온풍을 만들고, 제어부(40)에 의해 덕트도어(60)가 개방되어 공조덕트(50)를 따라 온풍이 배터리 케이스(30) 내로 공급되어 후방 공조장치(10)에서 발생된 온풍이 배터리 케이스(30) 내로 직접 공급되고, 이에 의해 배터리(20)를 설정온도(T1) 범위 내로 가열한다.
<고온시>
한편, 감지된 배터리 온도(TBATTERY)가 설정온도(T1)보다 높은 경우에는 후방 공조장치(10)의 냉방장치를 작동하여 배터리(20)를 냉각하는 냉풍공급모드로 동작된다(S600).
냉풍공급모드의 예로는 먼저 배터리(20)의 충방전이 진행됨과 동시에 제어부(40)는 후방 공조장치(10)의 냉방장치(예를 들면, 에어컨 등)을 작동시키고, 후방 공조장치(10) 내의 덕트도어(60)를 개방하여 공조덕트(50)를 따라 배터리 케이스(30) 내로 냉풍이 공급되도록 공기통로가 연결된다.
이렇게 온풍 또는 냉풍공급모드로 동작된 이후에는 다시 배터리(20)의 온도를 감지하는 단계로 이동하여 배터리 온도(TBATTERY)와 설정온도(T1)를 지속적으로 비교 판단하고 온풍 또는 냉풍은 선택하여 배터리(20)의 온도를 설정온도(T1)로 유지한다.
한편, 본 발명은 감지된 배터리 온도(TBATTERY)와 설정온도(T1)간의 차이를 감안하여 냉풍공급모드를 후방 공조장치(10)를 이용하는 방법과 배터리 케이스(30)에 구비되는 쿨링유닛을 이용하는 방법으로 구분될 수 있는데, 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이 배터리의 냉풍공급모드로 진입한 이후, 감지된 배터리 온도(TBATTERY)를 다시 한계온도(T2)와 비교하여 배터리(20)의 과열 정도를 판단한다(S601).
여기서 감지된 배터리 온도(TBATTERY)가 한계온도(T2)보다 높으면 제어부(40)가 후방 공조장치(10)를 제어하여 배터리(20)를 급속 냉각시키고, 반면에 배터리 온도(TBATTERY)가 한계온도(T2)보다 낮으면 배터리 쿨링유닛을 작동시켜 배터리(20)를 냉각시킨다(S602).
상기 배터리 쿨링유닛은 후방 공조장치(10)의 제어 없이 배터리 케이스(30) 내로 외기 또는 실내공기를 공급하여 배터리(20)를 냉각하여 배터리(20)를 냉각시키는 장치로서, 이는 배터리(20)가 과열되지 않도록 냉각시키기 위해 통상적으로 구비되는 장치이다.
본 발명의 이러한 배터리 쿨링유닛의 실시예로서 도 1에 도시된 바와 같이 후방 공조장치(10)와 연결되는 공조덕트(50) 외에 실내공기가 유입되는 실내공기 유입덕트(31)와, 외기 유입덕트(32)가 각각 더 구비되어 외기 또는 실내공기 중에서 더 낮은 온도의 공기를 배터리 케이스(30) 내로 공급하는 것으로 실시될 수 있다.
또한 상기 실내 공기 유입덕트(31)와 외기 유입덕트(32)에는 각각의 공기통로를 필요에 따라 개폐하여 유로를 전환할 수 있도록 각각의 덕트에 개폐도어가 더 구비된다.
이와 같은 배터리 쿨링유닛에 의해 배터리(20)의 온도가 설정온도(T1)보다 높더라도 배터리(20)가 배터리 쿨링유닛에 의해 쉽게 냉각될 수 있는 적정 온도범위 내에 있으면 불필요하게 후방 공조장치(10)를 직접 제어하지 않고 배터리 쿨링유닛만을 제어하여 배터리(20)를 설정온도(T1) 내로 빠르게 냉각시키는데, 이를 보다 효율적으로 행하기 위해 배터리 쿨링유닛은 차량의 실내온도와 외기온도를 각각 비교하여 보다 낮은 온도를 선택하는 단계를 수행하고(S603), 이 단계에서 선택된 보다 낮은 온도의 공기를 배터리 케이스(30) 내로 공급하는 것으로 보다 효율적으로 배터리(20)를 냉각시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 제어부(40)는 배터리(20)의 온도에 따라 후방 공조장치(10) 내의 블로워(11)의 회전속도, 난방 열교환기(12)와 냉방 열교환기(13)의 작동온도를 제어함으로써, 배터리(20)를 급속 냉각하거나 가열하는 것이 가능하여 배터리의 온도를 더욱 정확하게 제어할 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 하이브리드 차량의 배터리가 항상 최적의 성능을 발휘할 수 있는 온도를 유지할 수 있도록 냉각과 가열을 반복하는 온도제어장치 및 방법이고, 이를 통해 감지되는 배터리 온도에 따라 공조장치를 제어하여 공조장치의 냉온풍을 배터리 케이스(30) 내로 직접 공급함으로써, 배터리의 온도를 빠르게 냉각 및 가열할 수 있다.
10: 후방 공조장치 11: 블로워
12: 난방용 열교환기 13: 냉방용 열교환기
20: 배터리 30: 배터리 케이스
31: 실내공기 유입덕트 32: 외기 유입덕트
40: 제어부 50: 공조덕트
60: 덕트도어

Claims (5)

  1. 블로워(11)와 난방용 열교환기(12), 냉방용 열교환기(13)를 구비하는 전방 및 후방 공조장치(10)와, 모터의 구동을 위해 차량에 구비되는 배터리(20)와, 상기 배터리(20)가 수용되는 배터리 케이스(30)와, 상기 후방 공조장치(10)와 상기 배터리 케이스(30)를 연통시키는 공조덕트(50)와; 상기 공조덕트(50)를 개폐하는 덕트도어(60)와; 상기 덕트도어(60)를 개폐 제어하는 제어부(40)를 포함하고,
    상기 공조 덕트(50)는 상기 후방 공조장치(10)의 난방용 열교환기(12) 후방에서 상기 후방 공조장치(10)와 연통하고,
    상기 제어부(40)는 상기 후방 공조장치(10)의 냉온풍이 상기 배터리 케이스(30) 내로 직접 공급되도록 배터리(20) 온도를 기준으로 상기 덕트도어(60)를 개폐 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 덕트도어(60)는 상기 후방 공조장치(10)와 연통하는 공조덕트(50)의 입구 및 배터리케이스(30)와 연통하는 공조덕트(50)의 출구에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치.

  3. 블로워(11)와 난방용 열교환기(12), 냉방용 열교환기(13)를 구비하는 전방 및 후방 공조장치(10)와, 모터의 구동을 위해 차량에 구비되는 배터리(20)와, 상기 배터리(20)가 수용되는 배터리 케이스(30)와, 상기 후방 공조장치(10)와 상기 배터리 케이스(30)를 연통시키는 공조덕트(50)와; 상기 공조덕트(50)를 개폐하는 덕트도어(60)와; 상기 덕트도어(60)를 개폐 제어하는 제어부(40)를 포함하는 하이브리드 차량용 배터리 온도제어방법에 있어서,
    상기 제어부(40)는 배터리(20)의 온도를 감지하는 단계(S100);
    상기 배터리 온도(TBATTERY)와 설정온도(T1)를 비교하는 단계(S200, S400);
    상기 배터리 온도(TBATTERY)가 설정온도(T1) 보다 낮은 경우에는 상기 난방용 열교환기(12)를 이용하여 배터리(20)로 온풍을 공급하는 단계(S500);
    상기 배터리 온도(TBATTERY)가 설정온도(T1)보다 높은 경우에는 냉방장치와 냉방용 열교환기(13)를 이용하여 배터리(20)에 냉풍을 공급하는 단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리 온도(TBATTERY)가 설정온도(T1)보다 높은 경우, 상기 배터리(20) 온도(TBATTERY)를 한계온도(T2)와 비교하는 단계(S601)를 더 포함하고;
    배터리 온도(TBATTERY)가 한계온도(T2)보다 높은 경우에는 상기 후방 공조장치(10)의 냉방용 열교환기(13)를 이용해 배터리(20)로 냉풍을 공급하는 단계(S600)로 진행되며;
    상기 배터리(20) 온도(TBATTERY)가 한계온도(T2)보다 낮은 경우에는 배터리 쿨링유닛으로 배터리(20)를 냉각시키는 단계(S602)로 진행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 배터리 쿨링유닛으로 배터리를 냉각시키는 단계(S602)는 차실내 공기와 외기 중에서 보다 낮은 온도의 공기를 선택하여 배터리 케이스(30) 내부로 공급하는 냉풍 선택 단계(S603)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어방법.
KR1020110008572A 2011-01-28 2011-01-28 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치 및 제어방법 KR20120087406A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110008572A KR20120087406A (ko) 2011-01-28 2011-01-28 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치 및 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110008572A KR20120087406A (ko) 2011-01-28 2011-01-28 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치 및 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120087406A true KR20120087406A (ko) 2012-08-07

Family

ID=46872959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110008572A KR20120087406A (ko) 2011-01-28 2011-01-28 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치 및 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120087406A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106114123A (zh) * 2015-05-06 2016-11-16 罗伯特·博世有限公司 用于电池和车辆内腔的调温装置,用于利用这样的调温装置对电池和车辆内腔调温的方法以及这样的调温装置的用途
KR20170009190A (ko) * 2015-07-16 2017-01-25 중소기업은행 전기 차량 및 충전 장치에서의 배터리 팩 온도 제어방법
CN113352943A (zh) * 2021-05-28 2021-09-07 西安交通大学 基于自循环气液相变冷板的电动汽车热管理***及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106114123A (zh) * 2015-05-06 2016-11-16 罗伯特·博世有限公司 用于电池和车辆内腔的调温装置,用于利用这样的调温装置对电池和车辆内腔调温的方法以及这样的调温装置的用途
KR20170009190A (ko) * 2015-07-16 2017-01-25 중소기업은행 전기 차량 및 충전 장치에서의 배터리 팩 온도 제어방법
CN113352943A (zh) * 2021-05-28 2021-09-07 西安交通大学 基于自循环气液相变冷板的电动汽车热管理***及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5076990B2 (ja) バッテリ暖機システム
EP2937921B1 (en) Vehicle comprising a battery and a passenger compartment air conditioning unit
US20150380785A1 (en) Temperature regulation device
US20180312039A1 (en) Airflow control system
US20130302653A1 (en) Vehicle battery pack cooling system
JPH05262144A (ja) 電気自動車におけるバッテリ温度制御装置
JP5928152B2 (ja) 自動車のバッテリの温調装置
WO2016042709A1 (ja) 冷却装置
KR20120023409A (ko) 전기자동차의 공조제어방법
JP4632030B2 (ja) インタークーラーシステム及び吸入空気冷却方法
JP2019155999A (ja) バッテリ冷却システム
KR100992726B1 (ko) 하이브리드 차량의 배터리 온도 조절 장치 그 제어 방법
KR20120087406A (ko) 하이브리드 차량용 배터리 최적온도 제어장치 및 제어방법
KR101313598B1 (ko) 차량용 공조장치
KR101654749B1 (ko) 하이브리드 차량의 공조장치
JP2009272112A (ja) 蓄電装置の温度調節装置
JPH11151932A (ja) ハイブリッド式車両用空調装置
KR101190736B1 (ko) 자동차의 배터리 온도 조절장치
KR101469755B1 (ko) 전기자동차용 공조장치
KR101600300B1 (ko) 전기자동차용 공조장치
KR101820789B1 (ko) 차량용 공조장치
KR101558002B1 (ko) 차량용 공조장치 및 그의 송풍 제어방법
CN116864869A (zh) 电池温度的控制方法及车辆
KR101667754B1 (ko) 차량용 공조장치의 제어방법
JP2004058821A (ja) 車両用空調装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application