KR101646445B1 - 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치 및 그 냉각방법 - Google Patents

플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치 및 그 냉각방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플러그인 하이브리드 차량의 발열부품들을 차량의 상태에 따라 선택적으로 냉각시킴으로써 냉각수 순환계통에서의 차압을 개선하여 연비를 향상시킬 수 있는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치 및 그 냉각방법에 관한 것이다.
개시된 본 발명은, 냉각수가 순환되는 냉각수 순환라인; 상기 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수를 보관하는 리저버탱크; 상기 냉각수 순환라인에서 상기 리저버탱크에 대해 이격되게 설치되고, 냉각수를 냉각하는 라디에이터; 및 상기 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수를 순환시키는 전동식 냉각수 순환펌프;를 가지고, 상기 냉각수 순환라인에는 탑재형 충전기, 전기모터, 엔진시동/발전모터, 하이브리드 파워 컨트롤유닛이 설치되며, 플러그인 하이브리드 차량의 상태에 따라 상기 탑재형 충전기, 상기 전기모터, 상기 엔진시동/발전모터가 선택적으로 냉각되도록 구성된다.

Description

플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치 및 그 냉각방법{COOLING APPARATUS AND METHOD FOR PLUG-IN HYBRID VEHICLE}
본 발명은 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플러그인 하이브리드 차량의 발열부품들을 차량의 상태에 따라 선택적으로 냉각시킴으로써 냉각수 순환계통에서의 차압을 개선하여 연비를 향상시킬 수 있는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치 및 그 냉각방법에 관한 것이다.
플러그인 하이브리드 차량(Plug-in hybrid vehicle, PHEV)은 가정이나 건물의 전기 등을 이용하여 외부에서 충전한 배터리의 전기동력으로 주행하다가 배터리 방전시 일반 하이브리드차처럼 내연기관 엔진과 배터리의 전기동력을 동시에 사용하여 운행하는 자동차로서, 일반 하이브리드차보다 진일보한 방식의 하이브리드 차량이다. 하이브리드자동차는 내연기관을 기반으로 전기모터가 보조하는 방식인 반면, 플러그인 하이브리드 자동차는 전기모터가 기반이며 내연기관이 보조하는 시스템이다.
이러한 플러그인 하이브리드 차량은 저연비 EV의 특성을 가지면서도 HEV의 장점을 그대로 반영하여 많은 소비자들에게 각광받고 있지만, 주행 중에 불필요한 탑재형 충전기 또는 저속에서 많이 사용되지 않는 HSG 등이 설치됨에 따라 중량의 증가 내지 냉각손실 등의 불리한 면도 가지고 있다.
도 1은 종래의 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치를 도시한 도면으로, 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치는 냉각수가 순환되는 냉각수 순환라인(1)를 가지고, 냉각수 순환라인(1)의 도중에는 냉각수를 보관하는 리저버탱크(2)와, 가열된 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(3)와, 냉각수를 순환시키는 전동식 냉각수 순환펌프(EWP:Electric Water Pump, 4) 등이 설치되어 있다.
그리고, 냉각수 순환라인(1)에는 냉각이 요구되는 복수의 발열부품 예컨대, 탑재형 충전기(OBC:On Board Charger, 5), 전기모터(6), 엔진시동/발전모터(HSG:Hybrid Starter and Genenrator, 7), 인버터 및 저전압 컨버터 등이 조합된 하이브리드 파워 컨트롤유닛(HPCU:Hybrid Power Control Unit, 8) 등이 배치되며, 이에 냉각수 순환라인(1) 상에서 순환하는 냉각수가 전기모터(6), 엔진시동/발전모터(7), 하이브리드 파워 컨트롤유닛(8), 탑재형 충전기(5) 등을 순차적으로 냉각시키도록 구성된다.
한편, 종래의 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치는 냉각수 순환라인(1)에 직렬로 연결된 전기모터(6), 엔진시동/발전모터(7), 하이브리드 파워 컨트롤유닛(8), 탑재형 충전기(5)를 냉각수가 순차적으로 냉각함에 따라 그 사용빈도 또는 상태에 따라 불필요한 냉각부하가 소요될 수 있다. 예컨대, 주행 중에는 주로 전기모터(6)의 냉각이 필요하고, 탑재형 충전기(5)의 냉각은 불필요하며, 엔진시동/발전모터(7)는 저속에서는 사용되지 않음에 따라 그 냉각이 불필요하다. 또한, 충전 중에는 주로 탑재형 충전기(5)의 냉각만이 필요하고, 그외 전기모터(6), 엔진시동/발전모터(7)의 냉각은 불필요하다.
이와 같이, 종래의 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치는 모든 발열부품(5, 6, 7, 8)들이 직렬로 연결된 구조로 인해 모든 발열부품(5, 6, 7, 8)들이 순차적으로 냉각됨에 따라, 불필요한 냉각부하가 많이 소요될 뿐만 아니라 그 유량을 적절히 조절할 수 없으므로 냉각수 순환라인(1) 상에서 높은 차압이 발생하고, 이로 인해 전동식 냉각수 순환펌프(7)의 전력 소비가 심하게 발생하여 전체적인 연비가 저하되는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 극복하기 위하여 창출된 것으로, 플러그인 하이브리드 차량의 발열부품들을 차량의 상태에 따라 선택적으로 냉각시킴으로써 냉각부하를 효율적으로 분배하여 냉각수 순환계통에서의 차압을 개선할 수 있고, 이를 통해 전체적인 연비를 대폭 향상시킬 수 있는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치 및 그 냉각방법를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 하나 이상의 발열부품을 냉각시키도록 구성된 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치로서,
냉각수가 순환되는 냉각수 순환라인;
상기 냉각수 순환라인에 설치되고, 냉각수를 보관하는 리저버탱크;
상기 냉각수 순환라인 상에서 상기 리저버탱크에 대해 이격되게 설치되고, 냉각수를 냉각하는 라디에이터; 및
상기 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수를 순환시키는 전동식 냉각수 순환펌프;를 포함하고,
상기 발열부품은 상기 냉각수 순환라인에 연결된 탑재형 충전기를 포함하며, 상기 냉각수 순환라인의 일측에는 제1바이패스라인이 분기되고, 상기 제1바이패스라인의 분기점은 상기 탑재형 충전기의 상류에 위치하며,
상기 제1바이패스라인에는 전기모터가 연결되고, 상기 제1바이패스라인의 분기점에는 차량의 상태에 따라 전환작동하는 냉각선택밸브가 설치되며,
상기 냉각선택밸브의 전환작동에 의해 냉각수가 상기 탑재형 충전기 및 상기 전기모터을 선택적으로 통과함에 따라 상기 탑재형 충전기와 상기 전기모터는 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각선택밸브는 상기 리저버탱크의 출구와 소통하는 입구포트와, 상기 제1바이패스라인과 소통하는 제1출구포트와, 상기 탑재형 충전기와 소통하는 제2출구포트를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1바이패스라인에는 엔진시동/발전모터(HSG)가 연결되고, 상기 엔진시동/발전모터는 상기 전기모터의 하류에 배치되며, 상기 제1바이패스라인에는 제2바이패스라인이 분기되고, 상기 제2바이패스라인의 분기점은 상기 엔진시동/발전모터 및 전기모터 사이에 위치하며, 상기 제2바이패스라인의 분기점에는 HSG 냉각밸브가 설치되고, 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동에 의해 냉각수가 상기 엔진시동/발전모터 및 제2바이패스라인을 선택적으로 통과함에 따라 상기 엔진시동/발전모터는 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 한다.
상기 HSG 냉각밸브는 상기 전기모터와 소통하는 입구포트와, 상기 엔진시동/발전모터와 소통하는 제1출구포트와, 상기 제2바이패스라인과 소통하는 제2출구포트를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진시동/발전모터에는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서에 의해 검출된 현재온도가 기준온도 보다 높은 경우에 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동이 이루어져 상기 엔진시동/발전모터가 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진시동/발전모터의 현재온도가 기준온도 보다 높은 경우에는 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동은 상기 엔진시동/발전모터를 통과하는 냉각수의 유량을 단계적으로 조절하는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 탑재형 충전기, 상기 전기모터 및 상기 엔진시동/발전모터는 상기 리저버탱크의 출구와 상기 라디에이터의 입구 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각수 순환라인에는 하이브리드 파워 컨트롤유닛이 설치되고, 상기 하이브리드 파워 컨트롤유닛은 상기 라디에이터의 출구 및 상기 리저버탱크의 입구 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예는 하나 이상의 발열부품을 냉각시키도록 구성된 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치로서,
냉각수가 순환되는 냉각수 순환라인;
상기 냉각수 순환라인에 설치되고, 냉각수를 보관하는 리저버탱크;
상기 냉각수 순환라인 상에서 상기 리저버탱크에 대해 이격되게 설치되고, 냉각수를 냉각하는 라디에이터; 및
상기 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수를 순환시키는 전동식 냉각수 순환펌프;를 포함하고,
상기 발열부품은 상기 냉각수 순환라인에 연결된 전기모터 및 탑재형 충전기를 포함하며,
상기 전기모터는 상기 리저버탱크의 출구와 상기 라디에이터의 입구 사이에 위치하고, 상기 탑재형 충전기는 상기 라디에이터의 출구와 상기 리저버탱크의 입구 사이에 위치하며,
상기 냉각수 순환라인에는 제1바이패스라인이 분기되고, 상기 제1바이패스라인의 분기점은 상기 탑재형 충전기의 상류에 위치하며,
상기 제1바이패스라인의 분기점에는 차량의 상태에 따라 전환작동하는 냉각선택밸브가 설치되고, 상기 냉각선택밸브의 전환작동에 의해 냉각수가 상기 탑재형 충전기 및 상기 제1바이패스라인을 선택적으로 통과함에 따라 상기 탑재형 충전기가 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각선택밸브는 상기 라디에이터의 출구와 소통하는 입구포트와, 상기 제1바이패스라인과 소통하는 제1출구포트와, 상기 탑재형 충전기와 소통하는 제2출구포트를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각수 순환라인에는 엔진시동/발전모터가 연결되고, 상기 엔진시동/발전모터는 상기 전기모터의 하류에 배치되며,
상기 냉각수 순환라인에는 제2바이패스라인이 분기되고, 상기 제2바이패스라인의 분기점은 상기 엔진시동/발전모터와 상기 전기모터 사이에 위치하며, 상기 제2바이패스라인의 분기점에는 HSG 냉각밸브가 설치되며, 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동에 의해 냉각수가 상기 엔진시동/발전모터 및 제2바이패스라인을 선택적으로 통과함에 따라 상기 엔진시동/발전모터는 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 한다.
상기 HSG 냉각밸브는 상기 전기모터와 소통하는 입구포트와, 상기 엔진시동/발전모터와 소통하는 제1출구포트와, 상기 제2바이패스라인과 소통하는 제2출구포트를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진시동/발전모터에는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서에 의해 검출된 온도가 기준온도 보다 높은 경우에 상기 HSG 냉각밸브의 유로전환작동이 이루어져 상기 엔진시동/발전모터가 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진시동/발전모터의 온도가 기준 온도 보다 높은 경우에는 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동은 상기 엔진시동/발전모터와 소통하는 포트의 개도량이 단계적으로 조절되는 방식으로 이루어짐으로써 상기 엔진시동/발전모터를 통과하는 냉각수의 유량이 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 탑재형 충전기는 상기 라디에이터의 출구와 상기 리저버탱크의 입구 사이에 배치되고, 상기 전기모터 및 상기 엔진시동/발전모터는 상기 리저버탱크의 출구와 상기 라디에이터의 입구 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각수 순환라인에는 하이브리드 파워 컨트롤유닛이 연결되고, 상기 하이브리드 파워 컨트롤유닛은 상기 라디에이터의 출구와 상기 리저버탱크의 입구 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 차량용 냉각장치는,
냉각수가 순환되는 냉각수 순환라인;
상기 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수를 보관하는 리저버탱크;
상기 냉각수 순환라인에서 상기 리저버탱크에 대해 이격되게 설치되고, 냉각수를 냉각하는 라디에이터; 및
상기 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수를 순환시키는 전동식 냉각수 순환펌프;를 포함하고,
상기 냉각수 순환라인에는 탑재형 충전기, 전기모터, 엔진시동/발전모터, 하이브리드 파워 컨트롤유닛이 설치되며,
플러그인 하이브리드 차량의 상태에 따라 상기 탑재형 충전기, 상기 전기모터, 상기 엔진시동/발전모터가 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 한다.
상기 하이브리드 파워 컨트롤유닛은 플러그인 하이브리드 차량의 상태에 무관하게 항상 냉각되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면은 탑재형 충전기, 전기모터, 엔진시동/발전모터를 차량의 상태에 따라 선택적으로 냉각시키는 플러그인 하이브리 차량의 냉각방법으로,
차량이 주행 상태이면 전기모터를 냉각시키고,
차량이 충전 상태이면 탑재형 충전기를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
상기 차량의 주행 상태에서 엔진시동/발전모터의 현재온도가 기준온도 이상이면 상기 엔진시동/발전모터를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진시동/발전모터의 현재온도가 기준온도 이상이면 상기 엔진시동/발전모터를 통과하는 냉각수의 통과유량을 단계적으로 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진시동/발전모터의 현재온도와 기준온도 사이의 온도차이값을 서로 다른 2 이상의 비교값과 순차적으로 비교하여, 상기 엔진시동/발전모터를 통과하는 냉각수의 통과유량을 단계적으로 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 플러그인 하이브리드 차량의 상태(충전 또는 주행 상태)에 따라 냉각선택밸브의 전환작동을 수행함으로써 탑재형 충전기 및 전기모터를 선택적으로 냉각할 수 있고, 이러한 냉각부하의 효율적인 분배를 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 개선할 수 있으며, 이에 전동식 냉각수 순환펌프에 대한 전력소비를 줄여 전체적으로 연비를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, HSG 냉각밸브의 유로전환에 의해 엔진시동/발전모터의 과부하(과열) 상태일 경우에만 엔진시동/발전모터의 냉각이 이루어지도록 제어함으로써 냉각수 순환계통의 냉각부하를 보다 효율적으로 분배할 수 있고, 이를 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 보다 효과적으로 개선할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, HSG 냉각밸브의 유로전환 작동이 엔진시동/발전모터와 소통하는 포트의 개도량을 단계적으로 조절하는 방식으로 구성됨에 따라 엔진시동/발전모터의 과열상태(과부하상태)에 대응하여 냉각수의 이송유량이 단계적으로 조절될 수 있고, 이러한 냉각수의 이송유량에 대한 단계적 조절을 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 더욱 효과적으로 개선할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 탑재형 충전기, 전기모터, 엔진시동/발전모터는 리저버탱크의 출구에서 배출되는 냉각수에 의해 선택적으로 냉각될 수 있고, 이를 통해 그 냉각효율이 대폭 높아질 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 하이브리드 파워 컨트롤유닛이 라디에이터의 출구 및 리저버탱크의 입구 사이에 배치됨에 따라 제1 및 제2 유로전환밸브의 전환작동과 무관하게 냉각이 원활하게 이루어질 수 있고, 이를 통해 하이브리드 파워 컨트롤유닛의 냉각이 매우 효과적으로 수행될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 차량의 주행상태인 경우에는 탑재형 충전기의 냉각이 이루어지 않으며, 차량의 충전상태일 경우에는 냉각선택밸브의 전환작동에 의해 탑재형 충전기로 냉각수를 선택적으로 이송함으로써 탑재형 충전기를 선택적으로 냉각할 수 있으며, 이러한 냉각부하의 효율적인 분배를 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 개선할 수 있으며, 이에 전동식 냉각수 순환펌프에 대한 전력소비를 줄여 전체적으로 연비를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, HSG 냉각밸브의 전환에 의해 엔진시동/발전모터의 과부하(과열) 상태일 경우에만 엔진시동/발전모터의 냉각이 이루어지도록 제어함으로써 냉각수 순환계통의 냉각부하를 보다 효율적으로 분배할 수 있고, 이를 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 보다 효과적으로 개선할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, HSG 냉각밸브의 전환 작동이 엔진시동/발전모터와 소통하는 포트의 개도량을 단계적으로 조절하는 방식으로 구성됨에 따라 엔진시동/발전모터의 과열상태(과부하상태)에 대응하여 냉각수의 이송유량이 단계적으로 조절될 수 있고, 이러한 냉각수의 이송유량에 대한 단계적 조절을 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 더욱 효과적으로 개선할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 엔진시동/발전모터는 리저버탱크의 출구에서 이송되는 냉각수에 의해 선택적으로 냉각될 수 있고, 탑재형 충전기는 라디에이터의 출구에서 이송되는 냉각수에 의해 선택적으로 냉각될 수 있으며, 이를 통해 냉각수 순환계통에서의 냉각부하를 보다 효율적으로 분배함으로써 각각의 냉각효율이 대폭 높아질 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 하이브리드 파워 컨트롤유닛이 라디에이터의 출구와 리저버탱크의 입구 사이에 배치됨에 따라 냉각선택밸브 및 HSG 냉각밸브의 전환작동과 무관하게 냉각이 원활하게 이루어질 수 있고, 이를 통해 하이브리드 파워 컨트롤유닛의 냉각이 매우 효과적으로 수행될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 플러그인 하이브리드 차량의 상태에 따라 탑재형 충전기, 전기모터, 엔진시동/발전모터가 선택적으로 냉각될 수 있고, 이러한 냉각부하의 효율적인 분배를 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 개선할 수 있으며, 이에 전동식 냉각수 순환펌프에 대한 전력소비를 줄여 전체적으로 연비를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 플러그인 하이브리 차량의 상태에 무관하게 하이브리드 파워 컨트롤유닛을 항상 냉각시키도록 구성됨에 따라 상대적으로 발열량이 높은 하이브리드 파워 컨트롤유닛에 대해 효율적인 냉각이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 차량의 상태에 따라 탑재형 충전기를 선택적으로 냉각할 수 있고, 이러한 냉각부하의 효율적인 분배를 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 개선할 수 있으며, 이에 전동식 냉각수 순환펌프에 대한 전력소비를 줄여 전체적으로 연비를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 엔진시동/발전모터의 현재온도 상태에 따라 냉각수의 통과유량을 단계적으로 조절함으로써, 냉각수 순환계통에서의 차압을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 플러그인 하이브리드 차량의 냉각방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
본 발명에 의한 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치는 탑재형 충전기(15), 전기모터(16), 엔진시동/발전모터(17) 등과 같은 발열부품을 차량의 상태에 따라 선택적으로 냉각시킴으로써 그 냉각부하를 적절히 분배하도록 구성된다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치를 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치는 냉각수가 순환되는 냉각수 순환라인(11)과, 냉각수 순환라인(11)에 설치되어 냉각수를 보관하는 리저버탱크(12)와, 냉각수 순환라인(12) 상에서 리저버탱크(12)에 대해 이격되게 설치된 라디에이터(13)와, 냉각수 순환라인(12)에 설치되어 냉각수를 순환시키는 전동식 냉각수 순환펌프(14)를 포함한다.
냉각수 순환라인(11)은 리저버탱크(12)와 라이에이터(13) 사이에서 냉각수를 순환시키도록 폐루프 형태로 구성된다.
이러한 냉각수 순환라인(11)에는 탑재형 충전기(15), 전기모터(16), 엔진시동/발전모터(17) 등과 같은 하나 이상의 발열부품(15, 16, 17)이 연결되고, 이러한 발열부품(15, 16, 17)은 차량의 상태에 따라 냉각수 순환라인(12)을 통해 순환하는 냉각수에 의해 선택적으로 냉각될 수 있다.
리저버탱크(12)는 냉각수 순환라인(12)의 도중에 설치되어 그 내부에 냉각수를 적절히 보관하도록 구성되고, 리저버탱크(12)의 출구(12a)에서 냉각수가 배출되며, 리저버탱크(12)의 입구(12b)로는 라디에이터(13)에서 냉각된 냉각수가 유입된다.
라디에이터(13)는 냉각수 순환라인(12)의 타측에 설치되고, 리저버탱크(12)에 대해 이격되게 위치한다. 라디에이터(13)는 가열된 냉각수를 공랭식 또는 수랭식 등으로 재냉각하도록 구성되고, 라디에이터(13)의 입구(13b)로는 하나 이상의 발열부품을 냉각시킴에 따라 승온된 냉각수가 유입되며, 라디에이터(13)의 출구(13a)에서 재냉각된 냉각수가 배출된다.
전동식 냉각수 순환펌프(14, EWP:Electric Water Pump)는 냉각수 순환라인(12)의 도중에 설치되어 리저버탱크(12) 내의 냉각수를 강제로 순환시키도록 구성된다. 전동식 냉각수 순환펌프(14)는 도 2에 예시된 바와 같이, 라디에이터(13)의 출구(13a)에 인접하여 배치될 수 있다.
그리고, 냉각수 순환라인(11)에는 냉각이 요구되는 복수의 발열부품 예컨대, 탑재형 충전기(OBC:On Board Charger, 15), 전기모터(16), 엔진시동/발전모터(HSG:Hybrid Starter and Genenrator, 17), 인버터 및 저전압 컨버터가 조합된 하이브리드 파워 컨트롤유닛(HPCU:Hybrid Power Control Unit, 18) 등이 연결된다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 각 발열부품 즉, 탑재형 충전기(15), 전기모터(16), 엔진시동/발전모터(17), 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18) 등은 그 각각의 내부에 냉각수 순환라인(11)과 소통하는 냉각통로를 가지고, 각 발열부품의 냉각통로는 냉각수 순환라인(11)과 밀봉적으로 연결되며, 냉각수가 각 발열부품의 냉각통로를 통과하면서 각 발열부품을 냉각시킨다.
탑재형 충전기(15)는 리저버탱크(12)의 출구(12a)와 라디에이터(13)의 입구(13b) 사이의 냉각수 순환라인(11)에 연결되고, 냉각수 순환라인(11)의 일측에는 제1바이패스라인(31)이 분기되며, 이러한 제1바이패스라인(31)의 분기점은 탑재형 충전기(15)의 상류에 위치한다. 제1바이패스라인(31)에는 전기모터(16)가 연결되고, 제1바이패스라인(31)의 분기점에는 냉각선택밸브(21)가 설치된다.
냉각선택밸브(21)는 리저버탱크(12)의 출구(12a)와 소통하는 입구포트(21a)와, 제1바이패스라인(31)과 소통하는 제1출구포트(21b)와, 탑재형 충전기(15)의 냉각통로와 소통하는 제2출구포트(21c)를 가진다.
냉각선택밸브(21)는 입구포트(21a)를 제1출구포트(21b) 또는 제2출구포트(21c)에 대해 선택적으로 연결시키는 3웨이 유로전환밸브로 구성될 수 있다. 이러한 냉각선택밸브(21)의 전환작동에 의해 냉각수가 탑재형 충전기(15) 또는 전기모터(16)에 선택적으로 통과하고, 이에 탑재형 충전기(15) 및 전기모터(16)는 냉각선택밸브(21)의 전환작동에 의해 선택적으로 냉각될 수 있다.
특히, 냉각선택밸브(21)는 플러그인 하이브리드 차량의 상태에 따라 전환작동이 이루어지도록 구성된다. 차량의 주행모드에서는 냉각선택밸브(21)의 전환에 의해 입구포트(21a)와 제1출구포트(21b)를 연결시켜 냉각수가 전기모터(16)의 냉각통로를 통과하도록 허용함으로써 전기모터(16)의 냉각이 이루어지며, 차량의 충전모드에서는 냉각선택밸브(21)의 전환에 의해 입구포트(21a)와 제2출구포트(21c)를 연결시켜 냉각수가 탑재형 충전기(15)의 냉각통로를 통과하도록 허용함에 따라 탑재형 충전기(15)의 냉각이 이루어지도록 한다.
이와 같이, 본 발명은 차량의 주행 상태에서 전기모터(16)가 냉각되고, 차량의 충전 상태에서 탑재형 충전기(15)이 냉각되는 것과 같이, 차량의 상태에 따라 냉각부하의 효율적인 분배를 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 개선할 수 있으며, 이에 전동식 냉각수 순환펌프(14)에 대한 전력소비를 줄여 전체적으로 연비를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
제1바이패스라인(31)의 하류 측에는 엔진시동/발전모터(17, HSG)가 연결되고, 특히 엔진시동/발전모터(17)는 전기모터(16)의 하류에 배치된다.
또한, 제1바이패스라인(31)의 일측에서 제2바이패스라인(32)이 분기되고, 제2바이패스라인(32)의 분기점은 엔진시동/발전모터(17) 및 전기모터(16) 사이에 위치하며, 제2바이패스라인(32)의 분기점에는 HSG 냉각밸브(22)가 설치된다.
HSG 냉각밸브(22)는 전기모터(16)의 냉각통로와 소통하는 입구포트(22a)와, 엔진시동/발전모터(17)의 냉각통로와 소통하는 제1출구포트(22b)와, 제2바이패스라인(32)과 소통하는 제2출구포트(22c)를 가진다.
HSG 냉각밸브(22)는 입구포트(22a)를 제1출구포트(22b) 또는 제2출구포트(22c)에 대해 선택적으로 연결시키는 3웨이 유로전환밸브로 구성될 수 있다. 이러한 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동에 의해 전기모터(16)의 냉각통로를 통과한 냉각수가 엔진시동/발전모터(17)의 냉각통로 또는 제2바이패스라인(32)을 선택적으로 통과하고, 이에 엔진시동/발전모터(17)는 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동에 의해 선택적으로 냉각될 수 있다.
한편, 엔진시동/발전모터(17)에는 온도센서(미도시)가 설치되고, 이러한 온도센서에 의해 검출된 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 높은 경우 요컨대, 엔진시동/발전모터(17)가 과열(과부하)된 상태일 경우에 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동이 이루어져 엔진시동/발전모터(17)가 선택적으로 냉각되도록 구성된다.
이와 같이, 본 발명은 엔진시동/발전모터(17)가 과부하(과열) 상태일 경우에만 HSG 냉각밸브(22)의 유로전환에 의해 엔진시동/발전모터(17)의 냉각이 이루어지도록 제어함으로써 냉각수 순환계통의 냉각부하를 보다 효율적으로 분배할 수 있고, 이를 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 보다 효과적으로 개선할 수 있는 장점이 있다.
특히, 엔진시동/발전모터(17)의 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 높은 경우에는 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동은 제1출구포트(22b)의 개도량을 단계적으로 조절하는 방식으로 이루어지고, 이를 통해 엔진시동/발전모터(17)를 통과하는 냉각수의 유량을 단계적으로 조절하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 4에 예시된 바와 같이, 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 높은 경우 (Th > Ts)에 현재온도(Th) 및 기준온도(Ts) 사이의 온도차이값(△T = Th - Ts)이 3단계의 비교값(△T1<△T2<△T3)과 비교하여 제1출구포트(22b)의 개도량을 25%, 50%, 75%, 100%와 같이 4단계로 개방시킴으로써 그 냉각수의 통과유량을 4단계로 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동이 엔진시동/발전모터(17)의 냉각통로와 소통하는 제1출구포트(22b)의 개도량을 단계적으로 조절하는 방식으로 구성됨에 따라 엔진시동/발전모터의 과열상태(과부하상태)에 대응하여 냉각수의 통과유량이 단계적으로 조절될 수 있고, 이러한 냉각수의 통과유량에 대한 단계적 조절을 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 더욱 효과적으로 개선할 수 있는 장점이 있다.
한편, 탑재형 충전기(15), 전기모터(16) 및 엔진시동/발전모터(17)는 도 2에 도시된 바와 같이, 리저버탱크(12)의 출구(12a)와 라디에이터(13)의 입구(13b) 사이에 배치될 수 있다. 이와 같이, 탑재형 충전기(15), 전기모터(16), 엔진시동/발전모터(17)가 리저버탱크(12)의 출구(12a)에서 배출되는 냉각수에 의해 선택적으로 냉각될 수 있고, 이를 통해 그 냉각효율이 대폭 높아질 수 있는 장점이 있다.
그리고, 냉각수 순환라인(11)에는 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18)이 연결되고, 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18)은 라디에이터(13)의 출구(13a) 및 리저버탱크(12)의 입구(12b) 사이에 위치한다. 이에, 라디에이터(13)에 의해 재냉각된 냉각수가 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18)의 냉각통로를 직접적으로 통과하도록 구성됨에 따라 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18)은 냉각선택밸브(21) 및 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동과 무관하게(즉, 차량의 충전 상태 또는 주행 상태에 무관하게) 그 냉각이 원활하게 이루어질 수 있고, 이를 통해 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18)에 대한 냉각이 매우 효과적으로 수행될 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치를 도시한 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치는 냉각수가 순환되는 냉각수 순환라인(11)과, 냉각수 순환라인(11)에 설치되어 냉각수를 보관하는 리저버탱크(12)와, 냉각수 순환라인(12) 상에서 리저버탱크(12)에 대해 이격되게 설치된 라디에이터(13)와, 냉각수 순환라인(12)에 설치되어 냉각수를 순환시키는 전동식 냉각수 순환펌프(14)를 포함한다.
냉각수 순환라인(11)은 리저버탱크(12)와 라이에이터(13) 사이에서 냉각수를 순환시키도록 폐루프 형태로 구성된다.
이러한 냉각수 순환라인(11)에는 탑재형 충전기(15), 전기모터(16), 엔진시동/발전모터(17) 등과 같은 하나 이상의 발열부품(15, 16, 17)이 연결되고, 이러한 발열부품(15, 16, 17)은 차량의 상태에 따라 냉각수 순환라인(12)을 통해 순환하는 냉각수에 의해 선택적으로 냉각될 수 있다.
리저버탱크(12)는 냉각수 순환라인(12)의 도중에 설치되어 그 내부에 냉각수를 적절히 보관하도록 구성되고, 리저버탱크(12)의 출구(12a)에서 냉각수가 배출되며, 리저버탱크(12)의 입구(12b)로는 라디에이터(13)에서 냉각된 냉각수가 유입된다.
라디에이터(13)는 냉각수 순환라인(12)의 타측에 설치되고, 리저버탱크(12)에 대해 이격되게 위치한다. 라디에이터(13)는 가열된 냉각수를 공랭식 또는 수랭식 등으로 재냉각하도록 구성되고, 라디에이터(13)의 입구(13b)로는 하나 이상의 발열부품을 냉각시킴에 따라 승온된 냉각수가 유입되며, 라디에이터(13)의 출구(13a)에서 재냉각된 냉각수가 배출된다.
전동식 냉각수 순환펌프(14, EWP:Electric Water Pump)는 냉각수 순환라인(12)의 도중에 설치되어 리저버탱크(12) 내의 냉각수를 강제로 순환시키도록 구성된다. 전동식 냉각수 순환펌프(14)는 도 3에 예시된 바와 같이, 라디에이터(13)의 입구(13b)에 인접하여 배치될 수 있다.
그리고, 냉각수 순환라인(1)에는 냉각이 요구되는 복수의 발열부품 예컨대, 탑재형 충전기(OBC:On Board Charger, 15), 전기모터(16), 엔진시동/발전모터(HSG:Hybrid Starter and Genenrator, 17), 인버터 및 저전압 컨버터가 조합된 하이브리드 파워 컨트롤유닛(HPCU:Hybrid Power Control Unit, 18) 등이 연결된다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 각 발열부품 즉, 탑재형 충전기(15), 전기모터(16), 엔진시동/발전모터(17), 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18) 등은 그 각각의 내부에 냉각수 순환라인(11)과 소통하는 냉각통로를 가지고, 각 발열부품의 냉각통로는 냉각수 순환라인(11)과 밀봉적으로 연결되며, 냉각수가 각 발열부품의 냉각통로를 통과하면서 각 발열부품을 냉각시킨다.
전기모터(16)는 리저버탱크(12)의 출구(12a)와 라디에이터(13)의 입구(13b) 사이의 냉각수 순환라인(11)에 연결되고, 특히 전기모터(16)는 리저버탱크(12)의 출구(12a)에 인접하게 배치됨에 따라 차량의 충전 상태 또는 주행 상태에 상관없이 그 냉각이 일정하게 이루어질 수 있다.
탑재형 충전기(15)는 라디에이터(13)의 출구(13a)와 리저버탱크(12)의 입구(12b) 사이의 냉각수 순환라인(11)에 연결되며, 냉각수 순환라인(11)의 일측에는 제1바이패스라인(31)이 분기되고, 이러한 제1바이패스라인(41)의 분기점은 라디에이터(13)의 출구(13a)와 리저버탱크(12)의 입구(12b) 사이에 위치하며, 특히 제1바이패스라인(41)의 분기점은 탑재형 충전기(15)의 상류에 위치한다. 그리고, 제1바이패스라인(41)의 분기점에는 냉각선택밸브(21)가 설치된다.
냉각선택밸브(21)는 라디에이터(13)의 출구(13a)와 소통하는 입구포트(21a)와, 제1바이패스라인(41)과 소통하는 제1출구포트(21b)와, 탑재형 충전기(15)의 냉각통로와 소통하는 제2출구포트(21c)를 가진다.
냉각선택밸브(21)는 입구포트(21a)를 제1출구포트(21b) 또는 제2출구포트(21c)에 대해 선택적으로 연결시키는 3웨이 유로전환밸브로 구성될 수 있다. 이러한 냉각선택밸브(21)의 전환작동에 의해 냉각수가 탑재형 충전기(15)의 냉각통로 또는 제1바이패스라인(41)을 선택적으로 통과하고, 이에 탑재형 충전기(15)는 냉각선택밸브(21)의 전환작동에 의해 선택적으로 냉각될 수 있다.
특히, 냉각선택밸브(21)는 플러그인 하이브리드 차량의 상태에 따라 전환작동이 이루어지도록 구성된다. 차량의 주행모드에서는 냉각선택밸브(21)의 전환에 의해 입구포트(21a)와 제1출구포트(21b)를 연결시켜 냉각수가 제1바이패스라인(41)을 통과하도록 허용하고, 제1바이패스라인(41)을 통과한 냉각수는 리저버탱크(12)를 거쳐 전기모터(16)의 냉각통로를 통과함으로써 전기모터(16)의 냉각이 이루어질 수 있다. 그리고, 차량의 충전모드에서는 냉각선택밸브(21)의 전환에 의해 입구포트(21a)와 제2출구포트(21c)를 연결시켜 냉각수가 탑재형 충전기(15)의 냉각통로를 통과하도록 허용함에 따라 탑재형 충전기(15)의 냉각이 이루어지도록 한다.
이와 같이, 본 발명은 차량의 주행 상태에서는 냉각수가 제1바이패스라인(41)을 통과함에 따라 탑재형 충전기(15)의 냉각이 이루어지지 않고, 차량의 충전 상태에서는 냉각수가 탑재형 충전기(15)의 냉각통로를 통과함에 따라 탑재형 충전기(15)의 냉각이 이루어짐으로써, 차량의 상태에 따라 냉각부하의 효율적인 분배를 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 개선할 수 있으며, 이에 전동식 냉각수 순환펌프(14)에 대한 전력소비를 줄여 전체적으로 연비를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
엔진시동/발전모터(17)는 리저버탱크(12)의 출구(12a)와 라디에이터(13)의 입구(13b) 사이의 냉각수 순환라인(11)에 연결되고, 엔진시동/발전모터(17)는 전기모터(16)의 하류 측에 위치한다.
냉각수 라인(11)의 타측에는 제2바이패스라인(42)이 분기되고, 제2바이패스라인(42)의 분기점은 리저버탱크(12)의 출구(12a)와 라디에이터(13)의 입구(13b) 사이에 위치한다. 특히, 제2바이패스라인(42)의 분기점은 엔진시동/발전모터(17) 및 전기모터(16) 사이에 위치하며, 제2바이패스라인(42)의 분기점에는 HSG 냉각밸브(22)가 설치된다.
HSG 냉각밸브(22)는 전기모터(16)의 냉각통로와 소통하는 입구포트(22a)와, 엔진시동/발전모터(17)의 냉각통로와 소통하는 제1출구포트(22b)와, 제2바이패스라인(42)과 소통하는 제2출구포트(22c)를 가진다.
HSG 냉각밸브(22)는 입구포트(22a)를 제1출구포트(22b) 또는 제2출구포트(22c)에 대해 선택적으로 연결시키는 3웨이 유로전환밸브로 구성될 수 있다. 이러한 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동에 의해 전기모터(16)의 냉각통로를 통과한 냉각수가 엔진시동/발전모터(17)의 냉각통로 또는 제2바이패스라인(42)을 선택적으로 통과하고, 이에 엔진시동/발전모터(17)는 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동에 의해 선택적으로 냉각될 수 있다.
한편, 엔진시동/발전모터(17)에는 온도센서(미도시)가 설치되고, 이러한 온도센서에 의해 검출된 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 높은 경우 요컨대, 엔진시동/발전모터(17)가 과열(과부하)된 상태일 경우에 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동이 이루어져 엔진시동/발전모터(17)가 선택적으로 냉각되도록 구성된다.
이와 같이, 본 발명은 엔진시동/발전모터(17)가 과부하(과열) 상태일 경우에만 HSG 냉각밸브(22)의 유로전환에 의해 엔진시동/발전모터(17)의 냉각이 이루어지도록 제어함으로써 냉각수 순환계통의 냉각부하를 보다 효율적으로 분배할 수 있고, 이를 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 보다 효과적으로 개선할 수 있는 장점이 있다.
특히, 엔진시동/발전모터(17)의 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 높은 경우에는 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동은 제1출구포트(22b)의 개도량을 단계적으로 조절하는 방식으로 이루어지고, 이를 통해 엔진시동/발전모터(17)를 통과하는 냉각수의 유량을 단계적으로 조절하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 4에 예시된 바와 같이, 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 높은 경우 (Th > Ts)에 현재온도(Th) 및 기준온도(Ts) 사이의 온도차이값(△T = Th - Ts)이 3단계의 비교값(△T1<△T2<△T3)과 비교하여 제1출구포트(22b)의 개도량을 25%, 50%, 75%, 100%와 같이 4단계로 개방시킴으로써 그 냉각수의 통과유량을 4단계로 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동이 엔진시동/발전모터(17)와 소통하는 포트의 개도량을 단계적으로 조절하는 방식으로 구성됨에 따라 엔진시동/발전모터의 과열상태(과부하상태)에 대응하여 냉각수의 통과유량이 단계적으로 조절될 수 있고, 이러한 냉각수의 통과유량에 대한 단계적 조절을 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 더욱 효과적으로 개선할 수 있는 장점이 있다.
한편, 냉각수 순환라인(11)에는 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18)이 연결되고, 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18)은 라디에이터(13)의 출구(13a) 및 리저버탱크(12)의 입구(12b) 사이에 위치한다. 이에, 라디에이터(13)에 의해 재냉각된 냉각수가 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18)의 냉각통로를 직접적으로 통과하도록 구성됨에 따라 냉각선택밸브(21) 및 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동(즉, 차량의 주행상태 또는 충전상태)과 무관하게 냉각이 원활하게 이루어질 수 있고, 이를 통해 하이브리드 파워 컨트롤유닛(18)의 냉각은 매우 효과적으로 수행될 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명에 의한 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치를 이용한 플러그인 하이브리드 차량의 냉각방법을 도시한 순서도이다.
차량의 주행상태인지를 판단한다(S1).
차량의 주행상태가 아닌 것으로 판단되면 즉, 차량이 충전상태이면 냉각선택밸브(21)의 제2출구포트(21c)를 입구포트(21a)와 연결시켜 냉각수가 탑재형 충전기(15)의 냉각통로를 통과하도록 허용함으로써 탑재형 충전기(15)를 냉각시킨다(S2).
차량의 주행상태인 것으로 판단되면 냉각선택밸브(21)의 제1출구포트(21b)를 입구포트(21a)와 연결시켜 냉각수가 제1바이패스라인(31, 42)을 통과하도록 허용함으로써 전기모터(16)를 냉각시킨다(S3).
전기모터(16)의 냉각단계를 제1 및 제2 실시예별로 살펴보면 다음과 같다.
제1실시예에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치(도 2 참조)에서는 냉각수가 제1바이패스라인(31)에 연결된 전기모터(16)의 냉각통로를 통과함에 따라 전기모터(16)를 냉각시킨다.
제2실시예에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치(도 3 참조)에서는 냉각수가 제1바이패스라인(41)을 통과한 후에 리저버탱크(12)를 거쳐 전기모터(16)의 냉각통로를 통과함에 따라 전기모터(16)를 냉각시킨다.
그 이후에, 엔진시동/발전모터(17)의 온도센서가 검출한 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 낮은지(Ts>Th)를 판단한다(S4).
엔진시동/발전모터(17)의 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 높은 것으로 판단되면(Ts<Th) 즉, 엔진의 시동된 이후에 엔진시동/발전모터(17)가 과열(과부하)된 상태이면 HSG 냉각밸브(22)의 전환작동이 이루어져 엔진시동/발전모터(17)를 냉각시킨다(S5).
엔진시동/발전모터(17)의 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 낮은 것으로 판단되면(Ts>Th), HSG 냉각밸브(22)의 전환작동에 의해 입구포트(22a)가 제2출구포트(22c)와 연결됨으로써 제1출구포트(22b)가 차단됨으로써 엔진시동/발전모터(17)의 냉각이 이루어지지 않는다(S6).
그런 다음에, 시간의 경과에 따라 엔진시동/발전모터(17)의 온도센서가 검출한 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 높은지(Ts<Th)를 판단한다(S7).
엔진시동/발전모터(17)의 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 낮은 것으로 판단되면(Ts>Th), HSG 냉각밸브(22)의 전환작동에 의해 입구포트(22a)가 제2출구포트(22c)와 연결됨으로써 제1출구포트(22b)가 차단됨으로써 엔진시동/발전모터(17)의 냉각이 이루어지지 않는다(S8).
엔진시동/발전모터(17)의 현재온도(Th)가 기준온도(Ts) 보다 높은 것으로 판단되면(Ts<Th), 현재온도(Th) 및 기준온도(Ts) 사이의 온도차이값(△T = Th - Ts)이 제1비교값(△T1) 보다 낮은 지를 판단하고(S8-1), 온도차이값(△T)이 제1비교값(△T1) 보다 낮으면(△T<△T1), HSG 냉각밸브(22)의 제1출구포트(22b)를 1단계(대략 25%의 개도율)로 개방한다(S8-2).
온도차이값(△T)이 제1비교값(△T1) 보다 높으면(△T>△T1), 온도차이값(△T)이 제2비교값(△T2) 보다 낮은 지를 판단하고(S9-1), 온도차이값(△T)이 제2비교값(△T2) 보다 낮으면(△T<△T1), HSG 냉각밸브(22)의 제1출구포트(22b)를 2단계(대략 50%의 개도율)로 개방한다(S9-2).
온도차이값(△T)이 제2비교값(△T2) 보다 높으면(△T>△T2), 온도차이값(△T)이 제3비교값(△T3) 보다 낮은 지를 판단하고(S10-1), 온도차이값(△T)이 제3비교값(△T2) 보다 낮으면(△T<△T1), HSG 냉각밸브(22)의 제1출구포트(22b)를 3단계(대략 75%의 개도율)로 개방한다(S10-2).
그리고, 온도차이값(△T)이 제3비교값(△T3) 보다 높으면(△T>△T3), HSG 냉각밸브(22)의 제1출구포트(22b)를 4단계(대략 100%의 개도율)로 개방한다(S10-3).
이와 같이, 본 발명은 엔진시동/발전모터(17)의 현재온도(Th) 상태에 따라 HSG 냉각밸브(22)의 제1출구포트(22b)의 개도율을 단계적으로 조절함으로써 그 냉각수의 통과유량을 단계적으로 조절할 수 있고, 이러한 냉각수의 단계적 유량조절을 통해 냉각수 순환계통에서의 차압을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
11: 냉각수 순환라인 12: 리저버탱크
13: 라디에이터 14: 전동식 냉각수 순환펌프
15: 탑재형 충전기 16: 전기모터
17: 엔진시동/발전모터 18: 하이브리드 파워 컨트롤유닛
21: 냉각선택밸브 22: HSG 냉각밸브
31, 41: 제1바이패스라인 32, 42: 제2바이패스라인

Claims (22)

  1. 하나 이상의 발열부품을 냉각시키도록 구성된 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치로서,
    냉각수가 순환되는 냉각수 순환라인;
    상기 냉각수 순환라인에 설치되고, 냉각수를 보관하는 리저버탱크;
    상기 냉각수 순환라인 상에서 상기 리저버탱크에 대해 이격되게 설치되고, 냉각수를 냉각하는 라디에이터; 및
    상기 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수를 순환시키는 전동식 냉각수 순환펌프;를 포함하고,
    상기 발열부품은 상기 냉각수 순환라인에 연결된 탑재형 충전기를 포함하며, 상기 냉각수 순환라인의 일측에는 제1바이패스라인이 분기되고, 상기 제1바이패스라인의 분기점은 상기 탑재형 충전기의 상류에 위치하며,
    상기 제1바이패스라인에는 전기모터가 연결되고, 상기 제1바이패스라인의 분기점에는 차량의 상태에 따라 전환작동하는 냉각선택밸브가 설치되며,
    상기 냉각선택밸브의 전환작동에 의해 냉각수가 상기 탑재형 충전기 및 상기 전기모터을 선택적으로 통과함에 따라 상기 탑재형 충전기와 상기 전기모터는 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각선택밸브는 상기 리저버탱크의 출구와 소통하는 입구포트와, 상기 제1바이패스라인과 소통하는 제1출구포트와, 상기 탑재형 충전기와 소통하는 제2출구포트를 가지는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1바이패스라인에는 엔진시동/발전모터(HSG)가 연결되고, 상기 엔진시동/발전모터는 상기 전기모터의 하류에 배치되며, 상기 제1바이패스라인에는 제2바이패스라인이 분기되고, 상기 제2바이패스라인의 분기점은 상기 엔진시동/발전모터 및 전기모터 사이에 위치하며, 상기 제2바이패스라인의 분기점에는 HSG 냉각밸브가 설치되고, 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동에 의해 냉각수가 상기 엔진시동/발전모터 및 제2바이패스라인을 선택적으로 통과함에 따라 상기 엔진시동/발전모터는 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 HSG 냉각밸브는 상기 전기모터와 소통하는 입구포트와, 상기 엔진시동/발전모터와 소통하는 제1출구포트와, 상기 제2바이패스라인과 소통하는 제2출구포트를 가지는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 엔진시동/발전모터에는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서에 의해 검출된 현재온도가 기준온도 보다 높은 경우에 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동이 이루어져 상기 엔진시동/발전모터가 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 엔진시동/발전모터의 현재온도가 기준온도 보다 높은 경우에는 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동은 상기 엔진시동/발전모터를 통과하는 냉각수의 유량을 단계적으로 조절하는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 탑재형 충전기, 상기 전기모터 및 상기 엔진시동/발전모터는 상기 리저버탱크의 출구와 상기 라디에이터의 입구 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각수 순환라인에는 하이브리드 파워 컨트롤유닛이 설치되고, 상기 하이브리드 파워 컨트롤유닛은 상기 라디에이터의 출구 및 상기 리저버탱크의 입구 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  9. 하나 이상의 발열부품을 냉각시키도록 구성된 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치로서,
    냉각수가 순환되는 냉각수 순환라인;
    상기 냉각수 순환라인에 설치되고, 냉각수를 보관하는 리저버탱크;
    상기 냉각수 순환라인 상에서 상기 리저버탱크에 대해 이격되게 설치되고, 냉각수를 냉각하는 라디에이터; 및
    상기 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수를 순환시키는 전동식 냉각수 순환펌프;를 포함하고,
    상기 발열부품은 상기 냉각수 순환라인에 연결된 전기모터 및 탑재형 충전기를 포함하며,
    상기 전기모터는 상기 리저버탱크의 출구와 상기 라디에이터의 입구 사이에 위치하고, 상기 탑재형 충전기는 상기 라디에이터의 출구와 상기 리저버탱크의 입구 사이에 위치하며,
    상기 냉각수 순환라인에는 제1바이패스라인이 분기되고, 상기 제1바이패스라인의 분기점은 상기 탑재형 충전기의 상류에 위치하며,
    상기 제1바이패스라인의 분기점에는 차량의 상태에 따라 전환작동하는 냉각선택밸브가 설치되고, 상기 냉각선택밸브의 전환작동에 의해 냉각수가 상기 탑재형 충전기 및 상기 제1바이패스라인을 선택적으로 통과함에 따라 상기 탑재형 충전기가 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 냉각선택밸브는 상기 라디에이터의 출구와 소통하는 입구포트와, 상기 제1바이패스라인과 소통하는 제1출구포트와, 상기 탑재형 충전기와 소통하는 제2출구포트를 가지는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 냉각수 순환라인에는 엔진시동/발전모터가 연결되고, 상기 엔진시동/발전모터는 상기 전기모터의 하류에 배치되며,
    상기 냉각수 순환라인에는 제2바이패스라인이 분기되고, 상기 제2바이패스라인의 분기점은 상기 엔진시동/발전모터와 상기 전기모터 사이에 위치하며, 상기 제2바이패스라인의 분기점에는 HSG 냉각밸브가 설치되며, 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동에 의해 냉각수가 상기 엔진시동/발전모터 및 제2바이패스라인을 선택적으로 통과함에 따라 상기 엔진시동/발전모터는 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 HSG 냉각밸브는 상기 전기모터와 소통하는 입구포트와, 상기 엔진시동/발전모터와 소통하는 제1출구포트와, 상기 제2바이패스라인과 소통하는 제2출구포트를 가지는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 엔진시동/발전모터에는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서에 의해 검출된 온도가 기준온도 보다 높은 경우에 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동이 이루어져 상기 엔진시동/발전모터가 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 엔진시동/발전모터의 현재온도가 기준 온도 보다 높은 경우에는 상기 HSG 냉각밸브의 전환작동은 상기 엔진시동/발전모터와 소통하는 포트의 개도량이 단계적으로 조절되는 방식으로 이루어짐으로써 상기 엔진시동/발전모터를 통과하는 냉각수의 유량이 조절되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 탑재형 충전기는 상기 라디에이터의 출구와 상기 리저버탱크의 입구 사이에 배치되고, 상기 전기모터 및 상기 엔진시동/발전모터는 상기 리저버탱크의 출구와 상기 라디에이터의 입구 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 냉각수 순환라인에는 하이브리드 파워 컨트롤유닛이 연결되고, 상기 하이브리드 파워 컨트롤유닛은 상기 라디에이터의 출구와 상기 리저버탱크의 입구 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  17. 냉각수가 순환되는 냉각수 순환라인;
    상기 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수를 보관하는 리저버탱크;
    상기 냉각수 순환라인에서 상기 리저버탱크에 대해 이격되게 설치되고, 냉각수를 냉각하는 라디에이터; 및
    상기 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수를 순환시키는 전동식 냉각수 순환펌프;를 포함하고,
    상기 냉각수 순환라인에는 탑재형 충전기, 전기모터, 엔진시동/발전모터, 하이브리드 파워 컨트롤유닛이 설치되며,
    플러그인 하이브리드 차량의 상태에 따라 상기 탑재형 충전기, 상기 전기모터, 상기 엔진시동/발전모터가 선택적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 하이브리드 파워 컨트롤유닛은 플러그인 하이브리드 차량의 상태에 무관하게 항상 냉각되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량의 냉각장치.
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