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KR20080057350A - 차량에 탑재된 전기기기의 냉각장치 - Google Patents

차량에 탑재된 전기기기의 냉각장치 Download PDF

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KR20080057350A
KR20080057350A KR1020087011721A KR20087011721A KR20080057350A KR 20080057350 A KR20080057350 A KR 20080057350A KR 1020087011721 A KR1020087011721 A KR 1020087011721A KR 20087011721 A KR20087011721 A KR 20087011721A KR 20080057350 A KR20080057350 A KR 20080057350A
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KR
South Korea
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cooling
vehicle
solar radiation
realized
wind
Prior art date
Application number
KR1020087011721A
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English (en)
Inventor
히로유키 반다이
도모나리 다구치
다츠야 츠즈키
Original Assignee
도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Publication date
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Priority claimed from JP2005340073A external-priority patent/JP2007145111A/ja
Application filed by 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 filed Critical 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

ECU는 배터리 온도 TH(BA)가 냉각필요온도보다 높은 경우(S200에서 YES), 배터리냉각팬모터를 동작시키기 위한 단계(S300)와, 냉각풍 온도 TH(FL)를 검출하기 위한 단계(S500)와, 리어패키지트레이에 대한 일사강도 SUN을 검출하기 위한 단계(S600), 및 TH(FL) > 온도임계값과 SUN > 일사강도임계값인 경우(S700에서 YES), 일사차단툴로서 리어썬쉐이드를 폐쇄시키는 액추에이터로서 모터를 동작시키기 위한 단계(S800)를 포함하는 프로그램을 실행한다.

Description

차량에 탑재된 전기기기의 냉각장치{COOLING DEVICE FOR ELECTRIC APPARATUS MOUNTED ON VEHICLE}
본 발명은 차량에 탑재된 전기기기(축전기구, 전력변환용 반도체소자 등)용 냉각장치에 관한 것으로, 특히 리어윈드실드(rear windshield)에 근접하여 차량 실내에 제공된 흡입구를 통해 차량 실내의 공기를 흡입시켜, 상기 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 냉각시키는 냉각장치에 관한 것이다.
내연기관(예컨대, 페트롤 엔진 또는 디젤 엔진과 같은 공지된 엔진의 사용이 고려됨)과 전기모터의 조합으로 형성된 하이브리드시스템이라 불리우는 파워트레인(power train)을 각각 탑재한 차량들이 개발되어 실용화되어 있다. 이러한 차량은 전기기기, 주행에 사용되는 전기모터를 구동하기 위해 예컨대 2차전지 또는 캐패시터와 같은 축전기구 및 인버터 또는 DC/DC 컨버터와 같은 전력변환용 기기를 탑재하고 있다. 상기 2차전지는 발열을 포함하는 화학반응을 통해 충방전되므로, 냉각을 필요로 한다. 나아가, 인버터 및 DC/DC 컨버터는 열을 발생시키는 파워 소자를 구비하므로, 냉각을 필요로 한다. 일반적으로, 전기기기는 전력선을 통해 전류가 흐를 때, Joule 열이 발생되기 때문에 냉각을 필요로 한다.
이러한 전기기기는 예컨대 차량 뒷좌석과 트렁크 사이에 배치될 수도 있다. 상기 전기기기는 공기통로를 형성하는 덕트형 케이싱에 배치된다. 전기기기를 냉각시키기 위해 냉각풍을 발생시키는 냉각팬은 케이싱 내의 전기기기의 흡기 상류측에서 전기기기와 뒷좌석 사이에 배치된다. 상기 케이싱의 상류단부는 차량 실내와 연통되게 되어(구체적으로는, 리어패키지트레이(rear package tray)에서 개방됨), 상기 전기기기가 차량 실내의 공기로 냉각되게 된다.
상기 인버터 및 DC/DC 컨버터는 PCU(Power Control Unit)라 불리우는 전기기기 내에 통합되어, 차량 상에 탑재될 수도 있다. 상기 PCU는 또한 차량 뒷좌석과 트령크 사이에 전기기기로서 배치될 수도 있다.
하이브리드차량은 이러한 전기기기를 엔진과 함께 탑재하여야만 한다. 일본특허공개공보 제2004-161058호에는 차량의 외부에 대하여 차량 상에 탑재된 배터리에서 발생될 가능성도 있는 수소가스 등을 확실하게 방출시킬 수 있는 배터리냉각덕트가 개시되어 있다. 상기 공보에 개시된 배터리냉각덕트는 배터리를 탑재한 차량에 적용된다. 상기 배터리냉각덕트는 배터리를 차량의 실내와 연통시키는 연통로(communicating passage) 및 상기 연통로에 제공된 가스유지부(gas retaining unit)를 포함한다.
이러한 배터리덕트에 의하면, 배터리에서 발생되는 수소가스 등이 상기 가스유지부에 임시로 저장될 수 있으므로, 가스가 차량 실내로 침투하는 것을 줄이거나 막을 수 있게 된다.
나아가, 일본특허공개공보 제2005-186868호에는 차내 공간에 대한 영향들과 압력 손실을 억제할 수 있는 축전기구용 냉각장치가 개시되어 있다. 상기 공보에 개시된 축전기구용 냉각장치는 축전기구로부터 차내 공간으로의 축전기구에 의한 열교환에 의하여 가열된 공기를 배출하는 배출부 및 상기 차내 공간으로부터 차량의 외부로 열교환에 의해 가열된 공기를 배출하는 배출팬을 포함한다.
상기 축전기구용 냉각장치에 의하면, 축전기구에 의한 열교환에 의해 가열된 공기는 축전기구로부터 차내 공간으로 배출된다. 이러한 공기는 그 후에 배출팬에 의해 차내 공간으로부터 차량의 외부로 배출된다. 그리하여, 축전기구로부터 차량의 외부로 유도하여 상기 차내 공간을 우회시키는 배기덕트를 추가로 제공하지 않고도, 열교환에 의해 가열된 공기를 차량의 외부로 배출시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 차내 공간에 대한 영향들과 압력 손실을 억제할 수 있게 된다.
일본특허공개공보 제2004-161058호 및 일본특허공개공보 제2005-186868호에 개시된 장치들을 탑재한 차량에서는, 전기기기가 차량의 후방측에 탑재되어 차량 실내의 공기로 냉각되는 경우에, 리어패키지트레이에 냉각풍흡입구가 제공될 수도 있다.
하지만, 흡입구가 리어패키지트레이에 제공된다면, 상기 흡입구는 리어윈드실드에 근접하여 위치되고, 태양광의 적외선으로 조사되어, 상기 흡입구에 근접한 공기의 온도를 상승시키게 된다. 그러므로, 냉각풍의 온도가 상승하게 되어, 전기기기가 효율적으로 냉각될 수 없게 된다.
본 발명은 상술된 문제점들을 해결하고자 고안되었다. 본 발명의 목적은 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 구비한 차량에 바람직하게 적용될 수 있고, 냉각 효율이 우수한 전기기기용 냉각장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각장치는 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 냉각시킨다. 상기 냉각장치는, 리어윈드실드에 근접하여 차량 실내에 제공되는 냉각풍흡입구; 상기 냉각풍흡입구를 통해 상기 전기기기로 냉각풍을 공급하는 공급부; 및 상기 리어윈드실드를 통해 상기 냉각풍흡입구 상으로 입사하는 일사(solar radiation)를 차단하는 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 공기흡입구가 리어윈드실드에 근접하여 차량 실내에 제공되고, 냉각풍이 리어윈드실드를 통해 입사하는 일사의 영향 하에 고온에 도달하더라도, 차단부가 상기 일사를 차단하여, 일사의 영향을 줄일 수 있고, 상기 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피할 수 있어, 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다. 결과적으로, 전기기기가 차량의 후방측에 탑재된 차량에 바람직하게 적용되고 냉각 효율이 우수한 전기기기용 냉각장치를 제공할 수 있게 된다.
상기 차단부는 적외선컷오프글래스(infrared rays cutoff glass)로 이루어진 상기 리어윈드실드로 실현되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 리어윈드실드가 적외선컷오프글래스로 구성되므로, 상기 리어윈드실드를 통해 입사하는 일사의 영향을 줄일 수 있게 된다. 그러므로, 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피하여, 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
상기 차단부는 상기 냉각풍흡입구를 커버하는 부재로 실현되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 냉각풍흡입구는 부재로 커버되므로, 상기 냉각풍흡입구는 일사로 직접 조사되지 않는다. 그러므로, 리어윈드실드를 통해 입사하는 일사의 영향을 줄일 수 있고, 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피할 수 있게 되어, 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
상기 차단부는 상기 차량 실내 한 쪽에서 상기 리어윈드실드에 제공되는 차양판(sunshade plate)으로 실현되되, 상기 차양판의 동작은 제어가능한 것이 보다 바람직하다. 상기 냉각장치는 상기 냉각풍흡입구 상으로 입사하는 일사의 강렬함(severity)과 상기 냉각풍의 온도 중 하나 이상을 토대로 상기 차양판을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 액추에이터로서 모터 등을 사용하는 전동리어썬쉐이드(electrically-powered rear sunshade)가 차단부로서 제공된다. 상기 제어부는 냉각풍흡입구 상으로 입사하는 일사의 강렬함이 높거나 상기 냉각풍의 온도가 높은 경우, 전동리어썬쉐이드가 폐쇄되도록 모터를 제어한다. 그러므로, 냉각풍의 온도가 실제로 높고, 일사에 의해 고온이 야기되면, 차단부를 동작시켜 리어윈드실드를 통해 입사하는 일사의 영향을 줄일 수 있게 된다. 그러므로, 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피하여, 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
상기 차단부는 광제어글래스로 이루어진 상기 리어윈드실드로 실현되되, 상기 광제어글래스(light control glass)를 투과하는 적외광의 양은 제어가능한 것이 보다 바람직하다. 상기 냉각장치는 상기 냉각풍흡입구 상으로 입사하는 일사의 강렬함과 상기 냉각풍의 온도 중 하나 이상을 토대로 상기 광제어글래스를 투과하는 적외광의 양을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 리어윈드실드에 밀봉된 전자착색재료(electrochromic material)에 공급되는 전압을 제어하여 어둡게 되는 리어윈드실드를 차단부로 사용하고 있다. 상기 제어부는 냉각풍흡입구 상으로 입사하는 일사의 강렬함이 높거나 냉각풍의 온도가 높은 경우, 리어윈드실드가 어두워지도록 전압을 제어한다. 그러므로, 냉각풍의 온도가 실제로 높고, 일사에 의해 고온이 야기되면, 차단부를 동작시켜 리어윈드실드를 통해 입사하는 일사의 영향을 감소시킬 수 있게 된다. 그러므로, 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피하여, 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
상기 전기기기는 축전기구인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따르면, 차량의 후방측에 탑재되어 축전기구로서의 역할을 하는 캐패시터 또는 2차전지를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
상기 전기기기는 전력변환용 반도체소자인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따르면, 차량의 후방측에 탑재된 인버터 또는 DC/DC 컨버터와 같은 전력 변환용 반도체소자를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
상기 냉각풍흡입구는 리어패키지트레이에 제공되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따르면, 리어패키지트레이에 제공된 냉각풍흡입구에 근접하여 이루어지는 현저한 온도 상승을 피함으로써, 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
상기 차량은 2 종류의 동력원을 탑재한 차량인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따르면, 2 종류의 동력원(mechanical power source)을 탑재한 하이브리드차량에 적합하게 사용되는 냉각장치를 제공할 수 있게 된다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따른 냉각장치는 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 냉각시킨다. 상기 냉각장치는, 리어윈드실드에 근접하여 차량 실내에 제공되는 냉각풍흡입구; 상기 냉각풍흡입구를 통해 상기 전기기기로 냉각풍을 공급하는 공급부; 및 상기 리어윈드실드를 통해 상기 냉각풍흡입구 상으로 입사하는 일사를 반사하는 반사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 공기흡입구가 리어윈드실드에 근접하여 차량 실내에 제공되고, 냉각풍이 리어윈드실드를 통해 입사하는 일사의 영향 하에 고온에 도달하더라도, 반사부가 상기 일사(그 안에 포함된 적외광)를 반사시켜, 일사의 영향을 줄일 수 있고, 상기 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피할 수 있어, 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다. 결과적으로, 전기기기가 차량의 후방측에 탑재된 차량에 바람직하게 적용되고 냉각 효율이 우수한 전기기기용 냉각장치를 제공할 수 있게 된다.
상기 반사부는 적어도 상기 냉각풍흡입구에 근접하여 제공되고, 상기 일사에 포함된 적외선을 반사하는 부재로 실현되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 일사에 포함된 적외선이 반사되어, 리어윈드실드를 통해 입사하는 일사의 영향을 감소시킬 수 있게 된다. 그러므로, 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피하여, 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
상기 냉각풍흡입구는 리어패키지트레이에 제공되는 것이 보다 바람직하다. 상기 반사부는 상기 리어패키지트레이에 제공되어, 상기 일사에 포함된 적외선을 반사하는 부재로 실현된다.
본 발명에 따르면, 리어패키지트레이에 제공된 냉각풍흡입구에 근접한 공기의 온도가 상기 리어패키지트레이에 제공된 적외선반사부재에 의해 반사될 수 있다. 그러므로, 리어윈드실드를 통해 입사하는 일사의 영향을 줄여, 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피할 수 있게 되고, 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다. 상기 적외선반사부재는 리어패키지트레이의 전체면에 제공될 수도 있고, 또는 냉각풍흡입구에 근접해서만 제공될 수도 있음에 유의한다.
상기 반사부는 백색판상부재(white, plate-like member)로 실현되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따르면, 적외선 반사도가 높은 백색판상부재가 반사부로 사용되므로, 냉각풍흡입구에 근접한 공기의 현저한 온도 상승을 효율적으로 피할 수 있게 된다. 부가적으로, 판상부재인 부재는 탑재 공간을 많이 필요로 하지 않는다.
상기 반사부는 경면판상부재(a mirrored, plate-like member)로 실현되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따르면, 적외선 반사도가 높은 경면판상부재가 반사부로 사용되므로, 냉각풍흡입구에 근접한 공기의 현저한 온도 상승을 효율적으로 피할 수 있게 된다. 부가적으로, 판상부재인 부재는 탑재 공간을 많이 필요로 하지 않는다.
도 1은 차량에 탑재된 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 냉각장치의 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 냉각장치에 대한 제어블럭도;
도 3은 도 2의 ECU에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 도시한 순서도;
도 4는 차량에 탑재된 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 차량용 냉각장치의 도면;
도 5는 차량에 탑재된 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 냉각장치의 도면; 및
도 6 및 도 7은 도 5의 평면도이다.
제1실시예
이하, 본 발명의 실시예들을 도면들을 참조하여 설명하기로 한다. 후술하는 설명에서, 동일한 부분은 동일한 도면 부호로 표시되며, 동일한 명칭과 기능을 가진다. 그러므로, 그 상세한 설명을 반복하지는 않기로 한다. 후술하는 설명은 전기기로서 축전기구의 일례인 2차전지를 냉각시키는 차량용 냉각장치에 관한 것이지만, 본 발명이 이것으로 제한되는 것은 아니다. 상기 축전기구는 2차전지 대신에 캐패시터일 수도 있다. 상기 전기기기는 축전기구(2차전지, 캐패시터 등) 대신에 인버터, DC/DC 컨버터 등을 포함하는 PCU일 수도 있다. 후술하는 설명에 있어서, 차량은 구동원으로서 엔진 및 모터를 사용하는 하이브리드차량이라고 가정한다. 하지만, 상기 차량은 전기자동차(EV)일 수도 있다(EV용 전원은 제한되지 않음).
도 1은 차량에 탑재된 본 실시예에 따른 차량용 냉각장치(1000)의 도면을 보여준다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량용 냉각장치(1000)는 차량 실내 공간(승객 공간)(2000)에 대하여 차량의 후방측에 있는 트렁크실(승객 공간 이외의 공간)에 설치된다. 또한, 차량용 냉각장치(1000)는 차량의 폭방향으로 대향하는 쪽에 위치하는 타이어하우스(200)를 피하기 위해 차량의 폭방향으로 근사적으로 중앙부에 제공된다.
차량용 냉각장치(1000)는 충방전이 가능하고 차량용 구동원으로서의 역할을 하는 2차전지(니켈-수소전지 또는 리튬-이온전지)(1010) 및 2차전지(1010)용 냉각팬(1012)을 포함한다.
예를 들어, 2차전지(1010)는 다수(20-30)의 배터리 모듈이 직렬로 연결되는 배터리팩으로 구성되되, 각각의 배터리 모듈은 6개의 프리즈매틱(prismatic) 배터리 셀(이들 각각은 보통 근사적으로 1.2V의 출력전압을 가짐)을 직렬로 연결시켜 형성된다. 일례로서, 2차전지(1010)의 외부 사이즈는 2차전지(1010)가 차폭방향으로 후방측 부재 내부에 수용되도록 되어 있다.
차량용 냉각장치(1000)는 유입구(1030)를 통해 그리고 덕트(1032)를 통해 차량 실내 공간(2000)의 공기를 냉각팬(1012)에 의하여 흡입시켜, 덕트(1034)를 통해 2차전지(1010)로 공급시킴으로써 상기 2차전지(1010)를 냉각시킨다. 2차전지(1010)를 냉각시킨 배기풍은 덕트(1036)를 통과하여, 유출구(1038)를 통해 차량 실내의 밖으로 배출된다.
유입구(1030)는 리어윈드실드(2200)의 하부에 위치한 리어패키지트레이(보통 오디오시스템 또는 확성기가 제공되는 부재)에서 개방된다. 다시 말해, 덕트(1032)는 도 1에 도시된 바와 같이 상측에서 하측으로 연장되도록 배치되어, 차량 실내의 공기가 도 1의 화살표로 도시된 바와 같이 상측에서 하측으로 유동하게 된다. 차량 실내의 공기는 냉각팬(1012)에 의해 2차전지(1010)를 향해 흡입된다(그리고 배터리 모듈들 사이에서 유동함). 2차전지(1010)를 냉각시킨 공기는 그 후에 2차전지(1010)의 후방측에 형성된 유출구(1050)를 통해 차량의 외부로 배출된다.
덕트(1032)에는 냉각풍의 온도를 감지하는 냉각풍온도센서(1040)가 제공되고, 리어패키지트레이에는 리어윈드실드(2200)를 통해 차량 실내에 도달하는 일사량을 감지하는 일사량센서(1042)가 제공된다. 일사량센서(1042)는 태양광에 포함된 적외선량과의 상관관계를 갖는 물리량을 감지하는 것이기만 하면 특별히 제한되지는 않는다는 점에 유의한다. 아래에서는, 일사량센서(1042)가 적외선량과의 상관관계를 갖는 물리량을 감지하고, 상기 물리량을 변환하여 얻어지는 일사강도 SUN를 감지한다고 가정한다.
도 2를 참조하여, 도 1의 차량용 냉각장치(1000)에 대한 제어블럭도를 설명하기로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 차량용 냉각장치(1000)는 ECU(Electronic Control Unit)(3000)에 의해 제어된다.
ECU(3000)에는, 2차전지(1010)에 제공되어 (2차전지(1010)의 온도를 나타내는) 온도를 감지하는 배터리온도센서(3010), 냉각풍온도센서(1040) 및 일사량센서(1042)에 의해 각각 감지된 각각의 신호가 전류값 또는 전압값으로 입력된다. 나아가, ECU(3000)는 입력 인터페이스를 통해 이들 센서들로부터 입력되어 각각 전류 값 또는 전압값을 보여주는 아날로그 신호들을 디지털 신호들로 변환시켜, 이들 신호들의 처리를 ECU(3000)의 CPU(Central Processing Unit)에서 촉진시키게 된다.
원하는 조건이 후술하는 프로그램에 따라 충족된다면, ECU(3000)는 동작지령신호를 배터리냉각팬모터(4000)로 출력한다. 배터리냉각팬모터(4000)는 냉각팬(1012)을 회전시켜, 2차전지(1010)가 냉각되도록 한다.
ECU(3000)는 2차전지(1010)를 이용하여 주행이 가능한 상태를 나타내는 READY-ON 신호를 점화스위치(3030)로부터 수신한다. 후술하는 동작지령신호가 냉각팬모터(4000)로 출력되면, 배터리냉각팬모터(4000)는 READY-ON 상태에서 정상적으로 동작된다.
도 3을 참조하여, 본 실시예에 따른 차량용 냉각장치를 제어하는 ECU(3000)에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 설명하기로 한다. 아래에 도시된 프로그램은 READY-ON 상태로 될 때 반복해서 실행된다는 점에 유의한다. 배터리냉각팬모터(4000)의 동작 및 정지는 아래에 도시된 프로그램의 READY-ON 상태에서 제어되지만, 배터리냉각팬모터(4000)는 정지되지 않고도 READY-ON 상태에서 계속해서 동작될 수도 있다.
단계(이하, 줄여서 S라고 함) 100에서, ECU(3000)는 배터리 온도 TH(BA)를 감지한다. S200에서, ECU(3000)는 배터리 온도 TH(BA)가 냉각필요온도보다 높은 지의 여부를 판정한다. 배터리 온도 TH(BA)가 냉각필요온도보다 높다면(S200에서 YES), 처리가 S300으로 이동한다. 그렇지 않다면(S200에서 NO), 처리는 S400으로 이동한다.
S300에서, 배터리냉각팬모터(4000)가 동작하지 않는다면, ECU(3000)는 배터리냉각팬모터(4000)를 동작시키기 위한 동작지령신호를 배터리냉각팬모터(4000)로 출력한다. S300에서의 처리 후, 상기 처리는 S500으로 이동한다.
S400에서, 배터리냉각팬모터(4000)가 동작한다면, ECU(3000)는 배터리냉각팬모터(4000)를 정지시키기 위하여 배터리냉각팬모터(4000)로 출력되고 있는 동작지령신호의 출력을 정지시킨다. S400에서의 처리 후, 상기 처리가 종료된다.
S500에서, ECU(3000)는 냉각풍 온도 TH(FL)를 감지한다. S600에서, ECU(3000)는 일사강도 SUN를 감지한다. 일사강도 SUN의 값은 상술된 바와 같이 수용되는 적외선량에 비례한다고 가정한다.
S700에서, ECU(3000)는 냉각풍 온도 TH(FL)가 온도임계값보다 높고, 일사강도 SUN가 일사강도임계값보다 높은 지의 여부를 판정한다. 냉각풍 온도 TH(FL)가 온도임계값보다 높고, 일사강도 SUN가 일사강도임계값보다 높다면(S700에서 YES), 처리는 S800으로 이동한다. 그렇지 않다면(S700에서 NO), 처리는 S900으로 이동한다.
S800에서, 일사차단툴액추에이터가 동작하지 않는다면, ECU(3000)는 액추에이터를 동작시키기 위한 동작지령신호를 일사차단툴액추에이터로 출력한다. S800에서의 처리 후, 상기 처리가 종료된다.
S900에서, 일사차단툴액추에이터가 동작한다면, ECU(3000)는 일사차단툴액추에이터를 정지시키기 위하여 일사차단툴액추에이터로 출력되고 있는 동작지령신호의 출력을 정지시킨다. S900에서의 처리 후, 상기 처리가 종료된다.
S800 및 S900에서의 일사차단툴을 설명하기로 한다. 일사차단툴의 일례로서, 2가지 경우를 후술하기로 한다.
(1) 일사차단툴로서, 리어썬쉐이드(차양판)가 차량 실내의 한 쪽에 있는 리어윈드실드(2200)에 제공되되, 상기 리어썬쉐이드의 개폐 동작들은 제어가능하다. 상기 리어썬쉐이드의 개폐 동작들은 모터의 동력에 의해 수행된다. ECU(3000)가 일사를 차단하기 위한 동작지령신호를 모터로 출력한다면, 리어썬쉐이드가 폐쇄된다. ECU(3000)가 동작지령신호의 출력을 정지시킨다면, 썬쉐이드가 개방된다.
(2) 일사차단툴로서, 리어윈드실드(2200)가 광제어글래스로 실현되되, 상기 광제어글래스를 투과하는 적외광의 양이 제어가능하다. 이러한 광제어글래스에 관해서는, 소정의 전압을 리어윈드실드(2200)의 내부측에 인가되는 전자착색재료에 또는 리어윈드실드(2200)를 구성하는 적층글래스(laminated glasses)들 사이에 밀봉된 전자착색재료에 인가함으로써 리어윈드실드를 투과하는 적외광이 조정된다. ECU(3000)가 일사를 차단하기 위한 동작지령신호를 전자착색재료로 출력한다면, 상기 전자착색재료가 어두워져, 그를 투과하는 적외선량이 감소하게 된다. ECU(3000)가 동작지령신호의 출력을 정지시킨다면, 어두워진 전자착색재료가 투명하게 되어, 그를 투과하는 적외선량이 증가하게 된다.
상술된 구조 및 순서도를 토대로, 본 실시예에 따른 차량용 냉각장치(1000)의 동작을 설명하기로 한다.
차량이 READY-ON 상태로 되면, 2차전지(1010)의 온도, 즉 배터리 온도 TH(BA)가 감지된다(S100). 온도 TH(BA)가 소정의 냉각필요온도보다 높다면(S200에 서 YES)(그리고, 배터리냉각팬모터(4000)가 동작하지 않는다면), 동작지령신호가 배터리냉각팬모터(4000)로 출력된다(S300).
S300에서의 처리는 배터리냉각팬모터(4000)가 동작하는 지의 여부에 관계없이 실행될 수도 있다고 가정한다. 이 경우, S300에서의 처리가 배터리냉각팬모터(4000)가 동작할 때 실행된다면, ECU(3000)에 의하여 배터리냉각팬모터(4000)로 출력되고 있는 동작지령신호가 다시 출력되도록 하는 제어만이 제공된다. 이는 동일하게 S400에도 적용된다.
배터리냉각팬모터(4000)의 동작 시, 냉각풍 온도 TH(FL)가 감지되고(S500), 일사강도 SUN가 감지된다(S600).
2차전지(1010)가 한여름 대낮에 타는 듯한 태양 아래 동작한다면, 예컨대 냉각풍 온도 TH(FL)가 온도임계값보다 높고, 일사강도 SUN가 일사강도임계값보다 높다고 판정된다(S700에서 YES). 이러한 경우에는, 일사차단액추에이터가 작동되어, 리어썬쉐이드를 폐쇄시키거나 또는 전자착색재료로 전압을 인가시켜 이를 어둡게 한다(S800). 이와 같이, 일사차단액추에이터가 동작된다면, 공기흡입구(1030)에 조사되는 적외선량이 감소하게 되어, 공기흡입구(1030)에 근접한 차량 실내의 온도 상승을 억제시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 2차전지(1010)에 대한 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피할 수 있게 된다.
S800에서의 처리는 일사차단액추에이터가 동작하는 지의 여부에 관계없이 실행될 수도 있음에 유의한다. 이 경우, S800에서의 처리가 일사차단액추에이터가 동작할 때 실행된다면, ECU(3000)에 의하여 일사차단액추에이터로 출력되고 있는 동 작지령신호가 다시 출력되도록 하는 제어만이 제공된다. 이는 동일하게 S900에도 적용된다.
상술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 냉각장치에 의하면, 공기흡입구가 리어윈드실드에 근접하여 제공되고, 일사의 영향 하에 있더라도, 일사의 영향을 줄일 수 있고, 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피할 수 있으며, 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
2차전지(1010)의 온도 TH(BA)는 S700에서의 처리를 위한 조건들에 추가될 수도 있다는 점에 유의한다. 대안적으로, 냉각풍 온도 TH(FL) 및 일사강도 SUN 가운데 한 가지가 S700에서의 처리를 위한 조건으로 사용될 수도 있다.
나아가, 일사차단툴은 상술된 실시예에서 ECU(3000)에 의해 제어되지만, 후술하는 바와 같이 제어불가능한 일사차단툴이 제공될 수도 있다.
(A) 일사차단툴은 적외선컷오프글래스로 이루어진 리어윈드실드(2200)에 의해 실현된다.
(B) 도 4에 기술된 바와 같이, 일사차단툴은 흡입구(1030)를 커버하는 일사차폐판(1031)으로 실현된다.
제2실시예
도 5는 차량에 탑재된 본 실시예에 따른 차량용 냉각장치(11000)의 도면을 보여준다. 도 1에 도시된 것과 같이, 도 5에 도시된 동일한 구조에는 동일한 도면 부호들이 제공되고, 동일한 구조와 기능을 가진다는 점에 유의한다. 이에 따라, 그 상세한 설명을 반복하지는 않기로 한다.
도 6 및 도 7과 함께 도 5를 참조하여, 일사에 포함된 적외선을 반사시키고, 리어패키지트레이에 제공된 판상부재(plate-like member)인 반사판(reflector plate)을 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 반사판(11040)은 리어패키지트레이의 전체면에 제공된다. 반사판(11040)은 리어패키지트레이의 평면 형상에 상응하는 형상을 갖는 판상부재이다. 리어윈드실드(2200)의 한 쪽에 있는 그 표면은 적외선을 용이하게 반사시키기 위하여 백색 또는 경면(mirrored)으로 마무리된다.
나아가, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 리어패키지트레이에서 흡입구(1030)에만 근접하여 반사판(11041)이 제공될 수도 있다. 반사판(11041)은 또한 반사판(11040)과 유사한 판상부재이고, 리어윈드실드(2200)의 한 쪽에 있는 그 표면이 적외선을 용이하게 반사시키기 위하여 백색 또는 경면으로 마무리된다.
도 6 및 도 7에 실선으로 도시된 바와 같이, 유입구(1030)는 차량의 머리방향에 대하여 우측에만 제공될 수도 있다. 도 6 및 도 7에 점선으로 도시된 바와 같이, 유입구(1030)는 차량의 머리방향에 대하여 좌측에만 제공될 수도 있다. 나아가, 유입구(1030)는 차량의 머리방향에 대하여 우측과 좌측에 제공될 수도 있다. 나아가, 유입구(1030)의 수는 하나 또는 둘로 제한되지 않는다.
상술된 구조를 토대로 본 실시예에 따른 차량용 냉각장치(11000)의 동작을 설명하기로 한다.
예를 들어, 차량이 READY-ON 상태로 된다면, 2차전지(1010)의 온도, 즉 배터리 온도 TH(BA)가 감지된다. 온도 TH(BA)가 소정의 냉각필요온도보다 높다면(그리 고, 배터리냉각팬모터가 동작하지 않으면), 동작지령신호가 배터리냉각팬모터로 출력되어, 배터리냉각팬(1012)이 작동되도록 한다.
배터리냉각팬(1012)이 한여름 대낮에 타는 듯한 태양 아래 동작한다면, 예컨대 강한 일사가 리어윈드실드(2200)를 통해 리어패키지트레이 상에 내리쬐게 된다. 이러한 경우에도, 반사판(11040) 또는 반사판(11041)이 적외광을 반사시켜 흡수될 적외선량을 감소시키므로, 공기흡입구(1030)에 근접한 차량 실내의 온도 상승을 억제할 수 있게 된다. 그러므로, 2차전지(1010)로 공급될 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피할 수 있게 된다.
상술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 냉각장치에 의하면, 공기흡입구가 리어윈드실드에 근접하여 제공되고, 일사의 영향 하에 있더라도, 일사의 영향을 줄이고 냉각풍의 현저한 온도 상승을 피하여, 차량의 후방측에 탑재된 전기기기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 예시적인 것일 뿐 모든 실시형태에서 제한되는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 상기 설명에 의해서가 아니라 청구항들에 의해서 한정되며, 청구항들의 범위 및 균등론 내에서 모든 변형예들을 포함하고자 한다.

Claims (17)

  1. 차량에 탑재된 전기기기의 냉각장치에 있어서,
    상기 전기기기는 상기 차량의 후방측에 탑재되고,
    상기 냉각장치는,
    리어윈드실드에 근접하여 차량 실내에 제공되는 냉각풍흡입구;
    상기 냉각풍흡입구를 통해 상기 전기기기로 냉각풍을 공급하는 공급부; 및
    상기 리어윈드실드를 통해 상기 냉각풍흡입구 상으로 입사하는 일사를 차단하는 차단부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단부는 적외선컷오프글래스로 이루어진 상기 리어윈드실드로 실현되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 냉각풍흡입구를 커버하는 부재로 실현되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 차량 실내 한 쪽에서 상기 리어윈드실드에 제공되는 차 양판으로 실현되되, 상기 차양판의 동작은 제어가능하며,
    상기 냉각장치는 상기 냉각풍흡입구 상으로 입사하는 일사의 강렬함과 상기 냉각풍의 온도 중 하나 이상을 토대로 상기 차양판을 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차단부는 광제어글래스로 이루어진 상기 리어윈드실드로 실현되되, 상기 광제어글래스를 투과하는 적외광의 양은 제어가능하며,
    상기 냉각장치는 상기 냉각풍흡입구 상으로 입사하는 일사의 강렬함과 상기 냉각풍의 온도 중 하나 이상을 토대로 상기 광제어글래스를 투과하는 적외광의 양을 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기기기는 축전기구인 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전기기기는 전력변환용 반도체소자인 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 냉각풍흡입구는 리어패키지트레이에 제공되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량은 2 종류의 동력원을 탑재한 차량인 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  10. 차량에 탑재된 전기기기의 냉각장치에 있어서,
    상기 전기기기는 상기 차량의 후방측에 탑재되고,
    상기 냉각장치는,
    리어윈드실드에 근접하여 차량 실내에 제공되는 냉각풍흡입구;
    상기 냉각풍흡입구를 통해 상기 전기기기로 냉각풍을 공급하는 공급부; 및
    상기 리어윈드실드를 통해 상기 냉각풍흡입구 상으로 입사하는 일사를 반사하는 반사부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반사부는 적어도 상기 냉각풍흡입구에 근접하여 제공되고, 상기 일사에 포함된 적외선을 반사하는 부재로 실현되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 냉각풍흡입구는 리어패키지트레이에 제공되며,
    상기 반사부는 상기 리어패키지트레이에 제공되어, 상기 일사에 포함된 적외선을 반사하는 부재로 실현되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 반사부는 백색판상부재로 실현되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 반사부는 경면판상부재로 실현되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 전기기기는 축전기구인 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 전기기기는 전력변환용 반도체소자인 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량은 2 종류의 동력원을 탑재한 차량인 것을 특징으로 하는 냉각장치.
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