CN102442199B - 用于车辆的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的冷却装置，包括通过冷却管线连接到冷却装置以便冷却驱动系统的冷却模块。根据传热量和运行温度，冷却模块包括设置在散热器护栅之后的空调冷凝器。用于电动设备的散热器在大量外部空气导入的保险杠孔之后并行设置在空调冷凝器之下。用于堆的散热器设置在并行设置的空调冷凝器和用于电动设备的散热器之后。冷却风扇设在用于堆的散热器后。冷却装置包括安装在空调冷凝器和用于电动设备的散热器前的空气引导单元，空气引导单元在对外部空气进行分配和导入的同时防止在车辆的运行期间导入的外部空气旁流。从而使从车辆外部导入的外部空气得到有效分配和供应并随后得到冷却，由此提高了冷却效率，并且确保了冷却性能。

Description

用于车辆的冷却装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年10月6日提交的韩国专利申请No.10-2010-0097443的优先权和权益，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的冷却装置。更特别地，本发明涉及一种用于车辆的冷却装置，其中，为了提高冷却模块的冷却性能，根据传热量和运行温度对每一个构件进行设置，并且对从车辆外部导入的外部空气有效地进行供应和冷却，该冷却模块包括空调冷凝器(airconcondenser)、用于电动设备的散热器、用于堆(stack)的散热器以及冷却风扇。

背景技术

近来，在能量效率和环境污染方面日益增长的关注，已经提高了对能够基本替代内燃机车辆的环境友好的车辆的需求。通常而言，这样的环境友好的车辆分为由燃料电池或电力驱动的电动车辆，或者由发动机和电池驱动的混合动力车辆。

在此，对于采用燃料电池的电动车辆而言，氧和氢之间的化学反应能量转化为电能，由此产生驱动扭矩。在该过程中，在燃料电池之内由化学反应产生热能，并且需要有效地消除该热量，以确保燃料电池的性能。

而且，即使在混合动力车辆中，驱动扭矩是通过驱动电动机与发动机一起来产生的，电动机利用了燃料电池或从电池供应的电力，发动机是通过普通燃料运行的。在这点上，只有在有效地消除了由燃料电池、电池和电动机所产生的热量时，才能够确保电动机的性能。

图1为根据常规技术的用于车辆的冷却装置的方框图。用于车辆的冷却装置1包括冷却剂循环系统。

根据常规技术的用于车辆的冷却装置1包括电动设备6、冷却模块15、冷却管线17、冷却泵W1和W2以及贮液箱T1和T2，电动设备6包括换流器(inverter)3和电动机5，冷却模块15在车辆的前侧处包括空调冷凝器9、散热器11和冷却风扇13，以便对配置为燃料电池堆7的驱动系统进行冷却，冷却管线17使冷却模块15和驱动系统彼此连接，冷却泵W1和W2使冷却剂循环，贮液箱T1和T2存储冷却剂。

在此，散热器11分离地配置为用于电动设备的散热器19和用于堆的散热器21，并且配置在空调冷凝器9和冷却风扇13之间。

散热器19和21通过运行各自的水泵W1和W2而将冷却剂分别供应到换流器3和电动机5以及燃料电池堆7。所供应的冷却剂存储在各自的贮液箱T1和T2中，然后流入到各自的散热器19和21。通过重复上述过程，冷却剂进行循环，由此使车辆的驱动系统冷却。

然而，在冷却模块15中包含的用于电动设备的散热器19和用于堆的散热器21需要分离地进行制造，并随后应用到用于燃料电池车辆的常规冷却装置1，并且用于堆的散热器21的散热能力需要足够高，以确保对于燃料电池堆7的冷却性能。这就使冷却装置的结构变得复杂，从而难以确保用于安装散热器19和21的每一个的空间，并且由于对每一个构件进行单独生产而增加了制造成本。

另外，由于构成冷却模块15的空调冷凝器9、用于电动设备的散热器19、用于堆的散热器21和冷却风扇13串联设置，所以车辆的外部空气在穿过空调冷凝器9的同时以受热状态被导入，并且风速由于空气阻力增加而减小，因此降低了散热器19和21的每一个的冷却性能。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供了一种用于车辆的冷却装置，其优点是具有如下结构，其中根据传热量和运行温度，空调冷凝器和用于电动设备的散热器并行设置在车辆的前侧处，并且用于堆的散热器设置在所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器之后，从而提高了冷却模块的冷却性能，使得从车辆外部导入的外部空气能够有效地进行分配和供应并进行冷却，由此确保了冷却性能。

本发明的各个方面提供了一种用于车辆的冷却装置，包括：冷却模块，所述冷却模块安装在车辆的前侧处，并且通过冷却管线连接到所述冷却装置，以便对驱动系统进行冷却，根据传热量和运行温度，所述冷却模块包括空调冷凝器、用于电动设备的散热器、用于堆的散热器以及冷却风扇，所述空调冷凝器设置在散热器护栅之后的上侧处，所述用于电动设备的散热器并行地设置在所述空调冷凝器之下并且位于保险杠孔之后的下侧处，大量外部空气经过所述保险杠孔而导入，所述用于堆的散热器设置在并行地设置的所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器之后，所述冷却风扇设置在所述用于堆的散热片之后；以及空气引导单元，所述空气引导单元安装在所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器之前，并且所述空气引导单元在对外部空气进行分配和导入的同时，防止在车辆的运行过程中导入的外部空气旁流(bypass)。

所述空气引导单元可以包括：竖直空气引导板，所述竖直空气引导板分别安装在所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器的长度方向上的两侧处；以及水平空气引导板，所述水平空气引导板安装在水平方向上，并位于所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器之间以及竖直空气引导板之间。

所述水平空气引导板可以安装在所述空调冷凝器的下部处或者所述用于电动设备的散热器的上部处。

所述空气引导单元可以进一步包括辅助引导板，所述辅助引导板安装在所述用于堆的散热器以及所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器之间。

所述冷却模块可以设置为通过利用从车辆外部导入的外部空气进行热交换而对冷却剂进行冷却，从而用于对混合动力车辆中的发动机和电动设备进行冷却。

所述冷却模块可以设置为通过利用从车辆外部导入的外部空气进行热交换而对冷却剂进行冷却，从而用于对电动车辆中的电动设备进行冷却。

所述冷却模块可以设置为通过利用从车辆外部导入的外部空气进行热交换而对冷却剂进行冷却，从而用于对内燃机车辆中的内燃机进行冷却。

根据本发明的各个方面，为了提高所述冷却模块的冷却性能，根据传热量和运行温度，所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器并行地配置在车辆的前侧处，并且所述用于堆的散热器设置在所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器之后，从而使从车辆外部导入的外部空气有效地进行分配和供应并随后进行冷却，由此提高了冷却效率，并且确保了充分的冷却性能。

另外，所述空气引导单元防止了在运行时已经流入到车辆前侧内的外部空气旁流并对所述空气进行分配，所述空气引导单元在作用在于将空气分配并供应到所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器。这就通过增大穿行的风量(即，供应到所述用于电动设备的散热器的外部空气量，该电动设备的散热器进行了大量的热传递)而确保了冷却性能，由此实现了尺寸的减小，并且能够在小的发动机舱中确保足够的空间，从而可以简化布局。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据常规技术的用于车辆的冷却装置的方框图。

图2为根据本发明的用于车辆的示例性冷却装置的方框图。

图3为显示根据本发明的应用到用于车辆的冷却装置的示例性冷却模块的立体图。

图4为根据本发明的应用到用于车辆的冷却装置的冷却模块的侧视图。

图5为显示采用根据本发明的用于车辆的冷却装置的车辆中的冷却模块的使用状态的视图。

具体实施方式

下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

如图2所示，根据本发明的各个实施方案的用于车辆的冷却装置100基本包括电动设备105、冷却模块110、冷却管线(C.L)、冷却泵W1和W2、贮液箱T1和T2，电动设备105包括换流器101和电动机103，冷却模块110在车辆的前侧包括空调冷凝器111、用于电动设备的散热器113、用于堆的散热器115以及冷却风扇117，以便对包括燃料电池堆107的驱动系统进行冷却，冷却管线(C.L)使冷却模块110和驱动系统彼此连接，冷却泵W1和W2使冷却剂循环，贮液箱T1和T2存储冷却剂。

在此，在根据本发明的各个实施方案的用于车辆的冷却装置100中，根据传热量和运行温度，空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113在车辆的前侧处并行配置，并且用于堆的散热器115设置在空调冷凝器111和散热器113之后，从而提高了冷却模块110的冷却性能。相应地，对从车辆外部导入的外部空气有效地得到分配和供应并随后得到冷却，由此提高了冷却效率，并确保了冷却性能。

为此目的，如图3和4所示，在应用到根据本发明的各个实施方案的用于车辆的冷却装置100的冷却模块110中，根据传热量和运行温度，空调冷凝器111设置在车辆散热器护栅102之后的上侧处，并且用于电动设备的散热器113在保险杠孔104之后的下侧处并行地设置在空调冷凝器111之下，大量空气流过保险杠孔104。

另外，在冷却模块110中，用于堆的散热器115设置在空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113之后，所述空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113并行设置，并且冷却风扇117设置在用于堆的散热器115之后。

如上所述配置的冷却模块110进一步包括空气引导单元120，空气引导单元120安装为用以防止在车辆运行的过程中导入的外部空气(穿行的风)在空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113之前旁流，并且同时安装为根据外部空气流入部分的位置以及空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113的通风阻力而对外部空气进行适当分配。

在此，空气引导单元120包括竖直空气引导板121和水平空气引导板123，并且下面将更具体地描述其每一个构件。

首先，竖直空气引导板121安装在空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113的长度方向上的两侧处。

水平空气引导板123安装在水平方向上，并位于竖直引导板121之间以及空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113之间。

在此，水平空气引导板123可以安装在空调冷凝器111的下部处或者用于电动设备的散热器113的上部处。

另外，空气引导单元120可以进一步包括辅助引导板125，辅助引导板125安装在用于堆的散热器115以及空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113之间，从而使已经穿过空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113的外部空气流入到用于堆的散热器115内，而不会旁流。

也即，如图5所示，当在车辆运行的同时外部空气经过散热器护栅102和保险杠孔104而导入时，空气引导单元120的竖直空气引导板121的每一个都防止外部空气旁流，并且其水平空气引导板123用来将已经流动到保险杠孔104内的大量空气分配到用于电动设备的散热器113，并供应空气。

同时，根据本发明的各个实施方案的如上配置的冷却模块110可以用于通过利用从车辆外部导入的外部空气进行热交换而对冷却剂进行冷却，从而对混合动力车辆中的发动机和电动设备进行冷却。

也即，混合动力车辆中的冷却模块包括空调冷凝器、用于电动设备的散热器、用于内燃机的散热器以及冷却风扇，空气冷凝器设置在散热器护栅之后的上侧处，用于电动设备的散热器并行地设置在空调冷凝器之下，用于内燃机的散热器设置在并行设置的空调冷凝器和用于电动设备的散热器之后，冷却风扇设置在用于内燃机的散热器之后，并且上述空气引导单元120可以安装在空调冷凝器和用于电动设备的散热器之前。

另外，根据本发明的各个实施方案的冷却模块110可以设置为通过利用从车辆外部导入的外部空气进行热交换而对冷却剂进行冷却，从而用于对电动车辆中的电动设备进行冷却。

也即，电动车辆中的冷却模块包括空调冷凝器、用于电动设备的散热器和冷却风扇，空调冷凝器设置在散热器护栅之后的上侧处，用于电动设备的散热器并行地设置在空调冷凝器之下，冷却风扇设置在以并行结构设置的空调冷凝器和用于电动设备的散热器之后。

根据本发明的各个实施方案的冷却模块110可以设置为通过利用从车辆外部导入的外部空气进行热交换而对冷却剂进行冷却，从而用于对内燃机车辆中的发动机进行冷却。

也即，内燃机车辆中的冷却模块包括空调冷凝器、用于内燃机的散热器和冷却风扇，空调冷凝器设置在散热器护栅之后的一侧处或上侧处，用于内燃机的散热器并行地设置在空调冷凝器之下或者串联地设置在其另一侧处，冷却风扇设置在空调冷凝器和用于内燃机的散热器之后。上述空气引导单元120可以安装在空调冷凝器和用于内燃机的散热器之前。

如上所述，根据本发明的用于车辆的冷却装置100不但可应用于燃料电池车辆，而且可应用于混合动力车辆、电动车辆和内燃机车辆。

相应地，当采用根据本发明的各个实施方案的用于车辆的冷却装置时，根据传热量和运行温度，空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113在车辆的前侧处并行形成，并且用于堆的散热器115设置在空调冷凝器111和用于电动设备的散热器113之后，从而提高了冷却模块110的冷却性能。在这样的方式中，对从车辆外部导入的外部空气有效地进行分配和供应并随后进行冷却，由此提高了冷却效率，并确保了冷却性能。

另外，引导单元120用于防止在车辆运行时流入到车辆前侧内的外部空气旁流并分配所述空气，该引导单元120在作用在于将空气分配并供应到空调冷凝器111和所述用于电动设备的散热器113。这就通过增大穿行的风量，即供应到具有大量电热的用于电动设备的散热器的外部空气量，而确保了冷却性能，并且能够使尺寸减小。由于并行结构，在小的发动机舱中能够保证足够的安装空间，由此可以简化布局。

为了方便解释并且精确限定所附权利要求，术语上或下、前等被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方案的这些特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (7)

1.一种用于车辆的冷却装置，包括：

冷却模块，所述冷却模块安装在车辆的前侧处，以便对驱动系统进行冷却，根据传热量和运行温度，所述冷却模块包括设置在车辆散热器护栅的上后侧处的空调冷凝器、用于电动设备的散热器、用于堆的散热器以及冷却风扇，所述用于电动设备的散热器并行地设置在所述空调冷凝器之下并且位于保险杠孔的下后侧处，外部空气经过所述保险杠孔而导入，所述用于堆的散热器设置在并行地设置的所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器之后，所述冷却风扇设置在所述用于堆的散热器之后；以及

空气引导单元，所述空气引导单元安装在所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器之前，并且所述空气引导单元在对外部空气进行分配和导入的同时，防止在车辆的运行过程中导入的外部空气旁流。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却装置，其中所述空气引导单元包括：

竖直空气引导板，所述竖直空气引导板分别沿着所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器的长度方向上的相对侧进行安装；以及

水平空气引导板，所述水平空气引导板安装在水平方向上，并位于所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器之间以及竖直空气引导板之间。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的冷却装置，其中所述水平空气引导板安装在所述空调冷凝器的下部处或者所述用于电动设备的散热器的上部处。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的冷却装置，其中所述空气引导单元进一步包括辅助引导板，所述辅助引导板安装在所述用于堆的散热器以及所述空调冷凝器和所述用于电动设备的散热器之间。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却装置，其中所述冷却模块设置为通过利用从车辆外部导入的外部空气进行热交换而对冷却剂进行冷却，从而用于对混合动力车辆中的发动机和电动设备进行冷却。

6.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却装置，其中所述冷却模块设置为通过利用从车辆外部导入的外部空气进行热交换而对冷却剂进行冷却，从而用于对电动车辆中的电动设备进行冷却。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却装置，其中所述冷却模块设置为通过利用从车辆外部导入的外部空气进行热交换而对冷却剂进行冷却，从而用于对内燃机车辆中的内燃机进行冷却。