KR101181045B1

KR101181045B1 - 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크

Info

Publication number: KR101181045B1
Application number: KR1020100095182A
Authority: KR
Inventors: 기재영
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-09-07
Also published as: KR20120033588A

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크에 관한 것으로, 한 개의 케이스(10)내에 엔진 냉각용 냉각수(13)를 보관하는 제1챔버(11)와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)를 보관하는 제2챔버(12)가 동시에 구비된 구성이므로, 부품수 감축과 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있게 되고, 이와 더불어 엔진룸의 여유 공간 확보가 가능하도록 된 것이다.

Description

하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크{Cooling water reservoir tank for hybrid electric vehicle}

본 발명은 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 차량에서 엔진 냉각용 냉각수와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수를 동시에 저장하여 보관할 수 있는 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크에 관한 기술이다.

일반적으로, 엔진과 전기모터 두 가지를 동력원으로 사용하는 하이브리드(hybrid) 차량은 주행 동력은 엔진을 이용하고, 시동 및 차량 발진이나 주행 보조동력은 전기모터를 이용하는 구성으로, 기존의 엔진 또는 전기모터 둘 중 하나만을 동력원으로 사용하는 차량에 비해 연료효율 증대와 배기가스 저감 및 주행거리 증대 등의 장점이 있다.

상기와 같은 하이브리드 차량은 동력원으로 사용하는 엔진 또는 하이브리드 부품에서 고온의 열이 발생하게 되며, 차량의 안전을 위해 고온의 열을 적정한 온도로 냉각시켜 주어야만 하는 바, 이를 위해 냉각시스템을 구비하고 있다.

한편, 하이브리드 부품 중 발열량이 많은 부품들(일례로 모터, 인버터, 컨버터 등)은 냉각수를 이용하여 냉각을 하는 수냉식 구조를 채택하고 있는 바, 종래의 하이브리드 차량은 도 1에 도시된 바와 같이 엔진 냉각용 냉각수(1)를 보관하는 리저버 탱크(2)와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(3)를 보관하는 리저버 탱크(4)가 엔진룸의 공간에서 각각 별도로 구성되어 있었으며, 이로 인해 엔진룸의 공간이 협소해지는 단점, 차량의 중량이 증가하는 단점, 원가가 상승하는 단점 등이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 엔진 냉각용 냉각수와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수를 하나의 리저버 탱크에 동시에 보관할 수 있도록 함으로써, 엔진룸의 여유 공간 확보를 가능하게 하고, 이와 더불어 차량의 중량 감소 및 원가 절감을 도모할 수 있도록 하는 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크는, 엔진 냉각용 냉각수를 보관하는 제1챔버 및 하이브리드 부품 냉각용 냉각수를 보관하는 제2챔버가 서로 분리된 공간으로 구비되게 형성된 케이스와; 상기 제1,2챔버를 연결하는 연결통로와; 상기 연결통로에 설치되어서 상기 엔진 냉각용 냉각수의 온도가 냉각대상이 되는 상기 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 낮거나 또는 높음에 따라 상기 연결통로를 개방시키거나 밀폐시키도록 바이메탈(bimetal) 원리에 의해 동작하는 밸브장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 케이스는 상기 밸브장치에 의해 상기 연결통로가 밀폐된 상태에서 상기 엔진 냉각용 냉각수와 상기 하이브리드 부품 냉각용 냉각수간에 서로 열교환이 발생하지 않도록 상기 제1챔버와 상기 제2챔버 사이에 빈 공간이 구비되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 밸브장치는 상기 엔진 냉각용 냉각수의 온도가 냉각대상이 되는 상기 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 낮으면 상기 연결통로를 개방시키도록 동작하고 반대로 높으면 상기 연결통로를 밀폐시키도록 동작하는 서모스탯(thermostat)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크는, 한 개의 케이스내에 엔진 냉각용 냉각수를 보관하는 제1챔버와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수를 보관하는 제2챔버가 동시에 구비된 구성이므로, 부품수 감축과 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있게 되고 이와 더불어 엔진룸의 여유 공간 확보가 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 엔진 냉각용 냉각수(13)와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수가 서로 열교환되는 과정에서는 엔진의 냉각시스템을 구성하는 라디에이터 및 하이브리드 부품의 냉각시스템을 구성하는 라디에이터의 작동을 최소화시킬 수 있게 되고, 이로 인해 라디에이터의 작동에 필요한 부하를 줄일 수 있게 됨으로써 차량의 출력성능의 향상을 도모할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래의 하이브리드 차량에 구비된 엔진 냉각용 냉각수를 보관하는 리저버 탱크와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수를 보관하는 리저버 탱크의 도면,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크의 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크는 도 2에 도시된 바와 같이 한 개의 케이스(10)내에 제1챔버(11)의 공간과 제2챔버(12)의 공간이 서로 분리되게 구비된 구성으로, 상기 제1챔버(11)에는 엔진 냉각용 냉각수(13)가 저장되어 보관되고, 상기 제2챔버(12)에는 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)가 저장되어 보관된다.

그리고, 상기 제1,2챔버(11,12)는 각각의 하단부가 연결통로(15)에 의해 서로 연결된 구조를 갖고 있으며, 상기 연결통로(15)에는 바이메탈(bimetal) 원리에 의해 상기 연결통로(15)를 개방시키거나 또는 밀폐시키도록 동작하는 밸브장치가 설치된다.

즉, 상기 밸브장치는 상기 엔진 냉각용 냉각수(13)의 온도가 냉각대상이 되는 상기 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 낮으면 상기 연결통로(15)를 개방시키도록 동작하고, 반대로 상기 엔진 냉각용 냉각수(13)의 온도가 냉각대상이 되는 상기 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 높으면 상기 연결통로(15)를 밀폐시키도록 동작하는 서모스탯(16;thermostat)인 것이다.

그리고, 상기 케이스(10)에는 상기 제1,2챔버(11,12)로 동시에 냉각수를 보충할 수 있는 냉각수 주입구(17)가 형성되고, 상기 제1챔버(11)에는 냉각수 공급호스(21) 및 리턴호스(22)가 연결되어 설치되는 바, 상기 냉각수 공급호스(21)는 상기 제1챔버(11)에 보관된 엔진 냉각용 냉각수(13)를 냉각 대상인 엔진으로 공급하는 호스이고, 상기 리턴호스(22)는 엔진을 냉각 완료한 냉각수를 상기 제1챔버(11)로 복귀시키는 호스이다.

또한, 상기 제2챔버(12)에도 냉각수 공급호스(23) 및 리턴호스(24)가 연결되어 설치되는 바, 상기 냉각수 공급호스(23)는 상기 제2챔버(12)에 보관된 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)를 냉각 대상인 하이브리드 부품으로 공급하는 호스이고, 상기 리턴호스(24)는 하이브리드 부품을 냉각 완료한 냉각수를 상기 제2챔버(12)로 복귀시키는 호스이다.

한편, 상기 제1챔버(11)와 상기 제2챔버(12) 사이에는 빈 공간(18)이 구비되도록 상기 케이스(10)가 형성되는 바, 상기 빈 공간(18)은 상기 제1,2챔버(11,12)를 단열시키는 역할을 하게 되며, 이로 인해 상기 서모스탯(16)에 의해 상기 연결통로(15)가 밀폐된 상태에서 상기 엔진 냉각용 냉각수(13)와 상기 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)간에는 서로 열교환이 발생하지 않게 된다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

시동 직후와 같이 엔진이 충분히 예열되지 않은 상태일 때 엔진 냉각용 냉각수(13)는 온도는 높지 않은 상태이다.

상기의 상태에서 제1챔버(11)에 보관된 엔진 냉각용 냉각수(13)의 온도가 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)에 의해 냉각대상이 되는 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 낮으면, 바이메탈(bimetal) 원리에 의해 동작하는 서모스탯(16)의 작동에 의해 연결통로(15)가 개방된다.

그러면, 제1,2챔버(11,12)에 보관중이던 엔진 냉각용 냉각수(13)와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)는 서로 혼합되면서 열교환을 하게 된다.

이와 같이, 서모스탯(16)의 작동에 의해 연결통로(15)가 개방됨에 따라 엔진 냉각용 냉각수(13)와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)가 서로 열교환을 하게 될 때에는, 엔진의 냉각시스템을 구성하는 라디에이터 및 하이브리드 부품의 냉각시스템을 구성하는 라디에이터의 작동을 최소화시킬 수 있게 되는 바, 이 결과 라디에이터의 작동에 필요한 부하를 줄일 수 있게 됨으로써 출력성능의 향상을 도모할 수 있게 된다.

그리고, 엔진에서 발생하는 열이 하이브리드 부품에서 발생하는 열보다 높기 때문에, 차량 시동 후 일정시간이 경과하면 엔진 냉각용 냉각수(13)의 온도가 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)의 온도보다 높아지게 되고, 연결통로(15)가 개방되어 있는 상태이므로 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)는 엔진 냉각용 냉각수(13)와의 열교환에 의해 온도가 점차 상승하게 된다.

이러한 상태에서, 제1챔버(11)에 보관된 엔진 냉각용 냉각수(13)의 온도가 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)에 의해 냉각대상이 되는 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 높아지는 시점이 되면, 서모스탯(16)의 작동에 의해 연결통로(15)가 밀폐되고, 이때부터 제1챔버(11)에 보관된 엔진 냉각용 냉각수(13)와 제2챔버(12)에 보관된 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)는 서로 열교환을 할 수 없게 된다.

그러면, 엔진은 제1챔버(11)에 보관된 엔진 냉각용 냉각수(13)에 의해 냉각되고, 하이브리드 부품은 제2챔버(12)에 보관된 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)에 의해 냉각이 이루어지게 된다.

만약, 제1챔버(11)에 보관된 엔진 냉각용 냉각수(13)의 온도가 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 높아지는 상황에서 연결통로(15)가 계속 개방된 상태를 유지하게 되면, 제2챔버(12)에 보관된 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)는 엔진 냉각용 냉각수(13)와의 열교환에 의해 크게 상승하게 되는 바, 이럴 경우 온도가 상승된 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)가 하이브리드 부품쪽으로 공급됨에 따라 상기 하이브리드 부품은 손상 및 파손이 되어 사용할 수 없는 상태가 된다.

따라서, 제1챔버(11)에 보관된 엔진 냉각용 냉각수(13)의 온도가 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 높아지는 시점이 될 때 서모스탯(16)의 작동으로 연결통로(15)는 반듯이 밀폐되어야 한다.

또한, 상황에 따라 제1챔버(11)에 보관된 엔진 냉각용 냉각수(13)의 온도가 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 낮아지면 다시 연결통로(15)가 개방되면서 냉각수(13,14)의 열교환이 이루어지게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크는, 한 개의 케이스(10)내에 엔진 냉각용 냉각수(13)를 보관하는 제1챔버(11)와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)를 보관하는 제2챔버(12)가 동시에 구비된 구성이므로, 엔진 냉각용 냉각수를 보관하는 리저버 탱크와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수를 보관하는 리저버 탱크가 엔진룸의 공간에 각각 구비되던 종래의 구성에 비해, 부품수 감축과 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있게 되고, 나아가 엔진룸의 여유 공간 확보가 가능하게 되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시예는 엔진 냉각용 냉각수(13)와 하이브리드 부품 냉각용 냉각수(14)가 연결통로(15)를 통해 열교환되는 과정에서는 엔진의 냉각시스템을 구성하는 라디에이터 및 하이브리드 부품의 냉각시스템을 구성하는 라디에이터의 작동을 최소화시킬 수 있게 되며, 이 결과 라디에이터의 작동에 필요한 부하를 줄일 수 있게 됨으로써 출력성능의 향상을 도모할 수 있는 장점도 있다.

10 - 케이스 11 - 제1챔버
12 - 제2챔버 13 - 엔진 냉각용 냉각수
14 - 하이브리드 부품 냉각용 냉각수 15 - 연결통로
16 - 서모스탯

Claims

엔진 냉각용 냉각수를 보관하는 제1챔버 및 하이브리드 부품 냉각용 냉각수를 보관하는 제2챔버가 서로 분리된 공간으로 구비되게 형성된 케이스와;
상기 제1,2챔버를 연결하는 연결통로와;
상기 연결통로에 설치되어서 상기 엔진 냉각용 냉각수의 온도가 냉각대상이 되는 상기 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 낮거나 또는 높음에 따라 상기 연결통로를 개방시키거나 밀폐시키도록 바이메탈(bimetal) 원리에 의해 동작하는 밸브장치
를 포함하는 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크.
청구항 1에 있어서, 상기 케이스는
상기 밸브장치에 의해 상기 연결통로가 밀폐된 상태에서 상기 엔진 냉각용 냉각수와 상기 하이브리드 부품 냉각용 냉각수간에 서로 열교환이 발생하지 않도록 상기 제1챔버와 상기 제2챔버 사이에 빈 공간이 구비되도록 형성된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크.
청구항 1에 있어서, 상기 밸브장치는
상기 엔진 냉각용 냉각수의 온도가 냉각대상이 되는 상기 하이브리드 부품의 냉각 기준온도보다 낮으면 상기 연결통로를 개방시키도록 동작하고 반대로 높으면 상기 연결통로를 밀폐시키도록 동작하는 서모스탯(thermostat)인 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크.
청구항 1에 있어서, 상기 케이스에는
상기 제1,2챔버로 동시에 냉각수를 보충할 수 있게 형성된 냉각수 주입구와;
상기 제1챔버에 연결된 냉각수 공급호스 및 리턴호스와;
상기 제2챔버에 연결된 냉각수 공급호스 및 리턴호스
가 구비된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 냉각수 리저버 탱크.