KR20230103670A - 전기자동차용 배터리 열관리시스템 - Google Patents

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데이비드 킴
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박종찬
신병철
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(주)에디슨테크
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Abstract

본 발명은 기온변화 또는 충방전 시 발열로 인해 전기자동차 배터리의 온도가 관리범위를 벗어나 과열 또는 과냉각되지 않도록 관리하는 시스템에 관한 것으로서, 열전달 수단으로 냉각수를 사용하는 수냉식 열관리시스템에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 통합적인 열관리를 필요로 하는 다수의 고용량 고전압 배터리팩 모두에서 균일한 열관리 성능을 발휘할 수 있도록 각 배터리팩에 공급되는 냉각수의 유량을 일치시키고 냉각수 순환경로 상의 유동저항을 최소화하며 자체적으로 공기빼기 기능을 갖춘 열관리시스템에 관한 것이다.

Description

전기자동차용 배터리 열관리시스템{Battery Thermal Management System for Electric Vehicle}
본 발명은 기온변화 또는 충방전 시 발열로 인해 전기자동차 배터리의 온도가 관리범위를 벗어나 과열 또는 과냉각되지 않도록 관리하는 시스템에 관한 것으로서, 열전달 수단으로 냉각수를 사용하는 수냉식 열관리시스템에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 통합적인 열관리를 필요로 하는 다수의 고용량 고전압 배터리팩 모두에서 균일한 열관리 성능을 발휘할 수 있도록 각 배터리팩에 공급되는 냉각수의 유량을 일치시키고 냉각수 순환경로 상의 유동저항을 최소화하며 자체적으로 공기빼기 기능을 갖춘 열관리시스템에 관한 것이다.
전기자동차용 배터리는 작은 용량의 배터리셀 수백-수천개를 집적하여 팩의 형태로 구성한 것(배터리팩)으로서, 집적도가 곧 배터리팩의 에너지밀도를 좌우하게 되는데, 문제는 이 집적도가 높아질수록 방열면적이 감소하여 충/방전 시 발생하는 열이 배터리의 성능은 물론 수명에도 악영향을 미친다.
자동차시장에서 내연기관 차량과의 경쟁이 심화함에 따라 전기자동차 신규 출시품의 ‘1회 충전 주행가능 거리’는 지속적인 증가 추세를 보이고 있으며, 이는 배터리 열관리 기술의 고효율화를 압박한다.
또한 유지관리 측면에서 단일 배터리팩의 중량과 부피를 늘리는 데는 한계가 있어, 전기버스나 전기트럭 등 대형 전기자동차는 다량의(둘 이상의) 배터리팩을 탑재하는 것이 일반적이다.
수냉식 열관리시스템의 종래기술은 배터리팩 내부에 쿨링플레이트를 추가하고 시스템이 결정한 방향으로 열원(셀 또는 모듈)과 쿨링플레이트 사이에서 열전도(heat conduction) 방식의 열전달이 발생하도록 함으로써 배터리의 온도가 특정 범위 내에서 유지되도록 기능한다.
그러나 단일 차량에 상기 쿨링플레이트를 포함한 배터리팩을 다량으로 탑재하는 경우, 각 쿨링플레이트에 냉각수를 공급하는 관로(pipeline)가 복잡해짐과 동시에, 내부 유동저항이 전체적으로 증가하면서 일부 배관부품이 복잡하게 구성되는 곳에선 유동저항이 폭등하여, 결과적으로 각 쿨링플레이트에 공급되는 냉각수 유량에 편차가 발생하는 문제가 있다.
냉각수 유량에 편차가 존재하면 모든 쿨링플레이트에 동일한 온도의 냉각수를 공급할지라도 각각의 열원-쿨링플레이트 조합에서 발생하는 시간 당 열전달량에도 편차가 발생할 수밖에 없다. 즉, 모든 배터리팩을 대상으로 한 균일냉각과 균일가열이 불가능해지는 것이다.
KR 1020180042027 A KR 1021394850000 B1 KR 1020190079621 A
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 단일 차량에 다수의 배터리팩을 탑재하여 수냉식으로 열을 관리할 때, 각 배터리팩 내부의 쿨링플레이트에 공급되는 유량을 일치시킴으로써 균일한 열관리(균일냉각과 균일가열) 성능을 보장하고, 냉각수 순환경로의 유동저항을 감소시킴으로써 에너지효율이 향상된 열관리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 열관리시스템의 일 실시예는 적어도 두 개 이상의 배터리팩을 탑재한 전기자동차를 위한 것으로서, 상기 각각의 배터리팩 내부에 포함되어 열을 흡수 또는 방출함으로써 상기 배터리팩의 온도를 조절하는 쿨링플레이트와, 상기 각각의 쿨링플레이트에 냉각수를 공급하는 순환경로망과, 전기에너지를 소모하여 상기 순환경로망 내부의 냉각수 온도를 변화시키는 가열냉각부로 이루어지되, 상기 순환경로망은, 각각 연결된 워터펌프에 의해 개별적으로 유량 조절이 가능한 두 개 이상의 냉각수 순환경로를 포함한다.
두 개 이상의 쿨링플레이트가 하나의 냉각수 순환경로를 공유하는 경우, 쿨링플레이트 사이의 냉각수 입출력 관계는 후입선출로 구성되며, 이를 위해 상기 두 개 이상의 쿨링플레이트는 상기 냉각수 순환경로에 의해 병렬로 연결되되, 각각의 상기 쿨링플레이트는, 상기 워터펌프의 아웃렛 포트로부터 냉각수를 공급받는 경로가 짧을수록 상기 워터펌프의 인렛 포트까지 냉각수를 되돌려보내는 경로는 더 길다.
그리고 상기 상기 쿨링플레이트는, 전열면적을 제공하는 적어도 두 개 이상의 멀티채널튜브와, 상기 멀티채널튜브를 일측에서 병렬연결하여 냉각수를 공급하는 인렛 매니폴드와, 상기 멀티채널튜브를 타측에서 병렬연결하는 아웃렛 매니폴드로 이루어지되, 상기 두 개 이상의 멀티채널튜브 사이의 냉각수 입출력 관계는 후입선출로서, 이를 위해 상기 멀티채널튜브는, 상기 인렛 매니폴드의 인렛 포트로부터 냉각수를 공급받는 경로가 짧을수록 상기 아웃렛 매니폴드의 아웃렛 포트까지 냉각수를 되돌려보내는 경로는 더 길다.
본 발명에 따른 열관리시스템은 내부 유동저항을 줄이기 위해 하기 수단들을 제시한다.
상기 열관리시스템이 포함하는 냉각수 히터는 속이 빈 원기둥 형상의 하우징을 포함하되, 인렛 포트와 아웃렛 포트가 각각 상기 하우징의 원형단면의 외주에 접선방향으로 구비된다.
그리고 상기 열관리시스템이 포함하는 열교환기는 인렛 포트와 아웃렛 포트를 직접 연결하는 구조의 바이패스 유로를 구비한다.
본 발명에 따른 열관리시스템이 자체적인 공기빼기 기능을 구현하기 위해 제시하는 수단으로서, 상기 가열냉각부는 온도변화에 따른 냉각수 체적변화에 대응하기 위해 냉각수탱크를 구비하되, 상기 냉각수탱크의 저수위가 순환경로망 내의 최고수위보다 높고, 상기 가열냉각부의 모든 아웃렛 포트는 각각 공기빼기관으로 분기하여 냉각수탱크와 연결된다.
동시에 상기 공기빼기관은, 관로 중간에 오리피스가 삽입되되, 상기 오리피스의 인렛 측에는 거름망이 부가되고, 상기 오리피스의 유량통과단면적은 상기 가열냉각부의 아웃렛 포트의 유량통과단면적의 10% 이하이다.
본 발명에 따른 열관리시스템에 따르면, 단일 차량에 다수의 배터리팩을 탑재하여 수냉식으로 열을 관리할 때, 각 배터리팩 내부의 쿨링플레이트에 공급되는 유량을 일치시킴으로써 균일한 열관리(균일냉각과 균일가열) 성능을 보장하고, 냉각수 순환경로의 유동저항을 감소시킴으로써 에너지효율을 향상하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 열관리시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열관리시스템이 포함하는 쿨링플레이트의 일 실시예의 사시도이다.
도 3a은 본 발명에 따른 열관리시스템이 포함하는 가열냉각부의 일 실시예에서 냉각수 순환경로 및 그것과 연결된 구성품을 도시한 사시-투영도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 냉각수 히터의 H-H 단면도이다.
도 3c 내지 도 3d는 본 발명에 따른 열관리시스템이 포함하는 냉각수 히터의 기술적 우수성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3a에 도시된 가열냉각부가 포함하는 열교환기의 일 실시예의 사시도이다.
도 5는 도 3a에 도시된 가열냉각부가 포함하는 공기빼기관의 절개도이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 대해 해당 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 도면들을 참고하여 상세히 설명한다.
[균일한 열관리]
단일 차량에 다수의 배터리팩을 탑재한 경우 각 배터리팩에 냉각수를 공급하는 라인은 내부 유동저항에 편차가 발생할 수 있다. 특히 차량의 배터리 탑재 공간이 거리를 두고 여러 곳으로 분할된 경우 배관의 피팅부품 구성 차이에 의해 유동저항 편차는 크게 벌어진다.
일례로 공차중량이 10톤을 상회하는 전기버스의 경우 통상 네 개의 배터리팩을 탑재하는데 두 개는 지붕에 나머지 두 개는 차량 하부에 마련된 짐칸에 탑재하는 모델이 존재한다. 워터펌프가 지붕에 위치하든 짐칸에 위치하든 유동저항 편차를 감수해야 한다.
본 발명에 따른 열관리시스템은 상술한 상황처럼 배터리 탑재 공간이 유의미한 유동저항 편차를 유발할 정도로 분리 이격되었을지라도 모든 배터리팩에 대해 균일한 열관리 성능을 보장할 수단을 제공한다.
이를 위해 본 발명에 따른 열관리시스템은 차량에 적어도 두 개 이상의 배터리팩이 탑재된 경우, 상기 각각의 배터리팩 내부에 포함되어 열을 흡수 또는 방출함으로써 상기 배터리팩의 온도를 조절하는 쿨링플레이트와, 상기 각각의 쿨링플레이트에 냉각수를 공급하는 순환경로망과, 전기에너지를 소모하여 상기 순환경로망 내부의 냉각수 온도를 변화시키는 가열냉각부로 이루어지되, 상기 순환경로망은 각각 연결된 워터펌프에 의해 개별적으로 유량 조절이 가능한 두 개 이상의 냉각수 순환경로를 포함한다.
도 1을 참조하면, 차량에 세 개의 배터리팩(A, B, C)이 탑재되되, 두 개의 배터리팩(A, B)은 제1 탑재공간(15)에 탑재되고 나머지 한 개의 배터리팩(C)은 제2 탑재공간(16)에 탑재되며, 두 탑재공간(15, 16)이 상호 분리 및 이격된 상황에서, 본 발명에 따른 열관리시스템의 일 실시예(10)는 제1 탑재공간 내부로 냉각수를 공급하는 제1 냉각수 순환경로(21a, 21d)와 제2 탑재공간 내부로 냉각수를 공급하는 제2 냉각수 순환경로(22a, 22d)를 구비하되 각 냉각수 순환경로에 워터펌프가(21c, 22c) 개별적으로 연결됨으로써, 상기 두 워터펌프의 출력을 제어하여 모든 배터리팩에 동일한 유량의 냉각수가 순환하도록 할 수 있다.
이때 각 배터리팩(A, B, C) 내부에서 냉각수가 순환하는 경로를 제공하는 것은 쿨링플레이트(11, 12, 13)이다.
상기 열관리시스템의 일 실시예(10)의 구성을 보다 상세히 설명하자면, 상기 워터펌프(21c, 22c)의 효과적인 제어에 필요한 각 냉각수 순환경로의 유량을 측정하기 위해 상기 가열냉각부(14)는 제1 인렛 경로(21a)와 제2 인렛 경로(22a) 각각에 연결된 유량계(21b, 22b)를 포함한다.
도면에 도시한 것처럼 두 개의 배터리팩에 냉각수를 공급하는 제1 아웃렛 경로(21d)는 하나의 배터리팩에만 냉각수를 공급하는 제2 아웃렛 경로(22d)에 비해 두 배의 냉각수 유량을 통과시켜야 함이 당연하다.
상기 제1 인렛 경로(21a)와 제2 인렛 경로(22a)를 통해 상기 가열냉각부(14)로 들어온 냉각수는 합류부에서 합쳐짐으로써 순환 중에 발생했을 온도편차를 상쇄시킴이 바람직하다. 도면에서 상기 합류부는 냉각수 히터(46)가 기능을 구현하고 있으나, 단일 열교환기 내부에 합류부를 구성하거나 또는, 상기 냉각수 히터나 상기 열교환기로부터 분리된 제3의 독립 구성품일 수도 있다.
장비의 유지관리 편의성 및 차량 내부 공간의 효율적 이용을 위해 상기 가열냉각부(14)는 냉각수탱크(47)를 포함하는 것이 바람직하고, 이때 상기 냉각수탱크의 냉각수 공급관(53)은 상기 합류부로 연결됨이 바람직하다.
덧붙여 상기 가열냉각부(14)는 열교환기(45)와 팽창밸브(44)와 콘덴서(43)와 팬(42) 그리고 컴프레서(41)로 이뤄진 냉각부를 포함하며, 도면에서 상기 냉각부 구성품들을 상호 연결하는 점선은 냉매 순환경로이다.
하나의 냉각수 순환경로에 두 개 이상의 쿨링플레이트가 병렬로 연결된 경우, 상기 냉각수 순환경로 상에 배치된 워터펌프 제어로는 쿨링플레이트 사이의 유량 편차에 대응할 수 없다.
이 문제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 냉각수 순환경로를 공유하는 두 개 이상의 쿨링플레?憐? 사이의 냉각수 입출력 관계를 후입선출(또는 선입후출)로 구성한다. 즉, 상기 두 개 이상의 쿨링플레이트는 상기 냉각수 순환경로에 의해 병렬로 연결되되, 각각의 상기 쿨링플레이트는 상기 워터펌프의 아웃렛 포트로부터 냉각수를 공급받는 경로가 짧을수록 상기 워터펌프의 인렛 포트까지 냉각수를 되돌려보내는 경로는 더 길다.
도 1을 참조하면, 제1 탑재공간(15)의 전방에 배치된 배터리팩(A) 내부의 쿨링플레이트(11)와 후방에 배치된 배터리팩(B) 내부의 쿨링플레이트(12)를 상호 비교할 때, 상기 전방에 배치된 쿨링플레이트(11)는 워터펌프(21c)로부터 냉각수를 공급받는 경로가 상대적으로 짧은 대신 내부의 냉각수를 상기 워터펌프(21c)로 되돌려보내는 경로는 상대적으로 길고, 반대로 상기 후방에 배치된 쿨링플레이트(12)는 워터펌프(21c)로부터 냉각수를 공급받는 경로가 상대적으로 긴 대신 내부의 냉각수를 상기 워터펌프(21c)로 되돌려보내는 경로는 상대적으로 짧은 것을 확인할 수 있다.
이러한 후입선출 관계는 각 쿨링플레이트 영역에도 적용되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 본 발명에 따른 열관리시스템이 포함하는 쿨링플레이트의 일 실시예의 사시도를 참고하면, 상기 쿨링플레이트의 실시예(11’)는, 전열면적을 제공하는 적어도 두 개 이상의 멀티채널튜브(61, 62, 63)와, 상기 멀티채널튜브(11’)를 일측에서 병렬연결하여 냉각수를 공급하는 인렛 매니폴드(65)와, 상기 멀티채널튜브(11’)를 타측에서 병렬연결하는 아웃렛 매니폴드(66)로 이루어지되, 상기 두 개 이상의 멀티채널튜브(61, 62, 63) 사이의 냉각수 입출력 관계는 후입선출이다.
이를 위해 상기 멀티채널튜브는, 상기 인렛 매니폴드(65)의 인렛 포트(67)로부터 냉각수를 공급받는 경로가 짧을수록 상기 아웃렛 매니폴드(66)의 아웃렛 포트(68)까지 냉각수를 되돌려보내는 경로는 더 긴 특징이 있다.
실례로 상기 인렛 매니폴드의 인렛 포트(67)와 가장 가까운 인렛 포트(63a)를 갖는 멀티채널튜브(63)의 아웃렛 포트(63b)는 상기 아웃렛 매니폴드의 아웃렛 포트(68)에서 가장 멀리 떨어져 있고, 반대로 상기 인렛 매니폴드의 인렛 포트(67)에서 가장 먼 거리에 위치한 인렛 포트(61a)를 갖는 멀티채널튜브(61)는 아웃렛 포트(61b)는 상기 아웃렛 포트(68)와 가장 가깝다.
[유동저항 감소]
냉각수 순환경로 상의 유동저항(또는 압력강하)은 워터펌프의 에너지효율에 악영향을 미침은 물론 각 쿨링플레이트를 통과하는 유량을 감소시킴으로써 열관리 성능에도 악영향을 미친다.
본 발명은 가열냉각부 구성품들의 유동저항을 감소시킴으로써 에너지효율과 열관리 성능이 향상된 열관리시스템을 제시한다.
도 3a에 도시된 가열냉각부의 일 실시예의 사시-투영도와 도 3b에 도시된 냉각수 히터의 단면도를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 열관리시스템이 포함하는 냉각수 히터(46)는 속이 빈 원기둥 형상의 하우징을 포함하되, 인렛 포트(46a)와 아웃렛 포트(46b)가 각각 상기 하우징의 원형단면의 외주에 접선방향으로 구비된다.
상술한 구조를 갖는 냉각수 히터(46)의 기술적 우수성을 설명하기 위해 도 3c와 도 3d를 함께 참고하면, 도 3c에 도시된 종래기술의 냉각수 히터(47)는 냉각수가 하우징 표면을 통과해 안으로 들어올 때의 유선의 방향과 냉각수가 하우징 표면을 통과해 밖으로 나갈 때의 유선의 방향 모두 하우징의 길이방향 중심선과 수직교차하는 특징이 있다. 이러한 구조설계는 하우징에 인렛 포트와 아웃렛 포트를 접합하는 생산공정을 수월하게 함으로써 생산원가 절감에 도움이 되므로 엔지니어에게 선택받기 쉽다.
그러나 도 3d에 도시된 유동해석 이미지를 참조하면, 상기 종래기술의 냉각수 히터(47)를 통과하는 냉각수는 출입 과정에서 동압의 대부분을 잃어버리는 모습을 보이고, 압력강하가 크게 발생함을 의미한다.
실제로 유동해석과 실험 모두에서 본 발명에 따른 냉각수 히터(46)를 통과하는 냉각수의 압력강하는 종래기술의 냉각수 히터(47)를 통과할 때의 절반 수준으로 확인되었다.
도 1을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 열관리시스템(10) 전체 구성품 중 냉각수의 흐름을 가장 크게 방해하는 것은, 가열냉각부(14)가 냉각수를 냉각하고 있을 때의 열교환기(45)이다.
냉각수는 20℃이하에서 온도가 더 내려갈수록 동점성계수가 폭등하는 현상을 보이는데, 높은 생산성으로 널리 쓰이는 판형 열교환기는 내부로 냉각수가 통과하는 단위 채널이 비좁아 동점성의 증가분이 그대로 유동저항 증가로 나타난다.
실험에서 컴프레서(41)가 작동함과 동시에 냉각수 총유량이 3분의 2 이하로 떨어지는 현상을 확인할 수 있었다.
상술한 문제를 극복하기 위해, 본 발명에 따른 열관리시스템이 상기 냉각수의 온도를 낮추는 수단으로서 포함하는 열교환기의 일 실시예(44’)는, 도 4에 도시된 바와 같이 인렛 포트(44a)와 아웃렛 포트(44b)를 직접 연결하는 구조의 바이패스 유로(44c)를 추가로 구비한다.
이로써 상기 열교환기(44’) 내부를 통과 중인 냉각수의 동점성계수가 폭등하면 바이패스 유로(44c)의 유량이 증가하면서 문제의 유량 감소 문제를 어느 정도 해소할 수 있다.
[냉각수 공기빼기]
순환하는 냉각수의 양이 많을수록, 유량이 클수록, 순환경로가 복잡할수록 냉각수 내부에 기포가 발생하기 쉽고 동시에 그 기포를 제거하기는 어려워진다.
본 발명에 따른 열관리시스템의 가열냉각부는 냉각수 순환경로 상에 자체적인 공기빼기 구조를 포함한다.
도 1과 도 3a를 함께 다시 참조하면, 본 발명에 따른 가열냉각부(14)는 온도변화에 따른 냉각수 체적변화에 대응하기 위해 냉각수탱크(47)를 구비하되, 상기 냉각수탱크의 저수위가 상기 순환경로망 내의 최고수위보다 높고, 상기 가열냉각부(14)의 모든 아웃렛 포트는 각각 공기빼기관(21e, 22e)으로 분기하여 냉각수탱크와 연결된다.
상술한 공기빼기 구조는 워터펌프(21c, 22c)로부터 토출되는 냉각수의 유량 일부를 상기 냉각수탱크(47)로 되돌리는 과정에서 냉각수에 섞인 기포를 빼내는 기능을 수행한다.
이때 공기빼기관의 내경이 너무 크면 유량 손실이 문제되고 거꾸로 너무 좁으면 부유물에 의해 막혀 공기빼기 기능을 상실할 우려가 제기된다.
따라서 본 발명에 따른 열관리시스템의 공기빼기 구조는 비교적 큰 내경의 공기빼기관을 포함하되 중간에 오리피스를 삽입하여 유량손실을 최소화한다.
도 5에 도시된 상기 공기빼기관의 일 실시예(21e)의 절개도를 참조하면, 상기 공기빼기관 내부에 상기 공기빼기관보다 내경이 작은 오리피스(51)가 삽입되어 냉각수는 오리피스를 통해서만 흐를 수 있다. 이때 오리피스의 인렛 측에 거름망(51a)을 부가함으로써 상기 오리피스(51)의 작은 구멍이 부유물에 막힐 우려를 차단한다.
본 발명은 전기자동차에 탑재되는 고용량 고전압 배터리의 안전하고 효율적인 열관리를 실현하는 기술이므로 산업상 이용 가능성이 충분하다.
A, B, C: 배터리팩
11, 12, 13: 쿨링플레이트 14: 가열냉각부
15, 16: 배터리 탑재 공간
21a, 22a: 인렛 경로 21b, 22b: 유량계
21c, 22c: 워터펌프 21d, 22d: 아웃렛 경로
21e, 22e: 공기빼기관
41: 컴프레서 42: 팬
43: 콘덴서 44: 팽창밸브
45: 열교환기 46: 냉각수 히터
47: 냉각수탱크
51, 52: 오리피스 53: 냉각수 공급관
61, 62, 63: 멀티채널튜브
65: 인렛 매니폴드 66: 아웃렛 매니폴드

Claims (7)

  1. 적어도 두 개 이상의 배터리팩을 탑재한 전기자동차의 배터리 열관리시스템에 있어서,
    상기 각각의 배터리팩 내부에 포함되어 열을 흡수 또는 방출함으로써 상기 배터리팩의 온도를 조절하는 쿨링플레이트;와
    상기 각각의 쿨링플레이트에 냉각수를 공급하는 순환경로망;과
    전기에너지를 소모하여 상기 순환경로망 내부의 냉각수 온도를 변화시키는 가열냉각부로 이루어지되,
    상기 순환경로망은,
    각각 연결된 워터펌프에 의해 개별적으로 유량 조절이 가능한 두 개 이상의 냉각수 순환경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 열관리시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각수 순환경로를 공유하는 두 개 이상의 쿨링플레이트 사이의 냉각수 입출력 관계는 후입선출로서,
    이를 위해 상기 두 개 이상의 쿨링플레이트는 상기 냉각수 순환경로에 의해 병렬로 연결되되,
    각각의 상기 쿨링플레이트는,
    상기 워터펌프의 아웃렛 포트로부터 냉각수를 공급받는 경로가 짧을수록 상기 워터펌프의 인렛 포트까지 냉각수를 되돌려보내는 경로는 더 긴 것을 것을 특징으로 하는 열관리시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 쿨링플레이트는,
    전열면적을 제공하는 적어도 두 개 이상의 멀티채널튜브;와
    상기 멀티채널튜브를 일측에서 병렬연결하여 냉각수를 공급하는 인렛 매니폴드;와
    상기 멀티채널튜브를 타측에서 병렬연결하는 아웃렛 매니폴드로 이루어지되,
    상기 두 개 이상의 멀티채널튜브 사이의 냉각수 입출력 관계는 후입선출로서,
    이를 위해 상기 멀티채널튜브는,
    상기 인렛 매니폴드의 인렛 포트로부터 냉각수를 공급받는 경로가 짧을수록 상기 아웃렛 매니폴드의 아웃렛 포트까지 냉각수를 되돌려보내는 경로는 더 긴 것을 특징으로 하는 열관리시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가열냉각부는,
    상기 냉각수의 온도를 높이는 수단으로서 냉각수 히터를 포함하되,
    상기 냉각수 히터는,
    속이 빈 원기둥 형상의 하우징을 포함하고,
    인렛 포트와 아웃렛 포트가 각각 상기 하우징의 원형단면의 외주에 접선방향으로 구비된 것을 특징으로 하는 열관리시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가열냉각부는,
    상기 냉각수의 온도를 낮추는 수단으로서 열교환기를 포함하되,
    상기 열교환기는,
    인렛 포트와 아웃렛 포트를 직접 연결하는 구조의 바이패스 유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 열관리시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 가열냉각부는,
    온도변화에 따른 냉각수 체적변화에 대응하기 위해 냉각수탱크를 구비하되,
    상기 냉각수탱크의 저수위가 순환경로망 내의 최고수위보다 높고,
    상기 가열냉각부의 모든 아웃렛 포트는 각각 공기빼기관으로 분기하여 냉각수탱크와 연결되는 것을 특징으로 하는 열관리시스템.
  7. 제 9항에 있어서,
    상기 공기빼기관은,
    관로 중간에 오리피스가 삽입되되,
    상기 오리피스의 인렛 측에는 거름망이 부가되고,
    상기 오리피스의 유량통과단면적은 상기 가열냉각부의 아웃렛 포트의 유량통과단면적의 10% 이하인 것을 특징으로 하는 열관리시스템.
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