KR100842834B1 - 하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 전력 전장 장치 및 인버터, 모터, 배터리 모듈의 냉각 장치에 관한 것으로, 하이브리드 차량의 전력 전장 장치 동작에 따라 발생하는 열을 효과적으로 냉각하여 전력 전장 장치의 안정적인 동작을 보장하고 효율을 높일 수 있도록, 하이브리드 차량의 전력 전장 장치용 냉각 장치에 있어서, 상기 전력 장치의 외표면에 대응하는 외표면을 갖고, 일측에 냉각수가 유입되는 유입구와 냉각수가 유출되는 유출구가 형성되고, 내부에 상기 유입구와 유출구를 상호 연결하여 냉각수가 순환하기 위한 순환홀이 지그재그 형상으로 형성되고, 요소 부품들의 발열량에 따라 냉각 순환 경로가 가변형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
하이브리드, 냉각, 냉각수, 수냉식, 전력 전장, 모터, 인버터, 배터리, 냉각 모듈

Description

하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치{A cooling apparatuf for electric apparatus of hyprid automobile}
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각 장치의 사시도이다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각 장치의 평면 투사도이다.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각 장치의 블럭도이다.
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각 장치의 평면 투사도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50: 전력 장치 60: 라디에이터
100: 냉각 장치 110: 몸체
112: 방열핀 120: 유입구
125: 순환홀 130: 유출구
150: 온도 감지부 160: 유량 조절 밸브
170: 제어부
본 발명은 하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 차량의 전력 장치 동작에 따라 발생하는 열을 효과적으로 냉각하여 전력 장치의 안정적인 동작을 보장하고 효율을 높일 수 있는 냉각 장치에 관한 것이다.
하이브리드 차량은 종래의 내연 기관을 이용한 차량 운행에 따르는 효율성 개선 및 환경오염을 방지하기 위하여 개발되었다.
이와 같은 하이브리드 차량은 주 동력원으로서 린번형 내연 기관 외에 배터리로부터 공급받은 전원에 의해 동작하는 모터가 사용된다.
이처럼 하이브리드 차량의 구동부는 각 구성요소에서 열이 발생하게 되는데, 이와 같은 열은 전력 장치의 효율을 떨어뜨릴 수 있기 때문에 적정온도로 구성요소를 냉각시킬 필요가 있다. 특히 하이브리드 차량의 경우는 충전 및 방전을 계속하기 때문에 전력 전장 부품과 배터리가 열을 발생하여 효율이 저하되기 때문에 반드시 냉각을 시켜야 적절한 효율이 발휘될 수 있는 것이다.
이와 같은 전력 장치의 냉각을 위하여, 하이브리드 차량의 운행시에 발생하는 바람을 이용한 공랭식 냉각 장치가 제안되었다.
공랭식 냉각 장치는 차량의 운행시에 발생되는 맞바람을 전력 장치로 유도하여 냉각시킨다. 그러나 이와 같은 공랭식 냉각 장치는 차량이 운행하지 않을 경우에는 냉각 성능을 기대하기 어렵고, 많은 열을 발생하는 대용량 전력 장치를 사용하는 하이브리드 차량에는 적용할 수 없는 문제가 발생한다.
본 발명은 전술된 공랭식 냉각 장치의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것 으로, 발열이 심한 전력 장치에 냉각수를 이용한 냉각 장치를 부가하여 대용량의 전력 장치를 사용하는 하이브리드 차량에 적용가능하고, 효율이 높은 냉각 장치의 제공을 목적으로 한다.
전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치는, 하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치에 있어서, 상기 전력 장치의 외표면에 대응하는 외표면을 갖고, 일측에 냉각수가 유입되는 유입구와 냉각수가 유출되는 유출구가 형성되고, 내부에 상기 유입구와 유출구를 상호 연결하여 냉각수가 순환하기 위한 순환홀이 지그재그 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 냉각 장치는 경량 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
본 발명에서, 상기 냉각 장치는 일체형 진공 정밀 주조법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에서, 상기 유입구과 유출구는 동일 측면에 형성될 수 있다.
본 발명에서, 상기 유입구와 유출구는 서로 반대 측면에 형성될 수도 있다.
본 발명에서, 상기 냉각 장치의 일표면은 방열핀이 추가로 형성될 수 있다.
본 발명에서, 상기 냉각 장치의 표면 온도를 감지하는 온도 감지부; 제어부의 제어 신호에 따라 상기 유입구로 냉각수를 유도하거나 라디에이터로 냉각수를 유도하는 유량 조절 밸브; 및 상기 온도 감지부에서 감지된 표면 온도에 따라 상기 유량 조절 밸브의 동작을 제어하는 제어부;를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 제어부는: 상기 온도 감지부에서 감지된 표면 온도가 섭씨 35도 이상인 경우에 상기 유량 조절 밸브가 냉각수를 유입구로 이동되게 유도하도록 제어하고, 상기 온도 감지부에서 감지된 표면 온도가 섭시 35도 미안인 경우에 상기 유량 조절 밸브가 냉각수를 라디에이터로 이동되게 유도하도록 제어할 수 있다.
본 발명에서, 상기 순환홀은: 상기 전력 장치를 구성하는 구성 요소의 발열량에 따라 직경이 다르게 형성될 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예가 기술된다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
(제1실시예)
먼저, 첨부된 도면 도1 내지 도3을 참조로 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치를 설명한다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각 장치의 사시도이고, 도2는 본 발명 의 제1실시예에 따른 냉각 장치의 평면 투사도이고, 도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각 장치의 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 제1실시예에 따른 하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치(100: 이하에서 설명의 편의를 위하여 별다른 설명이 없는 한, '하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치'는 간략히 '냉각 장치'라 한다)는 일체형 진공 정밀 주조법에 의해 제조된 경량 알루미늄 재질의 몸체(110) 내부로 냉각수가 순환될 수 있도록 구성된다.
몸체(110)는 상부 표면에 방열핀(112)이 형성된다. 방열핀(112)은 몸체(110)의 표면적을 넓게 하여, 냉각수에 의한 냉각 작용 외에도, 공기와의 열교환 효율을 높여준다.
몸체(110)의 외표면은 전력 장치(50)의 일표면 또는 전력 장치(50)의 외표면을 감싸는 외표면을 가져서, 전력 장치(50)와의 열교환 효율을 높인다.
몸체(110)의 일측에는 냉각수가 유입되는 유입구(120)와 냉각수가 유출되는 유출구(130)가 형성되며, 내부에 유입구(120)와 유출구(130)를 상호 연결하고, 냉각수가 몸체(110) 내부를 순환할 수 있도록 지그재그 형상의 순환홀(125)이 형성된다. 이와 같이 순환홀(125)이 지그재그 형상으로 형성되면, 순환홀(125)을 통과하는 냉각수와 몸체(110)와의 열교환 효율이 높아져서 효율적인 냉각이 이루어질 수 있다. 또한 순환홀(125)은 전력 장치(50)를 구성하는 구성 요소의 발열량에 따라 직경이 다르게 형성되어, 예를 들어 발열량이 큰 부분에는 대구경부(126)의 순환홀이 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 대구경부(126)의 형성에 의해, 발열량이 큰 부분의 효과적인 냉각이 가능해진다.
한편, 전력 장치(50)는 고온에서 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 너무 낮은 온도에서도 동작 효율이 떨어지게 된다. 이를 방지하기 위하여, 본 실시예에 따른 냉각 장치(100)는 몸체(110)외에 온도 감지부(150), 유량 조절 밸브(160) 및 제어부(170)를 추가로 포함한다.
온도 감지부(150)는 냉각 장치 몸체(110)의 표면 온도를 감지한다.
유량 조절 밸브(160)는 제어부(170)의 제어 신호에 따라 유입구(120)로 냉각수를 유도하거나 라디에이터(60)로 냉각수를 유도한다.
제어부(170)는 온도 감지부(150)에서 감지된 표면 온도에 따라 유량 조절 밸브(160)의 동작을 제어한다. 이때 제어부(170)가 유량 조절 밸브(160)를 제어하는 온도는 섭씨 35도인 것이 바람직하다. 즉, 온도 감지부(150)에서 감지된 표면 온도가 섭씨 35도 이상인 경우에 유량 조절 밸브(160)가 냉각수를 유입구(120)로 이동되게 유도하도록 제어하고, 온도 감지부(150)에서 감지된 표면 온도가 섭시 35도 미안인 경우에는 유량 조절 밸브(160)가 냉각수를 라디에이터(60)로 이동되게 유도하도록 제어한다. 이에 의해, 전력 장치(50)는 섭씨 35도를 기준으로 안정적인 동작 온도 범위에서 동작할 수 있게 된다.
(제2실시예)
이하에서 첨부된 도면 도4를 참조로 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각 장치 를 설명한다.
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각 장치의 평면 투사도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 본 제2실시예에 따른 냉각 장치(200)는 제1실시예에 따른 냉각 장치(100)에 비해, 유입구(220)와 유출구(230)가 서로 반대 방향에 위치된 것을 제외하고는 실질적으로 동일하다.
이와 같이, 유입구(220)와 유출구(230)가 서로 반대 방향에 위치함에 따라, 냉각 장치(200)를 순환하는 냉각수의 경로를 자유롭게 조절할 수 있다.
한편, 유입구와 유출구는 같은 면 또는 반대 면에 특별히 한정되어 설치될 필요는 없으며, 경우에 따라 이웃하는 면에 각각 설치될 수도 있음에 유의해야 한다.
이상으로 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다.
그러나 본 발명은 전술된 실시예에만 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따르면 하이브리드 차량의 전력 장치에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각하여 전력 시스템의 효율을 극대화할 수 있는 냉각 장치를 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 하이브리드 차량의 전력 장치(50)용 냉각 장치(100)를 구성하되,
    상기 전력 장치(50)의 외표면에 대응하는 외표면을 갖고,
    일측에 냉각수가 유입되는 유입구(120)와 냉각수가 유출되는 유출구(130)가 형성되고,
    내부에 상기 유입구(120)와 유출구(130)를 상호 연결하여 냉각수가 순환하기 위한 순환홀(125)이 지그재그 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치에 있어서,
    상기 냉각 장치(100)의 표면 온도를 감지하는 온도 감지부(150);
    제어부(170)의 제어 신호에 따라 상기 유입구(120)로 냉각수를 유도하거나 라디에이터(60)로 냉각수를 유도하는 유량 조절 밸브(160); 및
    상기 온도 감지부(150)에서 감지된 표면 온도에 따라 상기 유량 조절 밸브(160)의 동작을 제어하는 제어부(170);를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부(170)는:
    상기 온도 감지부(150)에서 감지된 표면 온도가 섭씨 35도 이상인 경우에 상기 유량 조절 밸브(160)가 냉각수를 유입구(120)로 이동되게 유도하도록 제어하고,
    상기 온도 감지부(150)에서 감지된 표면 온도가 섭시 35도 미안인 경우에 상기 유량 조절 밸브(160)가 냉각수를 라디에이터(60)로 이동되게 유도하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 전력 장치용 냉각 장치.
  9. 삭제
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