KR20180126115A - 차량용 열관리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 열관리 장치에 관한 것으로서, 전장부품모듈 냉각용 라디에이터의 냉각면적을 증가시킬 수 있으면서도 동시에 인터쿨러의 냉각효율을 개선시킬 수 있도록 구성함으로써, 전장부품모듈의 냉각성능을 개선시킬 수 있으면서 동시에 엔진의 터보 성능을 개선시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 배터리에 냉각수를 순환시켜 냉각시키는 배터리측 냉각수 순환라인과, 전장부품모듈에 냉각수를 순환시켜 냉각시키는 전장부품모듈측 냉각수 순환라인을 포함하는 차량용 열관리 장치에 있어서, 과급기에서 엔진으로 흡입되는 공기를 냉각시키기 위한 인터쿨러 장치를 더 포함하며, 인터쿨러 장치는, 전장부품모듈측 냉각수 순환라인의 냉각수를 도입하여 과급기에서 엔진으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 제 1인터쿨러와; 배터리측 냉각수 순환라인의 냉각수를 도입하여 과급기에서 엔진으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 제 2인터쿨러를 구비한다.

Description

차량용 열관리 장치{HEAT MANAGEMENT DEVICE FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 열관리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전장부품모듈 냉각용 라디에이터의 냉각면적을 증가시킬 수 있으면서도 동시에 인터쿨러의 냉각효율을 개선시킬 수 있도록 구성함으로써, 전장부품모듈의 냉각성능을 개선시킬 수 있으면서 동시에 엔진의 터보 성능을 개선시킬 수 있는 차량용 열관리 장치에 관한 것이다.
하이브리드(Hybrid) 차량은, 전기모터와 내연기관(엔진)을 병행하여 사용하는 차량으로서, 차량의 주행부하가 클 경우, 예를 들면, 고속주행시나 오르막길 주행시에는 "엔진 구동모드"로 전환되면서 엔진을 사용한다.
반대로, 차량의 주행부하가 작을 경우, 예를 들면, 저속주행이나 정차시에는 "모터 구동모드"로 전환되면서 전기모터를 사용한다.
이러한 하이브리드 차량(이하, "차량"이라 통칭함)은, 다양한 열관리 장치들을 갖추고 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리(B)를 냉각시키기 위한 수냉식 배터리 냉각장치(10), 전장부품모듈(C)을 냉각시키기 위한 수냉식 전장부품모듈 냉각장치(20) 등이 있다.
배터리 냉각장치(10)는, 공조장치(30)의 냉매를 이용하는 것으로, 공조장치(30)의 냉매를 바이패스하는 바이패스라인(12)과, 바이패스라인(12)의 냉매를 팽창,감압시키는 팽창밸브(14)와, 감압,팽창된 냉매를 통해 냉기를 발생시키는 칠러(Chiller)(16) 및, 칠러(16)에서 발생된 냉기를 배터리(B)에 전달하는 냉각수 순환라인(18)을 포함한다.
특히, 냉각수 순환라인(18)은, 칠러(16)와 배터리(B)를 루프(Loop) 형태로 연결하는 것으로, 냉각수를 칠러(16)와 배터리(B) 사이에서 순환시킨다. 따라서, 칠러(16)의 냉기가 냉각수를 통해 배터리(B)로 전달되게 한다. 이로써, 배터리(B)를 냉각시킨다.
전장부품모듈 냉각장치(20)는, 수냉식으로서, 라디에이터(22)와, 라디에이터(42)와 전장부품모듈(C)을 루프 형태로 연결하는 냉각수 순환라인(24)을 포함한다.
특히, 냉각수 순환라인(24)은, 라디에이터(22)에서 냉각된 냉각수를 전장부품모듈(C)측으로 순환시킨다. 따라서, 라디에이터(22)에서 냉각된 냉각수가 전장부품모듈(C)을 냉각시킬 수 있게 한다.
여기서, 냉각수 순환라인(24)은, 공조장치(30)의 응축기(32)에도 순환되는 구조를 갖는다. 따라서, 라디에이터(22)의 냉각수를 공조장치(30)의 응축기(32)에도 순환시킨다. 이로써, 라디에이터(22)의 냉각수가, 응축기(32)의 냉매를 냉각시키는 역할도 수행할 수 있게 한다.
다시, 도 1을 참조하면, 차량의 열교환 장치는, 과급기(40)에서 엔진(Engine)(42)으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 인터쿨러(Intercooler)(44)를 포함한다.
인터쿨러(44)는, 공랭식으로서, 라디에이터(22)의 일측부분에 일체로 설치된다. 이러한 인터쿨러(44)는, 차량의 전방측에서 도입되는 공기와 열교환되면서 내부를 따라 흐르는 과급기(40)측의 공기를 냉각시킨다. 따라서, 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기를 냉각시킨다.
그런데, 이러한 종래의 차량용 열교환 장치는, 인터쿨러(44)가 라디에이터(22)의 일측부분에 일체로 설치되는 구조이므로, 라디에이터(22)의 냉각면적이 상대적으로 줄어든다는 단점이 있고, 이러한 단점 때문에 라디에이터(22)의 냉각성능이 떨어져 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각수 냉각효율이 낮아진다는 문제점이 있다.
그리고 이러한 문제점 때문에 전장부품모듈(C)과 공조장치(30)의 응축기(32) 냉각성능이 저하된다는 결점이 있다.
특히, 인터쿨러(44)의 경우, 엔진(42)의 과급기(40) 작동 시에만 사용하므로, 사용빈도가 낮음에도 불구하고 라디에이터(22)의 일측부분에 설치되어 라디에이터(22)의 냉각면적을 줄어들게 한다는 단점이 있다. 그 결과, 라디에이터(22)의 냉각성능을 떨어뜨린다는 문제점이 있다.
한편, 이를 감안하여, 인터쿨러(44)를 라디에이터(22)와 별도로 구성하는 기술이 있다.
이 기술은, 도 2에 도시된 바와 같이, 인터쿨러(44)를 라디에이터(22)와 별도로 구성한 다음, 인터쿨러(44)의 내부에 냉각수 유로(44a)를 형성하고, 형성된 냉각수 유로(44a)에 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각수를 순환시키는 구조로서, 냉각수 유로(44a)를 따라 순환되는 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각수와, 과급기(40)측에서 도입되는 공기를 상호 열교환시킨다. 따라서, 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기를 수냉식으로 냉각시킨다.
이러한 수냉식 인터쿨러(44)는, 라디에이터(22)와 별도로 구성되므로, 라디에이터(22)의 냉각면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 라디에이터(22)의 냉각성능을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각수 냉각효율을 향상시켜, 전장부품모듈(C)의 냉각성능을 개선시킬 수 있게 된다.
그런데, 이러한 구조의 수냉식 인터쿨러(44)는, 라디에이터(22)의 냉각면적을 증가시켜 전장부품모듈(C)의 냉각성능을 개선시킨다는 장점은 있으나, 공조장치(30)의 응축기(32)와 전장부품모듈(C)을 통과한 냉각수가 재도입되는 구조이므로, 냉각효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
특히, 전장부품모듈(C)을 통과한 냉각수는, 공조장치(30)의 응축기(32)와 전장부품모듈(C)의 폐열을 흡수한 상태여서 온도가 어느 정도 상승되어 있는 상태인데, 이렇게 온도가 상승된 냉각수가 재도입되면서 인터쿨러(44)를 냉각시키는 구조이므로, 인터쿨러(44)의 냉각효율이 현저하게 떨어진다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 엔진의 터보(Turbo)성능이 저하된다는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 라디에이터의 냉각면적을 증가시킬 수 있으면서도 동시에 인터쿨러의 냉각효율을 개선시킬 수 있는 차량용 열관리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 라디에이터의 냉각면적을 증가시키면서도 동시에 인터쿨러의 냉각효율을 개선시킬 수 있도록 구성함으로써, 전장부품모듈의 냉각성능을 개선시킬 수 있으면서 동시에 엔진의 터보 성능을 개선시킬 수 있는 차량용 열관리 장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 열관리 장치는, 배터리에 냉각수를 순환시켜 냉각시키는 배터리측 냉각수 순환라인과, 전장부품모듈에 냉각수를 순환시켜 냉각시키는 전장부품모듈측 냉각수 순환라인을 포함하는 차량용 열관리 장치에 있어서, 과급기에서 엔진으로 흡입되는 공기를 냉각시키기 위한 인터쿨러 장치를 더 포함하며, 상기 인터쿨러 장치는, 상기 전장부품모듈측 냉각수 순환라인의 냉각수를 도입하여 상기 과급기에서 엔진으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 제 1인터쿨러와; 상기 배터리측 냉각수 순환라인의 냉각수를 도입하여 상기 과급기에서 엔진으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 제 2인터쿨러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1인터쿨러는, 상기 과급기와 엔진을 연결하는 과급기 공기유로 상에 설치되어, 상기 과급기 공기유로를 따라 흐르는 공기를 1차로 냉각시키고, 상기 제 2인터쿨러는, 상기 제 1인터쿨러의 하류측에 병렬로 설치되어, 상기 과급기 공기유로를 따라 흐르는 공기를 2차로 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 1인터쿨러는, 상기 전장부품모듈측 냉각수 순환라인과 연통되는 냉각수 유로를 구비하며, 상기 냉각수 유로는, 상기 전장부품모듈측 냉각수 순환라인의 냉각수를 도입하여 상기 과급기 공기유로의 공기와 열교환시킨 후, 상기 전장부품모듈측 냉각수 순환라인으로 리턴시키고; 상기 제 2인터쿨러는, 상기 배터리측 냉각수 순환라인과 연통되는 냉각수 유로를 구비하며, 상기 냉각수 유로는, 상기 배터리측 냉각수 순환라인의 냉각수를 도입하여 상기 과급기 공기유로의 공기와 열교환시킨 후, 상기 배터리측 냉각수 순환라인으로 리턴시키는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 공조장치의 냉매를 팽창,감압시키는 팽창밸브와, 감압,팽창된 냉매를 통해 냉기를 발생시키는 칠러를 포함하고, 상기 배터리측 냉각수 순환라인은, 상기 칠러와 상기 배터리 사이에서 냉각수를 순환시켜 상기 배터리를 냉각시키며, 상기 제 2인터쿨러의 냉각수 유로는, 상기 배터리로 도입되기 전의 상기 칠러측 냉각수를 도입하여 상기 과급기 공기유로의 공기와 열교환시키는 구조인 것을 특징으로 한다.
그리고 차량의 주행부하에 따라 전기모터로 구동되는 모터 구동모드와, 엔진으로 구동되는 엔진 터보 구동모드로 제어되며, 상기 모터 구동모드와, 엔진 터보 구동모드에 따라 상기 제 2인터쿨러에 대한 배터리측 냉각수 순환라인의 냉각수 순환 여부를 제어하는 냉각수 흐름제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 냉각수 흐름제어부는, 차량이 상기 모터 구동모드로 제어될 시에는, 상기 제 2인터쿨러에 대한 배터리측 냉각수 순환라인의 냉각수 순환을 제한하고, 차량이 상기 엔진 터보 구동모드로 제어될 시에는, 상기 제 2인터쿨러에 대한 배터리측 냉각수 순환라인의 냉각수 순환을 허용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 열관리 장치에 의하면, 과급기에서 엔진으로 흡입되는 공기를 냉각하는 인터쿨러 장치를 구비하되, 상기 인터쿨러 장치를 전장부품모듈 냉각장치의 라디에이터와 별도로 구성하고, 별도로 구성된 인터쿨러 장치를 전장부품모듈 냉각장치의 냉각수와, 배터리 냉각장치의 냉각수를 통해 동시에 냉각시키는 구조이므로, 라디에이터의 냉각면적을 증가시킬 수 있으면서도 동시에 인터쿨러 장치의 냉각성능을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 라디에이터의 냉각면적을 증가시키면서도 동시에 인터쿨러 장치의 냉각효율을 개선시킬 수 있으므로, 전장부품모듈에 대한 전장부품모듈 냉각장치의 냉각성능을 개선시킬 수 있으면서 동시에 과급기에서 엔진으로 흡입되는 공기에 대한 인터쿨러 장치의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 전장부품모듈에 대한 전장부품모듈 냉각장치의 냉각성능을 개선시킬 수 있으면서 동시에 과급기에서 엔진으로 흡입되는 공기에 대한 인터쿨러 장치의 냉각성능을 향상시킬 수 있으므로, 전장부품모듈의 냉각효율을 개선시킬 수 있으면서 동시에 엔진의 터보 성능을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 열관리 장치를 나타내는 도면,
도 2는 종래의 다른 차량용 열관리 장치를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 열관리 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 열관리 장치의 작동예를 나타내는 도면으로서, 모터 구동모드로 주행할 시의 작동예를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 열관리 장치의 작동예를 나타내는 도면으로서, 엔진 터보 구동모드로 주행할 시의 작동예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 열관리 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
먼저, 본 발명에 따른 차량용 열관리 장치의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 3을 참조하여 차량용 열관리 장치에 대해 간략하게 살펴본다.
차량용 열관리 장치는, 배터리(B)를 냉각시키기 위한 수냉식 배터리 냉각장치(10)와, 전장부품모듈(C)을 냉각시키기 위한 수냉식 전장부품모듈 냉각장치(20)를 구비한다.
배터리 냉각장치(10)는, 공조장치(30)의 냉매를 바이패스하는 바이패스라인(12)과, 바이패스라인(12)의 냉매를 팽창,감압시키는 팽창밸브(14)와, 감압,팽창된 냉매를 통해 냉기를 발생시키는 칠러(16) 및, 칠러(16)에서 발생된 냉기를 배터리(B)에 전달하는 냉각수 순환라인(18)을 포함한다.
냉각수 순환라인(18)은, 칠러(16)와 배터리(B)를 루프 형태로 연결하며, 냉각수를 칠러(16)와 배터리(B) 사이에서 순환시킨다. 따라서, 칠러(16)의 냉기가 냉각수를 통해 배터리(B)로 전달되게 한다. 이로써, 배터리(B)를 냉각시킨다.
전장부품모듈 냉각장치(20)는, 라디에이터(22)와, 라디에이터(42)와 전장부품모듈(C)을 루프 형태로 연결하는 냉각수 순환라인(24)을 포함한다.
냉각수 순환라인(24)은, 라디에이터(22)에서 냉각된 냉각수를 전장부품모듈(C)측으로 순환시킨다. 따라서, 라디에이터(22)에서 냉각된 냉각수가 전장부품모듈(C)을 냉각시킬 수 있게 한다.
여기서, 냉각수 순환라인(24)은, 공조장치(30)의 응축기(32)에도 라디에이터(22)의 냉각수를 순환시킨다. 따라서, 라디에이터(22)의 냉각수가 응축기(32)의 냉매도 냉각시키게 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량용 열관리 장치의 특징부를 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 살펴본다.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 열관리 장치는, 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기를 냉각시키기 위한 인터쿨러 장치(50)를 더 구비한다.
인터쿨러 장치(50)는, 라디에이터(22)와 별도로 구성되는 구조로서, 과급기(40)와 엔진(42)을 연결하는 과급기 공기유로(40a)상에 순차적으로 설치되는 수냉식 제 1인터쿨러(52)와 제 2인터쿨러(54)를 포함한다.
제 1인터쿨러(52)는, 냉각수 유로(52a)를 갖추고 있으며, 이 냉각수 유로(52a)는 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각수 순환라인(24)과 연통되도록 구성된다.
특히, 냉각수 유로(52a)의 입구(52b)는 전장부품모듈(C)측의 냉각수 순환라인(24)과 연통되고, 냉각수 유로(52a)의 출구(52c)는 라디에이터(22)측의 냉각수 순환라인(24)과 연통되도록 구성되는데, 이렇게 연통된 냉각수 유로(52a)는, 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각수를 도입하여 순환시킨 후, 전장부품모듈 냉각장치(20)측으로 다시 리턴시킨다.
이러한 제 1인터쿨러(52)는, 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각수를 냉각수 유로(52a)로 도입하여 순환시킴으로써, 냉각수 유로(52a)를 따라 순환되는 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각수와, 과급기 공기유로(40a)를 따라 흐르는 공기를 상호 열교환시킨다. 따라서, 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기를, 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각수로 1차 냉각시킨다.
제 2인터쿨러(54)는, 제 1인터쿨러(52)의 하류측에 병렬로 설치되며, 내부의 냉각수 유로(54a)를 갖추고 있다.
냉각수 유로(54a)는, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수 순환라인(18)과 연통되도록 구성된다.
특히, 냉각수 유로(54a)의 입구(54b)는, 바이패스라인(56)을 통해 배터리(B)의 상류측 냉각수 순환라인(18)과 연통되고, 냉각수 유로(54a)의 출구(54c)는 리턴라인(58)을 통해 배터리(B)의 하류측 냉각수 순환라인(18)과 연통되도록 구성되는데, 이렇게 연통된 냉각수 유로(54a)는, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수를 도입하여 순환시킨 후, 다시 배터리 냉각장치(10)측으로 리턴시킨다.
이러한 제 2인터쿨러(54)는, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수를 냉각수 유로(54a)로 도입하여 순환시킴으로써, 냉각수 유로(54a)를 따라 순환되는 배터리 냉각장치(10)의 냉각수와, 과급기 공기유로(40a)를 따라 흐르는 공기를 상호 열교환시킨다.
따라서, 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기를, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수로 2차 냉각시킨다.
특히, 제 1인터쿨러(52)에 의해 1차적으로 냉각된 과급기(40)측의 공기를, 2차적으로 다시 한번 더 냉각시킨다. 따라서, 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기의 냉각효율을 증진시킨다. 이로써, 엔진(42)으로 흡입되는 공기의 온도를 현저하게 낮춰, 엔진(42)의 터보 성능을 개선시킨다.
여기서, 제 2인터쿨러(54)는, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수를 도입하되, 배터리(B)로 도입되기 전의 상류측 냉각수를 도입하는 구조이므로, 낮은 온도를 유지하는 칠러(16)측의 냉각수를 직접 도입하여 순환시키게 된다.
따라서, 냉각수 유로(54a)의 냉각수와, 과급기 공기유로(40a)의 공기가 상호 열교환될 시에, 열교환율이 최대한 증진될 수 있게 한다. 그 결과, 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기의 냉각효율이 극대화된다. 이에 따라, 엔진(42)으로 흡입되는 공기의 온도를 현저하게 낮출 수 있게 된다.
다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 열관리 장치는, 차량의 주행모드, 예를 들면, "모터 구동모드"와 "엔진 터보 구동모드"에 따라, 제 2인터쿨러(54)에 대한 배터리 냉각장치(10)의 냉각수 순환 여부를 제어하는 냉각수 흐름제어부(60)를 구비한다.
냉각수 흐름제어부(60)는, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수 순환라인(18)과 바이패스라인(56)의 연결점에 설치되는 제 1방향제어밸브(62) 및, 리턴라인(58)과 배터리 냉각장치(10)의 냉각수 순환라인(18)의 연결점에 설치되는 제 2방향제어밸브(64)를 포함한다.
제 1 및 제 2방향제어밸브(62, 64)는, 솔레노이드식 밸브로서, 차량의 주행모드가 "모터 구동모드"로 제어될 시에는, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수 순환라인(18)과 바이패스라인(56)을 차단하고, 아울러, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수 순환라인(18)과 리턴라인(58)을 차단한다.
따라서, 차량이 "모터 구동모드"로 제어되어, 엔진(42)의 터보기능이 작동되지 않을 시에는, 제 2인터쿨러(54)에 대한 배터리 냉각장치(10)의 냉각수 순환을 제한하고, 이를 통해, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수가 제 2인터쿨러(54)로 순환되지 않게 한다.
이로써, 차량이 "모터 구동모드"로 제어되어, 엔진(42)의 터보기능이 작동되지 않을 시에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수가 오직 배터리(B)측으로만 순환되면서 배터리(B)만 냉각시킬 수 있게 한다.
반대로, 도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 주행모드가 "엔진 터보 구동모드"로 제어될 시에는, 제 1 및 제 2방향제어밸브(62, 64)가, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수 순환라인(18)과 바이패스라인(56)을 연통시키고, 아울러, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수 순환라인(18)과 리턴라인(58)을 연통시킨다.
따라서, 차량이 "엔진 터보 구동모드"로 제어되어, 엔진(42)의 터보기능이 작동될 시에는, 제 2인터쿨러(54)에 대한 배터리 냉각장치(10)의 냉각수 순환을 허용하고, 이를 통해, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수가 제 2인터쿨러(54)로 순환되게 한다.
이로써, 차량이 "엔진 터보 구동모드"로 제어되어, 엔진(42)의 터보기능이 작동될 시에는, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수가 제 2인터쿨러(54)측으로 순환될 수 있게 한다.
그 결과, 제 2인터쿨러(54)가 냉각되면서 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기를 냉각시킬 수 있게 한다.
한편, 제 1 및 제 2방향제어밸브(62, 64)는, 차량이 "엔진 터보 구동모드"로 제어될 시에, 배터리(B)의 상류측 냉각수 순환라인(18)과 하류측 냉각수 순환라인(18)을 완전히 차단하여, 배터리(B)측으로 순환되는 냉각수를 완전히 차단하는 것이 바람직하다.
이는, 차량이 "엔진 터보 구동모드"로 제어될 시에는, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수가 배터리(B)측으로 유입되지 않고, 오직 제 2인터쿨러(54)측으로만 도입될 수 있도록 하기 위함이다.
따라서, 차량이 "엔진 터보 구동모드"로 제어될 시에는, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수가 제 2인터쿨러(54)측으로만 순환되면서, 제 2인터쿨러(54)의 냉각성능이 극대화될 수 있게 한다. 그 결과, 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기의 냉각성능을 최대한 향상시킬 수 있게 한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열관리 장치에 의하면, 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기를 냉각하는 인터쿨러 장치(50)를 구비하되, 상기 인터쿨러 장치(50)를 전장부품모듈 냉각장치(20)의 라디에이터(22)와 별도로 구성하고, 별도로 구성된 인터쿨러 장치(50)를 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각수와, 배터리 냉각장치(10)의 냉각수를 통해 동시에 냉각시키는 구조이다.
따라서, 라디에이터(22)의 냉각면적을 증가시킬 수 있으면서도 동시에 인터쿨러 장치(50)의 냉각성능을 개선시킬 수 있다.
또한, 라디에이터(22)의 냉각면적을 증가시키면서도 동시에 인터쿨러 장치(50)의 냉각효율을 개선시킬 수 있으므로, 전장부품모듈(C)에 대한 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각성능을 개선시킬 수 있으면서 동시에 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기에 대한 인터쿨러 장치(50)의 냉각성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 전장부품모듈(C)에 대한 전장부품모듈 냉각장치(20)의 냉각성능을 개선시킬 수 있으면서 동시에 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기에 대한 인터쿨러 장치(50)의 냉각성능을 향상시킬 수 있으므로, 전장부품모듈(C)의 냉각효율을 개선시킬 수 있으면서 동시에 엔진(42)의 터보 성능을 개선시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
10: 배터리 냉각장치 12: 바이패스라인(Bypass Line)
14: 팽창밸브(Valve) 16: 칠러(Chiller)
18: 냉각수 순환라인(Line) 20: 전장부품모듈 냉각장치
22: 라디에이터(Radiator) 24: 냉각수 순환라인
30: 공조장치 32: 응축기
40: 과급기 40a: 과급기 공기유로
42: 엔진(Engine) 50: 인터쿨러 장치
52: 제 1인터쿨러(Intercooler) 52a: 냉각수 유로
52b: 입구 52c: 출구
54: 제 2인터쿨러 54b: 입구
54c: 출구 56: 바이패스라인
58: 리턴라인 60: 냉각수 흐름제어부
62: 제 1방향제어밸브 64: 제 2방향제어밸브
B: 배터리(Battery) C: 전장부품모듈(Module)

Claims (8)

  1. 배터리(B)에 냉각수를 순환시켜 냉각시키는 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)과, 전장부품모듈(C)에 냉각수를 순환시켜 냉각시키는 전장부품모듈(C)측 냉각수 순환라인(24)을 포함하는 차량용 열관리 장치에 있어서,
    과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기를 냉각시키기 위한 인터쿨러 장치(50)를 더 포함하며, 상기 인터쿨러 장치(50)는,
    상기 전장부품모듈(C)측 냉각수 순환라인(24)의 냉각수를 도입하여 상기 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 제 1인터쿨러(52)와;
    상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)의 냉각수를 도입하여 상기 과급기(40)에서 엔진(42)으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 제 2인터쿨러(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1인터쿨러(52)는,
    상기 과급기(40)와 엔진(42)을 연결하는 과급기 공기유로(40a)상에 설치되어, 상기 과급기 공기유로(40a)를 따라 흐르는 공기를 1차로 냉각시키고,
    상기 제 2인터쿨러(54)는,
    상기 제 1인터쿨러(52)의 하류측에 병렬로 설치되어, 상기 과급기 공기유로(40a)를 따라 흐르는 공기를 2차로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1인터쿨러(52)는,
    상기 전장부품모듈(C)측 냉각수 순환라인(24)과 연통되는 냉각수 유로(52a)를 구비하며, 상기 냉각수 유로(52a)는, 상기 전장부품모듈(C)측 냉각수 순환라인(24)의 냉각수를 도입하여 상기 과급기 공기유로(40a)의 공기와 열교환시킨 후, 상기 전장부품모듈(C)측 냉각수 순환라인(24)으로 리턴시키고;
    상기 제 2인터쿨러(54)는,
    상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)과 연통되는 냉각수 유로(54a)를 구비하며, 상기 냉각수 유로(54a)는, 상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)의 냉각수를 도입하여 상기 과급기 공기유로(40a)의 공기와 열교환시킨 후, 상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)으로 리턴시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 공조장치(30)의 냉매를 팽창,감압시키는 팽창밸브(14)와, 감압,팽창된 냉매를 통해 냉기를 발생시키는 칠러(16)를 포함하고,
    상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)은, 상기 칠러(16)와 상기 배터리(B) 사이에서 냉각수를 순환시켜 상기 배터리(B)를 냉각시키며,
    상기 제 2인터쿨러(54)의 냉각수 유로(54a)는,
    상기 배터리(B)로 도입되기 전의 상기 칠러(16)측 냉각수를 도입하여 상기 과급기 공기유로(40a)의 공기와 열교환시키는 구조인 것을 특징으로 하는 차량용 열교환 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    차량의 주행부하에 따라 전기모터로 구동되는 모터 구동모드와, 엔진으로 구동되는 엔진 터보 구동모드로 제어되며,
    상기 모터 구동모드와, 엔진 터보 구동모드에 따라 상기 제 2인터쿨러(54)에 대한 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)의 냉각수 순환 여부를 제어하는 냉각수 흐름제어부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 냉각수 흐름제어부(60)는,
    차량이 상기 모터 구동모드로 제어될 시에는, 상기 제 2인터쿨러(54)에 대한 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)의 냉각수 순환을 제한하고,
    차량이 상기 엔진 터보 구동모드로 제어될 시에는, 상기 제 2인터쿨러(54)에 대한 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)의 냉각수 순환을 허용하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 냉각수 흐름제어부(60)는,
    차량이 상기 모터 구동모드로 제어될 시에는, 상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)에서 상기 제 2인터쿨러(54)측으로의 냉각수 도입과, 상기 제 2인터쿨러(54)에서 상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)측으로의 냉각수 리턴을 각각 차단하고,
    상기 엔진 터보 구동모드로 제어될 시에는, 상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)에서 상기 제 2인터쿨러(54)측으로의 냉각수 도입과, 상기 제 2인터쿨러(54)에서 상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)측으로의 냉각수 리턴을 각각 허용할 수 있도록,
    상기 제 2인터쿨러(54)의 상류와 하류측에 각각 설치되는 제 1 및 제 2방향제어밸브(62, 64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 냉각수 흐름제어부(60)는,
    차량이 상기 엔진 터보 구동모드로 제어될 시에, 상기 배터리(B)로 순환되는 상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)의 냉각수를 차단하여, 상기 배터리(B)측 냉각수 순환라인(18)의 냉각수가 상기 제 2인터쿨러(54)측으로만 모두 도입될 수 있도록 하는 구조인 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 장치.
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