KR20200011844A - 차량의 열관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템은 배터리 라디에이터와 전장 라디에이터가 구비된 라디에이터모듈; 내부공간이 제1챔버 및 제2챔버로 구분되고, 제1챔버와 제2챔버에는 제1통로, 제2통로 및 제3통로가 각각 마련되며, 제1통로는 각각의 챔버와 배터리 라디에이터를 연결하고 제2통로는 각각의 챔버와 고전압배터리코어를 연결하며 제3통로는 각각의 챔버를 전장 라디에이터 및 전장부품코어와 연결하고, 각각의 챔버 내부에는 회전각도에 따라 제1통로 또는 제2통로 또는 제3통로를 선택적으로 폐쇄하는 가이드부가 구비된 밸브모듈; 및 가이드부와 연결되어 가이드부의 회전각도를 조절하는 액추에이터;를 포함할 수 있다.

Description

차량의 열관리 시스템 {THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 상태에 따라 고전압배터리코어와 전장부품코어의 냉각면을 가변할 수 있는 차량의 열관리 시스템에 관한 것이다.
최근 환경친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제해결을 사회적 이슈로 대두되고 있는 것이 전기자동차이다. 전기자동차는 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 출력하는 모터를 이용하여 작동한다. 따라서, 이산화탄소의 배출이 없고, 소음이 아주 작으며, 모터의 에너지효율은 엔진의 에너지효율보다 높은 장점이 있어 친환경 자동차로 각광받고 있다.
이런 전기자동차를 구현함에 있어 핵심기술은 배터리 모듈과 관련한 기술이며, 최근 배터리의 경량, 소형화, 짧은 충전시간 등에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 배터리 모듈은 최적의 온도환경에서 사용하여야 최적의 성능과 긴 수명을 유지할 수 있다. 그러나 구동 중 발생하는 열과 외부의 온도변화에 의해 최적의 온도환경에서 사용하기 어려운 실정이다.
또한, 전기자동차는 내연기관처럼 별도의 엔진에서 연소시 발생되는 폐열원이 없어 전기식 난방장치로 겨울철 차량 실내난방을 수행하고, 또한 혹한기 시 배터리 충방전 성능을 향상시키기 위해 웜업이 필요하므로, 별도의 냉각수 가열식 전기 히터를 각각 구성하여 사용한다. 즉, 배터리 모듈의 최적의 온도환경 유지를 위해 배터리 모듈 온도조절을 위한 냉난방 시스템을 차량 실내 공조를 위한 냉난방 시스템과는 별도로 운용하는 기술을 채택하고 있다. 다시 말하면, 독립된 2개의 냉난방 시스템을 구축하여 하나는 실내 냉난방에 사용하고, 다른 하나는 배터리 모듈 온도조절을 위한 용도로 활용하고 있는 것이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR10-1448656 B1
본 발명은 전기 차량의 상태에 따라 고전압배터리코어와 전장부품코어의 라디에이터 방열면적을 가변하면서도 열관리장치의 부피 패키지를 최소화할 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템은 배터리 라디에이터와 전장 라디에이터가 구비된 라디에이터모듈; 내부공간이 제1챔버 및 제2챔버로 구분되고, 제1챔버와 제2챔버에는 제1통로, 제2통로 및 제3통로가 각각 마련되며, 제1통로는 각각의 챔버와 배터리 라디에이터를 연결하고 제2통로는 각각의 챔버와 고전압배터리코어를 연결하며 제3통로는 각각의 챔버를 전장 라디에이터 및 전장부품코어와 연결하고, 각각의 챔버 내부에는 회전각도에 따라 제1통로 또는 제2통로 또는 제3통로의 개도를 조절하는 가이드부가 구비된 밸브모듈; 및 가이드부와 연결되어 가이드부의 움직임을 제어하는 액추에이터;를 포함한다.
밸브모듈에는 내부공간을 상하부로 구분하는 분리벽이 마련되고, 분리벽을 통해 밸브모듈의 내부공간이 상부의 제1챔버와 하부의 제2챔버로 구분된 것을 특징으로 할 수 있다.
제1챔버의 가이드부와 제2챔버의 가이드부는 서로 연결되어 일체로 형성되고, 회전에 의해 제1챔버와 제2챔버 각각에 마련된 제1,2,3통로들 중 동일한 통로를 폐쇄하는 것을 특징으로 할 수 있다.
라디에이터모듈은 배터리 라디에이터와 전장 라디에이터가 서로 두께방향으로 적층되도록 배열된 것을 특징으로 할 수 있다.
제1챔버의 통로들과 제2챔버의 통로들은 각각 연결되는 부품의 냉각수 유입측과 유출측에 연결됨으로써 냉각수가 부품과 배터리 라디에이터 또는 전장 라디에이터를 순환하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제1챔버의 제2통로와 제2챔버의 제2통로 사이에서 고전압배터리코어는 제1펌프와 서로 직렬 연결되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
제1챔버의 제2통로와 제2챔버의 제2통로 사이에는 고전압배터리코어 및 제1펌프에 대해 병렬 연결되고, 수가열히터 및 배터리칠러를 거치도록 마련되며, 개폐밸브에 의해 냉각수 유동이 제어되는 배터리열교환라인이 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.
배터리냉각이 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제3통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 개폐밸브를 차단하며, 제1펌프를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
배터리히터승온이 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제2통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 개폐밸브를 개방시키며, 제1펌프를 구동시키고, 수가열히터를 작동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제1챔버의 제3통로와 제2챔버의 제3통로 사이에서 전장부품코어와 제2펌프는 서로 직렬연결되고, 전장 라디에이터는 전장부품코어 및 제2펌프에 대해 병렬 연결되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
전장부품냉각 및 배터리냉매냉각이 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제2통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 개폐밸브를 개방시키며, 제1펌프 및 제2펌프를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
전장부품 폐열회수가 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제1통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 개폐밸브를 차단하며, 제1펌프 또는 제2펌프를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
전장부품냉각이 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제2통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 제2펌프를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
전장부품냉각 및 배터리냉각이 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제2통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 개폐밸브를 차단시키며, 제1펌프와 제2펌프를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 열관리 시스템에 따르면, 전기차량의 상태에 따라 고전압배터리코어와 전장부품코어의 열교환 라디에이터의 방열면적을 가변할 수 있는바, 최적의 열관리 효율을 구현할 수 있어 차량의 상품성이 향상된다.
또한, 라디에이터모듈에서 배터리 라디에이터와 전장 라디에이터가 최적의 열교환효율을 가지도록 구성되는바, 차량의 열관리 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리 시스템을 간략히 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라디에이터모듈 및 밸브모듈을 간단히 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브모듈을 도시한 사시도,
도 4A 내지 도 4C는 본 발명의 밸브모듈 동작을 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각모드일 경우의 냉각수 흐름을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리히터승온모드일 경우의 냉각수 흐름을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전장부품냉각 및 배터리냉매냉각모드일 경우의 냉각수 흐름을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전장부품폐열회수모드일 경우의 냉각수 흐름을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전장부품냉각모드일 경우의 냉각수 흐름을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 열관리 시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리 시스템을 간략히 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 차량의 열관리 시스템은 배터리 라디에이터(12)와 전장 라디에이터(14)가 구비된 라디에이터모듈(10); 내부공간이 제1챔버(42) 및 제2챔버(44)로 구분되고, 제1챔버(42)와 제2챔버(44)에는 제1통로(42a,44a), 제2통로(42b,44b) 및 제3통로(42c,44c)가 각각 마련되며, 제1통로(42a,44a)는 각각의 챔버와 배터리 라디에이터(12)를 연결하고 제2통로(42b,44b)는 각각의 챔버와 고전압배터리코어(20)를 연결하며 제3통로(42c,44c)는 각각의 챔버를 전장 라디에이터(14) 및 전장부품코어(30)와 연결하고, 각각의 챔버 내부에는 회전각도에 따라 제1통로(42a,44a) 또는 제2통로(42b,44b) 또는 제3통로(42c,44c)의 개도를 조절하거나 선택적으로 폐쇄하는 가이드부(46)가 구비된 밸브모듈(40); 및 가이드부(46)와 연결되어 가이드부(46)의 회전각도를 조절하는 액추에이터(60);를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명에서 고전압배터리코어(20)를 거친 냉각수를 전달받아 외기와 열교환시켜 냉각시키는 배터리 라디에이터(12)와, 전장부품코어(30)를 거친 냉각수를 전달받아 외기와 열교환시켜 냉각시키는 전장 라디에이터(14)는 서로 일체로 구비되어 라디에이터모듈(10)을 구성하도록 마련된다.
이러한 라디에이터모듈(10)은 밸브모듈(40) 내부공간에서의 가이드부(46) 회전각도에 따라 고전압배터리코어(20) 또는 전장부품코어(30)로부터 냉각수를 전달받아 방열하도록 구비된다.
여기서, 가이드부(46)의 회전각도는 차량의 상태에 따라 동작하는 액추에이터(50)에 의해 조절되는데, 그 구체적인 동작에 대해서는 후술하도록 하겠다.
고전압배터리코어(20)는 고전압배터리를 냉각수와 열교환하는 부품이고, 전장부품코어(30)는 EPCU(Electric Power Control Unit), OBC(On Board Charger), 모터로 구성되어 냉각수와 열교환되는 부품들인 것을 특징으로 한다.
여기서, 밸브모듈(40)에는 내부공간을 상하부로 구분하는 분리벽(48)이 마련되고, 분리벽(48)을 통해 밸브모듈(40)의 내부공간이 상부의 제1챔버(42)와 하부의 제2챔버(44)로 구분되는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 밸브모듈(40)의 내부공간은 분리벽(48)에 의해 상하방향으로 구획됨으로써, 제1챔버(42)와 제2챔버(44) 2개의 챔버로 구획되고, 각 챔버들은 각각에 형성된 제1,2,3통로를 통해 냉각수를 유출입하도록 형성된다.
본 발명에서 제1챔버(42)의 가이드부(46)와 제2챔버(44)의 가이드부(46)는 서로 연결되어 일체로 형성되고, 회전에 의해 제1챔버(42)와 제2챔버(44) 각각에 마련된 제1,2,3통로들 중 동일한 통로를 폐쇄하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 예로, 가이드부(46)는 분리벽(48)를 관통하여 제1,2챔버(42,44) 내부에 구비되도록 마련될 수 있다. 여기서, 분리벽(48)을 관통하는 부분은 실링을 통해 제1챔버(42)와 제2챔버(44) 간에 냉각수가 유출되는 것을 방지해야 할 것이다.
그렇지만 가이드부(46)는 굳이 분리벽(48)을 관통하도록 마련되지 않아도 되고, 액추에이터(60)에 의해 각각 동일하게 동작하도록 마련될 수도 있다. 이는 설계자나 차량에 따라 가변되는 것으로 한정 해석되어서는 안될 것이다.
아울러, 본 발명의 라디에이터모듈(10)은 배터리 라디에이터(12)와 전장 라디에이터(14)가 서로 두께방향으로 적층되도록 배열된 것을 특징으로 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라디에이터모듈(10) 및 밸브모듈(40)을 간단히 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브모듈을 도시한 사시도이며, 도 4A 내지 도 4C는 본 발명의 밸브모듈 동작을 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 배터리 라디에이터(12)와 전장 라디에이터(14)가 서로 두께방향으로 배열되도록 마련되는데, 이는 라디에이터들이 동일한 방열면적으로 상하방향으로 배열되는 것보다 방열량이 크기 때문이다. 아울러, 배터리 라디에이터(12)의 두께와 전장 라디에이터(14)의 두께는 서로 동일하게 설계되는 것이 방열 측면에서 유리하다.
따라서, 본 발명에 따르면 라디에이터모듈(10)의 냉각수 열교환효율이 극대화되는바, 차량 부품들에 충분한 냉각이 이루어져 차량 성능이 향상될 수 있다.
여기서, 서로 두께방향으로 적층된 형상의 라디에이터모듈(10) 일측에는 상하방향의 챔버로 구획된 밸브모듈(40)이 구비되고, 각 챔버의 제1통로(42a,44a) 및 제3통로(42c,44c)는 각각 배터리 라디에이터(12)와 전장 라디에이터(14)에 바로 연결되도록 마련될 수 있다. 이 경우, 라디에이터모듈(10)의 일측에 냉각수 유입구와 유출구가 모두 형성되는 것이 부피 패키지 측면에서 유리할 것이다.
또한, 밸브모듈(40)은 도 4A 내지 도 4C에 도시된 바와 같이 제1,2챔버 내부에 일체로 구비된 가이드부(46)의 회전각도에 따라 냉각수의 흐름을 변화시킬 수 있다. 도 4A는 제1통로와 제3통로를 서로 연통시킬 경우이고, 도 4B는 제1통로와 제2통로를 연통시키는 경우이며, 도 4C는 제2통로와 제3통로를 연통시킬 경우의 가이드부(46) 회전을 도시한다.
한편, 도 1을 참조하면, 제1챔버(42)의 통로들과 제2챔버(44)의 통로들은 각각 연결되는 부품의 냉각수 유입측과 유출측에 연결됨으로써 냉각수가 부품과 배터리 라디에이터(12) 또는 전장 라디에이터(14)를 순환하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 제1챔버(42)가 배터리 라디에이터(12) 또는 전장 라디에이터(14)로 냉각수를 유입한다면, 제2챔버(44)가 배터리 라디에이터(12) 또는 전장 라디에이터(14)로부터 냉각수를 전달받는 역할을 수행하는 것이다. 물론, 냉각수의 흐름이 반대일 수도 있다.
구체적으로, 본 발명에서 제1챔버(42)의 제2통로(42b)와 제2챔버(44)의 제2통로(44b) 사이에서 고전압배터리코어(20)는 제1펌프(25)와 서로 직렬 연결되도록 마련될 수 있다.
아울러, 제1챔버(42)의 제2통로(42b)와 제2챔버(44)의 제2통로(44b) 사이에는 고전압배터리코어(20) 및 제1펌프(25)에 대해 병렬 연결되고, 수가열히터(52) 및 배터리칠러(54)를 거치도록 마련되며, 개폐밸브(56)에 의해 냉각수 유동이 제어되는 배터리열교환라인(50)이 구비될 수 있다.
여기서, 개폐밸브(56)는 도 1에 도시된 바와 같이 배터리열교환라인(50) 단부에 설치된 3웨이밸브일 수도 있고, 배터리열교환라인(50) 상에 설치된 단속밸브로 구비될 수도 있다.
또한, 배터리칠러(54)는 냉각수를 차량 내부를 순환하는 냉매와 별도로 열교환하는 장치를 의미한다.
따라서, 개폐밸브(56)를 차단하여 고전압배터리를 라디에이터모듈(10)을 통해 냉각수로 냉각할 수도 있고, 개폐밸브(56)를 개방하여 고전압배터리를 배터리칠러(54)로 냉각하거나, 수가열히터(52)로 승온시킬 수도 있다. 구체적인 동작모드에 대해서는 후술하도록 하겠다.
구체적으로, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 냉각모드일 경우의 냉각수 흐름을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 차량의 열관리 시스템은 배터리냉각이 요구될 경우, 제1챔버(42)와 제2챔버(44)의 제3통로(42c,44c)를 폐쇄하도록 액추에이터(60)를 제어하고, 개폐밸브(56)를 차단하며, 제1펌프(25)를 구동시키는 제어부(70);를 더 포함할 수 있다.
즉, 밸브모듈(40)은 도 4B와 같이 제1통로와 제2통로가 서로 연통되게 동작하고, 그에 따라 도 5의 진한 실선으로 도시된 바와 같이 제1펌프(25)로부터 토출된 냉각수는 제1챔버(42), 배터리 라디에이터(12), 제2챔버(44), 리저버탱크, 고전압배터리코어(20)를 순환하게 된다.
따라서, 배터리 라디에이터(12)와 고전압배터리코어(20)를 순환하는 냉각수에 의해 고전압배터리 냉각이 이루어지도록 마련할 수 있다. 여기서, 제어부(70)는 선택적으로 제2펌프(35)를 동작시켜 전장부품코어(30)를 전장 라디에이터(14)를 통해 냉각시킬 수도 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리히터승온모드일 경우의 냉각수 흐름을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제어부(70)는 배터리히터승온이 요구될 경우, 제1챔버(42)와 제2챔버(44)의 제2통로(42b,44b)를 폐쇄하도록 액추에이터(60)를 제어하고, 개폐밸브(56)를 개방시키며, 제1펌프(25)를 구동시키고, 수가열히터(52)를 작동시킬 수 있다.
즉, 밸브모듈(40)은 도 4A와 같이 제2통로를 폐쇄시키도록 동작하고, 그에 따라 제1펌프(25)로부터 토출되는 냉각수는 수가열히터(52), 배터리칠러(54) 및 고전압배터리코어(20)를 순환하게 된다.
이때, 수가열히터(52)가 동작하면, 냉각수가 승온되어 고전압배터리코어(20)로 승온된 냉각수를 공급할 수 있게 된다. 이에 따르면, 고전압배터리코어(20)를 순환하는 냉각수 온도를 정밀하게 조절할 수 있다.
더불어, 본 발명의 차량의 열관리 시스템은 제1챔버(42)의 제3통로(42c)와 제2챔버(44)의 제3통로(44c) 사이에서 전장부품코어(30)와 제2펌프(35)는 서로 직렬연결되고, 전장 라디에이터(14)는 전장부품코어(30) 및 제2펌프(35)에 대해 병렬 연결되도록 마련될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전장부품냉각 및 배터리냉매냉각모드일 경우의 냉각수 흐름을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제어부(70)는 전장부품냉각 및 배터리냉매냉각이 요구될 경우, 제1챔버(42)와 제2챔버(44)의 제2통로(42b,44b)를 폐쇄하도록 액추에이터(60)를 제어하고, 개폐밸브(56)를 개방시키며, 제1펌프(25) 및 제2펌프(35)를 구동시킬 수 있다.
즉, 도 4B에 도시된 바와 같이 밸브모듈(40)을 작동시키고, 개폐밸브(56)를 개방한 상태에서 제1,2펌프(25,35)를 동작시키면 도 7의 진한 실선과 같이 전장부품코어(30)와 라디에이터모듈(10) 사이에 냉각수가 순환하고, 고전압배터리코어(20)와 배터리칠러(54) 사이에 냉각수가 순환하면서 고전압배터리와 전장부품의 냉각이 이루어질 수 있다.
또한, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전장부품폐열회수모드일 경우의 냉각수 흐름을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제어부(70)는 전장부품 폐열회수가 요구될 경우, 제1챔버(42)와 제2챔버(44)의 제1통로(42a,44a)를 폐쇄하도록 액추에이터(60)를 제어하고, 개폐밸브(56)를 차단하며, 제1펌프(42) 또는 제2펌프(44)를 구동시킬 수 있다.
도 4C에 도시된 바와 같이 밸브모듈(40)이 제2,3통로를 연통시키고, 개폐밸브(56)가 차단되면, 냉각수는 고전압배터리코어(20)와 전장부품코어(30) 사이를 서로 순환하도록 마련된다.
전장부품 가운데 OBD(On Borad Charger)는 고전압배터리를 충전하는 역할을 수행하는데, 이 과정에서 많은 열이 발생하게 된다. 따라서, 전장부품코어(30)를 거치는 냉각수는 OBD의 폐열을 흡수하게 된다. 이렇게 승온된 냉각수는 고전압배터리코어(20)에 공급되어 고전압배터리를 승온시키게 된다.
따라서, 별도로 히터를 작동하지 않더라도 고전압배터리를 승온할 수 있어, 배터리 열효율을 최적화하면서도 전기차량의 연비를 확보할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전장부품냉각모드일 경우의 냉각수 흐름을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제어부(70)는 전장부품냉각이 요구될 경우, 제1챔버(42)와 제2챔버(44)의 제2통로(42b,44b)를 폐쇄하도록 액추에이터(60)를 제어하고, 제2펌프(35)를 구동시킬 수 있다.
도 4A와 같이 밸브모듈(40)이 제1,3통로를 서로 연통시키면 제2펌프(35)로부터 토출된 냉각수는 전장부품코어(30)와 전장 라디에이터(14)를 순환하기도 하고, 전장부품코어(30), 제2챔버(44), 배터리 라디에이터(12), 제1챔버(42)를 순환하기도 한다.
즉, 전장부품코어(30)가 라디에이터모듈(10) 전체와 냉각수를 매개로 열교환하도록 마련되는바, 전장부품의 냉각성능이 극대화될 수 있다.
마지막으로, 도 5에 도시된 바와 같이 제어부(70)는 전장부품냉각 및 배터리냉각이 요구될 경우, 제1챔버(42)와 제2챔버(44)의 제3통로(42c,44c)를 폐쇄하도록 액추에이터(60)를 제어하고, 개폐밸브(56)를 차단시키며, 제1펌프(25)와 제2펌프(35)를 구동시킬 수 있다.
즉, 전장부품과 고전압배터리를 라디에이터모듈(10)을 통해서만 냉각하고자 할 경우에는 밸브모듈(40)이 도 4B와 같이 동작하고, 개폐밸브(56)를 차단하여 고전압배터리코어(20)는 배터리 라디에이터(12)에 의해 냉각되고, 전장부품코어(30)는 전장 라디에이터(14)에 의해 냉각되도록 마련된다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 열관리 시스템에 따르면, 전기차량의 상태에 따라 고전압배터리코어와 전장부품코어의 열교환 라디에이터의 방열면적을 가변할 수 있는바, 최적의 열관리 효율을 구현할 수 있어 차량의 상품성이 향상된다.
또한, 라디에이터모듈에서 배터리 라디에이터와 전장 라디에이터가 최적의 열교환효율을 가지도록 구성되는바, 차량의 열관리 성능이 향상될 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 라디에이터모듈
12: 배터리 라디에이터
14: 전장 라디에이터
20: 고전압배터리코어
25: 제1펌프
30: 전장부품코어
35: 제2펌프
40: 밸브모듈
42: 제1챔버
44: 제2챔버
42a,44a: 제1통로
42b,44b: 제2통로
42c,44c: 제3통로
46: 가이드부
48: 분리벽
50: 배터리열교환라인
52: 수가열히터
54: 배터리칠러
56: 개폐밸브
60: 액추에이터
70: 제어부

Claims (14)

  1. 배터리 라디에이터와 전장 라디에이터가 구비된 라디에이터모듈;
    내부공간이 제1챔버 및 제2챔버로 구분되고, 제1챔버와 제2챔버에는 제1통로, 제2통로 및 제3통로가 각각 마련되며, 제1통로는 각각의 챔버와 배터리 라디에이터를 연결하고 제2통로는 각각의 챔버와 고전압배터리코어를 연결하며 제3통로는 각각의 챔버를 전장 라디에이터 및 전장부품코어와 연결하고, 각각의 챔버 내부에는 회전각도에 따라 제1통로 또는 제2통로 또는 제3통로의 개도를 조절하는 가이드부가 구비된 밸브모듈; 및
    가이드부와 연결되어 가이드부의 움직임을 제어하는 액추에이터;를 포함하는 차량의 열관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    밸브모듈에는 내부공간을 상하부로 구분하는 분리벽이 마련되고, 분리벽을 통해 밸브모듈의 내부공간이 상부의 제1챔버와 하부의 제2챔버로 구분된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1챔버의 가이드부와 제2챔버의 가이드부는 서로 연결되어 일체로 형성되고, 회전에 의해 제1챔버와 제2챔버 각각에 마련된 제1,2,3통로들 중 동일한 통로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    라디에이터모듈은 배터리 라디에이터와 전장 라디에이터가 서로 두께방향으로 적층되도록 배열된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    제1챔버의 통로들과 제2챔버의 통로들은 각각 연결되는 부품의 냉각수 유입측과 유출측에 연결됨으로써 냉각수가 부품과 배터리 라디에이터 또는 전장 라디에이터를 순환하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    제1챔버의 제2통로와 제2챔버의 제2통로 사이에서 고전압배터리코어는 제1펌프와 서로 직렬 연결되도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제1챔버의 제2통로와 제2챔버의 제2통로 사이에는 고전압배터리코어 및 제1펌프에 대해 병렬 연결되고, 수가열히터 및 배터리칠러를 거치도록 마련되며, 개폐밸브에 의해 냉각수 유동이 제어되는 배터리열교환라인이 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    배터리냉각이 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제3통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 개폐밸브를 차단하며, 제1펌프를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    배터리히터승온이 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제2통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 개폐밸브를 개방시키며, 제1펌프를 구동시키고, 수가열히터를 작동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  10. 청구항 6에 있어서,
    제1챔버의 제3통로와 제2챔버의 제3통로 사이에서 전장부품코어와 제2펌프는 서로 직렬연결되고, 전장 라디에이터는 전장부품코어 및 제2펌프에 대해 병렬 연결되도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    전장부품냉각 및 배터리냉매냉각이 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제2통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 개폐밸브를 개방시키며, 제1펌프 및 제2펌프를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    전장부품 폐열회수가 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제1통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 개폐밸브를 차단하며, 제1펌프 또는 제2펌프를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  13. 청구항 10에 있어서,
    전장부품냉각이 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제2통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 제2펌프를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  14. 청구항 10에 있어서,
    전장부품냉각 및 배터리냉각이 요구될 경우, 제1챔버와 제2챔버의 제3통로를 폐쇄하도록 액추에이터를 제어하고, 개폐밸브를 차단시키며, 제1펌프와 제2펌프를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
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