KR20220100319A - 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 자동차용 배터리의 냉각장치에 있어서, 전기 자동차용 배터리의 냉각장치에 있어서, 냉각수가 순환되는 몸체(10)가 구비되고, 상기 몸체(10)에는 몸체(10) 내부에 형성된 유수공간부(14)를 통해 냉각수가 순환되도록 하는 유입구(11)와 배출구(12)가 형성되며, 상기 유수공간부(14)에는 발열체(20)에 부착설치되어 냉각수의 가열효율을 높이기 위해 발열체(20)와의 열전도 면적을 증대시킴과 함께 유수공간부(14)에서 순환되는 냉각수의 흐름 방향을 안내하면서 냉각수의 상하 와류가 발생되도록 하여 발열체(20)에 의해 냉각수가 고르게 가열될 수 있도록 하는 유로부(30)가 구성되어 동절기에 전기 자동차의 배터리 효율을 높이기 위해 발열체(20)에 의해 냉각수를 빠르고 고르게 가열시킬 수 있는 효과가 있으며, 가열된 냉각수를 이용하여 배터리를 빠른시간 내에 가열시켜줌과 함께 가열된 냉각수를 전기 자동차의 실내 히팅 및 전면 유리의 성애를 제거하는데에 사용되도록 함으로써 전기 자동차의 배터리 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치에 관한 것이다.
최근 환경문제와 고유가 등으로 인해 전기차와 같은 환경차량에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이같은 환경차량에 있어서 고전압 배터리는 전기차를 구성하는 핵심 부품 중 하나이다.
전기 자동차를 구현함에 있어 핵심기술은 배터리 모듈과 관련한 기술이며, 최근 배터리의 경량, 소형화, 짧은 충전시간 등에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 배터리 모듈은 최적의 온도환경에서 사용하여야 최적의 성능과 긴 수명을 유지할 수 있다.
특히 동절기에는 저온상태에서 배터리의 효율이 60% 이하로 떨어지게 되고, 동절기 실내 난방 및 유리의 성애 제거시에 배터리의 소모가 많아짐에 따라 효율은 더욱 떨어지게 되는 문제가 있는 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 동절기 저온상태에서 전기 자동차의 배터리 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치를 제공하는데에 있다.
상기의 목적에 따른 본 발명은 전기 자동차용 배터리의 냉각장치에 있어서, 냉각수가 순환되는 몸체(10)가 구비되고, 상기 몸체(10)에는 몸체(10) 내부에 형성된 유수공간부(14)를 통해 냉각수가 순환되도록 하는 유입구(11)와 배출구(12)가 형성되며, 상기 유수공간부(14)에는 발열체(20)에 부착설치되어 냉각수의 가열효율을 높이기 위해 발열체(20)와의 열전도 면적을 증대시킴과 함께 유수공간부(14)에서 순환되는 냉각수의 흐름 방향을 안내하면서 냉각수의 상하 와류가 발생되도록 하여 발열체(20)에 의해 냉각수가 고르게 가열될 수 있도록 하는 유로부(30)가 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 유입구(11)를 통해 유입된 냉각수가 중앙격벽(15)을 기준으로 순환되어 배출구(12)를 통해 배출되도록 흐름 방향을 안내하는 다수의 터널(31)이 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 터널(31) 상에는 발열체(20)에 의해 가열된 냉각수가 터널(31)을 따라 흐르다가 터널(31) 외부로 방출되어 유수공간부(14)의 상부로 이동하고, 유수공간부(14)의 상부로 흘러 하부의 냉각수보다 덜 가열된 냉각수는 개방부(32)를 통해 터널(31) 내로 유입되면서 발열체(20)를 따라 흘러 가열되도록 냉각수의 상하 와류가 발생되게 하는 다수의 개방부(32)가 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명은 동절기에 전기 자동차의 배터리 효율을 높이기 위해 발열체에 의해 냉각수를 빠르고 고르게 가열시킬 수 있는 효과가 있으며, 가열된 냉각수를 이용하여 배터리를 빠른시간 내에 가열시켜줌과 함께 가열된 냉각수를 전기 자동차의 실내 히팅 및 전면 유리의 성애를 제거하는데 사용되도록 함으로써 배터리의 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치의 구성을 나타내는 사시도이고,
도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치의 내부구성을 나타내는 분해사시도이고,
도 4 내지 도 5는 본 발명의 유로의 구성을 나타내는 도면이고.,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치 내에서의 냉각수 흐름을 개략적으로 설명하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치의 열유동 시뮬레이션 상태를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치의 내부구성을 나타내는 분해사시도이고,
도 4 내지 도 5는 본 발명의 유로의 구성을 나타내는 도면이고.,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치 내에서의 냉각수 흐름을 개략적으로 설명하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치의 열유동 시뮬레이션 상태를 나타낸 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2 내지 도 3은 이의 내부구성을 나타내는 분해사시도이다.
본 발명의 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치는 냉각수가 순환되는 몸체(10)가 구비되고, 상기 몸체(10)에는 몸체(10) 내부에 형성된 유수공간부(14)를 통해 냉각수가 순환되도록 하는 유입구(11)와 배출구(12)가 형성되며, 상기 유수공간부(14)에는 발열체(20)에 부착설치되어 냉각수의 가열효율을 높이기 위해 발열체(20)와의 열전도 면적을 증대시킴과 함께 유수공간부(14)에서 순환되는 냉각수의 흐름 방향을 안내하면서 냉각수의 상하 와류가 발생되도록 하여 발열체(20)에 의해 냉각수가 고르게 가열될 수 있도록 하는 유로부(30)가 설치된다.
본 발명에서는 동절기에 배터리의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위해 발열체(20)에 의해 가열된 냉각수를 이용하여 배터리를 빠르게 웜업(warm up)시킴으로써 배터리의 성능저하를 방지할 수 있으며, 또한 전기 자동차의 실내 난방 및 전면 유리의 성애를 제거하는데에 배터리의 에너지가 많이 소모되는 것을 개선하기 위해 가열된 냉각수를 실내 난방 및 유리 성애를 제거하기 위해 사용할 수 있는 것이다.
유수공간부(14)에 유입되는 냉각수는 유입구(11)에서 유입된 후 중앙격벽(15)을 기준으로 순환되면서 발열체(20)에 의해 가열되어 배출구(12)를 통해 배출되는 형태이며, 이때 유수공간부(14)를 순환하는 냉각수의 흐름 구조에 따라 냉각수의 가열 효율이 달라지게 된다.
본 발명에서는 유수공간부(14)에 냉각수의 흐름을 안내하는 유로부(30)를 설치하여 발열체(20)에 의한 냉각수의 가열효율이 증대되도록 하는 것이다.
도 4 내지 도 5를 참조하여 유로부(30)의 구성을 보면, 유입구(11)를 통해 유입된 냉각수가 중앙격벽(15)을 기준으로 순환되어 배출구(12)를 통해 배출되도록 안내하는 다수의 터널(31)이 설치되고, 상기 터널(31)에는 터널(31)을 통해 냉각수가 순환되는 과정에서 터널(31) 외부로 방출되어 흐르도록 하여 냉각수에 상하 와류가 발생되도록 하는 다수의 개방부(32)가 형성된다.
발열체(20)에 부착설치된 다수의 터널(31)에 의해 냉각수가 흐르도록 유도하는 것으로, 유입된 냉각수가 중앙격벽(15)을 기준으로 순환될 수 있도록 유수공간부(14) 내에 터널(31)이 연결설치되어 유로부(30)를 구성하게 된다.
본 발명에서는 유로부(30)가 발열체(20)에 부착설치되어 열전도 효율을 높일 수 있는 것이고, 특히 다수의 터널(31) 형태로 유로부(14)가 형성함에 따라 열전도 면적이 증대되는 효과가 있어 발열체(20)에 의한 냉각수의 가열효율을 높일 수 있는 것이다.
도 6을 참조하여 유수공간부(14) 내에서 유로부(30)에 의한 냉각수의 흐름 구조를 설명한다.
몸체(10)의 유입구(11)를 통해 유입된 냉각수는 유수공간부(14)에 설치된 유로부(30)를 따라 흐르게 되며, 이때 발열체(20)가 설치된 유수공간부(14)의 하부는 발열체(20)와 근접되어 있어 상대적으로 고온이 되고, 상부는 하부보다 저온인 상태의 냉각수가 흐르게 된다.
유수공간부(14)를 흐르는 냉각수가 단순히 터널(31)을 따라 흐르게 되면, 발열체(20)가 설치된 하부의 냉각수는 가열된 상태가 되는 것이지만 상부의 냉각수는 상대적으로 덜 가열된 상태가 됨에 따라 냉각수가 전체적으로 고르게 가열되지 못해 가열효율이 떨어지게 된다.
본 발명에서는 유입된 냉각수가 유로부(30)의 터널(31)을 따라 흐르면서 터널(31)에 형성된 개방부(32)를 통해 와류가 발생하게 된다.
유수공간부(14)의 하부로 흘러 발열체(20)에 의해 가열된 하부의 냉각수는 터널(31)을 따라 흐르다가 개방부(32)를 통해 터널(31) 외부로 방출되어 상부로 이동하고, 유수공간부(14)의 상부로 흘러 상대적으로 덜 가열된 냉각수는 개방부(32)를 통해 터널(31) 내로 유입되면서 발열체(20)를 따라 흘러 가열되도록 냉각수의 상하 와류가 발생하게 되는 것이다.
냉각수의 상하 와류에 의해 유수공간부(14)에서 발열체(20)와 이격되어 흐르는 저온의 냉각수와, 발열체(20)와 밀착되어 흐르는 고온의 냉각수가 상하로 섞이면서 냉각수 전체가 고르게 가열될 수 있어 냉각수의 가열효율이 증대될 수 있다.
또한, 유입구(11)를 통해 냉각수가 유입되는 위치의 유로부(30)에는 후단의 유로부(30)에 형성되는 개방부(32)보다 좁은 간격으로 개방부(32)가 형성되어 냉각수의 유입시 와류가 좀 더 활발하게 발생되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치에 의한 냉각수의 흐름을 시뮬레이션한 그래프로서, 발열체(20)에 설치된 유로부(30)에 냉각수가 흐르면서 내부 공간이 전체적으로 온도평형이 이루어져 냉각수의 가열이 고르게 이루어지는 것이다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
(10)-- 몸체 (11)-- 유입구
(12)-- 배출구 (14)-- 유수공간부
(15)-- 중앙격벽
(20)-- 발열체
(30)-- 유로 (31)-- 터널
(32)-- 개방부
(12)-- 배출구 (14)-- 유수공간부
(15)-- 중앙격벽
(20)-- 발열체
(30)-- 유로 (31)-- 터널
(32)-- 개방부
Claims (3)
- 전기 자동차용 배터리의 냉각장치에 있어서,
냉각수가 순환되는 몸체(10)가 구비되고,
상기 몸체(10)에는 몸체(10) 내부에 형성된 유수공간부(14)를 통해 냉각수가 순환되도록 하는 유입구(11)와 배출구(12)가 형성되며,
상기 유수공간부(14)에는 발열체(20)에 부착설치되어 냉각수의 가열효율을 높이기 위해 발열체(20)와의 열전도 면적을 증대시킴과 함께 유수공간부(14)에서 순환되는 냉각수의 흐름 방향을 안내하면서 냉각수의 상하 와류가 발생되도록 하여 발열체(20)에 의해 냉각수가 고르게 가열될 수 있도록 하는 유로부(30)가 구성됨을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치.
- 제1항에 있어서,
유입구(11)를 통해 유입된 냉각수가 중앙격벽(15)을 기준으로 순환되어 배출구(12)를 통해 배출되도록 흐름 방향을 안내하는 다수의 터널(31)이 구성됨을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치.
- 제2항에 있어서,
터널(31) 상에는 발열체(20)에 의해 가열된 냉각수가 터널(31)을 따라 흐르다가 터널(31) 외부로 방출되어 유수공간부(14)의 상부로 이동하고, 유수공간부(14)의 상부로 흘러 하부의 냉각수보다 덜 가열된 냉각수는 개방부(32)를 통해 터널(31) 내로 유입되면서 발열체(20)를 따라 흘러 가열되도록 냉각수의 상하 와류가 발생되게 하는 다수의 개방부(32)가 구성됨을 특징으로 하는 전기 자동차용 배터리 및 승객실 승온 효율 증대를 위한 냉각수 가열장치.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20190081441A (ko) | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 주식회사 유라코퍼레이션 | 전기자동차용 충전장치의 냉각구조 |
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