WO2022177303A1 - 차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈 - Google Patents

차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈 Download PDF

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chiller
coolant
flow path
cooling water
pump module
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이문섭
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지엠비코리아 주식회사
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    • F01P2050/00—Applications
    • F01P2050/22—Motor-cars

Definitions

  • the present invention relates to a coolant manifold for air conditioning of a vehicle and an integrated coolant distribution and storage module for storing and distributing coolant distributed through various routes.
  • An electric vehicle is a vehicle in which the driving energy of the vehicle is obtained from electric energy, not from the combustion of fossil fuels like conventional vehicles. Electric vehicles have the advantage of no exhaust gas and very little noise, but have not been put to practical use due to problems such as the heavy weight of the battery and charging time. Its development is accelerating again.
  • an electric vehicle driven by a motor is provided with an inverter, an LDC for converting DC power into AC power, a charger, and the like, and a cooling system capable of always maintaining an appropriate temperature due to their heat generation characteristics is essential.
  • the cooling system is provided with a water pump for cooling water circulation, and the cooling water discharged from the water pump passes through the motor and related electrical devices and then circulates through the heat source, thereby protecting various electrical devices with heat generation characteristics from overheating. .
  • the present invention has been proposed to solve this problem, and the cooling water reservoir, water pump, chiller, and valve structure are packaged, and a manifold integrating each component is provided to facilitate the flow of cooling water between each component, and the cooling water flow resistance is reduced. It is an object of the present invention to provide a cooling water manifold and an integrated cooling water distribution and storage module for air conditioning of a vehicle that are reduced and have improved ease of installation.
  • a coolant manifold for vehicle air conditioning includes a base disposed between a coolant reservoir and a valve pump module, and to which a chiller is coupled to one side; and a plurality of flow paths that are integrally molded with the base and flow independently of the coolant, a first flow path connects the coolant reservoir and the valve pump module, a second flow path connects the chiller and the valve pump module, and a third flow path connects the chiller and the valve pump module. It includes a flow path part for connecting the parts to be cooled, and functions as a support for the coolant reservoir, the valve pump module, and the chiller, and performs a coolant distribution function at the same time.
  • the base consists of an upper part and a lower part, a coolant reservoir is disposed above the upper part, a valve pump module is disposed below the lower part, the upper part of the flow path is formed in the upper part, and the lower part of the flow passage is formed in the lower part. It is characterized in that the flow path portion is formed when the upper part and the lower part are combined.
  • the upper part and the lower part are formed in a panel shape, and the first flow passage, the second flow passage, and the third flow passage of the flow passage are arranged in the lateral direction.
  • the upper part has an upper port connected to the coolant reservoir on its upper surface
  • the lower part has a lower port connected to the valve pump module on its lower surface. It is characterized in that it is matched to form a first flow path.
  • a first upper guide part which is depressed and extended from the chiller side is formed, and the upper surface of the lower part matches the first upper guide part and extends by being depressed from the chiller side and opened to the valve pump module side.
  • a lower guide portion is formed, and when the upper part and the lower part are combined, the first upper guide and the first lower guide are matched to each other to form a second flow path.
  • the lower part is characterized in that an extension port extending downward from the opened portion of the first lower guide part is formed.
  • a second upper guide part is formed on the lower surface of the upper part by being depressed from the chiller side and extending in a path different from the second flow path, and the lower part is matched with the second upper guide part on the upper surface and is depressed from the chiller side.
  • An extended second lower guide part is formed, and when the upper part and the lower part are combined, the second upper guide and the second lower guide are matched with each other to form a third flow path.
  • a plurality of lower flanges to which the second or third flow passages are connected are formed on the edge of the lower part, and a distribution port communicating with the second or third flow passages is formed in each lower flange, respectively.
  • a second flow passage or a third flow passage is connected to the edge of the upper part, and a plurality of upper flanges formed to be in contact with the lower flange are formed.
  • the first flow passage serves as an outlet so that the cooling water of the coolant reservoir flows to the valve pump module
  • the second flow passage serves as an outlet so that the cooling water of the chiller flows to the valve pump module
  • the third flow passage serves as the coolant circulating the cooling target parts. It is characterized in that it serves as an inlet for distribution to the chiller.
  • the chiller is characterized in that the cooling water lines having different circulation paths are configured, the second flow passages are divided into a plurality, and each of the divided second flow passages is connected to each cooling water line of the chiller.
  • the inside of the coolant reservoir is divided into a plurality of spaces
  • the inside of the valve pump module is divided into a plurality of spaces
  • the circulation of the coolant is selectively controlled through rotation of the ball valve in each space
  • the first flow path is divided into a plurality of spaces
  • each of the divided first and second flow passages is characterized in that it is connected to each space of the valve pump module.
  • the third flow passage is characterized in that one side portion extends in the same direction as the second flow passage and is connected to the chiller, and the other side portion is spaced apart from the first and third flow passages and extends toward the other direction and is connected to the cooling target part.
  • one side is divided into a plurality of parts, and the divided one side is connected to each cooling water line of the chiller, and the other side is divided into a plurality of parts. do it with
  • the third flow passage is characterized in that when the other side is divided into more numbers than the one side, the other side is joined to the one side.
  • the integrated cooling water distribution and storage module is a chiller for performing heat exchange between the cooling water and the refrigerant; a cooling water reservoir in which the cooling water circulated through the components to be cooled is stored; a valve pump module for controlling the circulation of the coolant circulated to the chiller and the coolant reservoir to the parts to be cooled; and a base disposed between the coolant reservoir and the valve pump module and having a chiller disposed on one side, a first flow path connecting the coolant reservoir and the valve pump module, a second flow path connecting the chiller and the valve pump module, a chiller and a cooling target It includes a; is composed of a third flow path for connecting the parts, and a manifold made of a flow path formed on the base.
  • the inside of the coolant reservoir is divided into a plurality of spaces, and the valve pump module has a divided space and is provided in each space with a valve device equipped with a ball valve to control the cooling water, and is installed on one side of the valve device to circulate the cooling water. It is characterized in that it consists of a water pump.
  • the cooling water manifold and the integrated coolant distribution and storage module for the vehicle having the structure as described above are packaged with a coolant reservoir, a water pump, a chiller, and a valve structure, and a manifold integrating each configuration is provided, so that the coolant between each configuration is provided.
  • the flow becomes smooth, the cooling water flow resistance is reduced, and the ease of installation is improved.
  • FIG. 1 is a view showing an integrated cooling water distribution and storage module according to the present invention.
  • Fig. 2 is a side view of the integrated cooling water distribution and storage module shown in Fig. 1;
  • FIG. 3 is a top view of the integrated cooling water distribution and storage module shown in FIG. 1 ;
  • FIG. 4 is a view showing a coolant manifold for air conditioning of a vehicle according to the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded view of a coolant manifold for air conditioning of a vehicle according to the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded view of a coolant manifold for air conditioning of a vehicle according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing an integrated cooling water distribution and storage module according to the present invention
  • FIG. 2 is a side view of the integrated cooling water distribution and storage module shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is the integrated cooling water distribution and storage module shown in FIG. 1 4
  • FIG. 5 is an exploded view of a coolant manifold for air conditioning of a vehicle according to the present invention
  • FIG. 6 is a vehicle according to the present invention It is an exploded view of the cooling water manifold for air conditioning.
  • the coolant manifold for air conditioning of a vehicle is disposed between the coolant reservoir 10 and the valve pump module 20, and the chiller 30 is coupled to one side of the base (100); and a plurality of flow paths that are integrally molded with the base 100 and independently flow the coolant, and the first flow passage 210 connects the coolant reservoir 10 and the valve pump module 20 and the second flow passage 220 .
  • Connects the chiller 30 and the valve pump module 20 and the third flow path 230 includes a flow path 200 connecting the chiller 30 and the cooling target part 40 .
  • the cooling water reservoir 10 stores cooling water, and the cooling water circulated through the cooling target part 40 is circulated. Accordingly, a port is also formed in the cooling water reservoir 10 so that the cooling water circulating in the cooling target part 40 is introduced.
  • the valve pump module 20 switches the circulation path of the cooling water, and the water pump W is also configured so that the cooling water can be circulated by the operation of the water pump W.
  • the chiller 30 is configured to allow heat exchange between the refrigerant and the cooling water or the cooling water and the cooling water.
  • the coolant reservoir 10, the valve pump module 20, and the chiller 30 are packaged through a manifold composed of the base 100 and the flow passage 200.
  • the base 100 of the present invention is disposed between the coolant reservoir 10 and the valve pump module 20 , and the chiller 30 is disposed on one side of the base 100 .
  • the flow path 200 is formed in the base 100 so that the coolant is circulated to the coolant reservoir 10 , the valve pump module 20 , and the chiller 30 .
  • the flow passage 200 is composed of a first flow passage 210 , a second flow passage 220 , and a third flow passage 230 through which the coolant flows independently
  • the first flow passage 210 includes the coolant reservoir 10 and
  • the valve pump module 20 is connected
  • the second flow path 220 connects the chiller 30 and the valve pump module 20
  • the third flow path 230 connects the chiller 30 and the cooling target part 40 .
  • the coolant reservoir 10 , the valve pump module 20 , and the chiller 30 circulate the coolant through the flow path 200 molded to the base 100 , so that the coolant is supplied to each cooling target part 40 . can be distributed.
  • the coolant reservoir 10, the valve pump module 20, and the chiller 30 are connected via the base 100, and the base 100 includes the coolant reservoir 10 and the valve pump module 20.
  • the cooling water distribution function is simultaneously performed through the flow passage 200 .
  • the base 100 is composed of an upper part 110 and a lower part 120 , and the cooling water is disposed above the upper part 110 .
  • the reservoir 10 is disposed, the valve pump module 20 is disposed under the lower part 120, the upper part of the flow path 200 is molded in the upper part 110, and the flow path part ( The lower part of the 200 is molded to form the flow path 200 when the upper part 110 and the lower part 120 are combined.
  • the base 100 is divided into an upper part 110 and a lower part 120 , so that it is easy to package the coolant reservoir 10 , the valve pump module 20 , and the chiller 30 .
  • the upper part 110 is integrally molded with the chiller 30
  • the lower part 120 is integrally molded with the valve pump module 20 , the upper part 110 .
  • the coolant reservoir 10 may also be integrally formed in the upper part 110 , and the coolant reservoir 10 may be separately configured and assembled to the upper part 110 .
  • the upper part of the flow path part 200 is molded in the upper part 110 and the lower part of the flow path part 200 is molded in the lower part 120 , thereby forming the upper part 110 and the lower part 120 . ), the flow path 200 through which the cooling water flows is formed. For this reason, when the flow passage 200 is formed on the base 100 , the first passage 210 and the second passage ( 220) and a third flow path 230 may be formed.
  • the upper part 110 and the lower part 120 are formed in a panel shape, and the first flow path 210 , the second flow path 220 , and the third flow path 230 of the flow path part 200 in the lateral direction. can be listed. Due to this, the base 100 is reduced in vertical height so that the overall package size is reduced, and as the first flow path 210 , the second flow path 220 , and the third flow path 230 are arranged in the lateral direction, the flow path part ( 200) can be reduced.
  • the upper part 110 has an upper port 111 connected to the coolant reservoir 10 on its upper surface
  • the lower part 120 has a lower port 121 connected to the valve pump module 20 on its lower surface.
  • the coolant reservoir 10 is provided on the upper side of the base 100
  • the upper port 111 is extended on the upper surface of the upper part 110
  • the coolant reservoir 10 is connected through the upper port 111.
  • the valve pump module 20 is provided on the lower side of the base 100
  • the lower port 121 is extended on the lower surface of the lower part 120 to the valve pump module 20 through the lower port 121 .
  • the upper port 111 of the upper part 110 and the lower port 121 of the lower part 120 match each other, the upper port 111 when the upper part 110 and the lower part 120 are combined. and the lower port 121 form a first flow path 210 . Accordingly, the cooling water of the cooling water reservoir 10 may be circulated to the valve pump module 20 through the first flow path 210 .
  • a first upper guide part 112 which is depressed and extended from the chiller 30 side is formed, and the first upper guide part 112 is formed on the upper surface of the lower part 120 .
  • the first lower guide part 122 that is matched to the chiller 30 and extends to the side of the chiller 30 and opened toward the valve pump module 20 is formed.
  • first upper guide part 112 and the first lower guide part 122 are formed to be recessed in the upper part 110 and the lower part 120, respectively, the upper part 110 and the lower part 120
  • the first upper guide part 112 and the first lower guide part 122 are matched with each other to form a second flow path 220 through which the cooling water flows.
  • the first lower guide part 122 is the first upper guide part ( 112) and extending from the chiller 30 to the valve pump module 20 side, and is formed to be opened to the valve pump module 20, so that the cooling water of the chiller 30 is circulated to the valve pump module 20.
  • an extension port 122a extending downward from the opened portion of the first lower guide part 122 may be formed in the lower part 120 .
  • the second flow path 220 formed by the first upper guide part 112 and the first lower guide part 122 extends in a straight direction from the chiller 30 and is formed by the first lower guide part 122 . It can be connected to the valve pump module 20 by bending and extending downward along the extension port 122a in the opened portion.
  • a second upper guide part 113 that is depressed from the chiller 30 side and extends in a different path from the second flow path 220 is formed, and the lower part 120 .
  • the upper surface is matched with the second upper guide part 113 and a second lower guide part 123 that is recessed and extended from the chiller 30 side is formed, and the upper part 110 and the lower part 120 are formed.
  • the second upper guide and the second lower guide are matched to each other to form a third flow path 230 .
  • the second upper guide part 113 and the second lower guide part 123 are formed to be recessed in the upper part 110 and the lower part 120, respectively, the upper part 110 and the lower part 120.
  • the second upper guide part 113 and the second lower guide part 123 may be matched with each other to form a third flow path 230 through which the cooling water flows.
  • the chiller 30 is provided on one side of the base 100 and the cooling target part 40 is spaced apart from the roller 30 and connected in the other direction, the second upper guide part 113 and the second lower end The guide part 123 may be bent laterally from the base 100 to form the third flow path 230 in a direction different from the second flow path 220 .
  • the base 100 is composed of an upper part 110 and a lower part 120 , and the flow path 200 is formed when the upper part 110 and the lower part 120 are mutually coupled. That is, the coolant is circulated between the coolant reservoir 10 and the valve pump module 20 through the first flow path 210 formed by the combination of the upper part 110 and the lower part 120 , and the second flow path 220 . ) through which the cooling water circulates between the chiller 30 and the valve pump module 20 , and the cooling water may circulate between the chiller 30 and the cooling target part 40 through the third flow path 230 .
  • the upper part 110 and the lower part 120 may be made of a plastic material, and are coupled to each other through a bonding process to perform sealing of the coolant.
  • each lower flange 124 has a second flow passage 220 or A distribution port 124a communicating with the third flow path 230 may be formed, respectively.
  • a lower flange 124 having an area is formed on the edge of the lower part 120 to extend in the vertical direction of the lower part 120 , so that the distribution port matches the second flow path 220 or the third flow path 230 . (124a) may be formed.
  • the lower flange 124 formed in the lower part 120 it is possible to secure the supporting force for the parts such as the chiller 30, it is possible to secure the area in which the distribution port (124a) can be formed.
  • the second flow path 220 or the third flow path 230 is connected and a plurality of upper flanges 114 formed to be in contact with the lower flange 124 may be formed, such an upper flange 114 is formed to be in contact with the lower flange 124 so that when the lower part 120 and the upper part 110 are coupled, the upper flange 114 is in contact with the lower flange 124 to support the lower flange 124.
  • This is secured, and as the lower part 120 and the upper part 110 are in surface contact, the sealing performance is also secured.
  • coolant manifold for air conditioning of a vehicle according to the present invention may be applied as follows.
  • the first flow path 210 serves as an outlet so that the cooling water of the coolant reservoir 10 is distributed to the valve pump module 20
  • the second flow path 220 is the chiller 30 .
  • the third flow path 230 may serve as an inlet so that the cooling water circulated through the cooling target part 40 is circulated to the chiller 30 .
  • the third flow path 230 serves as an inlet of the cooling water.
  • the cooling water reservoir 10 stores the cooling water or residual cooling water circulating the cooling target part 40 , and the cooling water stored in the cooling water reservoir 10 is distributed to the valve pump module 20 through the first flow path 210 . Accordingly, the first flow path 210 serves as an outlet of the cooling water.
  • the cooling water circulated in the chiller 30 exchanges heat with the refrigerant or other cooling water, and as the cooling water that has passed through the chiller 30 circulates to the valve pump module 20 through the second flow path 220, the second flow path ( 220) serves as an outlet for the coolant.
  • the cooling water may be circulated by the water pump W provided in the valve pump module 20 , and as the first flow path 210 and the second flow path 220 are connected to the valve pump module 20 , the cooling water Cooling water of the reservoir 10 and the chiller 30 is circulated from the valve pump module 20 to a specific cooling target part 40 , and the cooling water circulated through each cooling target part 40 is passed through the third flow path 230 . It may be circulated to the chiller 30 .
  • the chiller 30 is configured with a cooling water line (not shown) having different circulation paths, the second flow path 220 is divided into a plurality, and each divided second flow path 220 is the Can be connected to each coolant line
  • the chiller 30 is configured such that the cooling water lines have different circulation paths so that cooling water of different temperatures can be provided to the parts 40 to be cooled under different cooling conditions.
  • the chiller 30 is usually provided for heat exchange, has a structure in which a plurality of cooling water lines or a plurality of refrigerant lines overlap, and each cooling water line is configured so that different cooling water flows, so that cooling water of different temperatures can be used as a refrigerant or It may be configured to control the temperature through heat exchange with another coolant.
  • the second flow path 220 is divided into a plurality of, and each divided flow path is connected to each coolant line of the chiller 30 .
  • the number of divisions of the cooling water line of the chiller 30 and the second flow path 220 is two, and the cooling water line of the chiller 30 according to the cooling conditions required by various cooling target parts 40 . and the number of divisions of the second flow path 220 may be additionally configured.
  • the chiller 30 has two coolant lines through which coolants of different temperatures flow, and the coolant flowing in each coolant line is heat-exchanged with a refrigerant or heat-exchanged with other coolants to control the temperature.
  • the second flow path 220 may also be divided into two, and each of the divided second flow paths 220 is connected to different coolant lines of the chiller 30, so that the coolant managed at different temperatures can be controlled by the valve. It may be distributed to the pump module 20 .
  • the inside of the coolant reservoir 10 is divided into a plurality of spaces.
  • valve pump module 20 is divided into a plurality of spaces, and the circulation of the cooling water is selectively controlled through rotation of the ball valve 21 in each space.
  • the first flow path 210 may be divided into a plurality of segments, and each of the divided first and second flow paths 210 and 220 may be connected to each space of the valve pump module 20 .
  • the coolant reservoir 10 is also divided into two spaces so that coolants of different temperatures can be stored and distributed, and the valve pump module 20 is also divided into two spaces inside the ball valve ( 21), the flow direction of cooling water is adjusted according to the rotational position.
  • the first flow path 210 may also be divided into two, and each divided first flow path 210 is in each divided space of the coolant reservoir 10 and each divided space of the valve pump module 20 .
  • each divided first flow path 210 is in each divided space of the coolant reservoir 10 and each divided space of the valve pump module 20 .
  • the third flow path 230 has one side extending in the same direction as the second flow path 220 and connected to the chiller 30 , and the other side is spaced apart from the first flow path 210 and the third flow path 230 . It may extend to face another direction and be connected to the cooling target part 40 . Accordingly, the third flow path 230 may have an extended shape with one side and the other side bent at ' ⁇ or ⁇ '. Accordingly, the third flow path 230 may be connected to the cooling target component 40 without interfering with the first flow path 210 and the third flow path 230 .
  • the third flow path 230 as it should be connected to the chiller 30 side together with the second flow path 220, one side extends in the same direction as the second flow path 220 and is connected to the chiller 30, The other side is spaced apart from the first flow path 210 and the third flow path 230 so as not to interfere with the coolant reservoir 10, the valve pump module 20, and the chiller 30, and extends in the other direction to the cooling target part 40 ) is associated with
  • the third flow path 230 is divided into a plurality of one side, and each divided one side is connected to each cooling water line of the chiller 30 , and the other side is also divided into a plurality of cooling water circulating the cooling target part 40 .
  • the number of divisions may be determined according to the circulation path.
  • one side connected to the chiller 30 in the third flow path 230 is divided into two so as to be connected to each coolant line of the chiller 30 .
  • the other side portion connected to the cooling target part 40 in the third flow path 230 may be divided into a plurality of parts according to the circulation path of the cooling water circulating the cooling target part 40 .
  • the number of divisions is determined according to the plurality of cooling target parts 40 .
  • the other side portion when the other side portion is divided into more numbers than the one side portion, the other side portion may be joined to one side portion. That is, the cooling target part 40 connected to the other side of the third flow path 230 may be configured in various ways, and the cooling water circulating the plurality of cooling target parts 40 is connected to the other side so that the cooling water circulates, The other side may be divided into more numbers than the one side.
  • the coolant having the same temperature flows from the other side to the one side in each of the divided third flow paths 230 , if the number of the other side parts is larger, they are joined to be connected to one side to facilitate the cooling flow and the third flow path 230 . A space for forming the flow path 230 is reduced.
  • the integrated cooling water distribution and storage module according to the present invention, as shown in FIG. 1, a chiller 30 for performing heat exchange between the cooling water and the refrigerant; a cooling water reservoir 10 in which the cooling water circulated through the cooling target part 40 is stored; a valve pump module 20 for controlling the circulation of the cooling water circulated to the chiller 30 and the cooling water reservoir 10 to the cooling target part 40; and a base 100 disposed between the coolant reservoir 10 and the valve pump module 20 and having a chiller 30 disposed on one side, and a first connecting the coolant reservoir 10 and the valve pump module 20 .
  • the base is composed of a flow path 210 , a second flow path 220 connecting the chiller 30 and the valve pump module 20 , and a third flow path 230 connecting the chiller 30 and the cooling target part 40 . It includes;
  • the cooling water reservoir 10 stores cooling water, and the cooling water circulated through the cooling target part 40 is circulated. Accordingly, a port may be formed in the cooling water reservoir 10 so that the cooling water circulating in the cooling target part 40 is introduced.
  • the valve pump module 20 selectively switches the circulation path of the cooling water, and the water pump W is configured together, so that the cooling water is circulated by the operation of the water pump W.
  • the chiller 30 is configured to allow heat exchange between the refrigerant and the cooling water.
  • the manifold is composed of a base 100 and a flow passage 200, and a flow passage 200 is formed in the base 100, so that the coolant can be stored in a coolant reservoir 10, a valve pump module 20, a chiller ( 30) to be distributed.
  • the flow passage 200 is composed of a first flow passage 210 , a second flow passage 220 , and a third flow passage 230 through which the coolant flows independently, and the first flow passage 210 includes the coolant reservoir 10 and
  • the valve pump module 20 is connected, the second flow path 220 connects the chiller 30 and the valve pump module 20 , and the third flow path 230 connects the chiller 30 and the cooling target part 40 . connect For this reason, the coolant reservoir 10 , the valve pump module 20 , and the chiller 30 circulate the coolant through the flow path 200 formed in the base 100 .
  • the coolant reservoir 10, the valve pump module 20, and the chiller 30 are connected via the base 100, so that the manifold is connected to the coolant reservoir 10, the valve pump module 20 and the chiller.
  • the cooling water distribution function is simultaneously performed through the flow path 200 .
  • the inside of the coolant reservoir 10 is divided into a plurality of spaces, and the valve pump module 20 has a divided space and is provided in each space and the valve device 22 is provided with a ball valve 21 for controlling the cooling water. ) and a water pump (W) installed on one side of the valve device 22 to circulate cooling water.
  • the inside of the coolant reservoir 10 is divided into a plurality of spaces
  • the valve pump module 20 also has a divided space
  • the chiller 30 is configured to have coolant lines having different circulation paths. Cooling water of different temperature can be managed independently.
  • the valve pump module 20 includes a valve device 22 provided with a ball valve 21 in each divided space, and a water pump W installed on one side of the valve body to circulate cooling water.
  • a water pump W installed on one side of the valve body to circulate cooling water.
  • the cooling water of different temperatures may adjust the flow of the cooling water according to the cooling water temperature required by the respective cooling target parts 40 .
  • the cooling water may be circulated including each cooling target part (40).
  • the coolant reservoir 10 In the vehicle's air conditioning coolant manifold and integrated coolant distribution and storage module having the structure as described above, the coolant reservoir 10, the water pump W, the chiller 30, and the valve structure are packaged, and each component is integrated.
  • a manifold is provided to facilitate the flow of cooling water between each component, to reduce cooling water flow resistance, and to improve installation easiness.
  • base 110 upper part
  • first lower guide part 122a extension port

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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
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.
이에 관하여 종래기술로는 KR 10-2010-0102939 A가 있다.
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.
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 1은 본 발명에 따른 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈의 측면도.
도 3은 도 1에 도시된 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈의 상면도.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드의 분해도.
도 6은 본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드의 분해도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드 및 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈의 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 통합 냉각수 분배 및 저장 모듈의 상면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드의 분해도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량의 공조용 냉각수 매니폴드의 분해도이다.
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.
[부호의 설명]
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 (17)

  1. 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.
  2. 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.
  3. 청구항 2에 있어서,
    어퍼파트와 로어파트는 판넬 형상으로 형성되며, 측방향으로 유로부의 제1유로, 제2유로, 제3유로가 나열된 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 청구항 5에 있어서,
    로어파트는 제1하단가이드부의 개통된 부분에서 하방으로 연장되는 연장포트가 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 청구항 8에 있어서,
    어퍼파트의 테두리에는 제2유로 또는 제3유로가 연결되고 로어플랜지에 접하도록 형성된 어퍼플랜지가 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 청구항 14에 있어서,
    제3유로는 타측부가 일측부보다 더 많은 개수로 분할된 경우 타측부가 일측부에 대해 합류되는 것을 특징으로 하는 차량의 공조용 냉각수 매니폴드.
  16. 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.
  17. 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.
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