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KR101760023B1 - 전기자동차의 배터리 히팅장치 - Google Patents

전기자동차의 배터리 히팅장치 Download PDF

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KR101760023B1
KR101760023B1 KR1020100125358A KR20100125358A KR101760023B1 KR 101760023 B1 KR101760023 B1 KR 101760023B1 KR 1020100125358 A KR1020100125358 A KR 1020100125358A KR 20100125358 A KR20100125358 A KR 20100125358A KR 101760023 B1 KR101760023 B1 KR 101760023B1
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battery
heat exchange
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flow path
heating device
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 전기자동차의 배터리 히팅장치에 관한 것으로서, 배터리의 충전모드 시에 차실내 난방장치의 열교환매체를 배터리의 내부유로로 순환시킴으로써, 배터리의 충전시에 배터리를 최적의 온도로 상승시키는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기모터와 각 전기장치에 전기를 공급하며 내부유로를 갖추고 있는 배터리와, 차실내를 난방하는 온수식 차실내 난방장치와, 배터리의 충전모드 시에, 필요에 따라 차실내 난방장치의 열교환매체를 배터리의 내부유로로 순환시켜 배터리를 히팅하는 배터리 히팅수단을 구비한다.

Description

전기자동차의 배터리 히팅장치{BATTERY HEATING DEVICE OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차의 배터리 히팅장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리의 충전모드 시에 차실내 난방장치의 열교환매체를 배터리의 내부유로로 순환시킴으로써, 배터리의 충전시에 배터리를 최적의 온도로 상승시킬 수 있는 전기자동차의 배터리 히팅장치를 제공하는 데 있다.
최근 들어, 에너지 소비가 적고 환경오염을 줄여줄 수 있는 친환경 전기 차량이 다양하게 개발되고 있다. 그 일례로서, 연료전지 차량과 하이브리드(Hybrid) 차량이 있다.
연료전지 차량은 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 발생된 전기를 에너지원으로 사용하는 차량이다. 하이브리드 차량은 고속주행시나 오르막길 주행시에는 내연기관을 사용하고 저속주행이나 정차시에는 전기를 에너지원으로 사용하는 차량이다.
이러한 연료전지 차량과 하이브리드 차량(이하, "전기자동차"라 통칭함.)은, 전기를 공급하기 위한 배터리를 갖추고 있다.
배터리는 충전식으로서, 차량의 전기모터와 각종 전기장치에 전기를 제공한다. 따라서, 차량의 주행을 가능하게 한다.
한편, 이러한 배터리는, 충전 시에 온도의 영향을 많이 받는다. 특히, 충전모드 시에 저온 소킹(Cold Soakng) 조건 때문에 배터리의 온도가 낮아질 경우, 충전효율이 매우 낮아지고, 충전시간도 지연된다.
따라서, 배터리의 충전을 완료하기 위해서는 운전자가 장시간 기다려야 한다는 단점이 있고, 충전을 완료하더라도 충전량이 현저하게 감소된다는 단점이 있다.
특히, 충전량이 현저하게 감소되므로, 배터리의 용량과 출력이 현저하게 저감되고 그 수명도 현저하게 짧아진다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 고용량, 고출력의 전기를 제공할 수 없고, 배터리의 교환주기도 짧아진다는 결점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 배터리의 충전모드 시에 상기 배터리를 최적의 온도로 상승시키도록 구성함으로써, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있는 전기자동차의 배터리 히팅장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있도록 구성함으로써, 배터리의 충전시간을 대폭적으로 단축시켜 급속충전을 가능하게 하는 전기자동차의 배터리 히팅장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있도록 구성함으로써, 배터리의 용량과 출력을 향상시킬 수 있고, 이로써, 배터리로 하여금 고용량, 고출력의 전기를 제공할 수 있도록 하는 전기자동차의 배터리 히팅장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있도록 구성함으로써, 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는 전기자동차의 배터리 히팅장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전기자동차의 배터리 히팅장치는, 전기모터와 각 전기장치에 전기를 공급하는 배터리와, 차실내를 난방하는 온수식 차실내 난방장치와, 상기 배터리의 충전모드 시에, 필요에 따라 상기 차실내 난방장치의 열교환매체를 상기 배터리의 내부유로로 순환시켜 상기 배터리를 히팅하는 배터리 히팅수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 배터리 히팅수단은, 상기 배터리의 충전모드 시에, 상기 차실내 난방장치의 열교환매체가 상기 배터리의 내부유로로 바이패스될 수 있도록, 상기 차실내 난방장치와 상기 배터리의 내부유로 입구측을 서로 연통시키는 바이패스 밸브와; 상기 배터리의 충전모드 시에, 상기 배터리의 내부유로를 통과한 상기 열교환매체가 상기 차실내 난방장치로 리턴될 수 있도록, 상기 배터리의 내부유로 출구측과 상기 차실내 난방장치를 서로 연결시키는 리턴 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 히팅장치에 의하면, 배터리의 충전모드 시에, 차실내 난방장치의 제2열교환매체를 배터리의 내부유로로 순환시키는 구조이므로, 배터리의 충전시에 상기 배터리를 최적의 온도로 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리의 충전시에 배터리를 최적의 온도로 상승시키는 구조이므로, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리의 온도를 상승시키되, 차실내 난방장치의 제2열교환매체를 이용하는 구조이므로, 배터리의 온도 상승효과를 최대한 증진시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있는 구조이므로, 배터리의 충전시간을 대폭적으로 단축시키고, 이로써, 급속충전을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있는 구조이므로, 배터리의 용량과 출력을 향상시킬 수 있고, 이로써, 배터리로 하여금 고용량, 고출력의 전기를 제공할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있는 구조이므로, 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 히팅장치를 나타내는 도면으로서, 주행모드시에 전기자동차의 배터리가 수냉식 냉각장치의 열교환매체에 의해 냉각되는 경우를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 히팅장치를 나타내는 도면으로서, 난방모드시 전기자동차의 차실내가 차실내 난방장치에 의해 난방되는 경우를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 배터리 히팅장치의 작동예를 나타내는 도면으로서, 차실내 난방장치의 열교환매체가 배터리를 히팅하는 모습을 나타내는 도면,
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 배터리 히팅장치의 작동예를 나타내는 플로우챠트,
도 6은 본 발명에 따른 배터리 히팅장치의 제어 시에 배터리의 온도와 배터리로 공급되는 차실내 낭방장치의 열교환매체의 유량과의 관계를 나타내는 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 배터리 히팅장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 히팅장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 히팅장치를 살펴보기에 앞서, 도 1과 도 2를 참조하여 전기자동차에 대해 간략하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 전기자동차는, 배터리(1)를 구비한다. 배터리(1)는 배터리 케이스(도시하지 않음)와, 배터리 케이스의 내부에 설치되는 다수의 배터리 팩(도시하지 않음)들로 구성된다. 이러한 배터리(1)는 차량의 전기모터(3)와 각종 전기장치에 전기를 제공한다.
그리고 전기자동차는, 배터리(1)를 냉각시키기 위한 배터리 냉각장치(10)를 구비한다.
배터리 냉각장치(10)는, 수냉식으로서, 전기모터(3)를 냉각시키기 위한 전기모터 냉각장치(20)의 제1열교환매체를 이용한다.
이러한 배터리 냉각장치(10)는, 전기모터 냉각장치(20)의 제1열교환매체를 바이패스하는 제1열교환매체 바이패스유로(12)와, 바이패스된 제1열교환매체가 흐를 수 있도록 배터리(1)에 형성되는 내부유로(14)와, 배터리(1)의 내부유로(14)를 통과한 제1열교환매체를 전기모터 냉각장치(20)에 다시 리턴시키는 제1열교환매체 리턴유로(16)를 포함한다.
이러한 배터리 냉각장치(10)는, 전기모터 냉각장치(20)의 제1열교환매체를 바이패스한 다음, 이를 이용하여 배터리(1)를 냉각시키는 구조이므로, 배터리(1)를 보다 효율좋게 냉각할 수 있다. 따라서, 배터리(1)의 과열을 방지하고, 배터리(1)의 수명을 연장시킨다.
참고로, 전기모터 냉각장치(20)는, 제1열교환매체를 순환시키는 워터펌프(22)와, 제1열교환매체를 냉각시키는 라디에이터(24)와, 제1열교환매체가 흐를 수 있도록 전기모터(3)에 형성되는 제1열교환매체 유로(도시하지 않음)를 포함하는 것으로, 제1열교환매체를 이용하여 전기모터(3)를 냉각시킨다. 따라서, 전기모터(3)의 과열을 방지한다.
경우에 따라, 전기모터 냉각장치(20)의 제1열교환매체는, 도시하지 않은 모터제어기(Motor Control Unit)와 DC/DC 컨버터 등과 같은 각종 전기장치에 공급되기도 한다. 따라서, 각종 전기장치를 냉각시키기도 한다.
그리고 도 2를 참조하면, 전기자동차는, 차실내를 난방하는 차실내 난방장치(30)를 구비한다.
차실내 난방장치(30)는, 온수식으로서, 제2열교환매체를 저장하는 열교환매체 탱크(32)와, 열교환매체 탱크(32)에서 배출된 제2열교환매체를 가열하는 전기히터(34)와, 전기히터(34)에서 가열된 제2열교환매체를 도입한 후, 도입된 고온의 제2열교환매체와 차실내의 공기를 열교환시키는 히터코어(36) 및, 제2열교환매체를 펌핑하여 순환시키는 워터펌프(38)를 포함한다.
이러한 차실내 난방장치(30)는, 제2열교환매체를 가열한 다음, 가열된 고온의 제2열교환매체와 차실내의 공기를 열교환시킴으로써, 차실내를 난방한다. 따라서, 차실내의 온도를 따뜻하게 유지시킨다.
다음으로, 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 히팅장치를 도 2와 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 배터리 히팅장치는, 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체를 배터리(1)측으로 바이패스 하는 제2열교환매체 바이패스유로(40)를 구비한다.
제2열교환매체 바이패스유로(40)는, 차실내 난방장치(30)의 전기히터(34) 출구측(34a)과, 배터리(1)에 형성된 내부유로(14)의 입구측(14a)을 서로 연통시킨다.
따라서, 차실내 난방장치(30)의 전기히터(34)에서 가열된 제2열교환매체를 배터리(1)측으로 바이패스 한다. 특히, 배터리(1)에 형성된 내부유로(14)의 입구측(14a)으로 바이패스한다.
그리고 본 발명의 배터리 히팅장치는, 제2열교환매체 바이패스유로(40)와 배터리(1)의 내부유로(14) 입구측(14a)의 연결점에 설치되는 바이패스 밸브(50)를 구비한다.
바이패스 밸브(50)는, 전자제어식 삼방밸브로서, 평소에는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1열교환매체 바이패스유로(12)를 개방한다. 따라서, 전기모터 냉각장치(20)로부터 배터리(1)의 내부유로(14)로 도입되는 제1열교환매체의 흐름을 허용한다.
반면에, "배터리 충전모드 신호"(S1)가 입력되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1열교환매체 바이패스유로(12)는 차단하고, 제2열교환매체 바이패스유로(40)와 배터리(1)의 내부유로(14)는 서로 연통시킨다.
따라서, 전기모터 냉각장치(20)로부터 배터리(1)의 내부유로(14)로 도입되는 제1열교환매체의 흐름은 차단하고, 차실내 난방장치(30)로부터 배터리(1)의 내부유로(14)로 도입되는 제2열교환매체의 흐름은 허용한다.
이로써, 내부유로(14)로 도입된 고온의 제2열교환매체가 배터리(1)를 가열할 수 있게 한다. 그 결과, 배터리(1)의 충전시에, 상기 배터리(1)의 온도가 상승될 수 있게 한다. 따라서, 배터리(1)의 충전효율이 향상될 수 있게 한다. 이에 따라, 배터리(1)의 충전시간을 대폭적으로 단축시켜 급속충전을 가능하게 하고, 배터리(1)의 수명을 연장시킨다.
다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 배터리 히팅장치는, 배터리(1)의 내부유로(14)를 통과한 제2열교환매체를 차실내 난방장치(30)로 리턴시키는 제2열교환매체 리턴유로(60)를 구비한다.
제2열교환매체 리턴유로(60)는, 배터리(1)의 내부유로(14) 출구측(14b)과, 차실내 난방장치(30)를 서로 연통시킨다. 따라서, 배터리(1)를 가열한 후, 내부유로(14)로부터 배출되는 제2열교환매체를 차실내 난방장치(30)로 리턴시킨다.
바람직하게는, 제2열교환매체 리턴유로(60)가 차실내 난방장치(30)의 워터펌프(38) 입구측(38a)에 연결되는 것이 좋다. 이는, 배터리(1)의 내부유로(14)로부터 배출되는 제2열교환매체가 차실내 난방장치(30)의 워터펌프(38)에 의해 펌핑되면서 차실내 난방장치(30)로 효율좋게 리턴될 수 있게 하기 위함이다.
다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 배터리 히팅장치는, 배터리(1)의 내부유로(14) 출구측(14b)과 제2열교환매체 리턴유로(60)의 연결점에 설치되는 리턴 밸브(70)를 구비한다.
리턴 밸브(70)는, 전자제어식 삼방밸브로서, 평소에는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1열교환매체 리턴유로(16)를 개방하여, 배터리(1)로부터 전기모터 냉각장치(20)로 리턴되는 제1열교환매체의 흐름을 허용한다.
반면에, "배터리 충전모드 신호"(S1)가 입력되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1열교환매체 리턴유로(16)는 차단하고, 배터리(1)의 내부유로(14) 출구측(14b)과 제2열교환매체 리턴유로(60)는 서로 연통시킨다.
따라서, 배터리(1)의 내부유로(14)로부터 차실내 난방장치(30)로 리턴되는 제2열교환매체의 흐름은 허용한다. 이로써, 배터리(1)를 가열하고 배출되는 제2열교환매체가 다시 차실내 난방장치(30)로 리턴될 수 있게 한다.
그 결과, "배터리 충전모드"시에는 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체가 배터리(1)를 계속적으로 가열하면서 순환될 수 있게 한다.
다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 배터리 히팅장치는, 제어부(80)를 구비한다.
제어부(80)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 배터리(1)를 충전하기 위해서 사용자가 배터리 충전모드 선택부(90)를 선택할 경우, 상기 배터리 충전모드 선택부(90)로부터 인가되는 "충전모드 선택신호"(S2)에 따라 "배터리 충전모드 신호"(S1)를 출력한다. 그리고 출력된 "배터리 충전모드 신호"(S1)를 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70) 각각에 인가한다.
그러면, 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 온(ON)되면서 작동한다. 특히, 바이패스 밸브(50)는, 제2열교환매체 바이패스유로(40)와 배터리(1)의 내부유로(14)를 서로 연통시킨다.
따라서, 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체가 배터리(1)의 내부유로(14)로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 내부유로(14)로 도입된 고온의 제2열교환매체가 배터리(1)를 가열할 수 있게 한다. 그 결과, 배터리(1)의 충전모드 시에, 상기 배터리(1)의 온도가 상승될 수 있게 한다. 이에 따라, 배터리(1)의 충전효율이 향상될 수 있게 한다.
또한, 리턴 밸브(70)는, 제어부(80)의 "배터리 충전모드 신호"(S1)에 따라, 배터리(1)의 내부유로(14)와 제2열교환매체 리턴유로(60)를 서로 연통시킨다.
따라서, 배터리(1)를 가열하고 배출되는 제2열교환매체가 다시 차실내 난방장치(30)로 리턴될 수 있게 한다. 이로써, 배터리(1)의 충전모드 시에는 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체가 배터리(1)를 계속적으로 가열하면서 순환될 수 있게 한다.
한편, 제어부(80)는, 배터리 충전모드 선택부(90)로부터 "충전모드 선택신호"(S2)가 소거(消去)되면, 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)에 인가된 "배터리 충전모드 신호"(S1)를 소거한다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)가 오프(OFF)되면서 원래의 위치로 복귀하도록 제어한다. 이로써, 배터리(1)의 내부유로(14)에는 전기모터 냉각장치(20)의 제1열교환매체가 순환되면서 배터리(1)의 냉각작용을 수행할 수 있게 한다.
다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 배터리 히팅장치는, 배터리(1)의 온도를 감지하는 배터리 온도감지수단(100)을 더 구비한다.
배터리 온도감지수단(100)은, 배터리(1)의 일측부분에 설치되는 온도센서로서, 배터리(1)의 온도를 감지한 다음, 제어부(80)에 입력시킨다.
한편, 제어부(80)는, "배터리 충전모드 신호"(S1)를 출력한 상태에서, 배터리 온도감지수단(100)에서 배터리(1)의 온도가 입력되면, 입력된 배터리(1)의 온도와 미리 내장된 "기준온도"를 비교한다.
비교 결과, 배터리 온도감지수단(100)에서 입력된 배터리(1)의 온도가 "기준온도"보다 더 크면, 배터리(1)가 충전되기에 최적의 온도로 상승된 것으로 판단하여 "배터리 충전모드 신호"(S1)를 소거한다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)가 오프(OFF)되면서 원래의 위치로 복귀될 수 있게 한다. 이로써, 배터리(1)의 가열 작동을 정지시킨다. 여기서, 제어부(80)에 내장된 "기준온도"는, 상기 배터리(1)의 충전효율이 최상인 상태의 온도로 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 제어부(80)는, 경우에 따라, 배터리 온도감지수단(100)으로부터 입력된 배터리(1)의 온도에 반비례하여 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)의 개도량을 차등적으로 제어할 수도 있다.
즉, 배터리 온도감지수단(100)으로부터 입력된 배터리(1)의 온도가 상승할 수록 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)의 개도량이 점차 줄어들도록 제어한다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 배터리(1)의 온도가 높아질 수록 배터리(1)로 바이패스되는 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체 유량이 점차 저감되게 한다. 이로써, 배터리(1)의 온도가 항상 최적의 상태를 유지할 수 있게 한다.
한편, 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)는, 제어부(80)의 제어신호에 따라 그 개도량이 가변조절되도록 가변 제어 밸브로 구성된다.
그리고 제어부(80)는, 배터리 온도감지수단(100)에서 입력된 배터리(1)의 온도가 "기준온도"보다 더 클 경우, "배터리 충전모드 신호"(S1)를 소거하여 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)를 오프(OFF)시킨다.
한편, 제어부(80)는, 배터리(1)로 바이패스되는 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체 유량이 배터리(1)의 온도에 반비례하도록 제어하되, 경우에 따라 차실내 난방장치(30)의 워터펌프(38) 제어를 통해 구현할 수도 있다.
즉, 배터리 온도감지수단(100)으로부터 입력된 배터리(1)의 온도가 상승할 수록 워터펌프(38)의 회전수를 점차적으로 낮추도록 제어한다. 따라서, 배터리(1)의 온도가 높아질 수록 배터리(1)로 바이패스되는 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체 유량이 점차 저감되게 한다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 배터리 히팅장치의 작동예를 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 배터리(1)를 충전하기 위해서, 사용자가 배터리 충전모드 선택부(90)를 조작하여 "배터리 충전모드"를 선택한다(S101). 그러면, 제어부(80)는 이를 인식하고 "배터리 충전모드 신호"(S1)를 출력한다(S103).
그리고 "배터리 충전모드 신호"(S1)가 출력되면, 출력된 신호는 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)에 각각 인가되고, 인가된 신호에 따라 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)는 온되면서 작동된다(S105).
한편, 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)가 작동됨에 따라, 제2열교환매체 바이패스유로(40)와 배터리(1)의 내부유로(14)는 서로 연통되고, 배터리(1)의 내부유로(14)와 제2열교환매체 리턴유로(60)도 서로 연통된다(S107).
그리고 이들 유로들이 서로 연통됨에 따라, 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체는 제2열교환매체 바이패스유로(40)를 따라 바이패스되면서 배터리(1)의 내부유로(14)로 도입되고(S109), 도입된 제2열교환매체는 배터리(1)를 가열하게 된다(S111).
그리고 배터리(1)를 가열한 제2열교환매체 리턴유로(60)를 통해 차실내 난방장치(30)로 리턴된다(S113). 그리고 리턴된 제2열교환매체는 전기히터(34)에 의해 가열되고, 가열된 제2열교환매체는 제2열교환매체 바이패스유로(40)를 통해 배터리(1)측으로 다시 순환된다(S115).
한편, 제2열교환매체가 순환되는 과정에서, 제어부(80)는, 배터리 온도감지수단(100)에서 입력된 배터리(1)의 온도가 "기준온도"보다 더 큰지를 비교 판단한다(S117).
판단 결과, "기준온도"보다 더 크면, 배터리(1)가 충전하기에 최적의 온도로 상승된 것으로 판단하고, 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)로 인가된 "배터리 충전모드 신호"(S1)를 소거한다(S119).
따라서, 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)가 오프(OFF)되면서 원래의 위치로 복귀된다(S121). 이로써, 배터리(1)의 가열을 중지한다(S123).
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 배터리 히팅장치는, 배터리(1)의 충전모드 시에, 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체를 배터리(1)의 내부유로(14)로 순환시키는 구조이므로, 배터리(1)의 충전시에 상기 배터리(1)를 최적의 온도로 상승시킬 수 있다.
배터리(1)의 충전시에 상기 배터리(1)를 최적의 온도로 상승시키는 구조이므로, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있다.
또한, 배터리(1)의 온도를 상승시키되, 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체를 이용하는 구조이므로, 배터리의 온도 상승효과를 최대한 증진시킬 수 있다.
또한, 배터리(1)의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있는 구조이므로, 배터리의 충전시간을 대폭적으로 단축시키고, 이로써, 급속충전을 가능하게 한다.
또한, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있는 구조이므로, 배터리의 용량과 출력을 향상시킬 수 있고, 이로써, 배터리로 하여금 고용량, 고출력의 전기를 제공할 수 있게 한다.
또한, 배터리의 충전효율을 최대한 향상시킬 수 있는 구조이므로, 배터리의 수명을 연장시킬 수 있다.
다음으로, 도 7에는 본 발명에 따른 배터리 히팅장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
다른 실시예의 배터리 히팅장치는, 배터리(1)가 공랭식으로 냉각되는 구조로서, 전기모터 냉각장치(20)에 의해 냉각되지 않는다.
이러한 경우, 배터리(1)는, 별도의 내부유로(14)가 형성되고, 형성된 내부유로(14)는 차실내 난방장치(30)와 연결되며, 이렇게 연결된 내부유로(14)에는 "배터리 충전모드"시에 차실내 난방장치(30)의 열교환매체가 도입되어 상기 배터리(1)를 히팅시킨다.
다른 실시예의 배터리 히팅장치는, 배터리(1)가 전기모터 냉각장치(20)에 의해 냉각되지 않을 뿐, 그 이외의 구성은 상술한 일실시예와 동일하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
1: 배터리(Battery) 3: 전기모터
10: 배터리 냉각장치 12: 제1열교환매체 바이패스유로
14: 배터리의 내부유로 14a: 내부유로의 입구측
14b: 내부유로의 출구측 16: 제1열교환매체 리턴유로
20: 전기모터 냉각장치 30: 차실내 난방장치
32: 열교환매체 탱크 34: 전기히터
36: 히터코어(Heater Core) 38: 워터펌프(Water Pump)
40: 제2열교환매체 바이패스유로 50: 바이패스 밸브(Bypass Valve)
60: 제2열교환매체 리턴유로 70: 리턴 밸브(Return Valve)
80: 제어부 90: 배터리 충전모드 선택부
100: 배터리 온도감지수단

Claims (7)

  1. 전기모터(3)와 각 전기장치에 전기를 공급하며, 내부유로(14)를 갖추고 있는 배터리(1)와;
    차실내를 난방하는 온수식 차실내 난방장치(30)와;
    상기 배터리(1)의 충전모드 시에, 상기 차실내 난방장치(30)의 열교환매체를 상기 배터리(1)의 내부유로(14)로 순환시켜 상기 배터리(1)를 히팅하고, 다시 상기 차실내 난방장치(30)로 리턴시키는 배터리 히팅수단을 포함하고;
    상기 배터리 히팅수단은,
    상기 배터리(1)의 충전모드 시에, 상기 차실내 난방장치(30)의 열교환매체가 상기 배터리(1)의 내부유로(14)로 바이패스될 수 있도록, 상기 차실내 난방장치(30)와 상기 배터리(1)의 내부유로(14) 입구측(14a)을 서로 연통시키는 바이패스 밸브(50)와;
    상기 배터리(1)의 충전모드 시에, 상기 배터리(1)의 내부유로(14)를 통과한 상기 열교환매체가 상기 차실내 난방장치(30)로 리턴될 수 있도록, 상기 배터리(1)의 내부유로(14) 출구측(14b)과 상기 차실내 난방장치(30)를 서로 연결시키는 리턴 밸브(70) 및;
    상기 전기모터(3)를 냉각시키는 수냉식 전기모터 냉각장치(20)와;
    상기 전기모터 냉각장치(20)의 열교환매체를 상기 배터리(1)의 내부유로(14)로 순환시켜 상기 배터리(1)를 냉각시키는 배터리 냉각장치(10)를 더 포함하며,
    상기 바이패스 밸브(50)는,
    상기 배터리(1)의 충전모드 시에, 상기 전기모터 냉각장치(20)로부터 상기 배터리(1)의 내부유로(14)로 흐르는 열교환매체를 차단하고,
    상기 리턴 밸브(70)는, 상기 배터리(1)의 충전모드 시에, 상기 배터리(1)의 내부유로(14)로부터 상기 전기모터 냉각장치(20)로 흐르는 열교환매체를 차단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 히팅장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리(1)의 온도를 감지하는 배터리 온도감지수단(100)과;
    상기 배터리(1)의 충전모드 시에, 상기 배터리 온도감지수단(100)으로부터 입력된 상기 배터리(1)의 온도가 미리 설정된 기준온도보다 클 경우에 상기 배터리(1)의 내부유로(14)로 도입되는 상기 차실내 난방장치(30)의 열교환매체를 차단할 수 있도록, 상기 바이패스 밸브(50)와 상기 리턴 밸브(70)를 제어하는 제어부(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 히팅장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)는, 가변식 제어 밸브이며,
    상기 제어부(80)는, 상기 배터리(1)의 온도가 상승할 수록 상기 배터리(1)로 바이패스되는 상기 차실내 난방장치(30)의 제2열교환매체 유량이 점차 저감될 수 있도록, 상기 배터리 온도감지수단(100)으로부터 입력된 배터리(1)의 온도에 반비례하여 바이패스 밸브(50)와 리턴 밸브(70)의 개도량을 차등적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 히팅장치.
  5. 삭제
  6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 차실내 난방장치(30)는,
    열교환매체를 저장하는 열교환매체 탱크(32)와, 상기 열교환매체 탱크(32)에서 배출된 열교환매체를 가열하는 전기히터(34)와, 상기 전기히터(34)에서 가열된 열교환매체를 도입한 후, 도입된 고온의 열교환매체와 차실내의 공기를 열교환시키는 히터코어(36) 및, 상기 열교환매체를 펌핑하여 순환시키는 워터펌프(38)를 포함하며,
    상기 제어부(80)는, 상기 배터리(1)로 바이패스되는 상기 차실내 난방장치(30)의 열교환매체 유량이 상기 배터리(1)의 온도에 반비례하도록 상기 워터펌프(38)를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 히팅장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전기모터 냉각장치(20)는,
    열교환매체를 순환시키는 워터펌프(22)와, 상기 열교환매체를 외부의 공기와 열교환시켜 냉각시키는 라디에이터(24)와, 상기 열교환매체가 흐를 수 있도록 상기 전기모터(3)에 형성되는 열교환매체 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 히팅장치.
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