KR102545946B1 - Heat Exchanger - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차에 구비되는 배터리의 효율적인 열 관리를 위해 냉각수를 이용하되, 냉각수를 냉각시킬 수 있는 열교환부와, 냉각수를 가열시킬 수 있는 가열부가 일체로 형성된 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, uses cooling water for efficient thermal management of a battery provided in an electric vehicle, wherein a heat exchange unit capable of cooling the cooling water and a heating unit capable of heating the cooling water are integrally formed. It's about the heat exchanger.

Description

열교환기{Heat Exchanger}Heat Exchanger {Heat Exchanger}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차에 구비되는 배터리의 효율적인 열 관리를 위해 냉각수를 이용하되, 냉각수를 냉각시킬 수 있는 열교환부와, 냉각수를 가열시킬 수 있는 가열부가 일체로 형성된 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, uses cooling water for efficient thermal management of a battery provided in an electric vehicle, wherein a heat exchange unit capable of cooling the cooling water and a heating unit capable of heating the cooling water are integrally formed. It's about the heat exchanger.

도 1은 전기자동차의 공조 시스템에 있어서, 냉각수를 이용하여 전기자동차에 구비되는 배터리의 효율적인 열 관리를 수행하기 위한 종래의 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional system for performing efficient thermal management of a battery included in an electric vehicle by using cooling water in an air conditioning system of an electric vehicle.

도 1을 참조하면, 종래의 전기자동차의 경우, 운행을 위한 동려공급 및 여러 전장장치로 전원을 공급하기 위한 배터리가 구비될 수 있으며, 배터리는 효율적인 사용과 수명 감소를 최소화하기 위해 냉각수를 이용하여 적정온도를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1, in the case of a conventional electric vehicle, a battery may be provided to supply power to various electric devices and to supply power to various electric devices for driving. It is desirable to maintain an appropriate temperature.

이를 위해, 전기자동차의 공조 시스템은 냉각수가 선택되는 온도를 가지도록 제어하기 위한 구성을 가지며, 특히 냉각수의 온도를 낮추기 위해 칠러(chiller)(1)를 구비하여 저온의 냉매와의 열 교환을 통해 냉각수를 냉각시킬 수 있으며, 냉각수의 온도를 높이기 위해 냉각수히터(coolant heater)(2)를 구비하여 냉각수로 열을 공급하여 냉각수를 가열시킬 수 있다.To this end, the air conditioning system of the electric vehicle has a configuration for controlling the coolant to have a selected temperature. In particular, a chiller (1) is provided to lower the temperature of the coolant through heat exchange with a low-temperature refrigerant. The cooling water may be cooled, and a coolant heater 2 may be provided to increase the temperature of the cooling water to heat the cooling water by supplying heat to the cooling water.

즉, 종래의 전기자동차 공조 시스템은 냉각수를 냉각시킬 수 있는 칠러(1)와 냉각수를 가열시킬 수 있는 냉각수히터(2)를 별도로 구비하고, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 칠러(1)로 냉각수를 유동시켜 냉각수의 냉각을 수행하며, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 냉각수히터(2)로 냉각수를 유동시켜 냉각수의 가열을 수행할 수 있다.That is, the conventional electric vehicle air conditioning system separately includes a chiller 1 capable of cooling the cooling water and a cooling water heater 2 capable of heating the cooling water, and as shown in FIG. 1 (a), the chiller ( The cooling water may be cooled by flowing the cooling water to 1), and as shown in (b) of FIG. 1, the cooling water may be heated by flowing the cooling water to the cooling water heater 2.

이는 냉각수의 온도 제어를 위한 칠러(1)와 냉각수히터(2)를 별도로 구비해야 하므로, 전기자동차의 공조시스템에 있어 일정 공간을 필요로 하며, 칠러(1)와 냉각수히터(2)의 구비에 따른 차량의 전체적인 중량을 증대시켜 전기자동차의 운행 효율성을 감소시킨다.Since the chiller 1 and the coolant heater 2 must be provided separately for temperature control of the coolant, a certain space is required in the air conditioning system of the electric vehicle, and the chiller 1 and the coolant heater 2 must be provided. Therefore, the overall weight of the vehicle increases, thereby reducing the operating efficiency of the electric vehicle.

특히, 칠러(1)와 냉각수히터(2)를 각각 구비해야 하므로, 전기자동차의 전체적인 가격 또한 증대된다.In particular, since the chiller 1 and the cooling water heater 2 must be provided, the overall price of the electric vehicle also increases.

또한, 냉각수가 칠러(1)로 유동하기 위한 유로와, 냉각수히터(2)로 유동하기 위한 유로 및 칠러(1)와 냉각수히터(2)로의 냉각수 유동 제어를 위한 별도의 구성을 형성해야 하므로, 각각의 유로 형성을 위한 부품 수가 증대될 뿐만 아니라, 냉각수파이프와 칠러(1) 및 냉각수히터(2)와의 연결부가 증대되므로 전기자동차 내부에서의 냉각수가 누출될 가능성이 증대되는 문제점이 있다.In addition, since it is necessary to form a flow path for cooling water to flow to the chiller 1, a flow path for flowing to the cooling water heater 2, and a separate configuration for controlling the flow of cooling water between the chiller 1 and the cooling water heater 2, Not only does the number of parts for forming each passage increase, but also the connection between the coolant pipe, the chiller 1, and the coolant heater 2 increases, so there is a problem in that the possibility of leaking coolant inside the electric vehicle increases.

상술된 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 제10-0591141호(2006.06.12.)에는 응축수 세퍼레이팅 기능을 가진 일체형 판형 열교환기가 개시되었으나, 이는 판형 열교환기 내부에서의 각각의 유로를 형성하기 위한 복잡한 구성을 가지는 문제점이 있으며, 냉각수의 온도 제어가 수월하게 되지 못하는 문제점이 있다.In order to solve the above problems, Korean Patent Registration No. 10-0591141 (June 12, 2006) discloses an integrated plate heat exchanger having a condensate separating function, but this is for forming each flow path inside the plate heat exchanger. There is a problem of having a complicated configuration, and there is a problem of not being able to easily control the temperature of the cooling water.

대한민국 등록특허공보 제10-0591141호(2006.06.12.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0591141 (2006.06.12.)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각수를 이용하여 전기자동차에 구비되는 배터리의 효율적인 열 관리를 수행함에 있어, 판형의 열교환기로 형성되어 냉각수를 냉각시키는 열교환부와, 열교환부의 선택되는 측면에 접하도록 형성되어 냉각수를 가열시킬 수 있는 가열부가 일체로 형성된 열교환기를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to perform efficient thermal management of a battery provided in an electric vehicle using cooling water, which is formed as a plate-type heat exchanger to cool the cooling water. An object of the present invention is to provide a heat exchanger integrally formed with a heat exchange unit and a heating unit formed to be in contact with a selected side surface of the heat exchange unit to heat cooling water.

본 발명에 따른 열교환기는 제1열교환매체와 제2열교환매체가 서로 열교환되는 열교환부(100); 및 상기 열교환부(100)를 감싸는 면상 발열체로서, 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체 중 선택되는 하나를 가열하는 가열부(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.A heat exchanger according to the present invention includes a heat exchange unit 100 in which a first heat exchange medium and a second heat exchange medium exchange heat with each other; and a heating unit 200 as a planar heating element surrounding the heat exchanging unit 100 and heating one selected from among the first heat exchanging medium and the second heat exchanging medium.

또한, 상기 열교환부(100)는 온도 제어를 위한 대상인 제1열교환매체가 유입 및 배출되는 제1유입부(101) 및 제1배출부(102)와, 상기 제1열교환매체보다 상대적으로 저온의 제2열교환매체가 유입 및 배출되는 제2유입부(103) 및 제2배출부(104)와, 상기 제1유입부(101) 및 제1배출부(102)와 연통되도록 각각 수직 방향으로 중공되는 제1연통홀(111) 및 제2연통홀(112)과, 상기 제2유입부(103) 및 제2배출부(104)와 연통되도록 각각 수직 방향으로 중공되는 제3연통홀(113) 및 제4연통홀(114)을 포함하는 플레이트(110)가 수직 방향으로 다수 적층되어 제1열교환매체와 제2열교환매체가 교대로 유동하는 제1유동부(120) 및 제2유동부(130)를 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchange unit 100 includes a first inlet 101 and a first outlet 102 into which a first heat exchange medium, which is a target for temperature control, is introduced and discharged, and a relatively low temperature than the first heat exchange medium. It is hollow in the vertical direction to communicate with the second inlet 103 and the second outlet 104 through which the second heat exchange medium is introduced and discharged, and the first inlet 101 and the first outlet 102, respectively. a third communication hole 113 hollowed in a vertical direction so as to communicate with the first communication hole 111 and the second communication hole 112, and the second inlet 103 and the second outlet 104; and a plurality of plates 110 including fourth communication holes 114 are stacked in a vertical direction, and the first flow part 120 and the second flow part 130 alternately flow the first heat exchange medium and the second heat exchange medium. ) characterized in that it forms.

또한, 상기 가열부(200)는 전원을 공급받아 열을 발산시키는 필름히터(film heater)(210)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heating unit 200 is characterized in that it includes a film heater (film heater) 210 for dissipating heat by receiving power.

또한, 상기 열교환기(1000)는 제1열교환매체가 전기자동차에 구비되는 배터리의 온도 제어를 위한 냉각수이며, 제2열교환매체가 상기 냉각수보다 상대적으로 저온의 냉매인 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchanger 1000 is characterized in that the first heat exchange medium is cooling water for temperature control of a battery provided in an electric vehicle, and the second heat exchange medium is a refrigerant having a relatively lower temperature than the cooling water.

또한, 상기 열교환부(100)는 상기 플레이트(110) 중 적어도 하나 이상이 상기 가열부(200)와 평행하게 접촉되도록 수직 방향으로 연장되어 형성되는 평면부(110-1)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchange unit 100 is characterized in that it includes a flat portion 110-1 extending in the vertical direction so that at least one of the plates 110 is in parallel contact with the heating unit 200 do.

또한, 상기 열교환부(100)는 상기 평면부(110-1)를 포함하는 플레이트(110)가 수직 방향 교대로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchange unit 100 is characterized in that the plate 110 including the flat portion 110-1 is formed by being alternately stacked in the vertical direction.

또한, 상기 가열부(200)는 상기 필름히터(210)와 부착되되, 상기 필름히터(210)로부터 발산되는 열을 전달 가능하게 형성되는 열전달플레이트(220)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heating unit 200 may further include a heat transfer plate 220 attached to the film heater 210 and capable of transferring heat emitted from the film heater 210 .

또한, 상기 열전달플레이트(220)는 상기 열교환부(100)의 선택되는 측면에 부착된 상기 필름히터(210)의 외측면에 부착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat transfer plate 220 is characterized in that it is attached to an outer surface of the film heater 210 attached to a selected side surface of the heat exchange unit 100 .

또한, 상기 열전달플레이트(220)는 일면에 상기 필름히터(210)가 부착되고, 타면이 상기 열교환부(100)의 선택되는 측면에 부착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat transfer plate 220 is characterized in that the film heater 210 is attached to one surface and the other surface is attached to a selected side of the heat exchange unit 100.

본 발명에 따른 열교환기는 판형의 열교환기로 형성되어 냉각수를 냉각시키는 열교환부와, 열교환부의 선택되는 측면에 접하도록 형성되어 냉각수를 가열시킬 수 있는 가열부가 일체로 형성된 열교환기를 제공함으로써, 칠러와 냉각수히터를 별도로 각각 구비해야 하는 공간을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.The heat exchanger according to the present invention provides a heat exchanger integrally formed with a heat exchange unit formed as a plate-type heat exchanger to cool the cooling water and a heating unit formed to contact a selected side surface of the heat exchange unit to heat the cooling water, thereby providing a chiller and a cooling water heater. There is an advantage that can reduce the space that must be provided separately.

또한, 본 발명에 따른 열교환기는 냉각수가 유입 및 배출되어 저온의 냉매와의 열 교환을 수행하는 열교환부와 가열부가 일체로 형성됨으로써, 공동구성인 냉각수가 유동하는 파이프, 유입되는 유입부, 배출되는 배출부 및 별도의 브라켓 등의 부품을 절감할 수 있어 제조비용의 원가를 감소시키고, 전기자동차의 전체적인 중량 또한 감소시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the heat exchanger according to the present invention is integrally formed with a heat exchange unit and a heating unit in which cooling water is introduced and discharged to exchange heat with a low-temperature refrigerant, so that a pipe through which the cooling water flows, an inlet portion, and a discharged Parts such as an exhaust unit and a separate bracket can be reduced, thereby reducing manufacturing costs and reducing the overall weight of the electric vehicle.

또한, 본 발명에 따른 열교환기는 냉각수를 가열하는 가열부를 필름히터로 형성함으로써, 열교환부와의 일체로 형성되기 위한 작업이 수월하고, 종래의 냉각수히터에 비해 적은 면적으로 구비될 수 있는 장점이 있다.In addition, the heat exchanger according to the present invention has the advantage that the heating part for heating the cooling water is formed as a film heater, so that the work to be integrally formed with the heat exchange part is easy, and it can be provided in a smaller area than the conventional cooling water heater. .

도 1은 종래의 전기자동차 공조 시스템에 있어서, 냉각수를 이용하여 배터리의 온도 제어를 위해 냉각수의 냉각과 냉각수의 가열을 위한 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기를 사시도로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기를 분해사시도로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 열교환부를 분해사시도로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 가열부를 사시도로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기의 플레이트를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기의 플레이트를 개념단면도로 나타낸 도면.
도 8, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 도면.
도 10, 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 또 다른 도면.1 is a view showing a configuration for cooling the cooling water and heating the cooling water to control the temperature of the battery using the cooling water in a conventional electric vehicle air conditioning system.
2 is a perspective view showing a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention;
3 is an exploded perspective view of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention;
4 is an exploded perspective view of the heat exchanger of the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a heating unit of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention;
6 is a view showing a plate of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
7 is a schematic cross-sectional view of a plate of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
8 and 9 are views showing a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.
10 and 11 are other views showing a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 열교환기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, a heat exchanger according to the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<제1 실시예><First Embodiment>

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기를 사시도로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기를 분해사시도로 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 열교환부를 분해사시도로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 가열부를 사시도로 나타낸 도면이다.Figure 2 is a perspective view showing a heat exchanger according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view showing the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention, Figure 4 is a first embodiment of the present invention An exploded perspective view of the heat exchanger of the heat exchanger according to the example, and FIG. 5 is a perspective view of the heating unit of the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)는 크게 열교환부(100)와 가열부(200)를 포함하여 이루어진다.2 to 5, the heat exchanger 1000 according to the first embodiment of the present invention largely includes a heat exchange unit 100 and a heating unit 200.

열교환부(100)는 제1열교환매체와 제2열교환매체인 이종의 열교환매체가 서로 열교환되며, 가열부(200)는 열교환부(100)를 감싸는 면상 발열체로서, 이종의 열교환매체 중 어느 하나를 선택하여 가열 가능하게 형성된다.The heat exchange unit 100 exchanges heat between the first heat exchange medium and the second heat exchange medium, which are different types of heat exchange media, and the heating unit 200 is a planar heating element that surrounds the heat exchange unit 100 and uses any one of the different types of heat exchange media. It is formed to be heatable by selecting it.

좀 더 상게하게 설명하자면, 열교환부(100)는 판형 열교환기로 이루어진다.More specifically, the heat exchange unit 100 is composed of a plate type heat exchanger.

판형 열교환기로 이루어지는 열교환부(100)는 크게 유출입부와, 수직 방향으로 다수 적층되는 플레이트(110)를 포함하여 이루어진다.The heat exchange unit 100 composed of a plate type heat exchanger largely includes an inflow and outflow portion and a plurality of plates 110 stacked in a vertical direction.

유출입부는 제1열교환매체가 수직 방향으로 다수 적층되는 플레이트(110)로 유입되는 제1유입부(101) 및 제1열교환매체가 수직 방향으로 다수 적층되는 플레이트(110)로부터 배출되는 제1배출부(102)를 포함하며, 제1열교환매체와의 열 교환을 통해 제1열교환매체를 냉각시키기 위한 제2열교환매체가 수직 방향으로 다수 적층되는 플레이트(110)로 유입되는 제2유입부(103) 및 수직 방향으로 다수 적층되는 플레이트(110)로부터 제2열교환매체가 배출되는 제2배출부(104)를 포함하여 이루어진다.The inflow and outflow part includes a first inflow part 101 flowing into the plate 110 on which a plurality of first heat exchange media is stacked in a vertical direction and a first discharge part discharged from the plate 110 on which a plurality of first heat exchange media are stacked in a vertical direction. 102, the second inlet 103 flowing into the plate 110 on which a plurality of second heat exchange media are vertically stacked for cooling the first heat exchange medium through heat exchange with the first heat exchange medium and a second discharge unit 104 through which the second heat exchange medium is discharged from the plurality of plates 110 stacked in the vertical direction.

플레이트(110)는 제1유입부(101), 제1배출구(102), 제2유입부(103) 및 제2배출부(104)로부터 제1열교환매체와 제2열교환매체가 유입 및 배출되는 최상층의 탑플레이트를 포함하여 수직 방향으로 다수 적층된다.The plate 110 is a device through which the first heat exchange medium and the second heat exchange medium are introduced and discharged from the first inlet 101, the first outlet 102, the second inlet 103, and the second outlet 104. Multiple layers are stacked in the vertical direction including the top plate of the uppermost layer.

이때, 플레이트(110)는 제1열교환매체가 유입되는 제1유입부(101)와 연통되도록 수직 방향으로 중공되는 제1연통홀(111) 및 제1열교환매체가 배출되는 제1배출구(102)와 연통되도록 수직 방향으로 중공되는 제2연통홀(112)을 포함하며, 이에 더해 제2열교환매체가 유입되는 제2유입구(103)와 연통되도록 수직 방향으로 중공되는 제3연통홀(113) 및 제2열교환매체가 배출되는 제2배출구(104)와 연통되도록 수직 방향으로 중공되는 제4연통홀(114)을 포함하여 이루어지며, 제1열교환매체와 제2열교환매체가 교대로 유동하는 제1유동부(120) 및 제2유동부(130)를 형성하도록 다수 적층되어 형성된다.At this time, the plate 110 has a first communication hole 111 hollow in the vertical direction to communicate with the first inlet 101 into which the first heat exchange medium flows and a first outlet 102 through which the first heat exchange medium is discharged. In addition, a third communication hole 113 vertically hollow to communicate with the second inlet 103 through which the second heat exchange medium flows, and It includes a fourth communication hole 114 hollow in the vertical direction so as to communicate with the second outlet 104 through which the second heat exchange medium is discharged, and through which the first heat exchange medium and the second heat exchange medium alternately flow. A plurality of moving parts 120 and the second moving part 130 are formed by being stacked.

가열부(200)는 열교환부(100)의 선택되는 측면과 접하도록 형성되되, 제1열교환매체를 가열시켜 온도를 높일 수 있다.The heating unit 200 is formed to come into contact with a selected side surface of the heat exchanging unit 100, and can increase the temperature by heating the first heat exchanging medium.

특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)의 가열부(200)는 전원을 공급받아 열을 발산시키는 필름히터(film heater)(210)를 포함한다.In particular, the heating unit 200 of the heat exchanger 1000 according to the first embodiment of the present invention includes a film heater 210 that receives power and dissipates heat.

즉, 가열부(200)는 필름히터(210)를 포함하여 열을 발산시키도록 할 수 있되, 플레이트(110)가 수직 방향으로 다수 적층되어 형성되는 열교환부(100)의 선택되는 측면과 접하도록 형성됨으로써, 열교환부(100)를 유동하는 제1열교환매체, 제2열교환매체 중 선택되는 어느 하나 이상에 열을 공급하여 가열시킴으로써, 온도 제어 대상인 제1열교환매체의 온도를 높일 수 있다.That is, the heating unit 200 may include a film heater 210 to dissipate heat, so that the plate 110 is in contact with a selected side surface of the heat exchange unit 100 formed by stacking a plurality of plates 110 in a vertical direction. As a result, the temperature of the first heat exchange medium subject to temperature control can be increased by heating by supplying heat to at least one selected from among the first heat exchange medium and the second heat exchange medium flowing in the heat exchange unit 100 .

이때, 필름히터(210)는 절연 및 난연소재의 필름베이스에 금속호일 또는 탄소 등을 도포하여 전원을 공급함으로써, 열을 발산시킬 수 있으며, 다양한 회로 및 구성을 가질 수 있다.At this time, the film heater 210 may dissipate heat by applying power by applying metal foil or carbon to a film base made of an insulating and flame retardant material, and may have various circuits and configurations.

특히, 필름히터(210)는 제작자가 원하는 회로로 형성이 수월하므로, 필름히터(210)가 가지는 전체 면적 중 선택되는 부분에서의 발열뿐만 아니라, 필름히터가 가지는 전체적인 면을 통해 고르게 열을 발산시킬 수 있다.In particular, since the film heater 210 is easy to form into a circuit desired by the manufacturer, it can dissipate heat evenly through the entire surface of the film heater as well as heat generated in a selected portion of the entire area of the film heater 210. can

또한, 필름히터(210)는 두께가 얇은 필름베이스로 이루어짐으로써, 열을 발산하기 위한 다른 발열장치에 비해 설치공간이 크게 필요하지 않은 장점이 있다.In addition, since the film heater 210 is formed of a film base having a thin thickness, it does not require a large installation space compared to other heating devices for dissipating heat.

즉, 상술된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)는 온도 제어 대상인 제1열교환매체를 냉각시킬 수 있는 열교환부(100)에 더해, 열교환부(100)의 측면에 위치하는 가열부(200)를 통해 제1열교환매체, 제2열교환매체 중 선택되는 어느 하나 이상에 열을 공급하여 가열할 수 있으므로, 제1열교환매체로 하여금 선택되는 온도를 가지도록 제어할 수 있다.That is, as described above, the heat exchanger 1000 according to the first embodiment of the present invention, in addition to the heat exchange unit 100 capable of cooling the first heat exchange medium subject to temperature control, has a side surface of the heat exchange unit 100. Since heat can be supplied to and heated to at least one selected from among the first heat exchange medium and the second heat exchange medium through the heating unit 200 located therein, the first heat exchange medium can be controlled to have a selected temperature. .

아울러, 필름히터(210)를 포함하는 가열부(200)는 도면에 도시된 바와 같이, 열교환부(100)로의 고른 열 발산과 함께, 열교환부(100)와 접촉되기 수월한 구성을 가지도록 일측이 개방된 'ㄷ'자 형상을 가지는 것이 바람직하다.In addition, as shown in the drawing, the heating unit 200 including the film heater 210 has one side so as to have a configuration that allows easy contact with the heat exchange unit 100 with uniform heat dissipation to the heat exchange unit 100. It is desirable to have an open 'c' shape.

다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)가 구비되는 위치, 목적에 따라 필름히터(210)를 포함하는 가열부(200)의 형상은 다양한 실시예가 가능함은 물론이다.However, it goes without saying that the shape of the heating unit 200 including the film heater 210 can be varied according to the location and purpose of the heat exchanger 1000 according to the first embodiment of the present invention.

이때, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)는 온도 제어 대상인 제1열교환매체가 전기자동차에 구비되는 배터리의 온도 제어를 위한 냉각수이며, 제2열교환매체는 냉각수보다 상대적으로 저온의 냉매일 수 있다.At this time, in the heat exchanger 1000 according to the first embodiment of the present invention, the first heat exchange medium subject to temperature control is cooling water for temperature control of a battery provided in an electric vehicle, and the second heat exchange medium has a relatively lower temperature than the cooling water. It can be refrigerant.

즉, 전기자동차에 구비되는 배터리의 경우, 배터리의 효율적인 열 관리를 위해 냉각수의 온도 관리가 중요하므로, 종래에는 냉각수를 냉각시키기 위한 칠러(chiller)와 냉각수를 가열하는 냉각수히터(coolant heater)를 별도로 구비함으로써, 냉각수를 선택되는 적정 온도를 유지하도록 할 수 있었다.That is, in the case of a battery provided in an electric vehicle, since temperature management of the coolant is important for efficient thermal management of the battery, conventionally, a chiller for cooling the coolant and a coolant heater for heating the coolant are separately provided. By providing it, it was possible to maintain the appropriate temperature selected for the cooling water.

이에 반해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)는 전기자동차에 적용되어 배터리의 온도 제어를 위해 배터리로부터 유동되는 냉각수(제1열교환매체)의 냉각 및 냉각수의 가열을 수행할 수 있는 열교환부(100)와 가열부(200)가 일체로 형성됨으로써, 칠러와 냉각수히터를 각각 구비하기 위한 공간을 삭제할 수 있어 공간 활용성이 뛰어나다.In contrast, the heat exchanger 1000 according to the first embodiment of the present invention is applied to an electric vehicle and can perform cooling of the cooling water (first heat exchange medium) flowing from the battery and heating of the cooling water to control the temperature of the battery. Since the heat exchanging unit 100 and the heating unit 200 are integrally formed, space for each of the chiller and the cooling water heater can be eliminated, resulting in excellent space utilization.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)는 전기자동차에 적용됨으로써, 냉각수를 가열하기 위한 냉각수히터 대신에 구성 및 사용이 간편한 필름히터(210)를 이용하여 가열부(200)를 형성함으로써, 전기자동차의 전체적인 중량을 감소시킬 수 있으며, 부품 수를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 차량의 제조에 따른 비용을 감소시킬 수 있다.That is, the heat exchanger 1000 according to the first embodiment of the present invention is applied to an electric vehicle, so that the heating unit 200 uses a film heater 210 that is easy to configure and use instead of a cooling water heater for heating the cooling water. By forming, the overall weight of the electric vehicle can be reduced, the number of parts can be reduced, and the cost of manufacturing the vehicle can be reduced.

<제2 실시예><Second Embodiment>

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기의 플레이트를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기의 플레이트를 개념단면도로 나타낸 도면이다.6 is a view showing a plate of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a conceptual cross-sectional view of a plate of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(1000)는 상기 플레이트(110) 중 적어도 어느 하나 이상이 가열부(200)와 평행하게 접촉되도록 수직 방향으로 연장되어 형성되는 평면부(110-1)를 포함하여 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the heat exchanger 1000 according to the second embodiment of the present invention, at least one of the plates 110 is formed by extending in a vertical direction so as to contact the heating unit 200 in parallel. It may be made including the part 110-1.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(1000)는 플레이트(110) 중 선택되는 어느 하나 이상이 가열부(200)와 평행하게 접촉되도록 수직 방향으로 연장되어 형성되는 평면부(110-1)를 포함함으로써, 제1유동부(120) 및 제2유동부(130)를 유동하는 제1열교환매체, 제2열교환매체 중 선택되는 어느 하나 이상과의 접촉면적을 증대시킴으로써, 제1열교환매체를 효율적으로 가열(온도 증대)시킬 수 있다.That is, in the heat exchanger 1000 according to the second embodiment of the present invention, at least one selected one of the plates 110 is formed by extending in the vertical direction so as to contact the heating unit 200 in parallel. 1), by increasing the contact area with at least one selected from the first heat exchange medium and the second heat exchange medium flowing through the first flow part 120 and the second flow part 130, the first heat exchange The medium can be efficiently heated (temperature increase).

아울러, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(1000)의 열교환부(100)는 평면부(110-1)를 포함하는 플레이트(110)가 수직 방향으로 교대로 적층되어 형성될 수 있다.In addition, the heat exchange unit 100 of the heat exchanger 1000 according to the second embodiment of the present invention may be formed by alternately stacking the plates 110 including the planar parts 110-1 in the vertical direction.

다시 말해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(1000)는 열교환부(100)의 플레이트(110) 중 적어도 하나 이상이 가열부(200)와 평행하게 접촉되도록 수직 방향으로 연장되는 평면부(110-1)를 포함하며, 플레이트(110)는 평면부(110-1)를 포함하는 플레이트(110)가 적어도 하나 포함하도록 수직 방향으로 적층되어 형성되거나, 평면부(110-1)를 포함하는 플레이트(110)로만 수직 방향으로 적층되어 형성되거나, 평면부(110-1)를 포함하는 플레이트(110)가 수직 방향으로 교대로 적층되어 형성될 수 있다.In other words, in the heat exchanger 1000 according to the second embodiment of the present invention, at least one of the plates 110 of the heat exchange unit 100 is in parallel contact with the heating unit 200, and the flat portion extends in the vertical direction. Including (110-1), the plate 110 is formed by stacking in the vertical direction so that at least one plate 110 including the flat portion 110-1 is included, or includes the flat portion 110-1. It may be formed by stacking only the plate 110 to be formed in the vertical direction, or the plate 110 including the flat portion 110-1 may be formed by alternately stacking the plate 110 in the vertical direction.

도 7을 참조하면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 평면부(110-1)를 포함하는 플레이트(110)로만 수직 방향으로 적층되어 형성될 수 있으며, 이는 제1유동부(120) 및 제2유동부(130)를 유동하는 제1열교환매체와 제2열교환매체 모두 가열부(200)와의 접촉 면적이 증대됨으로써, 가열부(200)로부터 발산되는 열을 효율적으로 공급받을 수 있다.Referring to FIG. 7, as shown in (a) of FIG. 7, only the plate 110 including the flat portion 110-1 may be formed by being stacked in the vertical direction, which is the first moving portion 120 ) and the contact area with the heating unit 200 of both the first heat exchange medium and the second heat exchange medium flowing through the second flow unit 130 increases, so that the heat emitted from the heating unit 200 can be efficiently supplied. .

이에 반해, 도 7의 (b), 도 7의(c), 도 7의 (d), 도 7의 (e), 도 7의 (f)에 도시된 바와 같이, 평면부(110-1)를 포함하는 플레이트(110)가 평면부(110-1)를 포함하지 않는 플레이트(110)와 교대로 적층됨으로써, 가열부(200)로부터 발산되는 열을 선택되는 제1열교환매체, 제2열교환매체 중 어느 하나로 열을 공급시켜, 제1열교환매체의 온도를 제어할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 7 (b), FIG. 7 (c), FIG. 7 (d), FIG. 7 (e), FIG. 7 (f), the flat portion 110-1 By alternately stacking the plate 110 including the flat portion 110-1 with the plate 110 not including the flat portion 110-1, the heat emitted from the heating unit 200 is selected as the first heat exchange medium and the second heat exchange medium It is possible to control the temperature of the first heat exchange medium by supplying heat to any one of them.

물론, 도 7에 도시된 실시예외에 플레이트(110)의 형상 및 적층 구조의 다양한 실시예가 가능하므로 한정하지는 않는다.Of course, various embodiments of the shape and laminated structure of the plate 110 other than the embodiment shown in FIG. 7 are possible, so they are not limited thereto.

<제3 실시예><Third Embodiment>

도 8, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 도면이고, 도 10, 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 또 다른 도면이다.8 and 9 are views showing a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 10 and 11 are other views showing a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.

도 8, 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환기(1000)의 가열부(200)는 필름히터(210)와 부착되되, 필름히터(210)로부터 발산되는 열을 전달 가능하게 형성되는 열전달플레이트(220)를 더 포함하여 이루어진다.8 and 9, the heating unit 200 of the heat exchanger 1000 according to the third embodiment of the present invention is attached to the film heater 210 and transmits the heat emitted from the film heater 210. It is made by further comprising a heat transfer plate 220 formed to be possible.

즉, 열전달플레이트(220)는 필름히터(210)로부터 발산되는 열을 고르게 분포시키도록 하여, 열교환부(100)를 유동하는 제1열교환매체 및 제2열교환매체 중 적어도 하나 이상과의 열 교환(가열) 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 두께가 얇은 필름베이스로 형성되는 필름히터(210)가 외부로부터의 충격을 통해 손상되거나, 변형되는 것을 방지할 수 있다.That is, the heat transfer plate 220 evenly distributes the heat emitted from the film heater 210, so that heat exchange with at least one of the first heat exchange medium and the second heat exchange medium flowing through the heat exchange unit 100 ( Heating) efficiency can be improved, and the film heater 210 formed of a thin film base can be prevented from being damaged or deformed due to external impact.

이때, 열전달플레이트(220)는 도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 열교환부(100)의 선택되는 측면에 부착된 필름히터(210)의 외측면에 부착될 수 있다.At this time, as shown in FIGS. 8 and 9 , the heat transfer plate 220 may be attached to an outer surface of the film heater 210 attached to a selected side surface of the heat exchange unit 100 .

즉, 제1열교환매체와 제2열교환매체가 유동하는 열교환부(100)의 선택되는 측면에 필름히터(210)를 먼저 인쇄하여 부착시키고, 이를 통해 필름히터(210)는 열교환부(100)로 열을 공급할 수 있으며, 열교환부(100)에 부착된 필름히터(210)의 외측면에 열전달플레이트(220)를 부착함으로써, 필름히터(210)로부터 발산되는 열을 고르게 분포시킬 수 있을 뿐만 아니라, 외부의 충격으로부터 필름히터(210)를 보호할 수 있다.That is, the film heater 210 is first printed and attached to the selected side of the heat exchange unit 100 through which the first heat exchange medium and the second heat exchange medium flow, and through this, the film heater 210 is transferred to the heat exchange unit 100. Heat can be supplied, and by attaching the heat transfer plate 220 to the outer surface of the film heater 210 attached to the heat exchange unit 100, not only can the heat emitted from the film heater 210 be evenly distributed, The film heater 210 can be protected from external impact.

이와 반대로, 도 10, 도 11에 도시된 바와 같이, 열전달플레이트(220)는 필름히터(210)와 열교환부(100) 사이에 위치될 수 있다.Conversely, as shown in FIGS. 10 and 11 , the heat transfer plate 220 may be positioned between the film heater 210 and the heat exchanger 100 .

즉, 열전달플레이트(220)는 일면에 필름히터(210)가 인쇄되어 부착되고, 타면이 열교환부(100)의 선택되는 측면에 부착될 수 있다.That is, the heat transfer plate 220 may have the film heater 210 printed on one side and attached to it, and the other side of the heat transfer plate 220 may be attached to a selected side of the heat exchange unit 100 .

다시 말해, 평면을 가지는 열전달플레이트(220)의 일면에 필름히터(210)를 우선 부착하고, 필름히터(210)가 부착되지 않은 타면을 통해 열교환부(100)의 선택되는 측면에 부착시킴으로써, 얇은 두께의 필름베이스로 형성되는 필름히터(210)를 열교환부(100)에 직접 부착시키는 방법보다 수월하게 부착될 수 있다.In other words, by first attaching the film heater 210 to one surface of the flat heat transfer plate 220 and attaching it to the selected side of the heat exchange unit 100 through the other surface to which the film heater 210 is not attached, The film heater 210 formed of a thick film base can be more easily attached to the heat exchange unit 100 than the method of directly attaching it.

즉, 열교환부(100)는 플레이트(110) 중 선택되는 어느 하나 이상이 평면부(110-1)를 포함하여 접촉면적이 증대되더라도, 나머지 플레이트(110)에는 접촉 면적이 현저히 작아 필름베이스의 필름히터(210)를 열교환부(100)에 직접 부착시키기 어려운 데 반해, 열전달플레이트(220)의 우선 부착되고, 열전달플레이트(220)를 통해 열교환부(100)의 선택되는 측면에 부착되므로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환기(1000)의 제조 시간을 감소시켜 제조 효율성이 뛰어난 장점을 가진다.That is, even if the contact area of the heat exchange unit 100 is increased by including one or more of the plates 110 selected from the flat portion 110-1, the contact area of the remaining plates 110 is significantly small, so that the film-based film While it is difficult to directly attach the heater 210 to the heat exchange unit 100, the heat transfer plate 220 is attached first and attached to the selected side of the heat exchange unit 100 through the heat transfer plate 220, so the present invention By reducing the manufacturing time of the heat exchanger 1000 according to the third embodiment of the present invention, manufacturing efficiency is excellent.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is diverse, and anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims Of course, various modifications are possible.

1000 : 열교환기
100 : 열교환부
101 : 제1유입부 102 : 제1배출부
103 : 제2유입부 104 : 제2배출부
110 : 플레이트
110-1 : 평면부
111 : 제1연통홀 112 : 제2연통홀
113 : 제3연통홀 114 : 제4연통홀
120 : 제1유동부 130 : 제2유동부
200 : 가열부
210 : 필름히터 220 : 열전달플레이트1000: heat exchanger
100: heat exchange unit
101: first inlet 102: first outlet
103: second inlet 104: second outlet
110: plate
110-1: flat part
111: first communication hole 112: second communication hole
113: 3rd communication hole 114: 4th communication hole
120: first moving part 130: second moving part
200: heating unit
210: film heater 220: heat transfer plate

Claims (9)

제1열교환매체와 제2열교환매체가 서로 열교환되는 열교환부(100); 및
상기 열교환부(100)를 감싸는 면상 발열체로서, 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체 중 선택되는 하나를 가열하는 가열부(200);를 포함하고,
상기 열교환부(100)는
플레이트(110)가 수직 방향으로 다수 적층되며,
상기 플레이트(110) 중 적어도 하나 이상이 상기 가열부(200)와 평행하게 접촉되도록 수직 방향으로 연장되어 형성되는 평면부(110-1)를 포함하는, 열교환기.
a heat exchange unit 100 in which the first heat exchange medium and the second heat exchange medium exchange heat with each other; and
As a planar heating element surrounding the heat exchange unit 100, a heating unit 200 for heating one selected from the first heat exchange medium and the second heat exchange medium; includes,
The heat exchange unit 100 is
A plurality of plates 110 are stacked in the vertical direction,
At least one of the plates 110 includes a flat portion 110-1 extending in a vertical direction so as to contact the heating portion 200 in parallel.
 제 1항에 있어서,
상기 열교환부(100)는
온도 제어를 위한 대상인 제1열교환매체가 유입 및 배출되는 제1유입부(101) 및 제1배출부(102)와,
상기 제1열교환매체보다 상대적으로 저온의 제2열교환매체가 유입 및 배출되는 제2유입부(103) 및 제2배출부(104)를, 포함하고,
다수의 플레이트의 적층에 의해 상기 제1열교환매체와 제2열교환매체가 교대로 유동하는 제1유동부(120) 및 제2유동부(130)를 형성하며,
상기 플레이트(110)에는
상기 제1유입부(101) 및 제1배출부(102)와 연통되도록 각각 수직 방향으로 중공되는 제1연통홀(111) 및 제2연통홀(112)과, 상기 제2유입부(103) 및 제2배출부(104)와 연통되도록 각각 수직 방향으로 중공되는 제3연통홀(113) 및 제4연통홀(114)이 형성된, 열교환기.
According to claim 1,
The heat exchange unit 100 is
A first inlet 101 and a first outlet 102 into and out of which a first heat exchange medium, which is a target for temperature control, is introduced and discharged;
A second inlet 103 and a second outlet 104 through which a second heat exchange medium having a relatively lower temperature than the first heat exchange medium is introduced and discharged,
A first flow part 120 and a second flow part 130 in which the first heat exchange medium and the second heat exchange medium flow alternately are formed by stacking a plurality of plates,
In the plate 110
A first communication hole 111 and a second communication hole 112 hollowed in a vertical direction so as to communicate with the first inlet 101 and the first outlet 102, and the second inlet 103 and a third communication hole 113 and a fourth communication hole 114 that are vertically hollow so as to communicate with the second discharge unit 104, respectively.
 제 1항에 있어서,
상기 가열부(200)는
전원을 공급받아 열을 발산시키는 필름히터(film heater)(210)를 포함하는 열교환기.
According to claim 1,
The heating part 200 is
A heat exchanger including a film heater 210 that receives power and dissipates heat.
 제 2항에 있어서,
상기 열교환기(1000)는
제1열교환매체가 전기자동차에 구비되는 배터리의 온도 제어를 위한 냉각수이며,
제2열교환매체가 상기 냉각수보다 상대적으로 저온의 냉매인, 열교환기.
According to claim 2,
The heat exchanger 1000 is
The first heat exchange medium is cooling water for temperature control of a battery provided in an electric vehicle,
The second heat exchange medium is a refrigerant having a relatively lower temperature than the cooling water, the heat exchanger.
 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 열교환부(100)는
상기 평면부(110-1)를 포함하는 플레이트(110)가 수직 방향 교대로 적층되어 형성되는 열교환기.
According to claim 1,
The heat exchange unit 100 is
A heat exchanger formed by alternately stacking plates 110 including the flat part 110-1 in a vertical direction.
 제 3항에 있어서,
상기 가열부(200)는
상기 필름히터(210)와 부착되되, 상기 필름히터(210)로부터 발산되는 열을 전달 가능하게 형성되는 열전달플레이트(220)를 더 포함하는 열교환기.
According to claim 3,
The heating part 200 is
The heat exchanger further comprising a heat transfer plate 220 attached to the film heater 210 and capable of transferring heat emitted from the film heater 210.
 제 7항에 있어서,
상기 열전달플레이트(220)는
상기 열교환부(100)의 선택되는 측면에 부착된 상기 필름히터(210)의 외측면에 부착되는 열교환기.
According to claim 7,
The heat transfer plate 220 is
A heat exchanger attached to an outer surface of the film heater 210 attached to a selected side surface of the heat exchange unit 100.
 제 7항에 있어서,
상기 열전달플레이트(220)는
일면에 상기 필름히터(210)가 부착되고, 타면이 상기 열교환부(100)의 선택되는 측면에 부착되는 열교환기.According to claim 7,
The heat transfer plate 220 is
A heat exchanger in which the film heater 210 is attached to one surface and the other surface is attached to a selected side of the heat exchange unit 100.
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