KR101546923B1

KR101546923B1 - 차량용 가열 장치 및 가열 장치의 전자 제어 유닛의 냉각방법

Info

Publication number: KR101546923B1
Application number: KR1020147032024A
Authority: KR
Inventors: 우베 라인홀츠; 플로리안 라리쉬; 칼 고틀; 미카엘 스타케; 스테판 부클; 닐스 엘름; 토어스텐 카벨리츠
Original assignee: 베바스토 에스이
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2015-08-24
Also published as: EP2844927A1; WO2013164313A1; US10244656B2; JP2015518450A; DE102012207301A1; KR20150004381A; CN104285109B; JP5871148B2; EP2844927B1; CN104285109A; US20150117847A1

Abstract

본 발명은 차량용 가열 장치(10)에 관한 것으로, 액체 열 전달 매체를 위한 유로(14,16,20,22,24); 열을 발생시키고, 발생된 열을 유로 중 가열부(20) 상의 열 전달 매체에 방열하기 위한 전기 가열 유닛(34); 및 전기 가열 유닛의 발열량을 제어하기 위한 전자 제어 유닛(26)을 포함한다.
전자 제어 유닛(26)은 가열부(20)의 유로 상류의 예열부(16)에서 전자 제어 유닛(26)으로부터 열 전달 매체에 폐열을 방열시키기 위한 방열체를 구비한다. 본 발명은 이와 관련된 전자 제어 유닛을 냉각시키기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

차량용 가열 장치 및 가열 장치의 전자 제어 유닛의 냉각방법{Heating device for a vehicle, and method for cooling an electronic controller of the heating device}

본 발명은 차량용 가열 장치와 차량용 가열 장치의 전자 제어 유닛의 냉각방법에 관한 것이다.

전기 가열 장치들은, 예컨대 보조 가열원 또는 임시 가열원으로 차량에 사용되고 있다. 전기 가열 장치는 일반적으로 열을 발생시키고 발생된 열을 열 전달 매체로 방열시킬 수 있는 적어도 하나의 전기 가열 유닛을 구비한다.

열 전달 매체는, 예를 들어, 물 또는 다른 적합한 열 수송 액체일 수 있다. 전기 가열 유닛은 자신의 발열량을 제어하는 전자 제어 유닛에 연결될 수 있다. 전자 제어 유닛은, 예를 들어, 전기 가열 유닛의 전류를 제어하거나 전기 가열 유닛에 인가되는 전압을 제어하기 위한 파워 트랜지스터 또는 반도체 기반 전자 회로 등일 수 있다.

부수적 효과로, 전자 제어 유닛은 일반적으로 열을 발생시키는데 이러한 열은 전자 제어 유닛의 과열을 방지하기 위해 방출되어야만 한다. 예를 들어, 인가된 공기를 통해 폐열을 방출시키는 공기 냉각이 제공될 수 있다. 전자 제어 유닛은, 예를 들어, 공기가 유동할 수 있는 공기 덕트 안쪽에 위치할 수 있다. 송풍기, 예컨대 팬은, 공기의 유동을 발생시키기 위해 덕트 내에 배치될 수 있다. 전자 제어 유닛에 의해 예열된 공기는 전기 가열 유닛으로 보내져서 희망 온도로 더 가열될 수 있다. 그 다음, 가열된 공기는 목적지, 예를 들어, 차량의 객실로 보내질 수 있다.

본 발명의 목적은 컴팩트하고, 견고하고, 에너지를 절약할 수 있으며, 구조적으로 간단한 전기 가열 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 구조적으로 간단한 방식으로 실행될 수 있는 가열 장치의 전자 제어 유닛을 냉각시키기 위한 에너지 효율적인 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적들은, 독립항들의 구성들로 달성될 수 있다. 종속항들은 개선사항과 유리한 실시예들을 나타낸다.

차량용 가열 장치가 이하에서 설명된다. 가열 장치는 액체 열 전달 매체를 위한 유로, 열을 발생시키고 발생된 열을 유로의 가열부 상에서 열 전달 매체로 전달하기 위한 전기 가열 유닛 및 전기 가열 유닛의 발열량을 제어하기 위한 전자 제어 유닛을 포함한다. 또한, 차량의 가열 장치의 전자 제어 유닛의 냉각 방법이 설명되는데, 가열 장치는, 액체 열 전달 매체를 위한 유로, 유로의 가열부 상에서 열 전달 매체에 열을 전달할 수 있도록 배치되는 전기 가열 유닛 및 전기 가열 유닛의 발열량을 제어하기 위한 전자 제어 유닛을 포함한다.

제어 유닛은 가열부의 유로 상류의 예열부 상에서 전자 제어 유닛으로부터 열 전달 매체로 폐열을 방열시키기 위한 방열체가 제공될 수 있다. 그러므로, 전자 제어 유닛으로부터 폐열은 주로 가열될 목적 매체(예컨대, 차량의 객실로 공급될 공기)에 직접적으로 전달되지 않고 액체 열 전달 매체로 전달될 수 있다. 이를 위해 요구되는 설계 용적은 예를 들어, 전자 제어 유닛의 공기 냉각과 비교하여 더 작아질 수 있다. 가열 장치 내에서 공기 유로를 구획하기 위한 공기 덕트 또는 다른 요소들과 송풍기는 생략될 수 있다. 방열체는, 예를 들어, 열 전달 매체를 위한 입구 챔버 또는 가열부의 열 전달 매체 상류의 어떠한 다른 유로 영역에 배치될 수 있다. 열 전달 매체의 적절한 유속과 함께 방열체의 적절한 크기와 기하학적 형상은 방열체를 통해 전자 제어 유닛으로부터 열 전달 매체로 충분한 열 전도를 가능하게 할 수 있다. 예컨대 방열체를 거쳐 흐르는 물과 같은 열 전달 매체가 데워지지 않을 수 있다. 방열체에서 열 전달 매체가 끓게 되면 바람직하지 않은 거품을 형성시켜서, 열적 차단 효과을 발생시키거나 전자 제어 유닛으로부터 폐열의 흐름을 방해할 수 있다. 그러나, 방열체는 열 전달 매체가 끊더라도 방열체에서 발생된 거품들이 열 전달 매체의 유동으로 씻겨 나갈수 있는 크기와 모양으로 형성될 수 있다. 따라서 매끄럽고(거칠지 않은) 유선형의 표면을 구비하는 방열체가 유리할 수 있다. 거칠고, 울퉁불퉁하고 비유선형의 표면은 방열체로부터 열 전달 매체로의 열 흐름에 도움이 될 수 있는 열 전달 매체의 난류를 발생시킨다는 측면에서 유리하지만 난류는 열 전달 매체가 끓을 때 생겨나는 거품들을 방열체에 달라붙게 하는 효과를 낳을 수 있다. 그러나, 끓는 위험이 무시될 수 있으면, 난류를 촉진할 수 있는 방열체의 표면 구조가 더 좋은 선택이 될 수 있다.

가열 장치는 가열부의 열 전달 매체의 하류로부터 공기로 열을 전달하기 위한 공기 열교환기를 구비할 수 있다. 공기 열교환기는, 예를 들어, 공기로 열 전달이 잘될 수 있도록 서로 인접하게 배치된 열 전달 매체용 복수의 채널들 및 공기용 복수의 채널들을 구비할 수 있다.

가열 장치는 예열부의 유로를 적어도 부분적으로 구획하는 벽체를 포함할 수 있고, 방열체는 벽체로부터 예열부로 연장된다. 방열체는, 예를 들어, 벽체의 돌출부로서 형성되거나 핀(pin), 볼트 또는 휜(fin)으로서 형성될 수 있다.

방열체는 벽체의 반대측으로 연장될 수 있다. 따라서, 예열부에서 가능한 공간은 최적의 방식으로 사용될 수 있다. 방열체는, 예를 들어, 벽체의 반대측에 부착되는 두개의 끝단을 구비할 수 있다. 이러한 배치는 특히 견고할 수 있다. 가열 장치가 복수의 전자 제어 유닛을 포함할 때, 전자 제어 유닛은 끝단들 각각에 위치될 수 있다. 가열 장치는, 예를 들어, 복수의 전자 제어 유닛, 예를 들어, 각각이 전자 제어 유닛을 구비하며 병렬로 연결된 복수의 가열 저항기, 예를 들어, 전자 제어 유닛과 관련된 전원 스위치를 포함할 수 있다.

방열체와 벽체는 일체로 형성될 수 있다. 이는 가열 장치의 제조를 용이하게 하고 견고함을 확보할 수 있게 한다. 방열체와 벽체는, 예를 들어, 높은 열 전도성을 갖는 적합한 재질로 제작될 수 있다. 대안적으로 방열체는, 예를 들어, 높은 열 전도성을 갖는 재질의 금속, 예컨대 알루미늄 등으로 제작될 수 있고, 벽체는 좋은 단열재, 예컨대 플라스틱 재질 또는 세라믹 재질로 제작될 수 있다. 그러므로 가열 장치의 벽체를 통해 인접한 구성요소들 또는 다른 환경으로, 예컨대 공기로의 열 손실은 최소화될수 있는 반면, 방열체와 열 전달 매체 사이의 열교환이 최적화될 수 있다.

상술한 바와 같이, 가열 장치는 제2 전자 제어 유닛을 포함할 수 있고, 방열체는 제1 전자 제어 유닛으로부터 제2 전자 제어유닛으로 연장된다. 이러한 경우, 제1 전자 제어 유닛과 제2 전자 제어 유닛은 공통의 방열체를 공유한다. 그러므로 생산비가 절감되고 견고성이 강화될 수 있다.

가열 장치는 가열부 안에서 가열 유닛으로부터 열 전달 매체로 열을 전달하기 위한 열 전달 유닛을 더 포함할 수 있다. 대안적으로, 전기 가열 유닛은 열 전달 매체와 직접적으로 접촉될 수 있다.

열 전달 유닛과 방열체는 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 열 전달 유닛과 방열체로 구성된 요소는 제1 핀(fin) 그룹과 제2 핀(fin) 그룹을 포함할 수 있고, 각각의 그룹은 적어도 하나의 핀을 포함하며 제1 핀 그룹은 유로의 가열부에 배치되는 반면 제2 핀 그룹은 유로의 예열부에 배치된다. 다시 말하면, 제1 핀 그룹은 열 전달 유닛 또는 열 전달 유닛의 일부로 간주될 수 있는 반면 제2 핀 그룹은 방열체 또는 방열체의 일부로 간주될 수 있다. 인접한 핀들은, 예를 들어, 유로의 일 부분이 되는 열 전달 매체용 채널로 구획될 수 있다.

가열 장치는 열 전달 유닛과 방열체를 서로 연결하고, 열 전달 유닛과 방열체 사이의 열저항이 최단 라인에 비해 증가될 수 있도록 비직선 라인을 따라 연장하는 연결부재를 더 포함할 수 있다. 따라서 전기 가열 유닛으로부터 전자 제어 유닛으로 열의 흐름이 최소화될 수 있다. 연결부재는, 예를 들어, 하나의 주름 또는 복수 개의 연속적인 주름들로 형성될 수 있다.

상술한 비직선 라인은, 예를 들어, L,U,V,S,Z,N,M, 및 W와 같은 형상일 수 있다.

방열체는 열 전달 매체의 유동 저항이 최소화되도록 지향될 수 있다. 따라서 유로를 따라 열 전달 매체를 움직이는데 필요한 힘 즉, 열 전달 매체의 유동을 발생시키는 힘이 최소화될 수 있다. 예를 들어, 펌프가 열 전달 매체를 구동시키는데 사용된다면, 비교적 저출력이고 상대적으로 에너지를 소비가 적은 펌프가 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 방열체에 거품 형성 위험이 감소될 수 있다.

상술한 바와 같이, 전자 제어 유닛은, 예를 들어, 파워 트랜지스터이거나 필수 요소로 파워 트랜지스터를 포함할 수 있다. 파워 트랜지스터는 가열 유닛의 가열 저항기와 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 파워 스위치는, 예를 들어, 절연 게이트 전극(IGPT, isolated gate electrode)을 가진 쌍극성 트랜지스터일 수 있다.

전기적으로 차단되는 절연층은 상기 방열체에 직접 부착될 수 있고 전기적으로 전도되는 전도층은 절연층 바로 위에 구비될 수 있다. 전기 전도성의 전도층은 전자 제어 유닛으로부터 폐열의 빠른 소멸에 도움이 될 수 있다. 뿐만 아니라, 전자 제어 유닛의 전기적 접촉, 예를 들어 제어 전압의 인가를 위해 사용될 수 있다. 절연층은 전도층을 방열체로부터 절연시킨다. 이는 전기 전도성 재질, 예를 들어, 금속을 완전히 또는 부분적으로 이용하여 방열체를 제조할 수 있도로고 한다.

전자 제어 유닛은, 예를 들어 숄더볼, 접착제 요소, 흑연 소재, 열 전도성 포일, 클램프 연결체, 또는 스크류 연결체의 적어도 하나를 통해 전기 전도성 전도층에 부착될 수 있다. 상술한 부착 요소들은 열적 인장력 관점에서 충분히 유연할 수 있다.

가열 장치의 전자 제어 유닛의 냉각 방법은 전자 제어 유닛에 가열부의 유로 상류의 예열부에 배치되는 방열체가 마련되고, 열 전달 매체가 방열체를 지나거나 그 주변을 유동하며, 전자 제어 유닛으로부터 폐열이 열 전달 매체로 방열되는 점에서 상술한 선행기술과 구별된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 컴팩트하고, 견고하고, 에너지를 절약할 수 있으며, 구조상으로 간단한 전기 가열 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 구조적으로 간단한 방식으로 실행될 수 있는 가열 장치의 전자 제어 유닛을 냉각시키기 위한 에너지 효율적인 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 가열 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 전자 제어 유닛, 방열체 및 열 전달 유닛의 개략적인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 변형예에 따른 가열 장치의 개략적인 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 변형예에 따른 가열 장치의 개략적인 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 방열체를 구비하는 전자 제어 유닛의 개략적인 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 흐름도이다.

이하의 도면들의 설명에 있어서, 동일한 참조 부호는 동일하거나 대응되는 구성요소들을 지칭한다.

도 1 및 도 2는 예컨대, 자동차 또는 이동식 주거 또는 작업용 컨테이너와 같은 차량용 전기 가열 장치(10)를 나타낸다. 전기 가열 장치(10)는 전기 가열 장치(10)의 내부 영역이 드러나도록 그 상부가 개방되게 도시되어 있다. 전기 가열 장치(10)는 하우징(12)을 포함한다. 예컨대 물과 같은 액체 열 전달 매체를 위한 유로는 하우징(12) 내부에 구획된다. 도시된 실시예에서, 유로는 다음의 순서대로, 입구(14), 입구 챔버(16), 열 전달 유닛(18)에 의해 구획되는 복수의 채널들(20), 출구 챔버(22), 및 출구(24)를 포함한다. 채널들(20)은 서로 병렬적으로 연결되어 입구 챔버(16)를 출구 챔버(22)에 연결한다.

전기 가열 유닛(34)과 열 전달 유닛(18) 사이의 열 저항이 가능한 한 낮아지도록, 적어도 하나의 전기 가열 유닛(34)(도 4 및 도 5 참조)은 열 전달 유닛(18)에 일체로 통합되거나, 열 전달 유닛(18)의 상면 또는 하면에 배치되는 방식으로 열 전달 유닛에 기계적으로 연결된다. 본 실시예에서, 가열 장치(10)는 복수의 전기 가열 유닛들(34)(도 4 및 도 5 참조), 및 전기 가열 유닛들(34) 각각의 개별적인 발열량을 제어하기 위해 대응하는 개수의 전자 제어 유닛들(26)을 구비한다. 따라서 각각의 전기 가열 유닛(34)은 관련 전자 제어 유닛(26)을 구비한다. 전기 가열 유닛(34)은 하나 또는 그 이상의 가열 요소들을 포함할 수 있다. 전기 가열 유닛(34)과 전자 제어 유닛(26)은, 예를 들어, 가열 저항기 및 가열 저항기에 직렬로 연결된 파워 트랜지스터일 수 있다. 대안적으로, 그룹을 형성하는 다수의 전기 가열 유닛들(34)은 관련된 공통의 전자 제어 유닛(26)을 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 그룹이 가열 장치(10)의 모든 가열 유닛들(34)을 구비하고 이러한 그룹은 전기 가열 유닛들(34)의 통합된 전력을 제어하는 파워 스위치(26)와 직렬로 연결된 실시예를 생각해 볼 수 있다. 만약 복수의 전자 제어 유닛들(26)이 제공되는 경우, 전자 제어 유닛들(26)은 일체의 구성으로 구현될 수 있다.

전자 제어 유닛들(26) 각각은 방열체(28)에 기계적으로 연결된다. 방열체는 전자 제어 유닛(26)으로부터 입구 챔버(16) 내부의 열 전달 매체로 폐열을 방열한다. 따라서 입구 챔버(16)는 유로의 예열부로서 지칭된다. 각각의 전자 제어 유닛(26)은 관련된 하나 또는 그 이상의 방열체들(28)을 구비할 수 있다. 대안적으로, 방열체들(28)은 하나의 더 큰 방열체로서 간주될 수도 있다. 본 실시예에서, 방열체들(28)은 전자 제어 유닛(26)으로부터 입구 챔버(16)로 연장되고, 가열 장치(10)가 작동하는 동안, 열 전달 매체가 방열체들(28)의 주변으로 유동함에 따라 방열체들(28)로부터 나오는 열이 열 전달 매체에 전달된다. 따라서 방열체들(28)과 전자 제어 유닛(26)이 냉각되며, 열 전달 매체가 예열된다. 예열된 열 전달 매체는 입구 챔버(16)로부터 채널(20)들을 통해 흐른다. 따라서 채널(20)들을 구획하는 열 전달 유닛을 거쳐 흐르면서 전기 가열 유닛(34)에 의해 발생된 열을 흡수한다. 그러므로 각각의 채널들(20), 또는 전체 채널들(20)은 유로의 가열부로서 지칭된다. 이와 같이 가열된 열 전달 매체는 출구 챔버(22)를 통해 유동하여 출구(24)를 통해 가열 장치 밖으로 나간다.

방열체들(28)의 각각은, 전자 제어 유닛, 예컨대 전력 반도체로부터 나오는 열을 열 전달 매체로 방열시키기 위한, 예를 들어, 직사각 또는 V자 형상의 단면을 가진 핀(fin)으로 설계될 수 있다. 그러므로, 방열체는 열 전달 매체를 위한 경로로서 기능할 수 있다. 대안적으로 방열체(28)는, 예를 들어, 각각의 전자 제어 유닛(26), 예컨대 상대적으로 작은 칩 영역 아래의 각각의 위치 또는 지점에서 열을 흡수하기 위한 콘(cone), 볼트, 또는 핀(pin)일 수 있다. 그러한 콘, 볼트, 또는 핀(pin) 역시 열 전달 매체의 난류를 강화시킬 수 있고 방열을 촉진시킬 수 있다. 이에 따라 전자 제어 유닛(26)이 과열되는 것을 막을 수 있으며, 전자 제어 유닛(26)으로부터 나오는 폐열은 열 전달 매체를 가열하는 데 사용될 수 있다.

도 3은 열 전달 유닛(18), 방열체(28) 및 전자 제어 유닛(26)의 일예의 개략적인 측면도를 나타낸다.

본 실시예에서, 열 전달 유닛(18)과 방열체(28) 각각은 냉각 핀으로 널리 알려져 있으며, 유로의 예열부와 가열부에서 각각 열 전달 매체로 신속한 열전달 기능을 담당하는 복수의 핀(fin)으로 구성되는 그룹을 포함한다. 전자 제어 유닛, 예컨대 반도체 칩은 방열체(28)에 부착될 수 있다. 본 실시예에서, 열 전달 유닛(18)과 방열체(28)는 일체로 형성되어 있다. 이들은 비직선 라인을 따라 연장된 연결부재(30)를 통해 서로 연결된다. 이에 따라, 한편으로는 간편 제조와 강성 유지 사이의 절충, 다른 한편으로는 열 전달 유닛(18)과 방열체(28) 사이에 우수한 열 차단이 성취될 수 있다. 적어도 열 전달 유닛(18)에 열 접촉된 전기 가열 유닛(34)(도 4 및 도 5 참조)이 전자 제어 유닛(26)보다 더 높은 작동 온도에 도달하려면, 방열체(28)는 열 전달 유닛(18)으로부터 열적으로 가능한 한 격리되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 연결부재(30)는 실질적으로 U자로 형성되어 있다. 동일 거리의 양 끝지점을 가질 때 가상의 직선 연결부재와 비교하면, 연결부재(30)는 더 긴 거리를 가지게 되고 그로 인해 더 큰 열 저항을 가져서 전자 제어 유닛(26)의 가열이 감소된다. 따라서, 열 전달 유닛(18)과 방열체(28)는 어느 정도 서로 열적으로 분리된다. 다시 말하면, 가능한 한 최소일 수밖에 없는 어느 정도는 동일한 기하학적 거리가 주어질 때, 열 전달 유닛(18)과 방열체(28) 사이의 비직선의 연결부재(30)는 동일한 가상의 직선 연결부재와 비교할 때, 전기 가열 유닛(34)으로부터 전자 제어 유닛(26)으로 흐르는 열은 더 적어 지게 된다. 이는 전기 가열 유닛(34)에 의해 전자 제어 유닛(26)이 너무 많이 가열되지 않으면서 열 전달 유닛(18)과 방열체(28)가 하나의 구성으로 구현될 수 있는 컴팩트한 구성을 가능하게 한다.

도 4는 열 전달 유닛(18)과 방열체(28)가 직선 연결부재(30)를 통해 서로 연결된 가열 장치(10)의 실시예를 나타낸다.

도 5에 개략적으로 나타낸 실시예는 가열 장치(10)의 동일한 전체 용적이 주어질 때, 열 전달 유닛(18)과 방열체(28) 사이 따라서 전기 가열 유닛(34)과 전자 제어 유닛(26) 사이보다 나은 열적 차단성을 달성하기 위해 연결부재(30)가 비직선, 예컨대, S자형인 점에서만 도 4의 실시예와 구별된다.

전자 제어 유닛(26)으로부터 나오는 폐열을 방열체(28)를 통해 신속하게 방열시키기 위해, 방열체(28)에 접촉하도록 전자 제어 유닛이 배치될 수 있다. 도 6은 방열체(28)에 전자 제어 유닛(26)을 연결하는 가능한 방법의 일예를 개략적으로 나타낸다. 전기 절연성 절연층(36)은 방열체(28) 위에 코팅 또는 도포된다. 절연층(36)은, 예를 들면, 열 분무법을 이용해 방열체(28) 위에 직접 부가될 수 있다. 절연층(36)의 재질은, 예를 들면, 플라스틱 재질, 유리, 또는 세라믹, 산화알루미늄일 수 있다. 전기 절연성 절연층(36)은 우수한 열 전도체이어야 한다.

전기 전도성 전도층은 절연층에 직접 부가된다. 전도층은 열을 분산시킬 수 있으므로 전자 제어 유닛(26)의 냉각을 향상시킬 수 있다. 전도층은, 예를 들면, 상변화 물질로 구성될 수 있다. 전도층의 재질은, 예를 들면, 구리일 수 있다. 전도층(38)은 열 분무법 또는 다른 코팅법을 이용해 절연층(36)에 부가될 수 있다. 또한, 전도층은 전자 제어 유닛(26)에 공급 또는 제어 전압을 인가하는데 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 예컨대, 칩(chip)으로 제공되는 전자 제어 유닛(26)은 복수(예, 3개)의 숄더볼을 통해 전도층에 납땜된다. 대안적으로, 전자 제어 유닛(26)은, 예를 들어, 열 전도성 접착 시스템, 흑연 소재, 열 전도성 포일(foil), 클램프, 스크류 연결체들, 또는 이들 수단의 조합에 의해 부착될 수 있다. 절연층(36)과 방열체(28)는, 예컨대, 약 100 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.

고가의 멀티코팅 시스템과 포지션닝 기법이 배제될 수 있다. 소재와 비용이 절감 또는 최적화될 수 있다. 린 시공(lean construction)은 특히 작은 부피를 가질 수 있다. 이와 같은 시공은 특히 자동화 생산 공정에 적합하다.

도 7에 도시된 흐름도는 전자 제어 유닛(26)이 냉각되는 가열 장치(10)의 작동 모드를 나타낸다. 블록 S1에서, 가열 장치(10)가 스위치 온(On)된다. 예를 들면, 펌프(미도시)가 스위치 온되어, 유로를 따라 열 전달 매체가 유동할 수 있다. 동시에 또는 그 직후에, 전자 제어 유닛(26)이 작동되어 전기 가열 유닛(34)을 통해 전류를 인가하여 열을 발생시킨다.

전기 가열 유닛(34)은 유로의 가열부의 열 전달 매체에 가열된 열을 방열시킨다(블록 S2). 이전에, 방열체(28)를 지나거나 그 주변에 흐르는 열 전달 매체는 방열체(28)를 통해 전자 제어 유닛(26)으로부터 나오는 폐열을 흡수하며, 이에 따라 전자 제어 유닛(26)은 냉각되고 열 전달 매체는 예열된다.

블록 S3에서, 가열 장치(10)가 스위치 오프(Off)된다.

상술한 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에 나타나는 본 발명의 특징들은 본 발명을 실시하기 위한 어떠한 조합 뿐만 아니라 개별적으로 관련될 수 있다.

"제어"는 제어 방식으로 어떠한 상태를 변경하는 것을 의미하는데, 예를 들어, 제어 방식 또는 물리량의 수치를 변경하거나, 제어 방식으로 장치의 구성에 영향을 미치는 것을 의미한다. "조절"은 피드백을 사용하여 제어하는 것으로, 즉, 상태 자체에 따라서 제어 방식으로 그 상태를 변경하는 것이다. 그러므로 "조절"은 제어의 특별한 종류로 간주될 수 있다. 본 명세서에서 언급된 임의의 제어 동작은 피드백을 사용한 제어 동작, 즉, 조절 동작일 수 있다. 특히, 제어 유닛(26)은 조절 유닛일 수 있다.

10 : 가열 장치
12 : 하우징
14 : 입구
16 : 입구 챔버
20 : 채널
22 : 출구 챔버
24 : 출구
26 : 제어 유닛
28 : 방열체
30 : 연결부재
34 : 가열 유닛
36 : 절연층
38 : 전도층
40 : 숄더볼

Claims

가열부와 가열부의 상류에 위치된 예열부를 가지며, 액체 열 전달 매체를 위한 유로;
열을 발생시키기 위한 전기 가열 유닛(34);
전기 가열 유닛으로부터 나오는 열을 유로의 가열부의 열 전달 매체로 전달시키기 위한 열 전달 유닛(18); 및
전기 가열 유닛의 발열량을 제어하기 위한 전자 제어 유닛(26)을 구비하고,
전자 제어 유닛(26)에는 전자 제어 유닛(26)으로부터 나오는 폐열을 예열부에 있는 열 전달 매체 쪽으로 방열시키기 위한 방열체(28)가 마련된 차량용 가열 장치(10)에 있어서,
열 전달 유닛(18)과 방열체(28)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
제1항에 있어서,
가열부의 하류의 열 전달 매체로부터 나오는 열을 공기로 전달하기 위한 공기 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
예열부의 유로를 적어도 부분적으로 구획하는 벽체를 포함하며,
상기 방열체(28)는, 벽체로부터 예열부로 연장되는 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
제3항에 있어서,
방열체(28)는 벽체의 반대측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
제3항에 있어서,
방열체(28)와 벽체는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
제1항에 있어서,
제2 전자 제어 유닛(26)을 더 포함하며,
전자 제어 유닛의 방열체(28)는 제2 전자 제어 유닛(26)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
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제1항에 있어서,
열 전달 유닛(18)과 방열체(28)를 서로 연결하고, 열 전달 유닛과 방열체 사이의 열 저항이 최단 라인에 비해 증가할 수 있도록 비직선 라인을 따라 연장되는 연결부재(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
제9항에 있어서,
상기 비직선 라인은 L, U, V, S, Z, N, M, 또는 W 중 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
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제1항에 있어서,
전자 제어 유닛(26)은 파워 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 방열체에 직접 부가되는 전기 절연성 절연층(36)과, 상기 절연층에 직접 부가되는 전기 전도성 전도층(38)을 포함하며,
전자 제어 유닛은 전도층(38)에 부착되는 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
제13항에 있어서,
전자 제어 유닛(26)은, 솔더 볼(40), 접착제 요소, 흑연 소재, 전도성 포일, 클램핑 연결체 또는 스크류 연결체 중 어느 하나를 통해 전기 전도성 전도층(38)에 부착되는 것을 특징으로 하는 차량용 가열 장치.
전기 가열 유닛(34) 및 액체 열 전달 매체를 위한 유로를 구비하고, 유로는 가열부와 가열부의 상류에 위치된 예열부를 구비하고, 예열부에 배치된 방열체에 마련된 전기 가열 유닛(34)을 구비하는 차량용 가열 장치(10)의 전자 제어 유닛(26)을 냉각시키는 방법에 있어서,
전기 가열 유닛(34)을 작동시켜 가열부의 열 전달 매체로 가열되는 열을 방출시키는 단계;
전자 제어 유닛(26)을 작동시켜 전기 가열 유닛(34)의 발열량을 제어하는 단계;
방열체(28)를 지나거나 방열체(28) 주변으로 열 전달 매체를 유동시키는 단계; 및
전자 제어 유닛(26)으로부터 나오는 폐열을 방열체(28)를 통해 예열부에 있는 열 전달 매체로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.