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KR100802767B1 - 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템 - Google Patents

하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템 Download PDF

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KR100802767B1
KR100802767B1 KR1020050105305A KR20050105305A KR100802767B1 KR 100802767 B1 KR100802767 B1 KR 100802767B1 KR 1020050105305 A KR1020050105305 A KR 1020050105305A KR 20050105305 A KR20050105305 A KR 20050105305A KR 100802767 B1 KR100802767 B1 KR 100802767B1
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air
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서영진
박진호
이대웅
Original Assignee
현대자동차주식회사
한라공조주식회사
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Abstract

본 발명은 컴팩트한 구성으로 하이브리드 차량에 탑재되는 배터리유닛과 모터제어유닛을 공기를 이용하여 효과적으로 냉각시켜서 배터리유닛과 모터제어유닛의 안정된 작동성을 확보하도록 하고, 차량의 공간활용도를 극대화 한다.

Description

하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템{COOLING SYSTEM FOR A BATTERY AND MOTOR CONTROL UNIT OF A HYBRID VEHICLE}
도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 A부 상세도,
도 3은 도 1의 B부 상세도,
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1; 배터리유닛 3; 공기흡입덕트
5; 토출구 7; 모터제어유닛
9; MCU유입덕트 11; 바이패스덕트
13; MCU토출덕트 15; 통합덕트
17; 블로워팬 19; 흡입구
본 발명은 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리유닛과 모터제어유닛(MCU: Motor Control Unit)을 냉각시키기 위한 에어덕트의 구조에 관한 기술이다.
하이브리드 차량은 구동륜을 구동하기 위한 전기모터에 전기에너지를 제공하기 위한 배터리유닛을 탑재하고 있으며, 상기 전기모터를 적절히 제어하기 위한 모터제어유닛이 구비되어 있다.
상기 배터리유닛과 모터제어유닛에서는 작동시에 열이 발생되므로, 열에 의한 손상을 막고 지속적으로 안정된 작동성을 확보하도록 하기 위해서는, 적절한 냉각장치가 구비되어야 한다.
차량의 실내 공간은 제한적이므로 상기 배터리유닛과 모터제어유닛의 냉각장치는 컴팩트한 구성을 갖추어야 한다.
본 발명은 컴팩트한 구성으로 하이브리드 차량에 탑재되는 배터리유닛과 모터제어유닛을 공기를 이용하여 효과적으로 냉각시켜서 배터리유닛과 모터제어유닛의 안정된 작동성을 확보하도록 한 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 배터리셀과, 상기 다수의 배터리셀을 내장하는 하우징으로 이루어진 배터리유닛과;
상기 배터리유닛에 연통되어 차실내의 공기를 흡입하도록 형성된 공기흡입덕트와;
삭제
상기 공기흡입덕트로 흡입된 공기가 상기 배터리유닛으로부터 토출되도록 구비된 배터리유닛의 토출구와;
상기 토출구로부터 모터제어유닛으로 분지되는 MCU유입덕트와;
상기 모터제어유닛을 바이패스하도록 상기 토출구로부터 분지된 바이패스덕트와;
상기 모터제어유닛에서 토출되는 공기가 통과하는 MCU토출덕트와;
상기 MCU토출덕트와 상기 바이패스덕트가 통합되는 통합덕트와;
상기 통합덕트에 설치된 블로워팬을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
삭제
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 배터리유닛(1)에 연통되어 차실내의 공기를 흡입하도록 형성된 공기흡입덕트(3)와; 상기 공기흡입덕트(3)로 흡입된 공기가 상기 배터리유닛(1)으로부터 토출되도록 구비된 배터리유닛(1)의 토출구(5)와; 상기 토출구(5)로부터 모터제어유닛(7)으로 분지되는 MCU유입덕트(9)와; 상기 모터제어유닛(7)을 바이패스하도록 상기 토출구(5)로부터 분지된 바이패스덕트(11)와; 상기 모터제어유닛(7)에서 토출되는 공기가 통과하는 MCU토출덕트(13)와; 상기 MCU토출덕트(13)와 상기 바이패스덕트(11)가 통합되는 통합덕트(15)와; 상기 통합덕트(15)에 설치된 블로워팬(17)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 배터리유닛(1)은 다수의 배터리셀과, 상기 다수의 배터리셀을 내부에 설치하는 밀폐형 하우징을 일체로 포함하여 지칭하는 것이다. 그리고, 상기 배터리유닛(1)은 상기 공기흡입덕트(3)와 연통되어 상기 토출구(5)를 통해 상기 공기흡입덕트(3)로부터 유입된 공기를 상기 바이패스덕트(11)와 상기 MCU토출덕트(13)로 각각 토출시키도록 구성된다.
상기 공기흡입덕트(3)는 상기 배터리유닛(1)의 상측에 배치되고, 차실내의 공기를 흡입하기 위해 상측을 향해 개구된 흡입구(19)가 공기흡입덕트(3)의 길이방향을 따라 직렬로 다수개 구비되며, 상기 흡입구(19)로부터 상기 배터리유닛(1)에 연결되는 부분까지의 전체적인 형상은 C자형을 이루도록 되어 있다.
본 실시예에서, 상기 배터리유닛(1)과 모터제어유닛(7)은 트렁크룸에 장착되며, 상기 공기흡입덕트(3)는 트렁크룸과 차실내를 연결하는 역할을 하고, 상기 공기흡입덕트(3)의 흡입구(19)는 2개가 형성되어 차실내와 연통된다(도 1 및 도 4참조).
상기 공기흡입덕트(3)는 상기 배터리유닛(1)의 상측 모서리에 연통되고, 상기 모터제어유닛(7)은 상기 배터리유닛(1)의 옆에 인접하여 위치되며, 상기 공기흡입덕트(3)의 하측면은 상기 모터제어유닛(7)의 상측면과 접촉한다.
따라서, 상기 공기흡입덕트(3)를 유동하는 공기가 상기 모터제어유닛(7)을 간접적으로 냉각시키는 역할을 수행할 수 있게 된다.
상기 배터리유닛(1)의 토출구(5)는 상기 배터리유닛(1)의 상기 공기흡입덕트(3)가 연결된 부위의 하측에 형성된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 배터리유닛(1)에서는 상기 공기흡입덕트(3)로부터 유입된 공기가 배터리유닛(1)을 한 바퀴 돌아서 상기 토출구(5)로 빠져나오는 경로를 유동하게 된다.
상기 MCU유입덕트(9)와 바이패스덕트(11)는 상하로 수직하게 배치된 구조이며, 상기 MCU토출덕트(13)와 상기 바이패스덕트(11)도 상하로 수직하게 배치된 구조이다.
또한, 상기 MCU토출덕트(13)와 바이패스덕트(11)는 상기 모터제어유닛(7)의 옆에서 상기 배터리유닛(1)과 모터제어유닛(7)을 연결하는 직선에 수직한 방향으로 휘어지게 형성된다.
그러나, 상기 MCU토출덕트(13)와 바이패스덕트(11)가 상기 모터제어유닛(7)의 옆에 접촉하지는 않는다.
이와 같은 MCU유입덕트(9), MCU토출덕트(13) 및 바이패스덕트(11)의 배치 및 형상은 원활한 공기의 흐름을 확보하면서도, 비교적 적은 공간을 차지하여 차량의 공간활용도를 향상시키기 위한 것이다.
상기 통합덕트(15)의 단부에 구비된 블로워팬(17)으로부터 토출되는 공기는 차량의 외부로 배출되도록 되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템은 상기 블로워팬(17)이 구동하여 발생하는 흡입력으로 상기 공기흡입덕트(3)의 흡입구(19)로 차실내의 공기를 흡입하게 된다.
상기 흡입된 공기는 상기 공기흡입덕트(3)를 따라 유동하여 상기 배터리유 닛(1)으로 공급된다.
상기 배터리유닛(1)에 공급된 공기는 배터리유닛(1)을 돌면서 배터리유닛(1)과 열교환을 한 후 상기 토출구(5)로 배출된다.
정상적인 배터리유닛(1)의 작동이 이루어지고, 그에 따른 정상적인 냉각작용이 이루어지는 경우에, 상기 토출구(5)로부터 배출되는 공기의 온도는 최대 45℃를 넘지 않는다.
배터리유닛(1)과 모터제어유닛(7)이 장착되어 있는 트렁크룸의 온도가 최대 65℃까지 이르는 것에 비추어, 상기 배터리유닛(1)의 토출구(5)로부터 배출되는 공기의 온도는 모터제어유닛(7)을 냉각시키기에 충분하다.
상기 토출구(5)에서 배출된 공기는 상기 MCU유입덕트(9)를 통해 모터제어유닛(7)으로 공급되어 모터제어유닛(7)을 통과하며서, 상기 모터제어유닛(7)의 열을 흡수한다.
상기 모터제어유닛(7)의 열을 흡수한 공기는 상기 MCU토출덕트(13)를 통해 배출되어, 상기 바이패스덕트(11)를 통해 유동하는 공기와 함께 상기 통합덕트(15)로 유입된다.
상기 통합덕트(15)에서는 상기 블로워팬(17)에 의해 더워진 공기가 차량의 외부로 배출된다.
상기한 바와 같이 구성되어 작동되는 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템은 상기 배터리유닛(1)과 인접하게 위치시킨 모터제어유닛(7)을 하나의 블로워팬(17)이 제공하는 공기의 유동으로 동시에 냉각시킬 수 있어서, 사용되는 부품수가 저감되고, 공간이 절약된다.
또한, 상기 MCU유입덕트(9), MCU토출덕트(13) 및 바이패스덕트(11)의 배치 및 형상에 의해 차량의 공간을 적게 차지하는 컴팩트한 구성을 이룰 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 컴팩트한 구성으로 하이브리드 차량에 탑재되는 배터리유닛과 모터제어유닛을 공기를 이용하여 효과적으로 냉각시켜서 배터리유닛과 모터제어유닛의 안정된 작동성을 확보하도록 하고, 차량의 공간활용도를 극대화 한다.

Claims (6)

  1. 다수의 배터리셀과, 상기 다수의 배터리셀을 내장하는 하우징으로 이루어진 배터리유닛과;
    상기 배터리유닛에 연통되어 차실내의 공기를 흡입하도록 형성된 공기흡입덕트와;
    상기 공기흡입덕트로 흡입된 공기가 상기 배터리유닛으로부터 토출되도록 구비된 배터리유닛의 토출구와;
    상기 토출구로부터 모터제어유닛으로 분지되는 MCU유입덕트와;
    상기 모터제어유닛을 바이패스하도록 상기 토출구로부터 분지된 바이패스덕트와;
    상기 모터제어유닛에서 토출되는 공기가 통과하는 MCU토출덕트와;
    상기 MCU토출덕트와 상기 바이패스덕트가 통합되는 통합덕트와;
    상기 통합덕트에 설치된 블로워팬을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기흡입덕트는 상기 배터리유닛의 상측에 배치되고, 차실내의 공기를 흡입하기 위해 상측을 향해 개구된 흡입구가 공기흡입덕트의 길이방향을 따라 직렬로 다수개 구비되고, 상기 흡입구로부터 상기 배터리유닛에 연결되는 부분까지의 전체적인 형상은 C자형을 이루는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공기흡입덕트는 상기 배터리유닛의 상측 모서리에 연통되고, 상기 모터제어유닛은 상기 배터리유닛의 옆에 인접하여 위치되고, 상기 공기흡입덕트의 하측면은 상기 모터제어유닛의 상측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배터리유닛의 토출구는 상기 배터리유닛의 상기 공기흡입덕트가 연결된 부위의 하측에 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 MCU유입덕트와 바이패스덕트는 상하로 수직하게 배치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 MCU토출덕트와 상기 바이패스덕트는 상하로 수직하게 배치되고, 상기 배터리유닛과 모터제어유닛을 연결하는 직선에 수직한 방향으로 휘어지게 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리유닛 및 모터제어유닛 냉각시스템.
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