用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)和方法
[0001]相關申請的交叉引證
[0002]本申請要求于2013年10月10日向韓國知識產權局提交的第10-2013-0120891號韓國專利申請的優(yōu)先權的權益，該韓國專利申請的全部內容通過引證結合于此。
技術領域
[0003]本公開涉及一種用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)和方法，其可以有效地增加或者減少電動車輛或者混合動力車輛的高壓電池的溫度，從而將高壓電池的運行狀態(tài)保持在最佳的狀態(tài)。
【背景技術】
[0004]電動機和/或高壓電池用于驅動諸如電動車輛、混合動力車輛、以及燃料電池車輛的環(huán)保車輛。但是，當為電池充電時，傳統(tǒng)的高壓電池可能過熱。此外，電池在冬季可能變得過冷。因此，電池可能無法提供原始的性能并且可能容易劣化。因此，需要一種技術以對高壓電池有效地進行空氣調節(jié)。
[0005]在相關技術中，用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)技術中的一種技術使用傳統(tǒng)的冷卻劑(冷卻液，coolant)空氣調節(jié)系統(tǒng)來冷卻電池。使用乘客廂的冷空氣(該冷空氣被強制地抽至電池)的對流冷卻高壓電池。
[0006]但是，上述的技術不理想地增加了乘客廂制冷負荷。此外，當冷卻乘客廂時，該技術可能無法冷卻電池。
[0007]在相關技術中，提出了設計為使用帕爾貼(peltier)元件(熱電元件)冷卻和加熱高壓電池的電池冷卻/加熱系統(tǒng)。帕爾貼熱交換器被安裝至高壓電池的表面，并且翼片被設置在電池的外表面上以便將熱量從電池消散至大氣。但是，根據(jù)相關技術的電池冷卻/加熱系統(tǒng)將電池的廢熱消散至大氣。該系統(tǒng)進一步具有結構缺陷，因為它可能不理想地降低電池冷卻/加熱系統(tǒng)的散熱性能。
[0008]上述內容僅旨在幫助對本公開的【背景技術】的理解，而并非旨在意指本公開落在已為本領域中技術人員所知的相關技術的范圍內。

【發(fā)明內容】

[0009]考慮到以上在相關技術中出現(xiàn)的問題已做出本公開。本公開提供一種用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)和方法，其可以在不使用乘客廂的熱/冷空氣的情況下有效地消散帕爾貼元件的熱量，從而對高壓電池有效地進行空氣調節(jié)。
[0010]根據(jù)本公開的示例性實施方式，用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)包括:第一熱交換器和第一鼓風機，第一熱交換器設置在電池殼體中，第一鼓風機用于在鄰近于第一熱交換器位置處向第一熱交換器供應空氣。第二熱交換器設置在行李廂的抽氣機中，并且第二鼓風機在鄰近于第二熱交換器的位置處向第二熱交換器供應空氣，從而在行李廂內部的空氣與第二熱交換器之間交換熱量之后將行李廂內部的空氣排出至外部。帕爾貼元件與第二熱交換器結合成使得帕爾貼元件的第一表面與第二熱交換器接觸。冷卻劑循環(huán)所通過的冷卻管路布置成使得其第一端與帕爾貼元件的第二表面接觸并且其第二端在該第二端與第一熱交換器之間交換熱量。
[0011 ] 電池殼體可以具有被密封的結構，并且第一熱交換器和第一鼓風機設置在電池殼體的內部以便控制電池殼體內部的空氣。冷卻管路的第二端插入電池殼體并且與電池殼體內部的第一熱交換器結合。
[0012]第二熱交換器可以鄰近于抽風機設置在行李廂的內部，并且第二鼓風機可以設置在第二熱交換器的背面處并且將行李廂內部的空氣吹送至第二熱交換器。
[0013]冷卻管路可以具有液壓泵，以便使冷卻劑通過冷卻管路循環(huán)。
[0014]電池殼體可以安裝在行李廂內部的前部中，并且抽風機可以安裝在行李廂的側部中。
[0015]第一熱交換器和第二熱交換器中的每一個均可以設置有多個散熱翼片，以便在翼片與空氣之間交換熱量。
[0016]空氣調節(jié)系統(tǒng)可以進一步包括用于控制第一個鼓風機、第二鼓風機、帕爾貼元件以及冷卻管路的運行的控制器。
[0017]當需要使用低級冷卻模式來冷卻高壓電池時，控制器可以運行冷卻管路和第一鼓風機。
[0018]當需要使用高級冷卻模式來冷卻高壓電池時，控制器可以運行第一鼓風機、第二鼓風機、帕爾貼元件以及冷卻管路。
[0019]當需要加熱高壓電池時，帕爾貼元件可以從帕爾貼元件的第一表面發(fā)出熱量，并且冷卻管路和第一鼓風機可以被運行。
[0020]根據(jù)本公開的另一示例性實施方式，一種使用空氣調節(jié)系統(tǒng)的用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)方法包括選擇高壓電池所需要的操作模式。當已經(jīng)選擇了高級冷卻模式時，執(zhí)行高級冷卻操作，在該高級冷卻操作中，第一鼓風機和第二鼓風機兩者均被激活(activate，致動)，帕爾貼元件冷卻帕爾貼元件的第一表面，并且冷卻劑通過冷卻管路循環(huán)。
[0021]空氣調節(jié)方法可以進一步包括執(zhí)行低級冷卻操作，在該低級冷卻操作中，冷卻劑通過冷卻管路循環(huán)，第一鼓風機被激活，并且已經(jīng)在選擇運轉模式的步驟中選擇了低級冷卻模式。
[0022]空氣調節(jié)方法可以進一步包括執(zhí)行加熱操作，在該加熱操作中，帕爾貼元件從帕爾貼元件的第一表面發(fā)出熱量，第一鼓風機和冷卻管路被激活，并且已經(jīng)在選擇操作模式的步驟中選擇了加熱模式。
[0023]在根據(jù)本公開的用于車輛高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)和方法中，帕爾貼元件的熱量在不使用來自乘客廂的熱/冷空氣的情況下有效地消散，從而有效地調節(jié)高壓電池。
[0024]本公開利用行李廂空氣與外界空氣之間的溫度差將帕爾貼元件的廢熱直接地消散至外部，從而提高用于高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)的操作性能。
[0025]此外，在本公開中，外部散熱器鄰近于排出乘客廂空氣的傳統(tǒng)空氣抽取孔安裝。在車輛的正常駕駛模式的過程中，熱量通過自然地循環(huán)的空氣被交換，從而使用最低的能量。
[0026]此外，本公開不使用冷的乘客廂空氣，從而減少車輛的控制乘客廂空氣的空氣調節(jié)器的制冷負荷。
【附圖說明】
[0027]從以下結合附圖的詳細描述中，本公開的上述和其他目的、特性、以及其他優(yōu)點將變得更清晰易懂。
[0028]圖1為示出了根據(jù)本公開實施方式的用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)的視圖。
[0029]圖2至4為示出了根據(jù)本公開實施方式的用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)的操作的視圖。
【具體實施方式】
[0030]在下文中，將參考附圖詳細描述根據(jù)本公開的用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)和方法的示例性實施方式。
[0031]圖1為示出了根據(jù)本公開實施方式的用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)的視圖。圖2至4為示出了根據(jù)本公開實施方式的用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)的操作的視圖。
[0032]如在圖1和圖2中所示，根據(jù)本公開的用于車輛的高壓電池的空氣調節(jié)系統(tǒng)包括第一熱交換器300和第一鼓風機500,第一熱交換器設置在電池殼體120中,第一鼓風機用于在鄰近第一熱交換器300的位置處向第一熱交換器300供應空氣并。第二熱交換器400設置在行李廂T的抽氣機A中，并且第二鼓風機600在鄰近第二熱交換器400的位置處向第二熱交換器400供應空氣，從而在行李廂T內部的空氣與第二熱交換器400之間交換熱量之后將行李廂T內部的空氣排出到外部。帕爾貼元件800與第二熱交換器400結合，使得帕爾貼元件800的第一表面與第二熱交換器400接觸。冷卻劑循環(huán)所通過的冷卻管路700布置成使得其第一端與帕爾貼元件800的第二表面接觸并且其第二端在其第二端與第一熱交換器300之間交換熱量。
[0033]本公開的系統(tǒng)和方法對環(huán)保車輛的高壓電池以及安裝有高壓電池100的殼體120
進行空氣調節(jié)。
[0034]在電池殼體120中，設置有第一熱交換器300和向第一熱交換器300供應空氣的第一鼓風機500。第一鼓風機500使室120內部的空氣循環(huán)，并且在空氣與第一熱交換器300之間交換熱量，從而調節(jié)空氣。
[0035]抽風機A可以設置在車輛中的行李廂T的側表面上，以便將空氣從車輛排出至大氣。抽風機A包括朝向外部的空氣抽取孔、以及與空氣抽取孔結合的格柵。因此，車輛內部的空氣被排至行李廂，并且然后通過抽風機從行李廂排出至大氣。
[0036]在抽風機A中，設置有第二熱交換器400和第二鼓風機600。第二鼓風機600向第二熱交換器400供應增壓空氣，以在行李廂內部的空氣與第二熱交換器400之間交換熱量后將行李廂T內部的空氣排出至外部。
[0037]這里，帕爾貼元件800是熱電元件。當帕爾貼元件的第一表面響應于施加于所述第一表面的電力被冷卻時，第二表面被加熱。當?shù)谝槐砻嫱ㄟ^電能被加熱時，第二表面被冷卻。帕爾貼元件800被布置在殼體120中，使得第一表面與第一熱交換器300接觸。
[0038]此外，冷卻劑循環(huán)所通過的冷卻管路700被布置成使得其第一端與帕爾貼元件800的第二表面接觸、并且其第二端與第一熱交換器300結合以便在該第二端與第一熱交換器300之間交換熱量。因此，本公開使用空氣冷卻技術通過第二熱交換器400使帕爾貼元件800的熱量消散，并且通過抽風機A使用作散熱器的第二熱交換器400的廢熱消散至外部。因此，帕爾貼元件的熱量可以利用行李廂空氣與外部空氣之間的溫度差而被有效地消散，從而提高了帕爾貼元件的冷卻效率。
[0039]如上所述，本公開可以在不使用乘客廂的熱/冷空氣的情況下有效地消散帕爾貼元件(其為一個獨立元件)的熱量。因此，本公開可以對高壓電池有效地進行空氣調節(jié)。此夕卜，因為本公開不使用冷的乘客廂空氣，所以本公開可以減少車輛的控制乘客廂空氣的空氣調節(jié)器的制冷負荷。
[0040]此外，本公開使用空氣冷卻技術在靠近抽風機的位置處直接將帕爾貼元件的廢熱消散至外部，從而提高了空氣調節(jié)系統(tǒng)的操作性能。
[0041]在本公開中，電池殼體120具有被密封的結構，并且第一熱交換器300和第一鼓風機500設置在殼體1