KR20220118217A

KR20220118217A - 차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈

Info

Publication number: KR20220118217A
Application number: KR1020210022095A
Authority: KR
Inventors: 이문섭; 문제혁
Original assignee: 지엠비코리아 주식회사
Priority date: 2021-02-18
Filing date: 2021-02-18
Publication date: 2022-08-25
Also published as: KR102536849B1; WO2022177303A1

Abstract

본 발명에서는 냉각수리저버, 워터펌프, 칠러, 밸브구조가 패키지화되고, 각 구성들을 통합하는 매니폴드가 구비되어 각 구성간의 냉각수 흐름이 원활히 되며, 냉각수 유동저항이 저감되고, 설치 용이성이 향상되는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈이 소개된다.

Description

차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈 {COOLING WATER MANIFOLD FOR AIR CONDITIONING OF VEHICLE AND INTEGRATED COOLING WATER DISPERSION AND STORAGE MODULE}

본 발명은 다양한 경로로 유통되는 냉각수를 저장 및 분배하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈에 관한 것이다.

전기자동차는 자동차의 구동 에너지를 기존의 자동차와 같이 화석 연료의 연소로부터가 아닌 전기에너지로부터 얻는 자동차이다. 전기자동차는 배기가스가 전혀 없으며, 소음이 아주 작은 장점이 있으나, 배터리의 무거운 중량, 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 최근 공해문제의 심각화, 화석 연료의 고갈 등의 문제가 제기되면서 그 개발이 다시 가속화되고 있다.

일반적으로 모터로 구동하는 전기자동차에서는 인버터와 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 LDC 및 충전기등이 구비되고, 이들의 발열특성으로 인해 적정한 온도를 항상 유지할 수 있는 냉각계가 필수적으로 요구된다.

이를 위해 냉각계에는 냉각수 순환을 위한 워터펌프가 구비되고, 워터펌프에서 토출된 냉각수는 모터와 이에 관련된 전장기기들을 경유한 후 히트소스를 거쳐 순환됨으로써 발열특성을 갖는 각종 전장기기들이 과온으로부터 보호된다.

이에 따라, 최근에는 냉각수 흐름을 제어하기 위한 밸브구조가 개발되고 있는데, 냉각수를 필요로 하는 기계 부품을 선택적으로 순환시키기 위해서는 그 구조가 복잡해지고, 전체 사이즈가 커져 레이아웃상 설치 공간이 커지는 문제가 있다.

또한, 리저버냉각수, 워터펌프, 칠러 등이 각기 구성됨에 따라, 설치공간을 확보해야하고 패키지적으로 불리하다.

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.

KR 10-2010-0102939 A (2010.09.27)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 냉각수리저버, 워터펌프, 칠러, 밸브구조가 패키지화되고, 각 구성들을 통합하는 매니폴드가 구비되어 각 구성간의 냉각수 흐름히 원활히 되며, 냉각수 유동저항이 저감되고, 설치 용이성이 향상된 차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드는 냉각수리저버와 밸브펌프모듈 사이에 배치되고, 일측에 칠러가 결합된 베이스; 및 베이스에 일체로 성형되며 냉각수가 독립적으로 흐르는 복수의 유로로 구성되고, 제1유로는 냉각수리저버와 밸브펌프모듈을 연결하며 제2유로는 칠러와 밸브펌프모듈을 연결하고 제3유로는 칠러와 냉각대상부품을 연결하는 유로부;를 포함하며, 냉각수리저버와 밸브펌프모듈 및 칠러의 지지체 역할과 냉각수 분배 기능을 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.

베이스는 어퍼파트 및 로어파트로 구성되고, 어퍼파트의 상측으로 냉각수리저버가 배치되며 로어파트의 하측으로 밸브펌프모듈이 배치되고, 어퍼파트에 유로부의 상부가 성형되고 로어파트에 유로부의 하부가 성형되어 어퍼파트와 로어파트의 결합시 유로부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

어퍼파트와 로어파트는 판넬 형상으로 형성되며, 측방향으로 유로부의 제1유로, 제2유로, 제3유로가 나열된 것을 특징으로 한다.

어퍼파트는 상부면에 냉각수리저버와 연결되는 상부포트가 형성되고, 로어파트는 하부면에 밸브펌프모듈과 연결되는 하부포트가 형성되며, 어퍼파트와 로어파트의 결합시 상부포트와 하부포트가 서로 매칭되어 제1유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

어퍼파트의 하부면에는 칠러측에서 함몰되어 연장된 제1상단가이드부가 형성되고, 로어파트의 상부면에는 제1상단가이드부에 매칭되며 칠러측에서 함몰되어 연장되고 밸브펌프모듈측으로 개통된 제1하단가이드부가 형성되며, 어퍼파트와 로어파트의 결합시 제1상단가이드와 제1하단가이드부가 서로 매칭되어 제2유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

로어파트는 제1하단가이드부의 개통된 부분에서 하방으로 연장되는 연장포트가 형성된 것을 특징으로 한다.

어퍼파트의 하부면에는 칠러측에서 함몰되어 연장되고 제2유로와 다른 경로로 연장된 제2상단가이드부가 형성되고, 로어파트의는 상부면에는 제2상단가이드부에 매칭되며 칠러측에서 함몰되어 연장된 제2하단가이드부가 형성되고, 어퍼파트와 로어파트의 결합시 제2상단가이드와 제2하단가이드가 서로 매칭되어 제3유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

로어파트의 테두리에는 제2유로 또는 제3유로가 연결되는 로어플랜지가 복수개 형성되고, 각 로어플랜지에는 제2유로 또는 제3유로와 연통되는 유통포트가 각기 형성된 것을 특징으로 한다.

어퍼파트의 테두리에는 제2유로 또는 제3유로가 연결되고 로어플랜지에 접하도록 형성된 어퍼플랜지가 복수개 형성된 것을 특징으로 한다.

제1유로는 냉각수리저버의 냉각수가 밸브펌프모듈로 유통되도록 출구 역할을 하고, 제2유로는 칠러의 냉각수가 밸브펌프모듈로 유통되도록 출구 역할을 하며, 제3유로는 냉각대상부품을 순환한 냉각수가 칠러로 유통되도록 입구 역할을 하는 것을 특징으로 한다.

칠러는 서로 다른 순환경로를 가지는 냉각수라인이 구성되고, 제2유로는 복수개로 분할되며 분할된 각 제2유로가 칠러의 각 냉각수라인에 연결된 것을 특징으로 한다.

냉각수리저버는 내부가 복수개의 공간으로 분할되며, 밸브펌프모듈은 내부가 복수개의 공간으로 분할되고 각 공간에서 볼밸브의 회전을 통해 냉각수의 유통이 선택적으로 단속되며, 제1유로는 복수개로 분할되고, 분할된 각 제1유로와 각 제2유로가 밸브펌프모듈의 각 공간에 연결된 것을 특징으로 한다.

제3유로는 일측부가 제2유로와 동일방향으로 연장되어 칠러에 연결되고, 타측부가 제1유로와 제3유로로부터 이격되어 다른 방향을 향하도록 연장되며 냉각대상부품과 연결된 것을 특징으로 한다.

제3유로는 일측부가 복수개로 분할되어 분할된 각 일측부가 칠러의 각 냉각수라인에 연결되고, 타측부가 복수개로 분할되되 냉각대상부품을 순환하는 냉각수의 순환경로에 따라 분할 개수가 결정되는 것을 특징으로 한다.

제3유로는 타측부가 일측부보다 더 많은 개수로 분할된 경우 타측부가 일측부에 대해 합류되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈은 냉각수와 냉매의 열교환을 수행하는 칠러; 냉각대상부품을 순환한 냉각수가 저장되는 냉각수리저버; 칠러와 냉각수리저버에 유통된 냉각수가 냉각대상부품에 유통되는 것을 단속하는 밸브펌프모듈; 및 냉각수리저버와 밸브펌프모듈의 사이에 배치되고 일측에 칠러가 배치되는 베이스와, 냉각수리저버와 밸브펌프모듈을 연결하는 제1유로, 칠러와 밸브펌프모듈을 연결하는 제2유로, 칠러와 냉각대상부품을 연결하는 제3유로로 구성되어 베이스에 성형되는 유로부로 이루어진 매니폴드;를 포함한다.

냉각수리저버는 내부가 복수개의 공간으로 분할되고, 밸브펌프모듈은 분할된 공간을 가지며 각 공간에 각기 마련되어 냉각수를 단속하는 볼배브가 구비된 밸브장치와, 밸브장치의 일측에 설치되어 냉각수를 순환시키는 워터펌프로 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈은 냉각수리저버, 워터펌프, 칠러, 밸브구조가 패키지화되고, 각 구성들을 통합하는 매니폴드가 구비되어 각 구성간의 냉각수 흐름이 원활히 되며, 냉각수 유동저항이 저감되고, 설치 용이성이 향상된다.

도 1 내지 2는 본 발명에 따른 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈을 나타낸 도면.
도 3 내지 6은 본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈에 대하여 살펴본다.

도 1 내지 2는 본 발명에 따른 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈을 나타낸 도면이고, 도 3 내지 6은 본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각수리저버(10)와 밸브펌프모듈(20)사이에 배치되고, 일측에 칠러(30)가 결합된 베이스(100); 및 베이스(100)에 일체로 성형되며 냉각수가 독립적으로 흐르는 복수의 유로로 구성되고, 제1유로(210)는 냉각수리저버(10)와 밸브펌프모듈(20)을 연결하며 제2유로(220)는 칠러(30)와 밸브펌프모듈(20)을 연결하고 제3유로(230)는 칠러(30)와 냉각대상부품(40)을 연결하는 유로부(200);를 포함한다.

여기서, 냉각수리저버(10)는 냉각수가 저장되는 것으로, 냉각대상부품(40)을 순환한 냉각수가 유통된다. 이에 따라, 냉각수리저버(10)에도 냉각대상부품(40)을 순환하는 냉각수가 유입되도록 포트가 형성된다.

밸브펌프모듈(20)은 냉각수의 유통경로를 전환하며, 워터펌프(W)가 함께 구성되어 워터펌프(W)의 동작에 의해 냉각수가 유통될 수 있다.

칠러(30)는 냉매와 냉각수 또는 냉각수와 냉각수 간의 열교환이 가능하도록 구성된다.

본 발명은 베이스(100) 및 유로부(200)로 구성된 매니폴드를 통해 냉각수리저버(10), 밸브펌프모듈(20), 칠러(30)가 패키지화된다.

즉, 본 발명의 베이스(100)는 냉각수리저버(10)와 밸브펌프모듈(20) 사이에 배치되고, 베이스(100)의 일측에 칠러(30)가 배치된다. 특히, 베이스(100)에는 유로부(200)가 형성되어 냉각수가 냉각수리저버(10), 밸브펌프모듈(20), 칠러(30)에 유통되도록 한다. 여기서, 유로부(200)는 냉각수가 독립적으로 흐르는 제1유로(210), 제2유로(220), 제3유로(230)로 구성되며, 제1유로(210)는 냉각수리저버(10)와 밸브펌프모듈(20)을 연결하고, 제2유로(220)는 칠러(30)와 밸브펌프모듈(20)을 연결하며, 제3유로(230)는 칠러(30)와 냉각대상부품(40)을 연결한다. 이로 인해, 냉각수리저버(10), 밸브펌프모듈(20), 칠러(30)는 베이스(100)에 성형된 유로부(200)를 통해 냉각수가 유통됨으로써, 각각의 냉각대상부품(40)에 냉각수가 유통될 수 있다.

즉, 본 발명은 베이스(100)를 매개로 냉각수리저버(10), 밸브펌프모듈(20) 및 칠러(30)가 연결되며, 베이스(100)가 냉각수리저버(10), 밸브펌프모듈(20) 및 칠러(30)의 지지체 역할과 더불어, 유로부(200)를 통해 냉각수 분배 기능을 동시에 수행한다.

상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이, 베이스(100)는 어퍼파트(110) 및 로어파트(120)로 구성되고, 어퍼파트(110)의 상측으로 냉각수리저버(10)가 배치되며 로어파트(120)의 하측으로 밸브펌프모듈(20)이 배치되고, 어퍼파트(110)에 유로부(200)의 상부가 성형되고 로어파트(120)에 유로부(200)의 하부가 성형되어 어퍼파트(110)와 로어파트(120)의 결합시 유로부(200)가 형성된다.

이렇게, 베이스(100)는 어퍼파트(110)와 로어파트(120)로 분할됨으로써, 냉각수리저버(10), 밸브펌프모듈(20), 칠러(30)를 패키지화하기가 용이하다. 일례로, 도 2에서 볼 수 있듯이, 어퍼파트(110)는 칠러(30)에 일체로 성형되고, 로어파트(120)는 밸브펌프모듈(20)에 일체로 성형될 경우, 어퍼파트(110)와 로어파트(120)를 결합하는 것으로 유로부(200)를 통해 칠러(30)와 밸브펌프모듈(20) 간에 냉각수가 유통될 수 있다. 여기서, 냉각수리저버(10)도 어퍼파트(110)에 일체로 성형될 수 있으며, 냉각수리저버(10)를 별도로 구성하여 어퍼파트(110)에 조립할 수 있다.

또한, 베이스(100)는 어퍼파트(110)에 유로부(200)의 상부가 성형되고 로어파트(120)에 유로부(200)의 하부가 성형됨으로써, 어퍼파트(110)와 로어파트(120)의 결합시 냉각수가 유통되는 유로부(200)가 형성된다. 이로 인해, 베이스(100)에 유로부(200)를 형성시, 어퍼파트(110)와 로어파트(120)를 결합하는 것으로 유로부(200)에 따른 제1유로(210), 제2유로(220), 제3유로(230)를 형성할 수 있다.

한편, 어퍼파트(110)와 로어파트(120)는 판넬 형상으로 형성되며, 측방향으로 유로부(200)의 제1유로(210), 제2유로(220), 제3유로(230)가 나열될 수 있다. 이로 인해, 베이스(100)는 상하 높이가 축소되어 전체 패키지 크기가 감소되고, 측방향으로 제1유로(210), 제2유로(220), 제3유로(230)가 나열됨에 따라 유로부(200)를 형성하기 위한 공간을 축소할 수 있다.

한편, 어퍼파트(110)는 상부면에 냉각수리저버(10)와 연결되는 상부포트(111)가 형성되고, 로어파트(120)는 하부면에 밸브펌프모듈(20)과 연결되는 하부포트(121)가 형성된다. 즉, 베이스(100)의 상측으로 냉각수리저버(10)가 마련됨에 따라, 어퍼파트(110)에는 상부면에 상부포트(111)가 연장되어 상부포트(111)를 통해 냉각수리저버(10)가 연결될 수 있다. 또한, 베이스(100)의 하측으로 밸브펌프모듈(20)이 마련됨에 따라, 로어파트(120)에는 하부면에 하부포트(121)가 연장되어 하부포트(121)를 통해 밸브펌프모듈(20)이 연결될 수 있다. 여기서, 어퍼파트(110)의 상부포트(111)와 로어파트(120)의 하부포트(121)는 서로 매칭됨에 따라, 어퍼파트(110)와 로어파트(120)의 결합시 상부포트(111)와 하부포트(121)가 제1유로(210)를 형성한다. 이로 인해, 냉각수리저버(10)의 냉각수가 제1유로(210)를 통해 밸브펌프모듈(20)로 유통될 수 있다.

한편, 어퍼파트(110)의 하부면에는 칠러(30)측에서 함몰되어 연장된 제1상단가이드부(112)가 형성되고, 로어파트(120)의 상부면에는 제1상단가이드부(112)에 매칭되며 칠러(30)측에서 함몰되어 연장되고 밸브펌프모듈(20)측으로 개통된 제1하단가이드부(122)가 형성된다.

이렇게, 제1상단가이드부(112)와 제1하단가이드부(122)는 각각 어퍼파트(110)와 로어파트(120)에서 함몰되게 형성됨에 따라, 어퍼파트(110)와 로어파트(120)의 결합시 제1상단가이드부(112)와 제1하단가이드부(122)가 서로 매칭되어 냉각수가 유통되는 제2유로(220)를 형성한다.

특히, 베이스(100)의 일측으로 칠러(30)가 마련되고, 베이스(100)의 하측으로 밸브펌프모듈(20)이 마련됨에 따라, 제1하단가이드부(122)는 제1상단가이드부(112)와 함께 칠러(30)에서 밸브펌프모듈(20)측으로 연장되되 밸브펌프모듈(20)로 개통되게 형성됨으로써, 칠러(30)의 냉각수가 밸브펌프모듈(20)로 유통되도록 한다.

이와 더불어, 로어파트(120)에는 제1하단가이드부(122)의 개통된 부분에서 하방으로 연장되는 연장포트(122a)가 형성될 수 있다. 이로 인해, 제1상단가이드부(112) 및 제1하단가이드부(122)에 의해 형성되는 제2유로(220)는 칠러(30)에서 직선방향으로 연장되고 제1하단가이드부(122)의 개통된 부분에서 연장포트(122a)를 따라 하방으로 굴곡되어 연장됨으로써 밸브펌프모듈(20)에 연결될 수 있다.

한편, 어퍼파트(110)의 하부면에는 칠러(30)측에서 함몰되어 연장되고 제2유로(220)와 다른 경로로 연장된 제2상단가이드부(113)가 형성되고, 로어파트(120)의는 상부면에는 제2상단가이드부(113)에 매칭되며 칠러(30)측에서 함몰되어 연장된 제2하단가이드부(123)가 형성되고, 어퍼파트(110)와 로어파트(120)의 결합시 제2상단가이드와 제2하단가이드가 서로 매칭되어 제3유로(230)를 형성한다.

이렇게, 제2상단가이드부(113)와 제2하단가이드부(123)는 각각 어퍼파트(110)와 로어파트(120)에서 함몰되게 형성됨에 따라, 어퍼파트(110)와 로어파트(120)의 결합시 제2상단가이드부(113)와 제2하단가이드부(123)가 서로 매칭되어 냉각수가 유통되는 제3유로(230)를 형성할 수 있다.

여기서, 베이스(100)의 일측으로 칠러(30)가 마련되고, 냉각대상부품(40)이 러(30)와 이격되어 다른 방향에서 연결됨에 따라, 제2상단가이드부(113)와 제2하단가이드부(123)는 베이스(100)에서 측방으로 굴곡되게 연장되어, 제2유로(220)와 다른 방향으로 제3유로(230)를 형성할 수 있다.

이처럼, 베이스(100)는 어퍼파트(110)와 로어파트(120)로 구성되어 어퍼파트(110)와 로어파트(120)의 상호 결합시 유로부(200)가 형성된다. 즉, 어퍼파트(110)와 로어파트(120)의 결합에 의해 형성되는 제1유로(210)를 통해 냉각수리저버(10)와 밸브펌프모듈(20) 간에 냉각수가 유통되고, 제2유로(220)를 통해 칠러(30)와 밸브펌프모듈(20) 간에 냉각수가 유통되며, 제3유로(230)를 통해 칠러(30)와 냉각대상부품(40) 간에 냉각수가 순환될 수 있다.

이러한 어퍼파트(110)와 로어파트(120)는 플라스틱재질로 이루어질 수 있으며, 접합 공정을 통해 상호 결합되어 냉각수의 실링이 수행될 수 있다.

한편, 로어파트(120)의 테두리에는 제2유로(220) 또는 제3유로(230)가 연결되는 로어플랜지(124)가 복수개 형성되고, 각 로어플랜지(124)에는 제2유로(220) 또는 제3유로(230)와 연통되는 유통포트(124a)가 각기 형성될 수 있다.

이렇게, 로어파트(120)의 테두리에는 면적을 가지는 로어플랜지(124)가 로어파트(120)의 수직방향으로 연장되게 형성됨으로써 제2유로(220) 또는 제3유로(230)에 매칭되는 유통포트(124a)를 형성할 수 있다. 또한, 로어파트(120)에 형성되는 로어플랜지(124)를 통해 칠러(30)와 같은 부품에 대해 지지력을 확보할 수 있고, 유통포트(124a)가 형성될 수 있는 면적을 확보할 수 있다.

한편, 어퍼파트(110)의 테두리에는 제2유로(220) 또는 제3유로(230)가 연결되고 로어플랜지(124)에 접하도록 형성된 어퍼플랜지(114)가 복수개 형성될 수 있다, 이러한 어퍼플랜지(114)는 로어플랜지(124)에 접하도록 형성되어 로어파트(120)와 어퍼파트(110)의 결합시 어퍼플랜지(114)가 로어플랜지(124)에 접촉되어 로어플랜지(124)의 지지강성이 확보되고, 로어파트(120)와 어퍼파트(110)가 면접촉됨에 따라 실링 성능도 확보된다.

한편, 상술한 본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드는 하기와 같이 적용될 수 있다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1유로(210)는 냉각수리저버(10)의 냉각수가 밸브펌프모듈(20)로 유통되도록 출구 역할을 하고, 제2유로(220)는 칠러(30)의 냉각수가 밸브펌프모듈(20)로 유통되도록 출구 역할을 하며, 제3유로(230)는 냉각대상부품(40)을 순환한 냉각수가 칠러(30)로 유통되도록 입구 역할을 할 수 있다.

즉, 냉각대상부품(40)을 순환한 냉각수가 제3유로(230)를 통해 칠러(30)에 유통됨에 따라 제3유로(230)는 냉각수의 입구 역할을 한다. 한편, 냉각수리저버(10)는 냉각대상부품(40)을 순환한 냉각수 또는 잔류 냉각수가 저장되고, 냉각수리저버(10)에 저장된 냉각수는 제1유로(210)를 통해 밸브펌프모듈(20)로 유통됨에 따라 제1유로(210)는 냉각수의 출구 역할을 한다. 또한, 칠러(30)에 유통된 냉각수는 냉매 또른 다른 냉각수와 열교환되고, 칠러(30)를 통과한 냉각수가 제2유로(220)를 통해 밸브펌프모듈(20)로 유통됨에 따라 제2유로(220)는 냉각수의 출구 역할을 하는 것이다.

이는, 밸브펌프모듈(20)에 구비되는 워터펌프(W)에 의해 냉각수가 순환될 수 있으며, 제1유로(210)와 제2유로(220)가 밸브펌프모듈(20)에 연결됨에 따라 냉각수리저버(10)와 칠러(30)의 냉각수가 밸브펌프모듈(20)에서 특정 냉각대상부품(40)으로 유통되고, 각 냉각대상부품(40)을 순환한 냉각수가 제3유로(230)를 통해 칠러(30)로 순환될 수 있다.

상세하게, 칠러(30)는 서로 다른 순환경로를 가지는 냉각수라인(미도시)이 구성되고, 제2유로(220)는 복수개로 분할되며 분할된 각 제2유로(220)가 칠러(30)의 각 냉각수라인에 연결될 수 있다

차량에는 냉각대상부품(40)이 다양하게 존재하며, 각 냉각대상부품(40)에 따라 요구하는 냉각수의 온도가 상이하다. 이렇게, 서로 다른 냉각조건의 냉각대상부품(40)으로 다른 온도의 냉각수가 제공될 수 있도록, 칠러(30)는 냉각수라인이 서로 다른 순환경로를 가지도록 구성된다. 칠러(30)는 보통 열교환을 위해 마련되는 것으로, 복수개의 냉각수라인 또는 복수개의 냉매라인이 중첩되는 구조를 이루며, 각 냉각수라인을 서로 다른 냉각수가 흐르도록 구성하여, 서로 다른 온도의 냉각수가 냉매 또는 또 다른 냉각수와 열교환을 통해 온도 조절되도록 구성될 수 있다.

또한, 제2유로(220)는 복수개로 분할되며 분할된 각 유로가 칠러(30)의 각 냉각수라인에 연결된다.

본 발명에 대해서 설명시, 칠러(30)의 냉각수라인과 제2유로(220)의 분할 개수는 두 개로 하였으며, 다양한 냉각대상부품(40)이 요구하는 냉각조건에 따라 칠러(30)의 냉각수라인과 제2유로(220)의 분할 개수는 추가 구성될 수 있다.

도 1 내지 도 4에서 볼 수 있듯이, 칠러(30)는 서로 다른 온도의 냉각수가 흐르는 두 개의 냉각수라인이 존재하며, 각 냉각수라인에 흐르는 냉각수는 냉매와 열교환되거나 다른 냉각수와 열교환되어 온도가 조절될 수 있다.

이에 따라, 제2유로(220)도 두 개로 분할될 수 있으며, 분할된 각 제2유로(220)는 칠러(30)의 서로 다른 냉각수라인에 각각 연결됨으로써, 서로 다른 온도로 관리되는 냉각수가 밸브펌프모듈(20)로 유통될 수 있다.

한편, 냉각수리저버(10)는 내부가 복수개의 공간으로 분할된다.

또한, 밸브펌프모듈(20)은 내부가 복수개의 공간으로 분할되고 각 공간에서 볼밸브(21)의 회전을 통해 냉각수의 유통이 선택적으로 단속된다.

제1유로(210)는 복수개로 분할될 수 있으며, 분할된 각 제1유로(210)와 각 제2유로(220)가 밸브펌프모듈(20)의 각 공간에 연결될 수 있다.

이렇게, 냉각수리저버(10)도 두 개의 공간으로 분할되어 서로 다른 온도의 냉각수가 저장 및 유통될 수 있으며, 밸브펌프모듈(20)도 내부가 두 개의 공간으로 분할되어 각 공간에서 회전되는 볼밸브(21)의 회전 위치에 따라 냉각수의 유통방향이 조절된다.

이에 따라, 제1유로(210)도 두 개로 분할될 수 있으며, 분할된 각 제1유로(210)가 냉각수리저버(10)의 분할된 각 공간과 밸브펌프모듈(20)의 분할된 각 공간에 연결됨으로써, 서로 다른 냉각조건을 가지는 다양한 냉각대상부품(40)에 대해 냉각조건을 만족하는 냉각수를 제공할 수 있다.

한편, 제3유로(230)는 일측부가 제2유로(220)와 동일방향으로 연장되어 칠러(30)에 연결되고, 타측부가 제1유로(210)와 제3유로(230)로부터 이격되어 다른 방향을 향하도록 연장되어 냉각대상부품(40)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 제3유로(230)는 일측부와 타측부가 '┑ 또는 ┖'로 꺾이면서 연장된 형태를 가질 수 있다. 이로 인해, 제3유로(230)는 제1유로(210)와 제3유로(230)에 간섭되지 않고 냉각대상부품(40)과 연결될 수 있다. 즉, 제3유로(230)의 경우 제2유로(220)와 함께 칠러(30)측에 연결되어야 함에 따라 일측부가 제2유로(220)와 동일방향으로 연장되어 칠러(30)에 연결되고, 타측부가 냉각수리저버(10), 밸브펌프모듈(20), 칠러(30)에 간섭되지 않도록 제1유로(210)와 제3유로(230)로부터 이격되어 다른 방향으로 연장되어 냉각대상부품(40)과 연결된다.

여기서, 제3유로(230)는 일측부가 복수개로 분할되어 분할된 각 일측부가 칠러(30)의 각 냉각수라인에 연결되고, 타측부도 복수개로 분할되되 냉각대상부품(40)을 순환하는 냉각수의 순환경로에 따라 분할 개수가 결정될 수 있다.

일례로, 칠러(30)는 서로 다른 냉각수라인이 존재함에 따라, 제3유로(230)에서 칠러(30)에 연결되는 일측부는 칠러(30)의 각 냉각수라인에 연결되도록 두 개로 분할된다. 제3유로(230)에서 냉각대상부품(40)에 연결되는 타측부는 냉각대상부품(40)을 순환하는 냉각수의 순환경로에 따라 복수개로 분할될 수 있다. 여기서, 냉각대상부품(40)의 경우 전장부품, 배터리, 라디에이터 등 다양하게 구성되는바, 제3유로(230)의 타측부는 복수의 냉각대상부품(40)에 따라 분할 개수가 결정된다.

한편, 제3유로(230)는 타측부가 일측부보다 더 많은 개수로 분할되는 경우 타측부가 일측부에 대해 합류될 수 있다. 즉, 제3유로(230)의 타측부에 연결되는 냉각대상부품(40)은 다양하게 구성될 수 있고, 타측부에는 복수의 냉각대상부품(40)을 순환한 냉각수가 유통되도록 연결됨에 따라, 타측부가 일측부보다 더 많은 개수로 분할될 수 있다. 여기서, 분할된 각각의 제3유로(230)에는 타측부에서 일측부로 동일 온도를 가지는 냉각수가 유통됨에 따라 타측부의 개수가 더 많을 경우 합류되면서 일측부로 연결되도록 구성되어 냉각흐름을 원활히 하고 제3유로(230)가 형성되기 위한 공간이 축소되도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각수와 냉매의 열교환을 수행하는 칠러(30); 냉각대상부품(40)을 순환한 냉각수가 저장되는 냉각수리저버(10); 칠러(30)와 냉각수리저버(10)에 유통된 냉각수가 냉각대상부품(40)에 유통되는 것을 단속하는 밸브펌프모듈(20); 및 냉각수리저버(10)와 밸브펌프모듈(20)의 사이에 배치되고 일측에 칠러(30)가 배치되는 베이스(100)와, 냉각수리저버(10)와 밸브펌프모듈(20)을 연결하는 제1유로(210), 칠러(30)와 밸브펌프모듈(20)을 연결하는 제2유로(220), 칠러(30)와 냉각대상부품(40)을 연결하는 제3유로(230)로 구성되어 베이스(100)에 성형되는 유로부(200)로 이루어진 매니폴드;를 포함한다.

여기서, 냉각수리저버(10)는 냉각수가 저장되는 것으로, 냉각대상부품(40)을 순환한 냉각수가 유통된다. 이에 따라, 냉각수리저버(10)에도 냉각대상부품(40)을 순환하는 냉각수가 유입되도록 포트가 형성될 수 있다.

밸브펌프모듈(20)은 냉각수의 유통경로를 선택적으로 전환하며, 워터펌프(W)가 함께 구성되어 워터펌프(W)의 동작에 의해 냉각수가 유통된다.

칠러(30)는 냉매와 냉각수 간에 열교환이 가능하도록 구성된다.

특히, 매니폴드는 베이스(100)와 유로부(200)가 구성되며, 베이스(100)에는 유로부(200)가 형성되어 냉각수가 냉각수리저버(10), 밸브펌프모듈(20), 칠러(30)에 유통되도록 한다. 여기서, 유로부(200)는 냉각수가 독립적으로 흐르는 제1유로(210), 제2유로(220), 제3유로(230)로 구성되며, 제1유로(210)는 냉각수리저버(10)와 밸브펌프모듈(20)을 연결하고, 제2유로(220)는 칠러(30)와 밸브펌프모듈(20)을 연결하며, 제3유로(230)는 칠러(30)와 냉각대상부품(40)을 연결한다. 이로 인해, 냉각수리저버(10), 밸브펌프모듈(20), 칠러(30)는 베이스(100)에 성형된 유로부(200)를 통해 냉각수가 유통된다.

즉, 본 발명은 베이스(100)를 매개로 냉각수리저버(10)와 밸브펌프모듈(20) 및 칠러(30)가 연결됨으로써, 매니폴드가 냉각수리저버(10)와 밸브펌프모듈(20) 및 칠러(30)의 지지체 역할과 더불어, 유로부(200)를 통해 냉각수 분배 기능을 동시에 수행한다.

한편, 냉각수리저버(10)는 내부가 복수개의 공간으로 분할되고, 밸브펌프모듈(20)은 분할된 공간을 가지며 각 공간에 각기 마련되어 냉각수를 단속하는 볼밸브(21)가 구비된 밸브장치(22)와, 밸브장치(22)의 일측에 설치되어 냉각수를 순환시키는 워터펌프(W)로 구성된다.

이렇게, 냉각수리저버(10)는 내부가 복수개의 공간으로 분할되고, 밸브펌프모듈(20)도 분할된 공간을 가지며, 칠러(30)는 서로 다른 순환경로를 가지는 냉각수라인을 가지도록 구성됨으로써, 서로 다른 온도의 냉각수가 독립적으로 관리될 수 있다.

특히, 밸브펌프모듈(20)은 분할된 각 공간에 볼밸브(21)가 마련된 밸브장치(22)와, 밸브장체의 일측에 설치되어 냉각수를 순환시키는 워터펌프(W)가 구성된다. 이로 인해, 밸브장치(22)에 의한 볼밸브(21)의 제어를 통해, 서로 다른 온도의 냉각수가 각 냉각대상부품(40)이 요구하는 냉각수 온도에 맞춰 냉각수의 흐름을 조절할 수 있다. 또한, 워터펌프(W)가 가동됨에 따라 냉각수가 각 냉각대상부품(40)을 포함하여 순환될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈은 냉각수리저버(10), 워터펌프(W), 칠러(30), 밸브구조가 패키지화되고, 각 구성들을 통합하는 매니폴드가 구비되어 각 구성간의 냉각수 흐름을 원활히 하며, 냉각수 유동저항이 저감되고, 설치 용이성이 향상된다.

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.

100:베이스 110:어퍼파트
111:상부포트 112:제1상단가이드부
113:제2상단가이드부 114:어퍼플랜지
120:로어파트 121:하부포트
122:제1하단가이드부 122a:연장포트
123:제2하단가이드부 124:로어플랜지
124a:유통포트 200:유로부
210:제1유로 220:제2유로
230:제3유로
10:냉각수리저버 20:밸브펌프모듈
21:볼밸브 22:밸브장치
30:칠러 40:냉각대상부품

Claims

냉각수리저버와 밸브펌프모듈 사이에 배치되고, 일측에 칠러가 결합된 베이스; 및
베이스에 일체로 성형되며 냉각수가 독립적으로 흐르는 복수의 유로로 구성되고, 제1유로는 냉각수리저버와 밸브펌프모듈을 연결하며 제2유로는 칠러와 밸브펌프모듈을 연결하고 제3유로는 칠러와 냉각대상부품을 연결하는 유로부;를 포함하며,
냉각수리저버와 밸브펌프모듈 및 칠러의 지지체 역할과 냉각수 분배 기능을 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 1에 있어서,
베이스는 어퍼파트 및 로어파트로 구성되고, 어퍼파트의 상측으로 냉각수리저버가 배치되며 로어파트의 하측으로 밸브펌프모듈이 배치되고, 어퍼파트에 유로부의 상부가 성형되고 로어파트에 유로부의 하부가 성형되어 어퍼파트와 로어파트의 결합시 유로부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 2에 있어서,
어퍼파트와 로어파트는 판넬 형상으로 형성되며, 측방향으로 유로부의 제1유로, 제2유로, 제3유로가 나열된 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 2에 있어서,
어퍼파트는 상부면에 냉각수리저버와 연결되는 상부포트가 형성되고,
로어파트는 하부면에 밸브펌프모듈과 연결되는 하부포트가 형성되며,
어퍼파트와 로어파트의 결합시 상부포트와 하부포트가 서로 매칭되어 제1유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 2에 있어서,
어퍼파트의 하부면에는 칠러측에서 함몰되어 연장된 제1상단가이드부가 형성되고, 로어파트의 상부면에는 제1상단가이드부에 매칭되며 칠러측에서 함몰되어 연장되고 밸브펌프모듈측으로 개통된 제1하단가이드부가 형성되며, 어퍼파트와 로어파트의 결합시 제1상단가이드와 제1하단가이드부가 서로 매칭되어 제2유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 5에 있어서,
로어파트는 제1하단가이드부의 개통된 부분에서 하방으로 연장되는 연장포트가 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 2에 있어서,
어퍼파트의 하부면에는 칠러측에서 함몰되어 연장되고 제2유로와 다른 경로로 연장된 제2상단가이드부가 형성되고, 로어파트의는 상부면에는 제2상단가이드부에 매칭되며 칠러측에서 함몰되어 연장된 제2하단가이드부가 형성되고, 어퍼파트와 로어파트의 결합시 제2상단가이드와 제2하단가이드가 서로 매칭되어 제3유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 2에 있어서,
로어파트의 테두리에는 제2유로 또는 제3유로가 연결되는 로어플랜지가 복수개 형성되고, 각 로어플랜지에는 제2유로 또는 제3유로와 연통되는 유통포트가 각기 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 8에 있어서,
어퍼파트의 테두리에는 제2유로 또는 제3유로가 연결되고 로어플랜지에 접하도록 형성된 어퍼플랜지가 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 1에 있어서,
제1유로는 냉각수리저버의 냉각수가 밸브펌프모듈로 유통되도록 출구 역할을 하고,
제2유로는 칠러의 냉각수가 밸브펌프모듈로 유통되도록 출구 역할을 하며,
제3유로는 냉각대상부품을 순환한 냉각수가 칠러로 유통되도록 입구 역할을 하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 10에 있어서,
칠러는 서로 다른 순환경로를 가지는 냉각수라인이 구성되고,
제2유로는 복수개로 분할되며 분할된 각 제2유로가 칠러의 각 냉각수라인에 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 11에 있어서,
냉각수리저버는 내부가 복수개의 공간으로 분할되며,
밸브펌프모듈은 내부가 복수개의 공간으로 분할되고 각 공간에서 볼밸브의 회전을 통해 냉각수의 유통이 선택적으로 단속되며,
제1유로는 복수개로 분할되고, 분할된 각 제1유로와 각 제2유로가 밸브펌프모듈의 각 공간에 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 11에 있어서,
제3유로는 일측부가 제2유로와 동일방향으로 연장되어 칠러에 연결되고, 타측부가 제1유로와 제3유로로부터 이격되어 다른 방향을 향하도록 연장되며 냉각대상부품과 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 13에 있어서,
제3유로는 일측부가 복수개로 분할되어 분할된 각 일측부가 칠러의 각 냉각수라인에 연결되고, 타측부가 복수개로 분할되되 냉각대상부품을 순환하는 냉각수의 순환경로에 따라 분할 개수가 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
청구항 14에 있어서,
제3유로는 타측부가 일측부보다 더 많은 개수로 분할된 경우 타측부가 일측부에 대해 합류되는 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
냉각수와 냉매의 열교환을 수행하는 칠러;
냉각대상부품을 순환한 냉각수가 저장되는 냉각수리저버;
칠러와 냉각수리저버에 유통된 냉각수가 냉각대상부품에 유통되는 것을 단속하는 밸브펌프모듈; 및
냉각수리저버와 밸브펌프모듈의 사이에 배치되고 일측에 칠러가 배치되는 베이스와, 냉각수리저버와 밸브펌프모듈을 연결하는 제1유로, 칠러와 밸브펌프모듈을 연결하는 제2유로, 칠러와 냉각대상부품을 연결하는 제3유로로 구성되어 베이스에 성형되는 유로부로 이루어진 매니폴드;를 포함하는 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈.
청구항 16에 있어서,
냉각수리저버는 내부가 복수개의 공간으로 분할되고,
밸브펌프모듈은 분할된 공간을 가지며 각 공간에 각기 마련되어 냉각수를 단속하는 볼밸브가 구비된 밸브장치와, 밸브장치의 일측에 설치되어 냉각수를 순환시키는 워터펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈.