KR102426971B1

KR102426971B1 - 통합 냉각수 용기 조립체

Info

Publication number: KR102426971B1
Application number: KR1020210039620A
Authority: KR
Inventors: 최세환
Original assignee: 엔브이에이치코리아(주)
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2022-08-01

Abstract

모터의 냉각수, 배터리의 냉매 및 냉난방 공조장치의 냉매가 효과적으로 열교환되도록 하는 통합 냉각수 용기 조립체를 개시한다.
실시예 따른 통합 냉각수 용기 조립체는 하면이 개방된 함체 형태이되, 제1 격벽에 의하여 내부 공간이 제1 영역과 제2 영역으로 구획되는 어퍼케이스; 상면이 개방된 함체 형태이되, 제2 격벽에 의하여 내부 공간이 제3 영역과 제4 영역으로 구획되는 로어케이스 - 상기 어퍼케이스와 상기 로어케이스가 결합되면, (i) 상기 제1 영역과 상기 제3 영역은 제1 챔버를 구성하고, (ii) 상기 제2 영역과 상기 제4 영역은 제2 챔버를 구성하고, (iii) 상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽 사이에는 공기층이 형성됨 - ; 상기 제1 챔버에 구비되되 양단부가 상기 어퍼케이스의 외부로 노출되는 제1 히트파이프; 상기 제2 챔버에 구비되되 양단부가 상기 어퍼케이스의 외부로 노출되는 제2 히트파이프; 체크밸브를 포함하고, 상기 로어케이스의 외부에 구비되어 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연결하는 연결파이프; 상기 제1 챔버와 연통되게, 상기 어퍼케이스 내지 상기 로어케이스 중 어느 하나에 형성되는 냉각수배출구; 및 상기 제2 챔버와 연통되게, 상기 어퍼케이스 내지 상기 로어케이스 중 어느 하나에 형성되는 냉각수유입구;를 포함한다.

Description

통합 냉각수 용기 조립체{INTEGRATED COOLANT BOTTLE ASSEMBLY}

본 개시(The Present Disclosure)는 전기차의 내부에 구비되어, 주요 부품(모터, 배터리 등)의 온도를 종합적으로 관리하는 온도관리 시스템과 관련된다.

일반적으로 전기차는 배터리와 모터를 포함하는데, 모터는 작동과정에서 상당한 열을 발생시키고, 배터리는 일정 온도 이하이거나 일정 온도 이상일 경우, 본래의 성능을 발휘하지 못한다. 그에 따라, 전기차에는 모터와 배터리의 온도를 종합적으로 관리하는 온도관리 시스템이 구비된다. 전술한 온도관리 시스템은 모터를 순환하는 냉각수의 흐름과 배터리를 순환하는 냉매의 흐름를 제어한다.

한국 등록특허공보 제10-1436960호를 참조하면, 몇몇 온도관리 시스템은 냉난방 공조장치와 연동되기도 하는데, 이를 제대로 구현하기 위해서는 모터의 냉각수, 배터리의 냉매 및 냉난방 공조장치의 냉매가 효과적으로 열교환되도록 해야한다.

KR

10-2019-0019178

A (2019.02.26. 공개)

모터의 냉각수, 배터리의 냉매 및 냉난방 공조장치의 냉매가 효과적으로 열교환되도록 하는 매개물(통합 냉각수 용기 조립체)을 제공하는 것이다.

실시예 따른 통합 냉각수 용기 조립체는 하면이 개방된 함체 형태이되, 제1 격벽에 의하여 내부 공간이 제1 영역과 제2 영역으로 구획되는 어퍼케이스; 상면이 개방된 함체 형태이되, 제2 격벽에 의하여 내부 공간이 제3 영역과 제4 영역으로 구획되는 로어케이스 - 상기 어퍼케이스와 상기 로어케이스가 결합되면, (i) 상기 제1 영역과 상기 제3 영역은 제1 챔버를 구성하고, (ii) 상기 제2 영역과 상기 제4 영역은 제2 챔버를 구성하고, (iii) 상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽 사이에는 공기층이 형성됨 - ; 상기 제1 챔버에 구비되되 양단부가 상기 어퍼케이스의 외부로 노출되는 제1 히트파이프; 상기 제2 챔버에 구비되되 양단부가 상기 어퍼케이스의 외부로 노출되는 제2 히트파이프; 체크밸브를 포함하고, 상기 로어케이스의 외부에 구비되어 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연결하는 연결파이프; 상기 제1 챔버와 연통되게, 상기 어퍼케이스 내지 상기 로어케이스 중 어느 하나에 형성되는 냉각수배출구; 및 상기 제2 챔버와 연통되게, 상기 어퍼케이스 내지 상기 로어케이스 중 어느 하나에 형성되는 냉각수유입구;를 포함한다.

실시예 따른 통합 냉각수 용기 조립체는 상기 어퍼케이스의 하부 가장자리에 상기 어퍼케이스와 일체로 형성되는 제1 플랜지; 상기 로어케이스의 상부 가장자리에 상기 로어케이스와 일체로 형성되는 제2 플랜지; 및 상기 어퍼케이스와 상기 로어케이스가 사출 금형에 인서트된 상태에서, 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지를 함께 감싸도록 사출 성형되는 사출물;을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 어퍼케이스에는 냉각수보충구가 더 형성될 수 있고, 상기 제1 히트파이프 내지 상기 제2 히트파이프 각각은 'U'자 형태인 것일 수 있다.

실시예에 따른 통합 냉각수 용기 조립체는 모터의 냉각수, 배터리의 냉매 및 냉난방 공조장치의 냉매가 효과적으로 열교환되도록 하는 매개물로 활용될 수 있으며, 그 구조상 제작이 매우 용이하다.

도 1은 실시예에 따른 통합 냉각수 용기 조립체의 사시도이다.
도 2는 어퍼케이스를 여러 방향에서 본 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 로어케이스를 여러 방향에서 본 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 통합 냉각수 용기 조립체를 구체적으로 설명한다.

도 1은 실시예에 따른 통합 냉각수 용기 조립체(100)[이하 '냉각수 용기 조립체(100)'라 한다]의 사시도이고, 도 2는 어퍼케이스(110)를 여러 방향에서 본 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 로어케이스(120)를 여러 방향에서 본 모습을 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각수 용기 조립체(100)는 어퍼케이스(110), 로어케이스(120), 제1 히트파이프(130), 제2 히트파이프(140) 및 연결파이프(150)를 포함한다.

어퍼케이스(110)는 하면이 개방된 함체 형태이고, 로어케이스(120)는 상면이 개방된 함체 형태이다. 로어케이스(120)는 어퍼케이스(110)의 하부에 결합된다.

어퍼케이스(110)와 로어케이스(120)는 합성수지 재질 또는 금속 재질 등으로 제작될 수 있다.

어퍼케이스(110)의 내부에는 제1 격벽(110)이 구비된다. 제1 격벽(110)에 의하여, 어퍼케이스(110)의 내부 공간은 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)으로 구획된다.

로어케이스(120)의 내부에는 제2 격벽(120)이 구비된다. 제2 격벽(120)에 의하여, 로어케이스(120)의 내부 공간은 제3 영역(S3)과 제4 영역(S4)으로 구획된다.

도 4를 참조하면, 어퍼케이스(110)와 로어케이스(120)가 결합될 때, 제1 영역(S1)과 제3 영역(S3)은 독립된 제1 챔버(C1)를 구성하고, 제2 영역(S2)과 제4 영역(S4)은 독립된 제2 챔버(C2)를 구성한다. 또한 제1 격벽(110)과 제2 격벽(120)은 나란하게 배치되며, 제1 격벽(110)과 제2 격벽(120) 사이에는 공기층(AR)이 형성된다.

제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)에는 냉각수가 채워지는데, 이때 제1 챔버(C1)에 채워지는 냉각수는 제2 챔버(C2)에 채워지는 냉각수보다 낮은 온도로 설정되고, 공기층(AR)은 단열 기능을 수행한다.

도 2, 도 4를 참조하면, 제1 히트파이프(130)는 제1 챔버(C1)의 내부에 구비된다. 제1 히트파이프(130)의 양단부는 어퍼케이스(110)의 외부로 노출되도록 구성되고, 하나의 예로서, 제1 히트파이프(130)는 'U'자 형태일 수 있다.

제2 히트파이프(140)는 제2 챔버(C2)의 내부에 구비된다. 제2 히트파이프(140)의 양단부는 어퍼케이스(110)의 외부로 노출되도록 구성되고, 하나의 예로서, 제2 히트파이프(130)는 'U'자 형태일 수 있다.

제1 히트파이프(130)와 제2 히트파이프(140)는 냉매의 이동 경로를 제공한다. 제1 히트파이프(130)와 제2 히트파이프(140)는 동 재질 또는 알루미늄 재질로 제작될 수 있다.

어퍼케이스(110)에서 제1 히트파이프(130)의 양단부가 위치되는 부분에는 제1 함몰부(115)가 형성될 수 있고, 제2 히트파이프(140)의 양단부가 위치되는 부분에는 제2 함몰부(116)가 형성될 수 있다.

어퍼케이스(110)의 하부 가장자리에는 제1 플랜지(112)가 어퍼케이스(110)의 반경 방향으로 형성될 수 있다. 제1 플랜지(112)에는 복수 개의 슬릿(112a)이 일정 간격으로 형성될 수 있다.

제2 격벽(121)의 상부 가장자리와 직접적으로 맞닿는 어퍼케이스(110)의 상면의 소정 부분에는 슬릿(113)이 더 형성될 수 있다.

어퍼케이스(110)의 내측에는 제2 격벽(121)의 상부 가장자리를 수용하는 가이드홈(114)이 더 형성될 수 있다.

어퍼케이스(110)의 상면에는 냉각수보충구(180)가 더 형성되고, 냉각수보충구(180)는 캡(181)에 의하여 개폐될 수 있다.

도 3, 도 4를 참조하면, 연결파이프(150)는 체크밸브(151)를 포함하고, 로어케이스(120)의 외부에 구비되어, 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)를 상호 연결한다. 연결파이프(150)는 냉각수가 이동하는 경로를 제공하고, 제2 챔버(C2)의 냉각수가 제2 챔버(C1) 방향으로만 흐를 수 있도록 하여, 제2 챔버(C2)와 제2 챔버(C1)의 냉각수 레벨을 맞추는 기능을 한다.

로어케이스(120)의 상부 가장자리에는 제2 플랜지(122)가 어퍼케이스(120)의 반경 방향으로 형성될 수 있다. 제2 플랜지(122)에는 복수 개의 슬릿(122a)이 일정 간격으로 형성될 수 있다. 어퍼케이스(110)와 로어케이스(120)가 결합될 때, 제2 플랜지(122)의 상면은 제1 플랜지(112)의 하면에 밀착된다.

제1 격벽(111)의 하부 가장자리와 직접적으로 맞닿는 로어케이스(120)의 하면의 소정 부분에는 슬릿(123)이 더 형성될 수 있다.

로어케이스(120)의 내측에는 제1 격벽(111)의 하부 가장자리를 수용하는 가이드홈(114)이 더 형성될 수 있다.

냉각수배출구(160)는 어퍼케이스(110) 내지 로어케이스(120) 중 어느 하나에 형성되며, 제1 챔버(C1)와 연통된다.

냉각수유입구(170)는 어퍼케이스(110) 내지 로어케이스(120) 중 어느 하나에 형성되며, 제2 챔버(C2)와 연통된다.

한편 냉각수 용기 조립체(100)는 사출물(190)을 더 포함할 수 있다.

사출물(190)은 어퍼케이스(110)와 로어케이스(120)가 사출 금형에 인서트된 상태에서, 어퍼케이스(110)와 로어케이스(120)의 표면에 사출 성형된다.

사출물(190)은 제1 플랜지(112)와 제2 플랜지(122)를 함께 감싸는 제1 부분(191)과, 어퍼케이스(110)의 상면에 형성된 슬릿(113)을 감싸는 제2 부분(192) 및 로어케이스(120)의 하면에 형성된 슬릿(123)을 감싸는 제3 부분(193)으로 구성될 수 있다.

제1 부분(191)은 어퍼케이스(110)와 로어케이스(120)가 결합되도록 하고, 제2 부분(192)은 제2 격벽(121)이 어퍼케이스(110)에 밀착 고정되도록 하고, 제3 부분(193)은 제1 격벽(111)이 로어케이스(120)에 밀착 고정되도록 한다.

도 4를 참조하여, 전기차의 온도관리 시스템에 냉각수 용기 조립체(100)를 적용하였을 때에 구현되는 냉각수 및 냉매의 흐름에 대해서 간략히 설명한다.

냉각수는 냉각수보충구(180)를 통해 제1 챔버(C1)에 채워지고, 제1 챔버(C1)에 채워진 냉각수는 냉각수배출구(160)로 배출되어 모터로 이동한다. 모터의 열을 흡수한 냉각수는 냉각구유입구(170)를 통하여 제2 챔버(C2)로 이동한다. 계속해서 제2 챔버(C2)의 냉각수는 연결파이프(150)를 통해서 제1 챔버(C1)로 이동한다.

배터리와 냉난방 공조장치는 냉매를 상호 공유하도록 구성되고, 전술한 냉매는 제1 히트파이프(130)와 제2 히트파이프(130)를 이동할 수 있다.

냉매가 제1 히트파이프(130)를 통과할 때는 제1 챔버(C1)의 냉각수와 열교환되고, 제1 히트파이프(130)를 통과한 냉매는 배터리 또는 냉난방 공조장치의 온도를 낮추는 용도로 사용된다.

냉매가 제2 히트파이프(150)를 통과할 때는 제2 챔버(C2)의 냉각수와 열교환되고, 제2 히트파이프(150)를 통과한 냉매는 배터리 또는 냉난방 공조장치의 온도를 높이는 용도로 사용된다.

앞서 설명된 냉각수 용기 조립체(100)는 모터의 냉각수, 배터리의 냉매 및 냉난방 공조장치의 냉매가 효과적으로 열교환되도록 하는 매개물로 활용될 수 있으며, 그 구조상 제조가 매우 용이하다.

본 개시의 실시예(들)를 설명할 때 사용된 각종 표현(용어, 시각화된 이미지 등)은 본 개시의 본질적 기술사상을 독자에게 이해하기 쉽게 전달하기 위한 도구적 목적으로 선택된 것에 불과하다.

또한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 개시의 실시예(들)를 바탕으로 전술한 실시예(들)와 본질적 기술사상은 동일하지만 외관상으로는 차이가 있는 변형 실시예들을 무수히 창안해 낼 수 있을 것이다.

따라서 본 개시의 권리범위는 '발명의 설명' 및 '도면'에 기재된 일부 표현들에 의해 제한되어선 안 되고, 본 개시의 본질적 기술사상에 의거하여 폭넓게 해석되어야 함이 마땅하다.

100... 통합 냉각수 용기 조립체
110... 어퍼케이스
120... 로어케이스
130... 제1 히트파이프
140... 제2 히트파이프
150... 연결파이프
160... 냉각수배출구
170... 냉각수유입구
180... 냉각수보충구
190... 사출물

Claims

하면이 개방된 함체 형태이되, 제1 격벽에 의하여 내부 공간이 제1 영역과 제2 영역으로 구획되는 어퍼케이스;
상면이 개방된 함체 형태이되, 제2 격벽에 의하여 내부 공간이 제3 영역과 제4 영역으로 구획되는 로어케이스 - 상기 어퍼케이스와 상기 로어케이스가 결합되면, (i) 상기 제1 영역과 상기 제3 영역은 제1 챔버를 구성하고, (ii) 상기 제2 영역과 상기 제4 영역은 제2 챔버를 구성하고, (iii) 상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽 사이에는 공기층이 형성됨 - ;
상기 제1 챔버에 구비되되 양단부가 상기 어퍼케이스의 외부로 노출되는 제1 히트파이프;
상기 제2 챔버에 구비되되 양단부가 상기 어퍼케이스의 외부로 노출되는 제2 히트파이프;
체크밸브를 포함하고, 상기 로어케이스의 외부에 구비되어 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연결하는 연결파이프;
상기 제1 챔버와 연통되게, 상기 어퍼케이스 내지 상기 로어케이스 중 어느 하나에 형성되는 냉각수배출구; 및
상기 제2 챔버와 연통되게, 상기 어퍼케이스 내지 상기 로어케이스 중 어느 하나에 형성되는 냉각수유입구;를 포함하는, 통합 냉각수 용기 조립체.
제1항에 있어서,
상기 어퍼케이스에는 냉각수보충구가 더 형성되는 것을 특징으로 하는, 통합 냉각수 용기 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 히트파이프는 'U'자 형태인 것을 특징으로 하는, 통합 냉각수 용기 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제2 히트파이프는 'U'자 형태인 것을 특징으로 하는, 통합 냉각수 용기 조립체.
제1항에 있어서,
상기 어퍼케이스의 하부 가장자리에 상기 어퍼케이스와 일체로 형성되는 제1 플랜지;
상기 로어케이스의 상부 가장자리에 상기 로어케이스와 일체로 형성되는 제2 플랜지; 및
상기 어퍼케이스와 상기 로어케이스가 사출 금형에 인서트된 상태에서, 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지를 함께 감싸도록 사출 성형되는 사출물;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 통합 냉각수 용기 조립체.