KR20150028931A - Cooling system of electric components for fuel cell vehicle and control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시 예는 연료전지 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 차량에 채용되는 전기동력 부품들을 냉각수로서 냉각시킬 수 있는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
알려진 바와 같이, 연료전지 시스템이 탑재된 차량에서는 연료로 사용되는 수소를 연료전지 스택에 공급하여 전기를 생산하며, 연료전지 스택에 의해 생산된 전기로 구동모터를 작동시켜 차량을 구동시킨다.As is known, in a vehicle equipped with a fuel cell system, hydrogen used as fuel is supplied to the fuel cell stack to produce electricity, and an electric furnace drive motor produced by the fuel cell stack is operated to drive the vehicle.
여기서, 연료전지 시스템은 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 연료전지 스택 내에서 전기 화학적으로 직접 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전시스템이다. Here, the fuel cell system is a kind of power generation system that converts the chemical energy of the fuel directly into electric energy electrochemically in the fuel cell stack without converting it into heat by combustion.
한편, 연료전지 차량에는 연료전지 스택을 냉각하기 위한 스택 냉각 시스템과, 차량의 주행을 위한 구동모터 및 제어기 등의 전기동력 부품들을 냉각하기 위한 전장 냉각 시스템을 구비하고 있다.On the other hand, the fuel cell vehicle is provided with a stack cooling system for cooling the fuel cell stack, and an electric cooling system for cooling electric power components such as a drive motor and a controller for running the vehicle.
이 중에서 연료전지 차량의 전장 냉각 시스템은 기본적으로 전동펌프와 전장용 라디에이터를 구비하고 있다. 전장용 라디에이터는 차량 주행용 구동모터, 모터 제어기, 공기 블로워 제어기, 고전압/저전압 직류변환기, 정션박스 그리고 배터리 등에 구성되어 있는 냉각수 루트로부터 열교환되어 나온 냉각수를 냉각하는 역할을 수행하게 된다.Among them, the electric cooling system of the fuel cell vehicle basically includes an electric pump and a radiator for electric field. The radiator for electric field plays a role of cooling the cooling water heat exchanged from the cooling water route formed in the driving motor for driving the vehicle, the motor controller, the air blower controller, the high voltage / low voltage DC converter, the junction box and the battery.
즉, 연료전지 차량의 전장 냉각 시스템은 전동펌프를 통해 냉각수를 전기동력 부품들의 냉각수 루트로 순환시켜 전기동력 부품들의 발열을 제거하고, 이러한 발열에 의해 데워진 냉각수를 전장용 라디에이터를 통해 냉각시킬 수 있다.That is, in the full-length cooling system of the fuel cell vehicle, the cooling water is circulated through the electric pump to the cooling water route of the electric power components to remove the heat of the electric power components, and the cooling water heated by such heat generation can be cooled through the electric radiator .
따라서, 연료전지 차량에 탑재된 전기동력 부품들은 전장 냉각 시스템에 의해 방열을 실시하여 보다 높은 출력과 온도에 대한 안정성을 지니게 되는 바, 이러한 전장 냉각 시스템은 전장 냉각 부품들의 구성 및 제어 방법에 따라 냉각 효율의 차이를 지니고 있다.Therefore, the electric power components mounted in the fuel cell vehicle are heat-dissipated by the electric-field cooling system to have a higher output and stability against temperature. Such electric-field cooling systems can be cooled It has a difference in efficiency.
또한, 연료전지 차량의 전장 냉각 시스템은 전장용 라디에이터가 최소의 방열 성능에 맞추어 설계되기 때문에 전체 냉각 시스템의 사이즈 증대 및 냉각 성능의 저하로 인한 출력 제한을 야기시킬 수 있다.In addition, since the electric field radiator of the fuel cell vehicle is designed for the minimum heat radiation performance, the overall cooling system of the fuel cell vehicle may cause an increase in the size of the entire cooling system and an output limitation due to the deterioration of the cooling performance.
더 나아가, 연료전지 차량의 전장 냉각 시스템은 냉각수의 온도에 따라 냉각수의 유량 만을 제어하여 냉각 성능을 확보하고 있기 때문에 효율적인 운전이 어렵고, 차량의 저속 시 전동펌프의 속도 증가로 인한 소음 및 진동으로 차량의 정숙성(편의성)에 불리하다는 문제점도 내포하고 있다.Furthermore, since the cooling system of the fuel cell vehicle has the cooling performance by controlling only the flow rate of the cooling water according to the temperature of the cooling water, efficient operation is difficult, and the noise and vibration due to the speed increase of the electric pump at low speed of the vehicle Which is disadvantageous to the quietness (convenience) of the user.
본 발명의 실시 예들은 전기동력 부품들의 냉각 성능 및 전장용 라디에이터의 방열 성능을 더욱 향상시킬 수 있으며, 차량의 정숙성을 도모할 수 있도록 한 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a cooling system for electric parts of a fuel cell vehicle and a control method thereof that can further improve the cooling performance of the electric power components and the heat radiation performance of the radiator for electric field, do.
본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템은, 냉각수 펌프를 통해 냉각수를 전기동력 부품들로 유동시키고, 냉각수를 라디에이터로 순환시키며 냉각하는 것으로서, 상기 냉각수 펌프와 라디에이터를 연결하는 냉각수 순환라인에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인을 포함하되, 상기 제1 분기라인에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군이 배치되고, 상기 제2 분기라인에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군이 배치되며, 상기 제1 및 제2 분기라인의 분기점에는 차속에 따라 상기 제1 및 제2 분기라인으로 공급되는 유량을 조절하는 유량조절 밸브가 설치될 수 있다.The electric component cooling system of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention is a system for cooling the cooling water to the electric power components through the cooling water pump and circulating and cooling the cooling water to the radiator, Wherein the first branch line includes first and second branch lines that branch in parallel in a circulation line, wherein the first branch line includes a first group of electric power components having different heating values in proportion to a vehicle speed, And a flow control valve for regulating the flow rate of the fuel supplied to the first and second branch lines according to the vehicle speed may be installed at the branch points of the first and second branch lines have.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템은, 차속 센서를 포함하는 차량 운행 검출수단으로부터 입력되는 신호를 비교 판단하여 상기 유량조절 밸브를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.Further, the electric component cooling system of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention may include a controller for controlling the flow rate control valve by comparing the signals input from the vehicle travel detecting means including the vehicle speed sensor .
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템은, 차량의 저속 구간에서 상기 유량조절 밸브를 통해 제1 분기라인 보다 제2 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있다.Further, the electric component cooling system of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention is capable of providing more flow rate of cooling water to the second branch line than the first branch line through the flow control valve at a low speed section of the vehicle have.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템은, 차량의 고속 구간에서 상기 유량조절 밸브를 통해 제2 분기라인 보다 제1 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있다.Further, the electric component cooling system of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention is capable of providing more flow rate of cooling water to the first branch line than the second branch line through the flow control valve at a high speed section of the vehicle have.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템에 있어서, 상기 유량조절 밸브는 3-웨이(3-way) 밸브로 이루어질 수 있다.Further, in the electric component cooling system of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention, the flow control valve may be a 3-way valve.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템에 있어서, 상기 제1 전기동력 부품군은 구동모터 및 모터 제어기를 포함할 수 있다.Further, in the electric component cooling system of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention, the first group of electric power components may include a driving motor and a motor controller.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템에 있어서, 상기 제2 전기동력 부품군은 고전압 및 저전압 직류변환기를 포함할 수 있다.Further, in the electric component cooling system of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention, the second group of electric power components may include a high voltage and low voltage DC converter.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법은, 냉각수 펌프를 통해 냉각수를 전기동력 부품들로 유동시키고, 냉각수를 라디에이터로 순환시키며 냉각하는 것으로서, 상기 냉각수 펌프와 라디에이터를 연결하는 냉각수 순환라인에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인을 포함하되, 상기 제1 분기라인에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군이 배치되고, 상기 제2 분기라인에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군이 배치되는 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템을 제공하고, 차속 센서로서 차량의 속도를 감지하며, 차속이 기 설정된 기준 속도 이하의 저속인 것으로 판단되면, 유량조절 밸브에 전기적인 신호를 인가하고, 상기 유량조절 밸브를 통해 제1 분기라인 보다 제2 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있다.A control method of an electric component cooling system for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention is a control method for cooling an electric component cooling system for a fuel cell vehicle by flowing cooling water to electric power components through a cooling water pump and circulating and cooling cooling water to a radiator, Wherein the first branch line is divided into a first branch line and a second branch line which branch in parallel in a cooling water circulation line connecting the first branch line and the second branch line, A second electric power component group in which the amount of heat generation is constant irrespective of the vehicle speed is disposed, and the vehicle speed component is detected as a vehicle speed sensor, and it is determined that the vehicle speed is a low speed lower than a predetermined reference speed An electric signal is applied to the flow rate control valve, and the first branch line It is possible to provide a cooling water of more flow in the second branch line.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법은, 차속이 기 설정된 기준 속도를 초과하는 고속인 것으로 판단되면, 유량조절 밸브에 전기적인 신호를 인가하고, 상기 유량조절 밸브를 통해 제2 분기라인 보다 제1 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있다.In addition, the control method of the electric component cooling system for a fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention is characterized in that when it is determined that the vehicle speed is a high speed exceeding a preset reference speed, an electric signal is applied to the flow control valve, It is possible to provide more flow rate of cooling water through the valve to the first branch line than the second branch line.
본 발명의 실시 예들은 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군과, 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군으로 구분하여 전기동력 부품들의 레이아웃을 구성하고, 차속에 따라 제1 및 제2 전기동력 부품군으로 제공되는 냉각수의 유량을 유량조절 밸브를 통해 조절할 수 있다.Embodiments of the present invention are configured to divide a first electric power component group having a different heating value in proportion to a vehicle speed and a second electric power component group having a constant heating value irrespective of a vehicle speed to form a layout of the electric power components, 1 and the second electric power component group through the flow rate control valve.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 차속에 따라 제1 및 제2 전기동력 부품군으로 제공되는 냉각수의 유량을 제어함으로써 전체적인 냉각 시스템의 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있고, 전장용 라디에이터의 방열 성능을 개선할 수 있으며, 전체적인 냉각 시스템의 사이즈를 축소시킬 수 있고, 냉각수 펌프의 필요 속도를 낮출 수 있기 때문에 차량의 정숙성을 도모할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the cooling performance of the entire cooling system can be further improved by controlling the flow rate of the cooling water provided to the first and second electric power component groups according to the vehicle speed, and the heat radiation performance of the electric radiator can be improved The size of the overall cooling system can be reduced, and the required speed of the cooling water pump can be lowered, so that the quietness of the vehicle can be achieved.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a block diagram schematically showing an electric component cooling system of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart for explaining a control method of an electric component cooling system for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a control method of an electric component cooling system for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.It should be noted that terms such as " ... unit ", "unit of means "," part of item ", "absence of member ", and the like denote a unit of a comprehensive constitution having at least one function or operation it means.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing an electric component cooling system of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예가 적용되는 연료전지 차량은 연료와 산화제의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 생산하는 연료전지 시스템을 채용하며, 연료전지 시스템에서 생산된 전기 에너지로서 차량 구동을 위한 구동모터를 작동시킬 수 있다.Referring to FIG. 1, a fuel cell vehicle to which the embodiment of the present invention is applied employs a fuel cell system that produces electrical energy by electrochemical reaction between fuel and oxidizer, Can be operated.
본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템(100)은 연료전지 차량에서 구동모터, 모터 제어기 및 각종 전력변환 장치 등의 각종 전기동력 부품들을 냉각하기 위한 것이다.The electric
예를 들면, 상기 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템(100)은 냉각수 펌프(1)를 통해 냉각수를 전기동력 부품들의 냉각수 루트로 순환시키며 전기동력 부품들의 발열을 제거하고, 이러한 발열에 의해 데워진 냉각수를 전장용 라디에이터(3)를 통해 냉각시킬 수 있다.For example, the electric
여기서, 상기 냉각수 펌프(1)의 유입단은 전장용 라디에이터(3)의 유출단에 연결되고, 그 전장용 라디에이터(3)의 유입단과 냉각수 펌프(1)의 토출단은 냉각수 순환라인(5)을 통해 연결될 수 있다.The inlet end of the electric-
본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템(100)은 전기동력 부품들의 냉각 성능 및 전장용 라디에이터(3)의 방열 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.The electric
이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템(100)은 기본적으로 냉각수 펌프(1)와 전장용 라디에이터(3)를 연결하는 냉각수 순환라인(5)에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인(11, 12)을 포함한다.To this end, the electric
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 분기라인(11, 12)은 냉각수 펌프(1)의 토출 측에서 냉각수 순환라인(5)으로부터 두 갈래로 분기될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the first and
이 경우, 상기 제1 분기라인(11)에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군(21) 예컨대, 구동모터 및 모터 제어기(인버터) 등의 전기동력 부품들이 배치될 수 있다.In this case, the
즉, 상기 제1 전기동력 부품군(21)은 차량의 저속 조건에서 발열량이 적고, 차량의 고속 조건에서 발열량이 증가한다.That is, the first electric
그리고, 상기 제2 분기라인(12)에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군(22) 예컨대, 고전압 및 저전압 직류 변환기 등의 전기동력 부품들이 배치될 수 있다.In the
상기에서와 같은 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)의 부품들은 냉각수가 유동될 수 있는 냉각 유로를 형성하고 있다. 이러한 전기동력 부품들의 냉각 구조는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 그 구조의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.The components of the first and second electric
더 나아가 본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 분기라인(11, 12)의 분기점에는 차속에 따라 제1 및 제2 분기라인(11, 12)으로 공급되는 유량을 조절하기 위한 유량조절 밸브(30)가 설치될 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, at the branch points of the first and
또한, 본 발명의 실시 예에서는 차속 센서(41)를 포함하는 차량 운행 검출수단(40)으로부터 입력되는 신호를 비교 판단하여 유량조절 밸브(30)를 제어하는 제어기(90)를 포함하고 있다.In the embodiment of the present invention, a
이 경우, 상기 유량조절 밸브(30)는 3-웨이(3-way) 밸브(31)를 포함할 수 있다. 상기 3-웨이 밸브(31)는 전기적인 신호에 의해 작동하는 밸브체(도면에 도시되지 않음)의 회전 또는 상하 작동에 기인한 밸브 개폐 정도에 따라 냉각수 순환라인(5)을 따라 순환하며 제1 및 제2 분기라인(11, 12)으로 공급되는 유량을 실질적으로 가변시킬 수 있는 구조로 이루어진다.In this case, the
상기한 3-웨이 밸브(31)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 3-웨이 밸브로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 상기 3-웨이 밸브(31)는 차량의 저속 구간에서 제어기(90)에 의해 제어되어 제1 분기라인(11) 보다 제2 분기라인(12)으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있으며, 차량의 고속 구간에서는 제2 분기라인(12) 보다 제1 분기라인(11)으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공할 수 있다.Here, the three-
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템(100)의 제어 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a control method of the electric
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.FIG. 2 is a flow chart for explaining a control method of a cooling system for electric component parts for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a control method for a cooling component for electric component for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention. Fig.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서는 기본적으로 냉각수 펌프(1)의 구동으로서 냉각수를 냉각수 순환라인(5)에서 병렬로 분기된 제1 및 제2 분기라인(11, 12)을 통해 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)의 냉각 루트로 유동시키며, 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)의 발열을 제거하고, 이러한 발열에 의해 데워진 냉각수를 전장용 라디에이터(3)로 순환시키며 냉각할 수 있다. 2 and 3, in the embodiment of the present invention, the
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)의 냉각 과정을 더욱 구체적으로 설명하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 차량 운행 검출수단(40)의 차속 센서(41)를 통해 차량의 속도를 감지하고(S11 단계), 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력한다.The cooling process of the first and second electric
그러면, 상기 제어기(90)는 차속 센서(41)로부터 입력되는 감지 신호를 비교 판단하여 차량의 속도가 기준 속도 이하의 저속 조건인지 그 기준 속도를 초과하는 고속 조건인지를 판단한다(S21 단계).In step S21, the
여기서, 상기한 차량의 기준 속도, 저속 조건 및 고속 조건은 차량의 엔진, 변속기 등의 구동 및 동력전달 사양에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 실시 예에서 어느 특정한 값으로 한정하지 않는다.Here, the reference speed, the low speed condition, and the high speed condition of the vehicle may vary according to the driving and power transmission specifications of the engine, the transmission, etc. of the vehicle, and thus are not limited to any particular value in the embodiment of the present invention.
상기 S21 단계에서, 차속이 기준 속도 이하의 저속 조건인 것으로 판단되면, 제어기(90)는 유량조절 밸브(30)의 3-웨이 밸브(31)에 전기적인 제1 신호를 인가한다(S31 단계).If it is determined in step S21 that the vehicle speed is a low speed condition below the reference speed, the
이에, 상기 3-웨이 밸브(31)는 회전 또는 상하 작동하는 밸브체(도면에 도시되지 않음)에 의해 제1 분기라인(11) 보다 제2 분기라인(12)으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공한다.Thus, the 3-
즉, 차량의 저속 조건에서는 상대적으로 제1 전기동력 부품군(21)의 발열량이 적고, 제2 전기동력 부품군(22)의 발열량이 크기 때문에, 제1 전기동력 부품군(21)이 배치된 제1 분기라인(11)으로 제공하는 냉각수의 유량(Q1) 보다 더 큰 유량(Q2)의 냉각수를 제2 전기동력 부품군(22)이 배치된 제2 분기라인(12)으로 제공한다(S41 단계).That is, since the amount of heat generated by the first electric
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 차량의 저속 조건 시, 제1 전기동력 부품군(21)의 발열량이 제2 전기동력 부품군(22) 보다 상대적으로 적기 때문에, 제1 전기동력 부품군(21) 보다는 제2 전기동력 부품군(22)으로 더 많은 유량을 제공하여 전체적인 냉각 시스템의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, since the amount of heat generated by the first electric
한편, 상기 S21 단계에서 차속이 기준 속도를 초과하는 고속 조건인 것으로 판단되면, 제어기(90)는 유량조절 밸브(30)의 3-웨이 밸브(31)에 전기적인 제2 신호를 인가한다(S51 단계).On the other hand, if it is determined in step S21 that the vehicle speed is a high speed condition exceeding the reference speed, the
이에, 상기 3-웨이 밸브(31)는 회전 또는 상하 작동하는 밸브체(도면에 도시되지 않음)에 의해 제2 분기라인(12) 보다 제1 분기라인(11)으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공한다.Thus, the three-
즉, 차량의 고속 조건에서는 제1 전기동력 부품군(21)의 발열량이 제2 전기동력 부품군(22)의 발열량 보다 상대적으로 크기 때문에, 제2 전기동력 부품군(22)이 배치된 제2 분기라인(12)으로 제공하는 냉각수의 유량(Q2) 보다 더 큰 유량(Q1)의 냉각수를 제1 전기동력 부품군(21)이 배치된 제1 분기라인(11)으로 제공한다(S61 단계).That is, in the high-speed condition of the vehicle, since the heat generation amount of the first electric
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 차량의 고속 조건 시, 제1 전기동력 부품군(21)의 발열량이 제2 전기동력 부품군(22) 보다 상대적으로 크기 때문에, 제2 전기동력 부품군(22)으로 제공되는 냉각수의 유량을 줄이고, 제1 전기동력 부품군(21)으로 제공되는 냉각수의 유량을 증대시켜 전체적인 냉각 시스템의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the second electric
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템 및 그의 제어 방법에 의하면, 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군(21)과, 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군(22)으로 구분하여 전기동력 부품들의 레이아웃을 구성하고, 차속에 따라 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)으로 제공되는 냉각수의 유량을 유량조절 밸브(30)를 통해 조절할 수 있다.According to the electric component cooling system and the control method thereof of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention as described above, the first electric
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 차속에 따라 제1 및 제2 전기동력 부품군(21, 22)으로 제공되는 냉각수의 유량을 제어함으로써 전체적인 냉각 시스템의 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있고, 전장용 라디에이터(3)의 방열 성능을 개선할 수 있으며, 전체적인 냉각 시스템의 사이즈를 축소시킬 수 있고, 냉각수 펌프(1)의 필요 속도를 낮출 수 있기 때문에 차량의 정숙성을 도모할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the cooling performance of the entire cooling system can be further improved by controlling the flow rate of the cooling water provided to the first and second electric
이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Other embodiments may easily be proposed by adding, changing, deleting, adding, etc., but this is also within the scope of the present invention.
1... 냉각수 펌프 3... 전장용 라디에이터
5... 냉각수 순환라인 11... 제1 분기라인
12... 제2 분기라인 21... 제1 전기동력 부품군
22... 제2 전기동력 부품군 30... 유량조절 밸브
31... 3-way 밸브 40... 차량 운행 검출수단
41... 차속 센서 90... 제어기 1 ...
5 ... Cooling
12 ...
22 ... second electric
31 ... 3-
41 ...
Claims (9)
상기 냉각수 펌프와 라디에이터를 연결하는 냉각수 순환라인에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인을 포함하되, 상기 제1 분기라인에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군이 배치되고, 상기 제2 분기라인에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군이 배치되며,
상기 제1 및 제2 분기라인의 분기점에는 차속에 따라 상기 제1 및 제2 분기라인으로 공급되는 유량을 조절하는 유량조절 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.An electrical component cooling system for a fuel cell vehicle in which cooling water is flowed through an electric power component through a cooling water pump and circulated and cooled to a radiator,
And a first branching line branched in parallel in a cooling water circulation line connecting the cooling water pump and the radiator, wherein the first branching line is provided with a first group of electric power components different in calorific value in proportion to the vehicle speed, A second electric power component group having a constant calorific value irrespective of vehicle speed is disposed in the second branch line,
And a flow control valve is provided at a branch point of the first and second branch lines to control a flow rate of the fuel supplied to the first and second branch lines according to a vehicle speed.
차속 센서를 포함하는 차량 운행 검출수단으로부터 입력되는 신호를 비교 판단하여 상기 유량조절 밸브를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.The method according to claim 1,
And a controller for controlling the flow rate control valve by comparing the signals inputted from the vehicle travel detecting means including the vehicle speed sensor.
차량의 저속 구간에서 상기 유량조절 밸브를 통해 제1 분기라인 보다 제2 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.The method according to claim 1,
And provides more flow rate of cooling water to the second branch line than the first branch line through the flow control valve in the low speed section of the vehicle.
차량의 고속 구간에서 상기 유량조절 밸브를 통해 제2 분기라인 보다 제1 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.The method of claim 3,
Wherein the flow control valve provides a greater flow rate of cooling water to the first branch line than the second branch line in the high speed section of the vehicle.
상기 유량조절 밸브는 3-웨이(3-way) 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the flow control valve is a three-way valve.
상기 제1 전기동력 부품군은 구동모터 및 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first group of electric power components includes a drive motor and a motor controller.
상기 제2 전기동력 부품군은 고전압 및 저전압 직류변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 전장 부품 냉각 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the second group of electric power components includes high voltage and low voltage DC converters.
상기 냉각수 펌프와 라디에이터를 연결하는 냉각수 순환라인에서 병렬로 분기되는 제1 및 제2 분기라인을 포함하되, 상기 제1 분기라인에는 차속에 비례하여 발열량이 상이한 제1 전기동력 부품군이 배치되고, 상기 제2 분기라인에는 차속에 상관없이 발열량이 일정한 제2 전기동력 부품군이 배치되는 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템을 제공하고;
차속 센서로서 차량의 속도를 감지하며;
차속이 기 설정된 기준 속도 이하의 저속인 것으로 판단되면, 유량조절 밸브에 전기적인 신호를 인가하고;
상기 유량조절 밸브를 통해 제1 분기라인 보다 제2 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법.A method for controlling an electric component cooling system for a fuel cell vehicle, comprising the steps of: flowing cooling water through an electric power component through a cooling water pump; circulating and cooling the cooling water to a radiator;
And a first branching line branched in parallel in a cooling water circulation line connecting the cooling water pump and the radiator, wherein the first branching line is provided with a first group of electric power components different in calorific value in proportion to the vehicle speed, And a second electric power component group having a constant calorific value irrespective of vehicle speed is disposed in the second branch line;
Detecting the speed of the vehicle as a vehicle speed sensor;
If it is determined that the vehicle speed is lower than the preset reference speed, an electrical signal is applied to the flow control valve;
Wherein the cooling water is supplied to the second branch line through the flow control valve at a larger flow rate than the first branch line.
차속이 기 설정된 기준 속도를 초과하는 고속인 것으로 판단되면, 유량조절 밸브에 전기적인 신호를 인가하고,
상기 유량조절 밸브를 통해 제2 분기라인 보다 제1 분기라인으로 더 많은 유량의 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 전장 부품 냉각 시스템의 제어 방법.9. The method of claim 8,
When it is determined that the vehicle speed is high enough to exceed the predetermined reference speed, an electric signal is applied to the flow rate control valve,
Wherein the cooling water is supplied to the first branch line through the flow rate control valve at a larger flow rate than the second branch line.
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