KR20190031753A

KR20190031753A - 차량용 쿨링모듈

Info

Publication number: KR20190031753A
Application number: KR1020170119568A
Authority: KR
Inventors: 김영찬; 구중삼; 김영삼; 정성우
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2019-03-27
Also published as: KR102186959B1

Abstract

본 발명은 본 발명은 콘덴서, 라디에이터 및 팬 슈라우드를 어셈블리로 모듈화한 차량용 쿨링모듈에 관한 것으로, 하이브리드 또는 연료전지 차량에 요구되는 전장 라디에이터를 콘덴서와 수평 배치하고, 전장 라디에이터의 필러넥을 헤더탱크에 일체로 형성한 차량용 쿨링모듈에 관한 것이다.

Description

차량용 쿨링모듈{Cooling Module for Motor Vehicle}

근래에 들어 자동차의 조립공정에 있어서, 공정을 단순화 및 자동화하며 생산성을 향상시킬 목적으로 다수의 부품들을 조립한 집합체를 조립라인에서 조립하는 즉, 모듈화하는 기술이 제안되고 있다.

그 중 대표적인 예로써 쿨링모듈과 헤드램프 및 범퍼빔을 포함한 범퍼를 조립하여 모듈화한 프론트 엔드 모듈을 들 수 있다.

상기 프론트 엔드 모듈은 중앙에 배치된 캐리어를 중심으로 하여 상기 캐리어의 쿨링모듈 장착부에 라디에이터와 콘덴서 및 팬 슈라우드를 포함한 쿨링모듈이 장착되고, 상기 캐리어의 헤드램프 장착부에는 헤드램프가 장착되며, 상기 캐리어의 전면에는 범퍼빔이 장착되어 모듈화된다.

통상적으로 차량용 쿨링모듈은 라디에이터(radiator)와 콘덴서(condenser) 및 상기 라디에이터와 콘덴서를 공기와 열교환시켜 냉각시키기 위한 팬 슈라우드(fan shroud)를 모듈화하여 구성되는데, 하이브리드 차량(Hybrid Electronic Vehicle)이나 연료 전지 차량(Fuel Cell Electric Vehicle)의 경우, 상기 구성이외에 추가적으로 전장품을 냉각시키는 전장용 라디에이터가 포함된다.

하이브리드 차량은 정속 주행 및 초기 구동 시에는 모터에 의해 구동되며, 배터리 방전 모드 시 내연기관에 의해 작동되어 연비를 향상시키는 장치이다. 여기서, 모터를 포함한 전장품은 작동 시 열이 발생되고, 부품들의 입출력 특성을 최상의 상태로 유지하기 위하여 부품의 온도 상승을 억제하는 냉각장치를 설치할 필요가 있다. 특히, 배터리의 경우에는 전체적인 충방전 효율을 최상으로 유지하기 위해서는 적정온도를 유지하여야 한다. 그러므로 배터리의 충방전에 의해 발생되는 열은 냉각장치를 이용하여 냉각시켜 적정온도를 유지한다. 따라서 하이브리드 차량의 라디에이터는 구동원에 따라 전장용 라디에이터와 내연기관용 라디에이터 등 2개의 라디에이터로 운용된다.

도 1에는 전장용 라디에이터를 포함하는 종래의 차량용 쿨링모듈(10)의 개략 측면도가 도시되어 있고, 도 2에는 차량용 쿨링모듈(10)의 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 차량용 쿨링모듈(10)의 평면도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 쿨링모듈(10)은 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서(13)와, 콘덴서(13)의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(11)와, 라디에이터(11)의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 콘덴서(13)와 라디에이터(11)의 냉각효율을 향상시키도록 설치되는 팬 슈라우드(12)로 구성된다.

또한, 콘덴서(13)의 하측에는 전장부품을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 전장 라디에이터(15)를 더 포함한다.

위와 같이 콘덴서(13)와 전장 라디에이터(15)가 상하 수직 배치되는 종래의 차량용 쿨링모듈(10)의 경우 전장 라디에이터(15)로 냉매를 보충하거나, 전장 라디에이터(15) 내부 공기를 제거하기 위해 필러넥(15b)이 구비되며, 필러넥(15b)은 냉매 보충 시 편의성을 위해 쿨링모듈(10)의 상측에 배치되고, 필러넥(15b)과 전장 라디에이터(15)를 연결하는 호스(15a)를 통해 연통된다.

위와 같은 종래의 차량용 쿨링모듈(10)은 전장 라디에이터(15)를 별도의 필러넥(15b) 및 이의 연결을 위한 호스(15a) 등을 필요로 하기 때문에 구성이 복잡해지고, 부피가 증가하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 콘덴서와 전장 라디에이터를 차량 폭 방향을 따라 수평 배치하여 전장 라디에이터의 상측 헤더탱크와 필러넥을 일체화한 차량용 쿨링모듈을 제공함에 있다.

또한, 필러넥을 전장 라디에이터의 헤더탱크 상단 또는 냉매 유동 방향에 위치시키지 않고, 차량 후방 측으로 일정거리 이격 배치한 차량용 쿨링모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 차량용 쿨링모듈은, 콘덴서(130)와, 상기 콘덴서(130)와 이웃하여 배치되는 전장 라디에이터(150)와, 상기 콘덴서(130) 및 전장 라디에이터(150)의 후방에 위치한 메인 라디에이터(110)와, 상기 메인 라디에이터(110)의 후방에 위치한 팬 슈라우드(120)를 포함하는 차량용 쿨링모듈(100)에 있어서, 상기 차량용 쿨링모듈(100)은, 상기 콘덴서(130)와 상기 전장 라디에이터(150)가 차량 폭 방향을 따라 수평 배치되며, 상기 전장 라디에이터(150)는, 상하 일정거리 이격되어 한 쌍으로 나란하게 형성되는 상측 및 하측 헤더탱크(152, 153)와, 상기 한 쌍의 헤더탱크(152, 153)에 양단이 고정되어 전장 냉매 유로를 형성하는 튜브(154) 및 상기 튜브(154) 사이에 설치되는 복수의 방열핀(155)을 포함하고, 상기 상측 헤더탱크(152) 상에는, 상기 전장 냉매의 압력을 조절하는 전장 필러넥(151)이 구비된다.

또한, 상기 전장 필러넥(151)은, 상기 전장 라디에이터(150)의 상측 헤더탱크(152)에 일체로 사출 성형되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전장 필러넥(151)은, 상기 상측 헤더탱크(152)의 차량 전후 방향 중심에서 일정거리 이격 배치된다.

보다 바람직하게 상기 전장 필러넥(151)은, 상기 상측 헤더탱크(152)의 차량 전후 방향 중심에서 차량 후방 측으로 일정거리 이격 배치된다.

다시 말하면, 상기 전장 필러넥(151)은, 상기 상측 헤더탱크(152)의 냉각수 유동 방향 라인(Cooler Flow Line)을 기준으로 차량 후방 측으로 일정거리 이격 배치된다.

바람직한 실시 예로, 상기 전장 필러넥(151)은, 상기 메인 라디에이터(110)와 상기 전장 라디에이터(150)의 경계라인(Boundary Line) 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 메인 라디에이터(110)는, 상기 메인 라디에이터 내부를 유동하는 냉각수의 압력을 조절하는 메인 필러넥(111)이 구비되되, 상기 메인 필러넥(111)은, 상기 전장 필러넥(151)에 대응되도록 상기 경계라인(Boundary Line) 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 차량용 쿨링모듈은, 콘덴서와 전장 라디에이터의 수평 배치에 따라 전장 라디에이터의 필러넥을 헤더탱크에 일체로 형성하여 별물의 필러넥이나 호스 추가에 따른 제조비용이나 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 전장 라디에이터의 필러넥이 냉매의 유동 방향으로부터 일정 거리 이격 배치되도록 하여 냉매 유동으로 인해 공기 배출 성능이 저하되는 것을 방지함으로써 공기 배출 성능을 향상시킨 효과가 있다.

또한, 차량용 쿨링모듈의 상측에 배치되는 전장 라디에이터의 필러넥이 헤더 탱크의 상단에서 차량 후방 측이 이격 배치됨에 따라 엔진 룸 전방 측 높이를 낮게 구성할 수 있어, 보행자 충돌 시 보행자 보호 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 쿨링모듈 측면 개략도
도 2는 종래의 차량용 쿨링모듈 측면 개략도
도 3은 종래의 차량용 쿨링모듈 측면 개략도
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 쿨링모듈 사시도
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 쿨링모듈 평면도
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 전장 라디에이터 정면개략도
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 쿨링모듈 평면 개략도

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4에는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 쿨링모듈(100)으 전체사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 쿨링모듈(100)으 평면도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 차량용 쿨링모듈(100)은 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서(130)와, 콘덴서(130)의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 메인 라디에이터(110)와, 메인 라디에이터(110)의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 콘덴서(130)와 메인 라디에이터(110)의 냉각효율을 향상시키도록 설치되는 팬 슈라우드(120)로 구성된다. 또한, 콘덴서(130)와 이웃하여 메인 라디에이터(110)의 전방에 위치하며, 전장부품을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 전장 냉매를 냉각시키는 전장 라디에이터(150)를 더 포함한다.

이때, 본 발명의 전장 라디에이터(150)는 전장 라디에이터(150) 내부를 유동하는 전장 냉매의 압력을 조절하기 위한 전장 필러넥(151)이 구비되며, 전장 필러넥(151)을 쿨링모듈(100)의 상측에 위치시키되, 전장 라디에이터(150)와 일체로 구성하도록 다음과 같은 구성을 갖는다.

본 발명의 전장 라디에이터(150)는 콘덴서(130)와 차량 폭 방향을 따라 수평 배치된다. 즉 전장 라디에이터(150)는 상하 길이가 메인 라디에이터(150)에 대응되도록 형성되며, 메인 라디에이터(150)의 차량 전방 일측에 배치되고, 콘덴서(130) 역시 상하 길이가 메인 라디에이터(150)에 대응되도록 형성되며, 메인 라디에이터(150)의 차량 전방 타측에 배치되도록 구성된다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 쿨링모듈(100)의 전장 라디에이터(150)의 세부 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6에는 본 발명의 일실시 예에 따른 전장 라디에이터(150)의 정면 개략도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 전장 라디에이터(150)는, 상하 방향을 따라 일정거리 이격되어 한 쌍으로 나란하게 형성되는 상측 헤더탱크(152) 및 하측 헤더탱크(153)와, 한 쌍의 헤더탱크(152, 153) 각각에 형성되는 전장 냉매 유입구(156) 및 전장 냉매 배출구(157)와, 한 쌍의 헤더탱크(152, 153)에 양단이 고정되어 전장 냉매 유로를 형성하는 튜브(154) 및 튜브(154) 사이에 설치되는 복수의 방열핀(155)을 포함한다. 또한 상측 헤더탱크(152) 상에는 전장 냉매의 압력을 조절하는 전장 필러넥(151)이 구비된다.

전장 필러넥(151)은 쿨링모듈(100)의 상측에 배치된 상측 헤더탱크(152) 상에 일체로 형성됨에 따라, 작업 편의성이 향상됨은 물론, 별도의 필러넥이나 호스 연결에 따른 부품수를 감소시켜 쿨링모듈(100)의 제조 단가를 절감할 수 있는 장점이 있다. 전장 필러넥(151)은 상측 헤더탱크(152)와 일체로 사출 성형하여 제조 공정을 간소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 전장 라디에이터(150)의 전장 필러넥(151)은 공기 배출 성능을 향상시키기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다.

도 7에는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 쿨링모듈(100)의 평면 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 전장 필러넥(151)은 전장 라디에이터의 상측에 배치되되, 전장 라디에이터(150)와 메인 라디에이터(110)의 경계면 또는 경계라인(Boundary Line) 상에 배치될 수 있다. 즉 전장 필러넥(151)은 상측 헤더탱크(152)의 차량 전후 방향 중심에서 차량 후방 측으로 일정거리 이격 배치될 수 있다. 이는 상측 헤더탱크(152) 내부를 유동하는 전장 냉매의 유동 라인(Cooler Flow Line)에서 이격 배치되는 것을 의미한다.

전장 라디에이터(150)의 상측, 즉 전장 냉매의 유동 방향에 필러넥(151)을 배치할 경우 필러넥(151)으로 배출되는 공기가 냉매를 따라 전장 라디에이터(150) 내부로 재유입 될 수 있기 때문에 본 발명의 전장 필러넥(151)은 공개 배출 성능을 향상시키기 위해 위와 같은 배치 구조를 갖는다.

또한, 전장 필러넥(151)은 전장 라디에이터(150)의 상단에서 상측으로 돌출되기 때문에 차량 엔진룸의 높이가 높아지게 되나, 전장 필러넥(151)을 최대한 차량 후방 측으로 위치시키게 되면, 차량 전방 측 엔진룸의 높이를 낮출 수 있게 된다.

차량 전방 측 엔진룸의 높이를 낮추게 되면, 범퍼의 높이를 낮출 수 있고, 이에 따라 보행자 충돌 시 보행자 보호 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

100 : 차량용 쿨링모듈
110 : 메인 라디에이터
111 : 메일 필러넥
120 : 팬 슈라우드
130 : 콘덴서
150 : 전장 라디에이터
151 : 전장 필러넥

Claims

콘덴서(130)와, 상기 콘덴서(130)와 이웃하여 배치되는 전장 라디에이터(150)와, 상기 콘덴서(130) 및 전장 라디에이터(150)의 후방에 위치한 메인 라디에이터(110)와, 상기 메인 라디에이터(110)의 후방에 위치한 팬 슈라우드(120)를 포함하는 차량용 쿨링모듈(100)에 있어서,
상기 차량용 쿨링모듈(100)은,
상기 콘덴서(130)와 상기 전장 라디에이터(150)가 차량 폭 방향을 따라 수평 배치되며,
상기 전장 라디에이터(150)는,
상하 일정거리 이격되어 한 쌍으로 나란하게 형성되는 상측 및 하측 헤더탱크(152, 153)와, 상기 한 쌍의 헤더탱크(152, 153)에 양단이 고정되어 전장 냉매 유로를 형성하는 튜브(154) 및 상기 튜브(154) 사이에 설치되는 복수의 방열핀(155)을 포함하고,
상기 상측 헤더탱크(152) 상에는, 상기 전장 냉매의 압력을 조절하는 전장 필러넥(151)이 구비되는, 차량용 쿨링모듈.
제 1항에 있어서,
상기 전장 필러넥(151)은,
상기 전장 라디에이터(150)의 상측 헤더탱크(152)에 일체로 사출 성형되는 것을 특징으로 하는, 차량용 쿨링모듈.
제 1항에 있어서,
상기 전장 필러넥(151)은,
상기 상측 헤더탱크(152)의 차량 전후 방향 중심에서 일정거리 이격 배치되는, 차량용 쿨링모듈.
제 3항에 있어서,
상기 전장 필러넥(151)은,
상기 상측 헤더탱크(152)의 차량 전후 방향 중심에서 차량 후방 측으로 일정거리 이격 배치되는, 차량용 쿨링모듈.
제 1항에 있어서,
상기 전장 필러넥(151)은,
상기 상측 헤더탱크(152)의 냉각수 유동 방향 라인(Cooler Flow Line)을 기준으로 차량 후방 측으로 일정거리 이격 배치되는, 차량용 쿨링모듈.
제 1항에 있어서,
상기 전장 필러넥(151)은,
상기 메인 라디에이터(110)와 상기 전장 라디에이터(150)의 경계라인(Boundary Line) 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 쿨링모듈.
제 6항에 있어서,
상기 메인 라디에이터(110)는, 상기 메인 라디에이터 내부를 유동하는 냉각수의 압력을 조절하는 메인 필러넥(111)이 구비되되,
상기 메인 필러넥(111)은,
상기 전장 필러넥(151)에 대응되도록 상기 경계라인(Boundary Line) 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 쿨링모듈.