KR101760285B1 - Battery cooling system of fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 차량용 냉각 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 하나의 공냉식 열교환기를 이용하여 냉각시킨 제1열교환매체로 연료전지 스택, 전장부품 및 수냉식 컨덴서를 각각 냉각시킬 수 있도록 분기시키며, 상기 전장부품 및 수냉식 컨덴서와 연결되는 냉각루프로 분기된 제1열교환매체가 별도로 형성된 판형 열교환기를 이용하여 상기 전장부품 및 수냉식 컨덴서를 냉각시키는 제2열교환매체와 열교환되도록 함으로써, 연료전지 차량용 냉각 시스템에 필요한 부품수를 축소하고, 이에 따른 전기에너지 손실을 최소화할 수 있으며, 차체 내부 공간활용도를 향상시킬 수 있는 연료전지 차량용 냉각 시스템을 제공하는 것이다.The present invention relates to a cooling system for a fuel cell vehicle, and more particularly, to a cooling system for a fuel cell vehicle, which comprises a first heat exchange medium cooled by using one air cooling type heat exchanger and is branched so as to cool the fuel cell stack, And a second heat exchange medium for cooling the electric component and the water-cooled condenser by using a plate heat exchanger having a first heat exchange medium branched to a cooling loop connected to a water-cooled condenser, To minimize the loss of electric energy, and to improve the utilization of the internal space of the vehicle body.

Description

연료전지 차량용 냉각 시스템{Battery cooling system of fuel cell vehicle}[0001] The present invention relates to a cooling system for a fuel cell vehicle,

본 발명은 연료전지 차량용 냉각 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 하나의 공냉식 열교환기를 이용하여 냉각시킨 제1열교환매체로 연료전지 스택, 전장부품 및 수냉식 컨덴서를 각각 냉각시킬 수 있도록 분기시키며, 상기 전장부품 및 수냉식 컨덴서와 연결되는 냉각루프로 분기된 제1열교환매체가 별도로 형성된 판형 열교환기를 이용하여 상기 전장부품 및 수냉식 컨덴서를 냉각시키는 제2열교환매체와 열교환되도록 함으로써, 연료전지 차량용 냉각 시스템에 필요한 부품수를 축소하고, 이에 따른 전기에너지 손실을 최소화할 수 있으며, 차체 내부 공간활용도를 향상시킬 수 있는 연료전지 차량용 냉각 시스템을 제공하는 것이다.
The present invention relates to a cooling system for a fuel cell vehicle, and more particularly, to a cooling system for a fuel cell vehicle, which comprises a first heat exchange medium cooled by using one air cooling type heat exchanger and is branched so as to cool the fuel cell stack, And a second heat exchange medium for cooling the electric component and the water-cooled condenser by using a plate heat exchanger having a first heat exchange medium branched to a cooling loop connected to a water-cooled condenser, To minimize the loss of electric energy, and to improve the utilization of the internal space of the vehicle body.

휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원 역시 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 가장 실용화 단계에 가까운 기술 중 하나가 연료 전지를 에너지원으로 하여 구동되는 차량이다.Vehicles powered by engines powered by gasoline, diesel, and other energy sources are currently the most common forms of vehicles, but these automotive energy sources also require new sources of energy due to a variety of causes, such as environmental pollution as well as reduced oil reserves. One of the technologies that is near to the practical use stage is a vehicle driven by a fuel cell as an energy source.

일반적으로 연료전지는 경유나 공업용 연료의 기체와 전해질 사이의 화학 반응의 일부로 전력을 발생시켜, 연료가 가진 화학에너지를 전기에너지로 변화시키는 에너지 전환 시스템이다.Generally, a fuel cell is an energy conversion system that changes the chemical energy of a fuel into electric energy by generating electric power as a part of a chemical reaction between a gas and an electrolyte of diesel or industrial fuel.

상기 연료전지에는 천연가스, 메탄올, 가솔린 등의 다양한 연료가 사용되어질 수 있는데, 연료 변환기를 이용해 연료를 수소로 개질하여 사용하게 된다.Various fuel such as natural gas, methanol, and gasoline can be used for the fuel cell, and the fuel is converted into hydrogen by using a fuel converter.

최근에는 에너지 절약, 환경 문제 등이 부각됨에 따라 이를 해결하기 위해 기존의 내연기관을 대체하는 자동차의 동력원으로써 연료전지가 적용되고 있다.In recent years, as energy conservation and environmental problems are highlighted, fuel cells are being applied as power sources for automobiles to replace conventional internal combustion engines.

연료전지 차량에는 산소와 수소의 화학적 반응 에너지를 전기 에너지로 전환하여 구동력을 발생시키게 되는데, 이 과정에서 연료전지내의 화학적 반응에 의해 열에너지도 발생한다. 상기 연료전지스택은 보통 65도~85의 온도 조건에서 이상적으로 반응하므로, 이 온도조건을 유지하는 것이 중요하다.In the fuel cell vehicle, the chemical reaction energy of oxygen and hydrogen is converted into electric energy to generate driving force. In this process, thermal energy is also generated by the chemical reaction in the fuel cell. It is important to maintain this temperature condition because the fuel cell stack ideally reacts at a temperature of 65 to 85 degrees.

한편, 연료전지 차량은 연료전지스택의 입/출구 온도와, 각종 전장품의 요구 온도에 차이가 있기 때문에, 각각 별도의 추가적인 냉각모듈이 필요하게 된다.On the other hand, since the fuel cell vehicle has different inlet / outlet temperatures of the fuel cell stack and required temperatures of various electrical components, a separate additional cooling module is required.

도 1은 연료전지 차량용 냉각 시스템을 나타낸 것으로서, 수냉식 컨덴서(30)가 구비되어 상기 수냉식 컨덴서(30)에 공급되는 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터가 추가로 더 구비된다.1 shows a cooling system for a fuel cell vehicle. The cooling system further includes a water-cooled condenser 30 and a radiator for cooling the cooling water supplied to the water-cooled condenser 30.

더욱 상세하게, 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템은 연료전지 스택(10)을 냉각하기 위한 냉각수를 순환시키는 제1워터펌프(12), 냉각수를 냉각하는 제1라디에이터(11)를 포함하여 형성된다. More specifically, the cooling system for the fuel cell vehicle includes a first water pump 12 for circulating cooling water for cooling the fuel cell stack 10, and a first radiator 11 for cooling the cooling water.

또한, 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템은 전장부품(20)을 냉각하기 위한 냉각수를 순환시키는 제2워터펌프(22), 냉각수를 냉각하는 제2라디에이터(21)를 포함하여 형성된다. The cooling system for the fuel cell vehicle further includes a second water pump 22 for circulating cooling water for cooling the electric component 20, and a second radiator 21 for cooling the cooling water.

이 때, 상기 전장부품(20)은 상인버터 및 스타터 겸용 제너레이터 등을 포함할 수 있다.At this time, the electric component 20 may include a generators for both butter and starter.

또한, 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템은 수냉식 컨덴서(30)를 냉각하기 위한 냉각수를 순환시키는 제3워터펌프(32), 냉각수를 냉각하는 제3라디에이터(31)를 포함하여 형성된다.The cooling system for the fuel cell vehicle further includes a third water pump 32 for circulating cooling water for cooling the water-cooled condenser 30, and a third radiator 31 for cooling the cooling water.

이 때, 상기 연료전지 스택을 순환하는 냉각수는 이온용출 문제가 발생될 수 있어 전장부품 및 수냉식 컨덴서를 순환하는 냉각수와 섞이면 안되기 때문에 각각 서로 다른 냉각수 순환라인을 갖는다.At this time, the cooling water circulating in the fuel cell stack may have a problem of ion elution, and therefore, the electric component and the water-cooled condenser should not be mixed with the circulating cooling water.

상술한 바와 같이, 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템은 연료전지 스택, 수냉식 컨데서 및 전장부품의 냉각수 순환라인이 유사한 구성요소를 가지고 있으나, 하나의 시스템으로 냉각되지 못하고 개별 시스템을 갖게 형성됨으로써 구성이 복잡하고, 그만큼 공간이 소요되어 소형화를 방해하는 요소로 작용하게 된다. As described above, the cooling system for the fuel cell vehicle has the components similar to the cooling water circulation lines of the fuel cell stack, the water-cooled type and the electric component, but can not be cooled by one system and has a separate system. And it takes space as much as it, and acts as an obstacle to miniaturization.

또한, 개별 시스템으로 존재함에 따라 동일한 냉각수를 이용한다 할지라도 각각 시스템에 냉각수를 주입해야하는 등 유지/보수 작업 역시 반복적으로 행해져야 하고, 각각 시스템을 구동하기 위한 에너지 손실이 발생되는 문제점이 있다.
Also, even if the same cooling water is used as the system, maintenance and repair work such as injecting cooling water into the system must be repeatedly performed, resulting in energy loss for driving the system.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 공냉식 열교환기를 이용하여 냉각시킨 제1열교환매체로 연료전지 스택, 전장부품 및 수냉식 컨덴서를 각각 냉각시킬 수 있도록 분기시키며, 상기 전장부품 및 수냉식 컨덴서와 연결되는 냉각루프로 분기된 제1열교환매체가 별도로 형성된 판형 열교환기를 이용하여 상기 전장부품 및 수냉식 컨덴서를 냉각시키는 제2열교환매체와 열교환되도록 함으로써, 연료전지 차량용 냉각 시스템에 필요한 부품수를 축소하고, 이에 따른 전기에너지 손실을 최소화할 수 있으며, 차체 내부 공간활용도를 향상시킬 수 있는 연료전지 차량용 냉각 시스템을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a cooling device for cooling a fuel cell stack, an electric component and a water-cooled condenser with a first heat exchange medium cooled by using one air- Cooled condenser is cooled by using a plate heat exchanger in which a first heat exchange medium branched into a cooling loop connected to the electric component and the water-cooled condenser is separately provided, thereby performing heat exchange with the second heat exchange medium for cooling the electric component and the water- The present invention provides a cooling system for a fuel cell vehicle that can reduce the number of parts required for a cooling system, minimize the loss of electrical energy thereby, and improve the interior space utilization of a vehicle body.

본 발명의 연료전지 차량용 냉각 시스템은 연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)에 있어서, 입구파이프(420)를 통해 유입되어 일정영역 순환한 제1열교환매체 중 일부가 배출되는 제1출구파이프(431) 및 상기 제1출구파이프(431)를 통해 배출되고 남은 나머지 제1열교환매체가 나머지 일정영역을 순환하여 배출되는 제2출구파이프(432)를 포함하는 제1열교환기(400); 상기 제2출구파이프(432)를 통해 배출된 제1열교환매체와 제2열교환매체가 서로 열교환되는 제2열교환기(500); The cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention comprises a first outlet pipe (431) through which a part of a first heat exchange medium flowing through an inlet pipe (420) A first heat exchanger (400) including a second outlet pipe (432) through which the remaining first heat exchange medium discharged through the first outlet pipe (431) is circulated and discharged in the remaining predetermined area; A second heat exchanger (500) for exchanging heat between the first heat exchange medium discharged through the second outlet pipe (432) and the second heat exchange medium;

상기 제1출구파이프(431)를 통해 배출된 제1열교환매체가 상기 연료전지 스택(100)을 냉각시킨 다음 상기 입구파이프(420)로 유입되는 제1냉각루프(600);A first cooling loop 600 in which a first heat exchange medium discharged through the first outlet pipe 431 cools the fuel cell stack 100 and then flows into the inlet pipe 420;

상기 제2열교환기(500)에서 제1열교환매체와 열교환된 제2열교환매체가 상기 수냉식 컨덴서(300) 및 전장부품(200)을 각각 냉각시킨 다음 상기 제2열교환기(500)로 유입되는 제2냉각루프(700); 상기 제1냉각루프(600) 및 상기 제1열교환매체를 순환시키는 제1워터펌프(810); 및 상기 제2냉각루프(700)에 구비되어 상기 제2열교환매체를 순환시키는 제2워터펌프(820); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The second heat exchange medium heat exchanged with the first heat exchange medium in the second heat exchanger 500 cools the water-cooled condenser 300 and the electric component 200, and then flows into the second heat exchanger 500 2 cooling loop 700; A first water pump 810 circulating the first cooling loop 600 and the first heat exchange medium; And a second water pump (820) provided in the second cooling loop (700) to circulate the second heat exchange medium. And is formed to include a plurality of protrusions.

또한, 상기 제1열교환기(400)는 서로 일정거리 이격되어 형성되며, 상기 입구파이프(420), 제1 및 제2출구파이프(432)가 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(411,412); 상기 헤더탱크(411,412)에 양단이 삽입 고정되어 제1열교환매체가 순환하는 유로를 형성하는 복수개의 튜브(450); 상기 튜브(450) 사이에 개재되는 핀(460); 및 상기 제1출구파이프(431) 및 제2출구파이프(432)로 각각 배출되는 제1열교환매체의 온도에 차이가 발생되도록 상기 헤더탱크(411,412) 내부에 구비되어 제1열교환매체의 유동을 조절하는 배플(440); 을 포함하여 형성되되, 상기 제1출구파이프(431) 및 제2출구파이프(432)는 상기 배플(440)에 의해 상기 헤더탱크(411,412) 내부 공간이 분리되어 상기 제1열교환매체의 유동 방향이 달라진 서로 다른 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.The first heat exchanger 400 is spaced apart from the first heat exchanger 400 by a predetermined distance and includes a pair of header tanks 411 and 412 having the inlet pipe 420, the first and second outlet pipes 432, A plurality of tubes 450 having both ends thereof inserted and fixed in the header tanks 411 and 412 to form a flow path through which the first heat exchange medium circulates; A pin 460 interposed between the tubes 450; And the first outlet pipe 431 and the second outlet pipe 432, respectively. The first and second outlet pipes 431 and 432 are installed in the header tanks 411 and 412 to control the flow of the first heat exchange medium. Baffle 440; The first outlet pipe 431 and the second outlet pipe 432 are formed such that the inner space of the header tanks 411 and 412 is separated by the baffle 440 so that the flow direction of the first heat exchange medium And are formed in different regions which are different from each other.

또한, 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)은 상기 제2열교환기(500)에서 상기 제2열교환매체와 열교환을 마친 제1열교환매체가 상기 제1냉각루프(600)를 순환하는 제1열교환매체와 합쳐지는 것을 특징으로 한다.In the cooling system 1000 for a fuel cell vehicle, a first heat exchange medium having undergone heat exchange with the second heat exchange medium in the second heat exchanger 500 flows through the first heat exchange medium .

또한, 상기 제2열교환기(500)는 판형 열교환기로 형성되는 것을 특징으로 한다.The second heat exchanger 500 may be a plate heat exchanger.

또한, 상기 제2열교환기(500)는 제1열교환매체가 유입되는 제2-1입구파이프(510) 및 배출되는 제2-1출구파이프(520); 제2열교환매체가 유입되는 제2-2입구파이프(530) 및 배출되는 제2-2출구파이프(540); 판 형태로 형성되되, 일정영역이 중공되며 중공된 둘레부분이 하측방향으로 돌출되고 상기 제2-1입구파이프(510)와 연통되는 제1연통홀(571) 및 제2-1출구파이프(520)와 연통되는 제2연통홀(572)과, 중공된 둘레부분이 상측방향으로 돌출되고 제2-2입구파이프(530)와 연통되는 제3연통홀(573) 및 제2-2출구파이프(540)와 연통되는 제4연통홀(574)이 형성되는 제1플레이트(550); 및 판 형태로 형성되되, 일정영역이 중공되며 중공된 둘레부분이 상측방향으로 돌출되고 상기 제2-1입구파이프(510)와 연통되는 제1연통홀(571) 및 제2-1출구파이프(520)와 연통되는 제2연통홀(572)과, 중공된 둘레부분이 하측방향으로 돌출되고 제2-2입구파이프(530)와 연통되는 제3연통홀(573) 및 제2-2출구파이프(540)와 연통되는 제4연통홀(574)이 형성되는 제2플레이트(560); 가 교번되어 적층되는 것을 특징으로 한다.
The second heat exchanger 500 further includes a second-1 inlet pipe 510 through which the first heat exchange medium is introduced and a second-1 outlet pipe 520 through which the first heat exchange medium is introduced; A second-2 inlet pipe 530 through which the second heat exchange medium is introduced and a second-2 outlet pipe 540 through which the second heat exchange medium is introduced; A first communicating hole 571 communicating with the second-1 inlet pipe 510 and a second communicating hole 571 communicating with the second-1 outlet pipe 520 A third communication hole 573 communicating with the second-2 inlet pipe 530 and a second communication hole 573 communicating with the second-2 inlet pipe 530, the second communication hole 572 being communicated with the second- A first plate 550 in which a fourth communication hole 574 communicating with the first communication hole 540 is formed; And a first communication hole 571 and a second-1 outlet pipe (second inlet pipe) which are formed in a plate shape and in which a predetermined area is hollow and a hollow peripheral portion thereof protrudes upward and communicates with the second-1 inlet pipe 510 A third communication hole 573 having a hollow peripheral portion protruding downward and communicating with the second-2 inlet pipe 530, and a second communication hole 573 communicating with the second- A second plate 560 on which a fourth communication hole 574 communicating with the first communication hole 540 is formed; Are stacked alternately.

본 발명의 연료전지 차량용 냉각 시스템은 하나의 공냉식 열교환기를 이용하여 냉각시킨 제1열교환매체로 연료전지 스택, 전장부품 및 수냉식 컨덴서를 각각 냉각시킬 수 있도록 분기시키며, 상기 전장부품 및 수냉식 컨덴서와 연결되는 냉각루프로 분기된 제1열교환매체가 별도로 형성된 판형 열교환기를 이용하여 상기 전장부품 및 수냉식 컨덴서를 냉각시키는 제2열교환매체와 열교환되도록 함으로써, 연료전지 차량용 냉각 시스템에 필요한 부품수를 축소하고, 이에 따른 전기에너지 손실을 최소화할 수 있으며, 차체 내부 공간활용도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.The cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention comprises a first heat exchange medium cooled by using one air cooling type heat exchanger and is branched so as to cool the fuel cell stack, the electric component and the water-cooled condenser, And a second heat exchange medium for cooling the electric component and the water-cooled condenser by using a plate heat exchanger in which a first heat exchange medium branched into a cooling loop is separately formed, thereby reducing the number of parts required for a cooling system for a fuel cell vehicle, It is possible to minimize the loss of electrical energy and improve the utilization of the space inside the vehicle body.

또한, 본 발명의 연료전지 차량용 냉각 시스템은 별도로 형성되어야 하는 라디에이터, 열교환매체 공급 부품, 연결라인, 및 워터 펌프 등의 구성을 간소화 할 수 있어 소형화가 가능하며, 유지 및 보수가 용이하고, 이에 따른 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
Further, the cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention can simplify the configuration of a radiator, a heat exchanging medium supply component, a connection line, and a water pump, which are separately formed, can be downsized, can be easily maintained and repaired, The advantage is that the cost can be reduced.

도 1은 종래의 연료전지 차량용 냉각 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템에서 초기 주행 시 냉각수의 흐름을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템에서 고속 주행 시 냉각수의 흐름을 나타낸 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템에 포함된 제1열교환기를 나타낸 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템에 포함된 제2열교환기를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템에 포함된 제2열교환기를 나타낸 분해사시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a conventional cooling system for a fuel cell vehicle. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling system for a fuel cell vehicle.
3 is a flow chart showing the flow of cooling water during an initial traveling in a cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention.
4 is a flow chart showing the flow of cooling water during high-speed traveling in a cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention.
5 is a front view of a first heat exchanger included in a cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention.
6 is a perspective view of a second heat exchanger included in a cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention.
7 is an exploded perspective view showing a second heat exchanger included in a cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 연료전자 차량용 냉각시스템을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the cooling system for a fuel-electric vehicle according to the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 연료전지 차량용 냉각 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템을 나타낸 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템에서 초기 주행 시 냉각수의 흐름을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템에서 고속 주행 시 냉각수의 흐름을 나타낸 흐름도이며, 도 5는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템에 포함된 제1열교환기를 나타낸 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템에 포함된 제2열교환기를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템에 포함된 제2열교환기를 나타낸 분해사시도이다.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional cooling system for a fuel cell vehicle, FIG. 2 is a configuration diagram showing a cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention, FIG. 4 is a flow chart showing the flow of cooling water during a high-speed travel in the cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention, FIG. 5 is a flowchart showing the flow of cooling water during a first heat exchange 6 is a perspective view showing a second heat exchanger included in a cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention, and Fig. 7 is an exploded perspective view showing a second heat exchanger included in a cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention. to be.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)에 관한 것으로, 크게 제1열교환기(400), 제2열교환기(500), 제1워터펌프(810), 제2워터펌프(820), 제1열교환매체가 순환되는 제1냉각루프(600) 및 제2열교환매체가 순환되는 제2냉각루프(700)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the present invention relates to a cooling system 1000 for a fuel cell vehicle, which includes a first heat exchanger 400, a second heat exchanger 500, a first water pump 810, A water pump 820, a first cooling loop 600 through which the first heat exchange medium is circulated, and a second cooling loop 700 through which the second heat exchange medium is circulated.

상기 제1열교환기(400)는 공냉식 열교환기로, 한 개의 입구파이프(420)와 두 개의 출구파이프를 포함하는데, 상기 입구파이프(420)를 통해 제1열교환매체가 유입되며, 상기 입구파이프(420)를 통해 유입되어 일정영역 순환한 제1열교환매체 중 일부가 제1출구파이프(431)를 통해 배출되고, 상기 제1출구파이프(431)를 통해 배출되고 남은 나머지 제1열교환매체가 나머지 일정영역을 순환하여 제2출구파이프(432)를 통해 배출된다.The first heat exchanger 400 is an air cooled heat exchanger and includes one inlet pipe 420 and two outlet pipes through which the first heat exchange medium is introduced and the inlet pipe 420 And the remaining first heat exchange medium discharged through the first outlet pipe 431 is discharged through the first outlet pipe 431 to the remaining predetermined area And is discharged through the second outlet pipe 432. [

상기 제2열교환기(500)는 상기 제2출구파이프(432)를 통해 배출된 제1열교환매체와 제2열교환매체가 서로 열교환된다.In the second heat exchanger 500, the first heat exchange medium discharged through the second outlet pipe 432 and the second heat exchange medium exchange heat with each other.

상기 제1냉각루프(600)는 상기 제1출구파이프(431)를 통해 상기 제1열교환기(400)에서 배출된 제1열교환매체가 상기 연료전지 스택(100)을 냉각시킨 다음, 다시 상기 제1열교환기(400)의 입구파이프(420)로 유입되는 제1열교환매체의 순환경로이다.The first cooling loop 600 cools the fuel cell stack 100 by the first heat exchange medium discharged from the first heat exchanger 400 through the first outlet pipe 431, 1 is a circulation path of the first heat exchange medium flowing into the inlet pipe 420 of the heat exchanger 400.

또한, 상기 제2냉각루프(700)는 상기 제2열교환기(500)에서 제1열교환매체와 열교환된 제2열교환매체가 상기 수냉식 컨덴서(300) 및 전장부품(200)을 각각 냉각시킨 다음 상기 제2열교환기(500)로 유입되는 제2열교환매체의 순환경로이다.In the second cooling loop 700, the second heat exchange medium, which is heat-exchanged with the first heat exchange medium in the second heat exchanger 500, cools the water-cooled condenser 300 and the electric component 200, Is a circulation path of the second heat exchange medium flowing into the second heat exchanger (500).

이 때, 상기 제1냉각루프(600)는 상기 제1열교환매체를 순환시키는 제1워터펌프(810)를 포함하여 형성되며, 상기 제2냉각루프(700)는 상기 제2열교환매체를 순환시키는 제2워터펌프(820)를 포함하여 형성된다.At this time, the first cooling loop 600 includes a first water pump 810 for circulating the first heat exchange medium, and the second cooling loop 700 circulates the second heat exchange medium And a second water pump 820.

도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 제1열교환기(400)는 서로 일정거리 이격되어 형성되며, 상기 입구파이프(420), 제1 및 제2출구파이프(432)가 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(411,412); 상기 헤더탱크(411,412)에 양단이 삽입 고정되어 제1열교환매체가 순환하는 유로를 형성하는 복수개의 튜브(450); 상기 튜브(450) 사이에 개재되는 핀(460); 및 상기 제1출구파이프(431) 및 제2출구파이프(432)로 각각 배출되는 제1열교환매체의 온도에 차이가 발생되도록 상기 헤더탱크(411,412) 내부에 구비되어 제1열교환매체의 유동을 조절하는 배플(440); 을 포함하여 형성된다.5, the first heat exchanger 400 is spaced apart from the first heat exchanger 400 by a predetermined distance, and includes a pair of header tanks 420, a first and a second outlet pipes 432, (411, 412); A plurality of tubes 450 having both ends thereof inserted and fixed in the header tanks 411 and 412 to form a flow path through which the first heat exchange medium circulates; A pin 460 interposed between the tubes 450; And the first outlet pipe 431 and the second outlet pipe 432, respectively. The first and second outlet pipes 431 and 432 are installed in the header tanks 411 and 412 to control the flow of the first heat exchange medium. Baffle 440; .

상기 제1열교환기(400)는 연료전지 스택(100)을 냉각시키는 제1냉각루프(600)와, 수냉식 컨덴서(300) 및 전장부품(200)을 냉각시키는 제2냉각루프(700)로 유동되는 제1열교환매체를 상기 제1출구파이프(431) 및 제2출구파이프(432)를 통해 각각 다른 온도 상태로 배출시킬 수 있다.The first heat exchanger 400 includes a first cooling loop 600 for cooling the fuel cell stack 100 and a second cooling loop 700 for cooling the water-cooled condenser 300 and the electric component 200. The first heat exchange medium can be discharged through the first outlet pipe 431 and the second outlet pipe 432 at different temperatures.

이 때, 상기 제1냉각루프(600)로 배출되는 제1열교환매체는 상기 연료전지 스택(100)을 냉각시키는데, 상기 연료전지 스택(100)은 약 65~85℃정도의 온도조건에서 이상적으로 반응하므로 상기 제1출구파이프(431)를 통해 배출되는 제1열교환매체의 온도가 65℃정도 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. At this time, the first heat exchange medium discharged to the first cooling loop 600 cools the fuel cell stack 100. The fuel cell stack 100 is ideally cooled at a temperature of about 65-85 DEG C The temperature of the first heat exchange medium discharged through the first outlet pipe 431 may be about 65 ° C.

또한, 상기 제2냉각루프(700)로 배출되는 제1열교환매체는 상기 수냉식 컨덴서(300) 및 전장부품(200)을 냉각시키는데, 수냉식 컨덴서(300)의 고속 조건을 위한 냉각수 온도는 50℃이하가 되는 것이 이상적이므로 상기 제2출구파이프(432)를 통해 배출되는 제1열교환매체의 온도도 그와 같도록 하는 것이 바람직하다.The first heat exchange medium discharged to the second cooling loop 700 cools the water-cooled condenser 300 and the electric component 200. The temperature of the cooling water for the high-speed condition of the water-cooled condenser 300 is 50 ° C or lower It is preferable that the temperature of the first heat exchange medium discharged through the second outlet pipe 432 is equal to the temperature of the first heat exchange medium.

따라서 상기 제1열교환기(400)는 상기 제1열교환기(400)의 튜브(450) 및 핀(460)으로 이루어진 코어의 일정영역을 순환하여 일정온도에 도달한 제1열교환매체의 일부가 먼저 제1출구파이프(431)를 통해 배출되고, 나머지 제1열교환매체가 상기 제1열교환기(400)의 나머지 영역을 추가로 순환하여 상기 제1출구파이프(431)를 통해 배출된 제1열교환매체보다 온도가 더 낮아진 상태에서 상기 제2출구파이프(432)를 통해 배출된다.Accordingly, the first heat exchanger 400 circulates a certain region of the core composed of the tube 450 and the fin 460 of the first heat exchanger 400, and a part of the first heat exchange medium, Is discharged through the first outlet pipe (431), and the remaining first heat exchange medium is further circulated through the remaining region of the first heat exchanger (400) and discharged through the first outlet pipe (431) And is discharged through the second outlet pipe 432 at a lower temperature.

상기 제1열교환기(400)는 제2출구파이프(432)를 통해 배출되는 제1열교환매체가 순환되는 영역이 상기 제1출구파이프(431)를 통해 배출되는 제1열교환매체가 순환되는 영역에서 추가로 형성되도록 배플(440)이 구비된다.In the first heat exchanger 400, a region through which the first heat exchange medium discharged through the second outlet pipe 432 is circulated is discharged through the first outlet pipe 431 in a region where the first heat exchange medium is circulated A baffle 440 is provided to further form the baffle.

이 때, 상기 제1열교환기(400)는 상기 배플(440)에 의해 상기 헤더탱크(411,412)의 내부 공간이 분리되는데, 상기 제1출구파이프(431) 및 제2출구파이프(432)는 상기 배플(440)에 의해 분리되어 제1열교환매체의 유동방향이 달라진 서로 다른 헤더탱크(411,412) 공간에 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the inner space of the header tanks 411 and 412 is separated by the baffle 440 in the first heat exchanger 400, and the first outlet pipe 431 and the second outlet pipe 432 are separated from each other It is preferable that the first heat exchange medium is separated in the baffle 440 and formed in different header tanks 411 and 412 in which the flow direction of the first heat exchange medium is changed.

한편, 상기 제2열교환기(500)는 다양하게 형성될 수 있으며, 도 6 및 7에서 판형 열교환기 형태를 나타내었다. Meanwhile, the second heat exchanger 500 may be formed in various ways, and FIGS. 6 and 7 show a plate heat exchanger.

상기 제2열교환기(500)는 복수개의 플레이트가 적층되어 상기 제1열교환매체가 유동되는 제1공간부(581)와 상기 제2열교환매체가 유동되는 제2공간부(582)가 교번되도록 형성되는 판형 열교환기로, 제1열교환매체가 유입되는 제2-1입구파이프(510) 및 배출되는 제2-1출구파이프(520)와, 제2열교환매체가 유입되는 제2-2입구파이프(530) 및 배출되는 제2-2출구파이프(540)를 포함하여 형성될 수 있다.The second heat exchanger 500 is formed such that a plurality of plates are stacked to form a first space portion 581 through which the first heat exchange medium flows and a second space portion 582 through which the second heat exchange medium flows, A second-1 inlet pipe 510 through which the first heat exchange medium is introduced and a second-1 outlet pipe 520 through which the first heat exchange medium is introduced, and a second 2-2 inlet pipe 530 through which the second heat exchange medium is introduced And a second 2-2 outlet pipe 540 that is discharged.

상기 제2열교환기(500)는 상기 플레이트의 적층 방향으로 상기 제1공간부(581) 및 제2공간부(582)가 교대로 형성되어 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체는 만나지 않고 독자적인 흐름을 갖는다.The first space portion 581 and the second space portion 582 are alternately formed in the stacking direction of the plate so that the first heat exchange medium and the second heat exchange medium do not meet each other, Flow.

더욱 상세하게, 상기 플레이트에는 상기 제2-1입구파이프(510), 제2-1출구파이프(520), 제2-2입구파이프(530) 및 제2-2출구파이프(540)와 연통되는 제1연통홀(571) 내지 제4연통홀(574)이 형성되되, 상기 제1연통홀(571) 내지 제4연통홀(574)의 형태가 서로 다른 제1플레이트(550)와 제2플레이트(560)로 구성된다.More specifically, the plate is connected to the second-1 inlet pipe 510, the second-1 outlet pipe 520, the second-2 inlet pipe 530 and the second-2 outlet pipe 540 A first communication hole 571 to a fourth communication hole 574 are formed and a first plate 550 and a second plate 550 having different shapes of the first communication hole 571 to the fourth communication hole 574 are formed, (560).

상기 제1플레이트(550)는 일정영역이 중공되며 중공된 둘레부분이 하측방향으로 돌출되고 상기 제2-1입구파이프(510)와 연통되는 제4연통홀(574) 및 제2-1출구파이프(520)와 연통되는 제2연통홀(572)과, 중공된 둘레부분이 상측방향으로 돌출되고 제2-2입구파이프(530)와 연통되는 제1연통홀(571) 및 제2-2출구파이프(540)와 연통되는 제3연통홀(573)이 형성된다.The first plate (550) has a fourth communication hole (574) in which a predetermined region is hollow and a hollow peripheral portion thereof protrudes downward and communicates with the second-1 inlet pipe (510) A second communication hole 572 communicating with the second inlet pipe 530 and a second communication hole 572 communicating with the second inlet pipe 530, And a third communication hole 573 communicating with the pipe 540 is formed.

이와 반대로, 상기 제2플레이트(560)는 일정영역이 중공되며 중공된 둘레부분이 상측방향으로 돌출되고 상기 제2-1입구파이프(510)와 연통되는 제4연통홀(574) 및 제2-1출구파이프(520)와 연통되는 제2연통홀(572)과, 중공된 둘레부분이 하측방향으로 돌출되고 제2-2입구파이프(530)와 연통되는 제1연통홀(571) 및 제2-2출구파이프(540)와 연통되는 제3연통홀(573)이 형성된다.In contrast, the second plate 560 has a fourth communicating hole 574 and a second communicating hole 574, which are hollow in a predetermined region and have a hollow circumferential portion protruded upward and communicate with the second-1 inlet pipe 510, A first communication hole 571 having a hollow peripheral portion protruding downward and communicating with the second-2 inlet pipe 530, and a second communication hole 572 communicating with the second- A second communication hole 573 communicating with the outlet pipe 540 is formed.

상기 제2열교환기(500)는 상기 제1플레이트(550) 및 제2플레이트(560)가 교번되어 적층되는 경우에, 적층방향으로 이웃하는 제1연통홀(571) 내지 제4연통홀(574)이 서로 접합되며, 상기 제1연통홀(571) 및 제2연통홀(572)이 하측방향으로 형성된 제1플레이트(550) 상측에는 상기 제1열교환매체가 유동되는 제1공간부(581)가 형성되고, 제1연통홀(571) 및 제2연통홀(572)이 상측방향으로 형성된 제2플레이트(560) 상측에는 상기 제2열교환매체가 유동되는 제2공간부(582)가 형성된다.When the first plate 550 and the second plate 560 are alternately stacked, the second heat exchanger 500 may be configured so that the first to fourth communication holes 571 to 574 adjacent to each other in the stacking direction A first space portion 581 through which the first heat exchange medium flows is formed on a first plate 550 on which the first communication hole 571 and the second communication hole 572 are formed in a downward direction, And a second space 582 through which the second heat exchange medium flows is formed above the second plate 560 in which the first communication hole 571 and the second communication hole 572 are formed in the upward direction .

도 7은 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 흐름을 나타낸 것으로서, 상기 제1열교환매체의 흐름을 점선으로, 상기 제2열교환매체의 흐름을 실선으로 도시하였다.7 shows the flow of the first heat exchange medium and the second heat exchange medium, wherein the flow of the first heat exchange medium is indicated by a dotted line and the flow of the second heat exchange medium is indicated by a solid line.

상기 제1열교환매체는 상기 제1열교환기(400)의 제2출구파이프(432)를 통해 배출된 후, 상기 제2-1입구파이프(510)를 통해 상기 제4연통홀(574)로 유입되고, 상기 제4연통홀(574)을 따라 도면 하측방향으로 이동되면서 상기 플레이트의 길이방향(도면의 좌측에서 우측방향)으로 이동되며, 상기 제2연통홀(572)을 따라 도면 상측 방향으로 이동되어 상기 제2-1출구파이프(520)를 통해 배출된다.The first heat exchanging medium is discharged through the second outlet pipe 432 of the first heat exchanger 400 and then flows into the fourth communication hole 574 through the second-1 inlet pipe 510 And moves in the longitudinal direction of the plate (left to right in the drawing) while being moved in the downward direction along the fourth communication hole 574, and moves in the upward direction of the drawing along the second communication hole 572 And then discharged through the second-1 outlet pipe 520.

상기 제2열교환매체는 상기 수냉식 컨덴서(300) 및 전장부품(200)에서 열교환을 마친 후, 상기 제2-2입구파이프(530)를 통해 제1연통홀(571)로 유입되고, 상기 제1연통홀(571)을 따라 도면 하측방향으로 이동되면서 상기 플레이트의 길이방향(도면의 좌측에서 우측방향)으로 이동되며, 상기 제3연통홀(573)을 따라 도면 상측 방향으로 이동되어 상기 제2-2출구파이프(540)를 통해 배출된다.The second heat exchange medium is heat-exchanged in the water-cooled condenser 300 and the electric component 200, and then flows into the first communication hole 571 through the second-2 inlet pipe 530, Is moved in the longitudinal direction of the plate (from the left to the right in the drawing) while being moved in the downward direction along the communication hole 571, and is moved in the upward direction in the drawing along the third communication hole 573, 2 < / RTI >

본 발명의 연료전지 차량용 냉각시스템은 상기 제2열교환기(500)가 상기 제2-1입구파이프(510), 제2-1출구파이프(520), 제2-2입구파이프(530), 및 제2-2출구파이프(540)의 형성 위치, 플레이트의 형태 등이 더욱 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 내부의 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 흐름도 더욱 다양하게 형성될 수 있다.The cooling system for a fuel cell vehicle of the present invention is characterized in that the second heat exchanger 500 is connected to the second-1 inlet pipe 510, the second-1 outlet pipe 520, the second-2 inlet pipe 530, The formation position of the second-second outlet pipe 540, the shape of the plate, and the like can be further diversified, so that the flow of the first heat exchange medium and the second heat exchange medium therein can be further diversified.

한편, 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)은 상기 제2열교환기(500)에서 상기 제2열교환매체와 열교환을 마친 제1열교환매체가 상기 제1냉각루프(600)를 순환하는 제1열교환매체와 합쳐질 수 있으며, 이에 따라, 다시 상기 제1열교환기(400)로 유입되어 열교환될 수 있다.
The cooling system 1000 for a fuel cell vehicle includes a first heat exchange medium in which the first heat exchange medium having undergone heat exchange with the second heat exchange medium in the second heat exchanger 500 is circulated through the first heat exchange medium So that the refrigerant can flow into the first heat exchanger 400 again and be heat-exchanged.

도 3 및 도 4를 참고로, 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)의 작동을 설명하면,Referring to FIGS. 3 and 4, the operation of the cooling system 1000 for a fuel cell vehicle will be described.

도 3은 차량의 초기 주행 시 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)의 작동을 나타낸 것으로, 상기 연료전지 스택(100), 상기 수냉식 컨덴서(300) 및 전장부품(200)의 온도가 크게 올라가지 않은 상태이다.3 shows the operation of the cooling system 1000 for the fuel cell vehicle during the initial driving of the vehicle. In this state, the temperature of the fuel cell stack 100, the water-cooled condenser 300, to be.

이 때, 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)은 상기 제1열교환기(400)가 작동되지 않고, 상기 제1냉각루프(600) 및 상기 제2냉각루프(700)에서 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 순환에 의해 각각 열교환이 이루어진다.At this time, the cooling system 1000 for a fuel cell vehicle is configured such that the first heat exchanger 400 is not operated, and the first heat exchange medium and the second heat exchange medium in the first cooling loop 600 and the second cooling loop 700, The heat exchange is performed by circulation of the second heat exchange medium.

도 3은 차량의 고속 주행 시 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)의 작동을 나타낸 것으로, 상기 연료전지 스택(100), 상기 수냉식 컨덴서(300) 및 전장부품(200)의 온도가 어느 정도 올라간 상태이다.3 shows the operation of the cooling system 1000 for a fuel cell vehicle when the vehicle is traveling at a high speed. When the temperature of the fuel cell stack 100, the water-cooled condenser 300, to be.

이 때, 상기 연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)은 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 순환에 의해 각각의 시스템이 열교환되며, 열교환을 마쳐 온도가 높아진 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 제1열교환기(400) 또는 제2열교환기(500)를 통해 열교환된 후, 다시 순환되도록 작동된다.At this time, the cooling system 1000 for the fuel cell vehicle performs heat exchange of the respective systems by circulation of the first heat exchange medium and the second heat exchange medium, and the first heat exchange medium and the second heat exchange medium Is heat-exchanged through the first heat exchanger (400) or the second heat exchanger (500), and then is operated to circulate again.

먼저, 상기 제1열교환매체는 상기 제1열교환기(400)의 입구파이프(420)를 통해 유입되어 일정영역 순환한 다음, 상기 제1출구파이프(431)를 통해 배출되고, 상기 제1냉각루프(600)에 포함된 제1워터펌프(810)를 통해 상기 연료전지 스택(100)에 도달하여 상기 연료전지 스택(100)을 냉각시킨다.First, the first heat exchange medium flows through an inlet pipe 420 of the first heat exchanger 400, circulates through a predetermined area, is discharged through the first outlet pipe 431, And reaches the fuel cell stack 100 through the first water pump 810 included in the fuel cell stack 600 to cool the fuel cell stack 100.

그 다음, 상기 제1열교환매체는 다시 상기 제1열교환기(400)로 유입되어 상기와 같은 과정을 반복하게 된다.Then, the first heat exchange medium is introduced into the first heat exchanger 400 again, and the above process is repeated.

상기 제2열교환매체는 상기 제2열교환기(500)의 제2-2입구파이프(530)로 유입되어 상기 제1열교환기(400)의 상기 제2출구파이프(432)를 통해 배출된 상기 제1열교환매체와 열교환된다.The second heat exchanging medium is introduced into the second-2 inlet pipe 530 of the second heat exchanger 500 and discharged through the second outlet pipe 432 of the first heat exchanger 400, 1 heat exchange medium.

그 다음, 상기 제2열교환매체는 상기 제2-2출구파이프(540)를 통해 배출되고, 상기 제2냉각루프(700)에 포함된 제2워터펌프(820)를 통해 상기 수냉식 컨덴서(300) 및 전장부품(200)에 도달하여 이를 냉각시키며, 냉각을 마친 후, 다시 상기 제2열교환기(500)로 유입되어 상기와 같은 과정을 반복하게 된다.Then, the second heat exchange medium is discharged through the second-2 outlet pipe 540, and the water-cooled condenser 300 is discharged through the second water pump 820 included in the second cooling loop 700, And reaches the electric component 200 to cool it. After finishing the cooling, it flows into the second heat exchanger 500 again and repeats the same process.

이에 따라, 본 발명의 연료전지 차량용 냉각 시스템은 필요한 부품수를 축소하고, 이에 따른 전기에너지 손실을 최소화할 수 있으며, 차체 내부 공간활용도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention can reduce the number of required components, minimize the loss of electrical energy, and improve the interior space utilization of the vehicle body.

또한, 본 발명의 연료전지 차량용 냉각 시스템은 별도로 형성되어야 하는 라디에이터, 열교환매체 공급 부품, 연결라인, 및 워터 펌프 등의 구성을 간소화 할 수 있어 소형화가 가능하며, 유지 및 보수가 용이하고, 이에 따른 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
Further, the cooling system for a fuel cell vehicle according to the present invention can simplify the configuration of a radiator, a heat exchanging medium supply component, a connection line, and a water pump, which are separately formed, can be downsized, can be easily maintained and repaired, The advantage is that the cost can be reduced.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

1000 : 연료전지 차량의 냉각 시스템
100 : 연료전지 스택
200 : 전장부품
300 : 수냉식 컨덴서
400 : 제1열교환기
411, 412 : 한 쌍의 헤더탱크
420 : 입구파이프
431 : 제1출구파이프 432 : 제2출구파이프
440 : 배플
450 : 튜브
460 : 핀
500 : 제2열교환기
510 : 제2-1입구파이프 520 : 제2-1출구파이프
530 : 제2-2입구파이프 540 : 제2-2출구파이프
550 : 제1플레이트 560 : 제2플레이트
571~574 : 제1연통홀 내지 제4연통홀
581 : 제1공간부 582 : 제2공간부
600 : 제1냉각루프
700 : 제2냉각루프
810 : 제1워터펌프 820 : 제2워터펌프1000: Fuel cell vehicle cooling system
100: Fuel cell stack
200: Electric parts
300: Water-cooled condenser
400: first heat exchanger
411, 412: a pair of header tanks
420: inlet pipe
431: first outlet pipe 432: second outlet pipe
440: Baffle
450: tube
460:
500: second heat exchanger
510: 2-1 inlet pipe 520: 2-1 outlet pipe
530: 2-2 inlet pipe 540: 2-2 outlet pipe
550: first plate 560: second plate
571 to 574: First to fourth communication holes
581: first space portion 582: second space portion
600: first cooling loop
700: second cooling loop
810: first water pump 820: second water pump

Claims (5)

연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)에 있어서,
입구파이프(420)를 통해 유입되어 일정영역 순환한 제1열교환매체 중 일부가 배출되는 제1출구파이프(431) 및 상기 제1출구파이프(431)를 통해 배출되고 남은 나머지 제1열교환매체가 나머지 영역을 순환하여 배출되는 제2출구파이프(432)를 포함하며, 상기 제1출구파이프(431)에서 배출된 제1열교환매체의 온도와, 상기 제2출구파이프(432)에서 배출된 제1열교환매체의 온도가 상이한 제1열교환기(400);
상기 제2출구파이프(432)를 통해 배출된 제1열교환매체와 제2열교환매체가 서로 열교환되는 제2열교환기(500);
상기 제1출구파이프(431)를 통해 배출된 제1열교환매체가 연료전지 스택(100)을 냉각시킨 다음 상기 입구파이프(420)로 유입되는 제1냉각루프(600);
상기 제2열교환기(500)에서 제1열교환매체와 열교환된 제2열교환매체가 수냉식 컨덴서(300) 및 전장부품(200)을 각각 냉각시킨 다음 상기 제2열교환기(500)로 유입되는 제2냉각루프(700);
상기 제1냉각루프(600) 및 상기 제1열교환매체를 순환시키는 제1워터펌프(810); 및
상기 제2냉각루프(700)에 구비되어 상기 제2열교환매체를 순환시키는 제2워터펌프(820); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 냉각 시스템.
In a cooling system 1000 for a fuel cell vehicle,
A first outlet pipe 431 through which a part of the first heat exchange medium flowing through the inlet pipe 420 and circulated in a predetermined area is discharged and a second outlet pipe 431 through which the remaining first heat exchange medium is discharged through the first outlet pipe 431, And a second outlet pipe (432) circulated through the first outlet pipe (432). The temperature of the first heat exchange medium discharged from the first outlet pipe (431) A first heat exchanger (400) having a different temperature of the medium ;
A second heat exchanger (500) for exchanging heat between the first heat exchange medium discharged through the second outlet pipe (432) and the second heat exchange medium;
A first cooling loop 600 in which the first heat exchange medium discharged through the first outlet pipe 431 cools the fuel cell stack 100 and then flows into the inlet pipe 420;
The second heat exchange medium in the second heat exchanger 500 has been heat-exchanged with the first heat exchange medium to cool the water-cooled condenser 300 and the electric component 200, A cooling loop 700;
A first water pump 810 circulating the first cooling loop 600 and the first heat exchange medium; And
A second water pump (820) provided in the second cooling loop (700) for circulating the second heat exchange medium; And a cooling system for cooling the fuel cell vehicle.
제 1항에 있어서,
상기 제1열교환기(400)는
서로 일정거리 이격되어 형성되며, 상기 입구파이프(420), 제1 및 제2출구파이프(431, 432)가 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(411,412); 상기 헤더탱크(411,412)에 양단이 삽입 고정되어 제1열교환매체가 순환하는 유로를 형성하는 복수개의 튜브(450); 상기 튜브(450) 사이에 개재되는 핀(460); 및 상기 제1출구파이프(431) 및 제2출구파이프(432)로 각각 배출되는 제1열교환매체의 온도에 차이가 발생되도록 상기 헤더탱크(411,412) 내부에 구비되어 제1열교환매체의 유동을 조절하는 배플(440); 을 포함하여 형성되되,
상기 제1출구파이프(431) 및 제2출구파이프(432)는 상기 배플(440)에 의해 상기 헤더탱크(411,412) 내부 공간이 분리되어 상기 제1열교환매체의 유동 방향이 달라진 서로 다른 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 냉각 시스템.
 The method according to claim 1,
The first heat exchanger (400)
A pair of header tanks 411 and 412 which are spaced apart from each other by a predetermined distance and in which the inlet pipe 420, the first and second outlet pipes 431 and 432 are formed; A plurality of tubes 450 having both ends thereof inserted and fixed in the header tanks 411 and 412 to form a flow path through which the first heat exchange medium circulates; A pin 460 interposed between the tubes 450; And the first outlet pipe 431 and the second outlet pipe 432, respectively. The first and second outlet pipes 431 and 432 are installed in the header tanks 411 and 412 to control the flow of the first heat exchange medium. Baffle 440; Respectively,
The first outlet pipe 431 and the second outlet pipe 432 are separated from each other by the baffle 440 so that the inner spaces of the header tanks 411 and 412 are separated from each other, And a cooling system for the fuel cell vehicle.
제 1항에 있어서,
상기 연료전지 차량용 냉각 시스템(1000)은
상기 제2열교환기(500)에서 상기 제2열교환매체와 열교환을 마친 제1열교환매체가 상기 제1냉각루프(600)를 순환하는 제1열교환매체와 합쳐지는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
The cooling system 1000 for a fuel cell vehicle includes:
A first heat exchange medium having undergone heat exchange with the second heat exchange medium in the second heat exchanger (500) is combined with a first heat exchange medium circulating through the first cooling loop (600) .
제 1항에 있어서,
상기 제2열교환기(500)는
판형 열교환기로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
The second heat exchanger (500)
And is formed of a plate-type heat exchanger.
제 4항에 있어서,
상기 제2열교환기(500)는
제1열교환매체가 유입되는 제2-1입구파이프(510) 및 배출되는 제2-1출구파이프(520);
제2열교환매체가 유입되는 제2-2입구파이프(530) 및 배출되는 제2-2출구파이프(540);
판 형태로 형성되되, 일정영역이 중공되며 중공된 둘레부분이 하측방향으로 돌출되고 상기 제2-1입구파이프(510)와 연통되는 제4연통홀(574) 및 제2-1출구파이프(520)와 연통되는 제2연통홀(572)과, 중공된 둘레부분이 상측방향으로 돌출되고 제2-2입구파이프(530)와 연통되는 제1연통홀(571) 및 제2-2출구파이프(540)와 연통되는 제3연통홀(573)이 형성되는 제1플레이트(550); 및
판 형태로 형성되되, 일정영역이 중공되며 중공된 둘레부분이 상측방향으로 돌출되고 상기 제2-1입구파이프(510)와 연통되는 제4연통홀(574) 및 제2-1출구파이프(520)와 연통되는 제2연통홀(572)과, 중공된 둘레부분이 하측방향으로 돌출되고 제2-2입구파이프(530)와 연통되는 제1연통홀(571) 및 제2-2출구파이프(540)와 연통되는 제3연통홀(573)이 형성되는 제2플레이트(560); 가 교번되어 적층되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 냉각 시스템.5. The method of claim 4,
The second heat exchanger (500)
A second-1 inlet pipe 510 through which the first heat exchange medium is introduced and a second-1 outlet pipe 520 through which the first heat exchange medium is introduced;
A second-2 inlet pipe 530 through which the second heat exchange medium is introduced and a second-2 outlet pipe 540 through which the second heat exchange medium is introduced;
A fourth communication hole 574 communicating with the second-1 inlet pipe 510, and a second-1 outlet pipe 520, which is formed in a plate shape, A second communication hole 572 communicating with the second inlet pipe 530 and a second communication hole 572 communicating with the second inlet pipe 530, A first plate 550 in which a third communication hole 573 communicating with the first plate 550 is formed; And
A fourth communication hole 574 communicating with the second-1 inlet pipe 510, and a second-1 outlet pipe 520, which is formed in a plate shape, the predetermined area being hollow and the hollow peripheral portion protruding upward, A second communication hole 572 communicating with the second-2 inlet pipe 530 and a second communication hole 572 having a hollow peripheral portion protruded downward and communicating with the second-2 inlet pipe 530; A second plate 560 in which a third communication hole 573 communicating with the second plate 540 is formed; Are stacked alternately. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
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