KR20210138835A - 차량용 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

차량용 냉각장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 차량용 냉각장치는: 엔진과 연결되고, 인터버하우징부를 구비하는 변속부와, 변속부에 장착되는 제1모터부와, 인터버하우징부에 장착되며, 전력을 교류로 변환하여 제1모터부에 공급하는 인버터부와, 변속부에 설치되고, 인버터부, 제1모터부 및 변속부에 순환되는 오일의 열을 교환하는 열교환부와, 인버터부, 제1모터부, 인버터부 및 열교환부를 서로 연결하며, 오일이 통과되는 복수개의 오일관부와, 열교환부를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터부와, 열교환부와 라디에이터부를 연결하며, 냉각수가 통과되는 복수개의 냉각수관부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 냉각장치{REFRIGERATION APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 구조가 단순해짐은 물론, 부품수가 줄어들어 부품비용 및 제작비용이 절감되는 차량용 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로, 하이브리드 차량(Hybrid Vehicle)은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료(가솔린 등 화석연료)를 연소시켜 회전력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 회전력을 얻는 전기모터에 의해 구동하는 차량이다.
하이브리드 차량에서 인버터(inverter)는 냉각수로 냉각되며, 변속기(transmission)는 오일로 냉각된다. 즉, 차량에서 냉각수 열교환은 라디에이터를 통해 냉각되며, 오일은 별도의 열교환기를 통해 냉각된다. 더욱이, 냉각수 열교환과 오일열교환을 위해 서로 별도의 냉각 경로를 확보해야 하므로, 부품수가 증가되어 냉각 구조가 복잡해짐은 물론, 부품비용 및 제작비용이 증가되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0137655호(발명의 명칭: 하이브리드 차량의 냉각 시스템, 공개일:2012.12.24.)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 구조가 단순해짐은 물론, 부품수가 줄어들어 부품비용 및 제작비용이 절감되는 차량용 냉각장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 냉각장치는: 엔진과 연결되고, 인터버하우징부를 구비하는 변속부; 상기 변속부에 장착되는 제1모터부; 상기 인터버하우징부에 장착되며, 전력을 교류로 변환하여 상기 제1모터부에 공급하는 인버터부; 상기 변속부에 설치되고, 상기 인버터부, 상기 제1모터부 및 상기 변속부에 순환되는 오일의 열을 교환하는 열교환부; 상기 인버터부, 상기 제1모터부, 상기 인버터부 및 상기 열교환부를 서로 연결하며, 상기 오일이 통과되는 복수개의 오일관부; 상기 열교환부를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터부; 및 상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하며, 상기 냉각수가 통과되는 복수개의 냉각수관부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 복수개의 상기 오일관부는, 상기 인버터부와 상기 열교환부를 연결하고, 상기 열교환부에서 열교환되어 상기 인버터부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제1오일관부; 상기 인버터부와 상기 제1모터부를 연결하고, 상기 인버터부에서 배출되어 상기 제1모터부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제2오일관부; 상기 제1모터부와 상기 변속부를 연결하고, 상기 제1모터부에서 배출되어 상기 변속부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제3오일관부; 및 상기 변속부와 상기 열교환부를 연결하고, 상기 변속부에서 배출되어 상기 열교환부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제4오일관부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 복수개의 상기 냉각수관부는, 상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하고, 상기 라디에이터부에서 상기 열교환부 측으로 유입되는 냉각수가 통과되는 제1냉각수관부; 및 상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하고, 상기 라디에이터부에서 상기 열교환부 측으로 유입되는 냉각수가 통과되는 제2냉각수관부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 차량용 냉각장치는: 엔진과 연결되고, 인터버하우징부를 구비하는 변속부; 상기 변속부에 장착되는 제1모터부; 상기 변속부에 장착되며, 상기 제1모터부와 나란하게 배치되는 제2모터부; 상기 인터버하우징부에 장착되는 인버터부; 상기 변속부에 설치되고, 상기 인버터부, 상기 제1모터부, 상기 제2모터부 및 상기 변속부에 순환되는 오일의 열을 교환하는 열교환부; 상기 인버터부, 상기 제1모터부, 상기 제2모터부, 상기 인버터부 및 상기 열교환부를 서로 연결하며, 상기 오일이 통과되는 복수개의 오일관부; 상기 열교환부를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터부; 및 상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하며, 상기 냉각수가 통과되는 복수개의 냉각수관부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 복수개의 상기 오일관부는, 상기 인버터부와 상기 열교환부를 연결하고, 상기 열교환부에서 열교환되어 상기 인버터부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제1오일관부; 상기 인버터부와 상기 제2모터부를 연결하고, 상기 인버터부에서 배출되어 상기 제2모터부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제2오일관부; 상기 제2모터부와 상기 제1모터부를 연결하고, 상기 제2모터부에서 배출되어 상기 제1모터부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제3오일관부; 상기 제1모터부와 상기 변속부를 연결하고, 상기 제1모터부에서 배출되어 상기 변속부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제4오일관부; 및 상기 변속부와 상기 열교환부를 연결하고, 상기 변속부에서 배출되어 상기 열교환부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제5오일관부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 복수개의 상기 냉각수관부는, 상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하고, 상기 라디에이터부에서 상기 열교환부 측으로 유입되는 냉각수가 통과되는 제1냉각수관부; 및 상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하고, 상기 라디에이터부에서 상기 열교환부 측으로 유입되는 냉각수가 통과되는 제2냉각수관부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 냉각장치는 변속부에 인버터부가 장착되는 인버터하우징부가 구비됨으로써, 인버터부는 냉각수로 냉각되며, 변속부는 오일로 냉각되는 종래의 기술과 달리 변속부와 인버터부를 오일 하나로 순환하여 냉각할 수 있어 구조가 단순해짐은 물론, 부품수가 줄어들어 부품비용 및 제작비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 냉각장치를 설명하도록 한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 흐름도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉각장치(1)는 변속부(100), 제1모터부(200), 인버터부(400), 열교환부(500), 복수개의 오일관부(600), 라디에이터부(700) 및 복수개의 냉각수관부(800)를 포함한다.
변속부(100)는 엔진(10)과 연결되고, 인버터하우징부(120)를 구비한다. 변속부(100)는 변속하우징부(110)와 인버터하우징부(120)를 구비하며, 인버터하우징부(120)에는 후술된 인버터부(400)가 장착된다.
제1모터부(200)는 변속부(100)에 장착된다. 제1모터부(200)는 변속기(100)의 변속하우징부(110)의 내부에 장착되고, 엔진(10)와 연결되며, 차량을 구동한다.
인버터부(400)는 인버터하우징부(120)에 장착되며, 전력을 교류로 변환하여 제1모터부(200)에 공급한다. 구체적으로, 인터버부(300)는 인버터하우징부(120)의 내부에 배치되도록 장착되며, 배터리(미도시)의 전력을 교류로 변환하여 제1모터부(200)로 공급한다.
열교환부(500)는 변속부(100)에 설치되고, 인버터부(400), 제1모터부(200) 및 변속부(100)에 순환되는 오일의 열을 교환한다. 즉, 열교환부(500)의 내부에는 라디에이터부(700)와 연결되며, 냉각수가 통과되는 냉각수통로(미도시)가 구비된다. 이로 인해, 열교환부(500)로 고온의 오일이 통과되면, 오일은 고온에서 저온으로 온도가 낮추어진다.
복수개의 오일관부(600)는 인버터부(400), 제1모터부(200), 인버터부(400) 및 열교환부(500)를 서로 연결하며, 오일이 통과된다. 복수개의 오일관부(600)는 제1오일관부(610), 제2오일관부(620), 제3오일관부(630) 및 제4오일관부(640)를 포함한다. 제1오일관부(610)는 인버터부(400)와 열교환부(500)를 연결하고, 열교환부(500)에서 열교환되어 인버터부(400) 측으로 유입되는 오일이 통과된다. 제2오일관부(620)는 인버터부(400)와 제1모터부(200)를 연결하고, 인버터부(400)에서 배출되어 제1모터부(200) 측으로 유입되는 오일이 통과된다. 제3오일관부(630)는 제1모터부(200)와 변속부(100)를 연결하고, 제1모터부(200)에서 배출되어 변속부(100) 측으로 유입되는 오일이 통과된다. 제4오일관부(640)는 변속부(100)와 열교환부(500)를 연결하고, 변속부(100)에서 배출되어 열교환부(500) 측으로 유입되는 오일이 통과된다.
구체적으로, 열교환부(500)를 통해 열교환이 이루어진 오일 즉, 고온에서 저온으로 온도가 낮추어진 오일은 열교환부(500)에서 제1오일관부(610)를 통과하여 인버터부(400)로 유입되고, 인버터부(400)를 거친 오일은 제2오일관부(620)를 통해 제1모터부(200)로 유입된다. 제1모터부(200)를 통과한 오일은 제3오일관부(630)를 통해 변속부(100)로 유입되고, 변속부(100)를 거친 오일은 제4오일관부(640)를 통해 열교환부(500) 측으로 유입된다. 이때, 오일은 다시 고온으로 온도가 높아진 상태이다. 열교환부(500)에서 다시 오일의 열교환이 이루어지고, 오일의 온도가 낮아진 상태에서 인버터부(400), 제1모터부(200), 변속부(400) 순으로 오일이 순환된다.
라디에이터부(700)는 열교환부(500)를 순환하는 냉각수를 냉각한다. 라디에이터부(700)는 열교환부(500)의 냉각수통로와 연결된다. 열교환부(500)의 냉각수통로로 통과되는 냉각수를 냉각한다. 이로 인해, 열교환부(500)의 오일통로(미도시)를 통과하는 고온의 오일이 저온으로 온도가 낮추어질 수 있다.
복수개의 냉각수관부(800)는 열교환부(500)와 라디에이터부(700)를 연결하며, 냉각수가 통과된다. 복수개의 냉각수관부(800)는 제1냉각수관부(810)와 제2냉각수관부(820)를 포함한다. 제1냉각수관부(810)는 열교환부(500)와 라디에이터부(700)를 연결하고, 라디에이터부(700)에서 열교환부(500) 측으로 유입되는 냉각수가 통과된다. 제2냉각수관부(820)는 열교환부(500)와 라디에이터부(700)를 연결하고, 라디에이터부(700)에서 열교환부(500) 측으로 유입되는 냉각수가 통과된다. 이때, 열교환부(500)에서 라디에이터부(700) 측으로 유입되는 냉각수는 오일과 열교환이 이루어진 상태로, 라디에이터부(700)에서 열교환부(500) 측으로 유입되는 냉각수의 온도보다 높은 온도를 가진다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 냉각장치의 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 냉각장치에 관하여 설명한다. 이때 다른 실시예의 내용 중 일 실시예와 동일한 내용은 구체적인 설명을 생략한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 냉각장치(2)는 제2모터부(300)를 더 포함한다. 제2모터부(300)는 변속부(100)에 장착되며, 제1모터부(200)와 나란하게 배치된다. 제2모터부(300)는 변속기(100)의 변속하우징부(110)의 내부에 장착되고, 엔진(10)와 연결되며, 차량을 구동한다. 제2모터부(300)가 장착되는 위치는 제1모터부(200)가 장착되는 위치보다 엔진(10)과 가까운 곳에 위치된다.
복수개의 오일관부(600)는 인버터부(400), 제1모터부(200), 제2모터부(300)인버터부(400) 및 열교환부(500)를 서로 연결하며, 오일이 통과된다. 복수개의 오일관부(600)는 제1오일관부(610), 제2오일관부(620), 제3오일관부(630) 및 제4오일관부(640)를 포함한다. 제1오일관부(610)는 인버터부(400)와 열교환부(500)를 연결하고, 열교환부(500)에서 열교환되어 인버터부(400) 측으로 유입되는 오일이 통과된다. 제2오일관부(620)는 인버터부(400)와 제2모터부(300)를 연결하고, 인버터부(400)에서 배출되어 제2모터부(300) 측으로 유입되는 오일이 통과된다. 제3오일관부(630)는 제2모터부(300)와 제1모터부(200)를 연결하고, 제2모터부(300)에서 배출되어 제1모터부(200) 측으로 유입되는 오일이 통과된다. 제4오일관부(640)는 제1모터부(200)와 변속부(100)를 연결하고, 제1모터부(200)에서 배출되어 변속부(100) 측으로 유입되는 오일이 통과된다. 제5오일관부(650)는 변속부(100)와 열교환부(500)를 연결하고, 변속부(100)에서 배출되어 열교환부(500) 측으로 유입되는 오일이 통과된다.
구체적으로, 열교환부(500)를 통해 열교환이 이루어진 오일 즉, 고온에서 저온으로 온도가 낮추어진 오일은 열교환부(500)에서 제1오일관부(610)를 통과하여 인버터부(400)로 유입되고, 인버터부(400)를 거친 오일은 제2오일관부(620)를 통해 제2모터부(300)로 유입된다. 제2모터부(300)를 통과한 오일은 제3오일관부(630)를 통해 제1모터부(200)로 유입되고, 제1모터부(200)를 통과한 오일은 제4오일관부(640)를 통해 변속부(100)로 유입되고, 변속부(100)를 거친 오일은 제5오일관부(650)를 통해 열교환부(500) 측으로 유입된다. 이때, 오일은 다시 고온으로 온도가 높아진 상태이다. 열교환부(500)에서 다시 오일의 열교환이 이루어지고, 오일의 온도가 낮아진 상태에서 인버터부(400), 제2모터부(300), 제1모터부(200), 변속부(400) 순으로 오일이 순환된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 차량용 냉각장치(1, 2)는 변속부(100)에 인버터부(400)가 장착되는 인버터하우징부(120)가 구비됨으로써, 인버터부(400)는 냉각수로 냉각되며, 변속부(100)는 오일로 냉각되는 종래의 기술과 달리 변속부(100)와 인버터부(400)를 오일 하나로 순환하여 냉각할 수 있어 구조가 단순해짐은 물론, 부품수가 줄어들어 부품비용 및 제작비용이 절감될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1, 2 : 차량용 냉각장치 10 : 엔진
100 : 변속부 110 : 변속케이스
111 : 인버터하우징부 200 : 제1모터부
300 : 제2모터부 400 : 인버터부
500 : 열교환부 600 : 오일관부
610 : 제1오일관부 620 : 제2오일관부
630 : 제3오일관부 640 : 제4오일관부
650 : 제5오일관부 700 : 라디에이터부
800 : 냉각수관부 810 : 제1냉각수관부
820 : 제2냉각수관부

Claims (6)

  1. 엔진과 연결되고, 인터버하우징부를 구비하는 변속부;
    상기 변속부에 장착되는 제1모터부;
    상기 인터버하우징부에 장착되며, 전력을 교류로 변환하여 상기 제1모터부에 공급하는 인버터부;
    상기 변속부에 설치되고, 상기 인버터부, 상기 제1모터부 및 상기 변속부에 순환되는 오일의 열을 교환하는 열교환부;
    상기 인버터부, 상기 제1모터부, 상기 인버터부 및 상기 열교환부를 서로 연결하며, 상기 오일이 통과되는 복수개의 오일관부;
    상기 열교환부를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터부; 및
    상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하며, 상기 냉각수가 통과되는 복수개의 냉각수관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    복수개의 상기 오일관부는,
    상기 인버터부와 상기 열교환부를 연결하고, 상기 열교환부에서 열교환되어 상기 인버터부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제1오일관부;
    상기 인버터부와 상기 제1모터부를 연결하고, 상기 인버터부에서 배출되어 상기 제1모터부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제2오일관부;
    상기 제1모터부와 상기 변속부를 연결하고, 상기 제1모터부에서 배출되어 상기 변속부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제3오일관부; 및
    상기 변속부와 상기 열교환부를 연결하고, 상기 변속부에서 배출되어 상기 열교환부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제4오일관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    복수개의 상기 냉각수관부는,
    상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하고, 상기 라디에이터부에서 상기 열교환부 측으로 유입되는 냉각수가 통과되는 제1냉각수관부; 및
    상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하고, 상기 라디에이터부에서 상기 열교환부 측으로 유입되는 냉각수가 통과되는 제2냉각수관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
  4. 엔진과 연결되고, 인터버하우징부를 구비하는 변속부;
    상기 변속부에 장착되는 제1모터부;
    상기 변속부에 장착되며, 상기 제1모터부와 나란하게 배치되는 제2모터부;
    상기 인터버하우징부에 장착되는 인버터부;
    상기 변속부에 설치되고, 상기 인버터부, 상기 제1모터부, 상기 제2모터부 및 상기 변속부에 순환되는 오일의 열을 교환하는 열교환부;
    상기 인버터부, 상기 제1모터부, 상기 제2모터부, 상기 인버터부 및 상기 열교환부를 서로 연결하며, 상기 오일이 통과되는 복수개의 오일관부;
    상기 열교환부를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터부; 및
    상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하며, 상기 냉각수가 통과되는 복수개의 냉각수관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    복수개의 상기 오일관부는,
    상기 인버터부와 상기 열교환부를 연결하고, 상기 열교환부에서 열교환되어 상기 인버터부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제1오일관부;
    상기 인버터부와 상기 제2모터부를 연결하고, 상기 인버터부에서 배출되어 상기 제2모터부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제2오일관부;
    상기 제2모터부와 상기 제1모터부를 연결하고, 상기 제2모터부에서 배출되어 상기 제1모터부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제3오일관부;
    상기 제1모터부와 상기 변속부를 연결하고, 상기 제1모터부에서 배출되어 상기 변속부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제4오일관부; 및
    상기 변속부와 상기 열교환부를 연결하고, 상기 변속부에서 배출되어 상기 열교환부 측으로 유입되는 오일이 통과되는 제5오일관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    복수개의 상기 냉각수관부는,
    상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하고, 상기 라디에이터부에서 상기 열교환부 측으로 유입되는 냉각수가 통과되는 제1냉각수관부; 및
    상기 열교환부와 상기 라디에이터부를 연결하고, 상기 라디에이터부에서 상기 열교환부 측으로 유입되는 냉각수가 통과되는 제2냉각수관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각장치.
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