KR101575374B1 - 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘덴서를 포함하여 2열 이상 전후 배열되는 라디에이터 사이에 이온풍을 발산시키는 수단을 설치하여 라디에이터의 중첩구간에 대한 냉각 성능을 크게 향상시킬 수 있도록 한 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 전장 라디에이터와 콘덴서의 중첩 구간과, 콘덴서와 엔진 라디에이터의 중첩 구간에 별도의 이온풍 발생수단을 설치하여 외부로부터의 냉각풍 외에 이온풍을 발산시킴으로써, 전장 라디에이터를 비롯하여 콘덴서 및 엔진 라디에이터의 냉각 성능을 크게 향상시킬 수 있도록 한 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치{Cooling module for HEV vehicle usinf ion wind}

본 발명은 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘덴서를 포함하여 2열 이상 전후 배열되는 라디에이터 사이에 이온풍을 발산시키는 수단을 설치하여 라디에이터의 중첩구간에 대한 냉각 성능을 크게 향상시킬 수 있도록 한 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 내연기관 차량에 비해 발열량이 매우 클 뿐만 아니라, 모터를 비롯한 전장 부품들의 내구 성능을 유지하기 위하여 냉각 스펙 또한 매우 높은 수준을 필요로 한다.

이를 위해, 종래의 하이브리드 차량용 쿨링모듈은 콘덴서와, 전장 라디에이터와, 엔진 라디에이터와, 냉각팬 등으로 구성되어 있는 바, 특히 전장 부품(주행용 모터 등)의 냉각을 담당하는 전장 라디에이터는 콘덴서와 함께 스택 라디에이터의 가장 앞쪽에 위치하게 된다.

상기 쿨링모듈의 각 구성에 대한 배열 구조를 첨부한 도 6을 참조로 살펴보면, 쿨링모듈(10)의 구성들중 가장 앞쪽에 전장 라디에이터(12)가 배치되고, 그 뒤를 따라 소정의 거리를 유지하며 콘덴서(14)와 엔진 라디에이터(16)가 차례로 배치되며, 가장 뒤쪽에는 냉각풍 흡입을 위한 냉각팬(18)이 배치된다.

상기 전장 라디에이터(12)와 콘덴서(14)는 독립적인 냉각 작동을 수행하게 되는데, 콘덴서(14)는 압축기와 증발기와 냉동계를 이루며 연결되어 차량 실내에 대한 냉방 기능을 수행하게 되고, 전장 라디에이터(12)는 차량 주행용 모터와, 정션박스, 각종 배터리 및 제어기(BHDC, LDC, MCU, VSD100 등)로부터 열교환되어 나온 냉각수를 냉각하는 역할을 수행하게 된다.

물론, 엔진 라디에이터(16)는 엔진 냉각수를 냉각시키는 역할을 한다.

이러한 종래의 쿨링모듈의 구성들에 대한 배치에 있어서 제한된 설치 공간으로 인해 전장 라디에이터의 크기 및 용량을 증가시키는데 한계가 있다는 단점이 있지만, 도 7에 도시된 바와 같이 전방에서 유압되는 냉각풍이 각 구성(12,14,16)들의 중첩영역을 지날 때 냉각풍의 속도가 감소함에 따라, 전장 라디에이터(12)의 뒤쪽에 배열되는 콘덴서(14) 및 엔진 라디에이터(16)의 온도가 상승하는 등 냉각 성능이 떨어지는 점에 가장 큰 문제점이 있다.

특히, 엔진 라디에이터가 가장 뒤쪽에 배치됨에 따라 냉각풍의 풍속 감소로 인하여 엔진 냉각 성능이 악화될 수 있고, 냉각팬의 파워를 증대시켜도 팬 주변만 냉각풍 속도가 상승할 뿐, 냉각풍의 속도 분포가 불균일하여 콘덴서 및 엔진 라디에이터의 냉각 성능이 마찬가지로 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 전장 부품 냉각 및 엔진 냉각 성능 등을 동시에 만족시킬 수 있는 것은 매우 중요한 사안으로 여겨지고 있고, 그에 따른 연구가 지속적으로 진행중에 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 전장 라디에이터와 콘덴서의 중첩 구간과, 콘덴서와 엔진 라디에이터의 중첩 구간에 별도의 이온풍 발생수단을 설치하여 외부로부터의 냉각풍 외에 이온풍을 발산시킴으로써, 전장 라디에이터를 비롯하여 콘덴서 및 엔진 라디에이터의 냉각 성능을 크게 향상시킬 수 있도록 한 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전장 라디에이터와 콘덴서의 중첩 구간의 전부 또는 일부 면적과, 콘덴서와 엔진 라디에이터의 중첩 구간의 전부 또는 일부 면적에 걸쳐, 이온풍 발생수단을 설치하여 외부로부터의 냉각풍 외에 이온풍을 발산시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치를 제공한다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 이온풍 발생수단은: 전장 라디에이터와 콘덴서의 중첩 구간 및 콘덴서와 엔진 라디에이터의 중첩 구간에 설치되는 지지프레임과; 지지프레임에 가로 및 세로 방향을 따라 격자형 배열을 이루며 장착되는 이온풍 발생용 전극; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 지지프레임은 가로 및 세로방향을 따라 배열되는 메인와이어와, 메인 와이어의 각 모서리를 연결하며 대각 배열되는 보조 와이어로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이온풍 발생용 전극은 지지프레임의 메인와이어의 교차점과 보조와이어의 교차점에 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 하이브리드 차량의 냉각 장치를 구성하는 전장 라디에이터와 콘덴서와 엔진 라디에이터가 전방에서 후방쪽을 향하여 나란히 배열된 상태에서, 전장 라디에이터와 콘덴서의 중첩 구간과, 콘덴서와 엔진 라디에이터의 중첩 구간에 별도의 이온풍 발생수단을 설치하여, 각 중첩구간에 콘덴서와 엔진 라디에이터를 향하는 이온풍을 발산시킴으로써, 전방에서 불어오는 냉각풍의 속도 및 풍량이 감소하더라도 이온풍에 의하여 콘덴서 및 엔진 라디에이터에 대한 냉각이 이루어짐에 따라, 콘덴서 및 엔진 라디에이터에 대한 냉각 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치를 나타내는 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 냉각 장치의 이온풍 발생장치를 나타내는 개략도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 냉각 장치의 이온풍 발생장치가 설치되는 영역을 나타내는 개략도,
도 5는 이온풍 발생 원리를 설명하는 개념도,
도 6 및 도 7은 종래의 하이브리드 차량용 냉각 장치의 배치도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 이온풍의 발생 원리를 도 5를 참조로 살펴보면, 질소와 같은 공기 분자를 이온화시키는 포지티브 코로나 전극과, 이온화된 분자를 당기는 역할을 하는 컬렉터 전극이 서로 대향된 상태에서, 포지티브 코로나 전극(24a)에 전압이 인가되면 포지티브 코로나 전극(24a)의 디스차져(discharger)쪽에서 컬렉터(collector) 전극(24b)쪽으로 이온이 이동하는 동시에 이온의 이동시 그 주위의 중성 공기 분자도 함께 이동하여 이온풍을 일으키게 된다.

본 발명은 위와 같은 이온풍을 이용하여, 전장 라디에이터의 뒤쪽에 배열되는 콘덴서 및 엔진 라디에이터에 대한 냉각 성능을 향상시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 첨부한 도 3에 은선으로 지시된 바와 같이 전장 라디에이터(12)와 콘덴서(14)의 사이 공간인 중첩 구간의 전체 면적에 걸쳐, 그리고 콘덴서(14)와 엔진 라디에이터(16)의 사이 공간인 중첩 구간의 전체 면적에 걸쳐, 이온풍 발생수단(20)을 설치하여 외부로부터 유입되는 냉각풍 이외에 이온풍을 발산되도록 한다.

또는, 첨부한 도 4에 은선으로 지시된 바와 같이 전장 라디에이터(12)와 콘덴서(14)의 사이 공간인 중첩 구간의 일부 면적(바람직하게는, 냉각팬에 의해서도 냉각풍의 속도가 증가되지 않거나 존재하지 않는 데드 존 영역)에 걸쳐, 그리고 콘덴서(14)와 엔진 라디에이터(16)의 사이 공간인 중첩 구간의 일부 면적에 걸쳐, 이온풍 발생수단(20)을 설치하여 데드 존 영역에 이온풍이 집중적으로 발산되도록 한다.

상기 이온풍 발생수단(20)은 전장 라디에이터(12)와 콘덴서(14)의 중첩 구간 및 콘덴서(14)와 엔진 라디에이터(16)의 중첩 구간에 설치되는 지지프레임(22)과, 이 지지프레임(22)에 가로 및 세로 방향을 따라 격자형 배열을 이루며 고정 장착되는 다수의 이온풍 발생용 전극(24)을 포함하여 구성된다.

보다 상세하게는, 상기 지지프레임(22)은 첨부한 도 2에 도시된 바와 같이, 사각형의 홀을 만들면서 가로 및 세로방향을 따라 서로 엮어져 배열되는 메인와이어(26)와, 이 메인 와이어(26)의 각 사각형 홀의 모서리를 연결하면서 대각선 배열을 갖는 보조 와이어(28)로 구성된다.

이때, 상기 이온풍 발생용 전극(24) 즉, 포지티브 코로나 전극(24a)과 컬렉터 전극(24b)으로 이루어진 이온풍 발생용 전극(20)이 지지프레임(22)의 메인와이어(26)의 교차점과 보조와이어(28)의 대각선 교차점에 장착 고정된다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, "ㄷ"자 단면의 지지체(30)를 구비하여 첨부한 도 1에서 보듯이 지지체(30)의 전단부 안쪽면에 포지티브 코로나 전극(24a)을 고정시키는 동시에 지지체(30)의 후단에 컬렉터 전극(24b)의 후단부를 연결시킨 다음, 지지체(30)의 전단부 바깥쪽 면을 지지프레임(22)의 메인와이어(26)의 교차점과 보조와이어(28)의 대각선 교차점에 장착시킨다.

따라서, 전장 라디에이터(12)의 뒤쪽에 콘덴서(14) 및 엔진 라디에이터(16)가 나란히 배열되는 동시에 전장 라디에이터(12)와 콘덴서(14) 간의 중첩영역과 콘덴서(14)와 엔진 라디에이터(16) 간의 중첩영역에 상기와 같이 이온풍 발생수단(20)이 설치된 상태에서, 전방에서 유압되는 냉각풍이 각 구성(12,14,16)들의 중첩영역을 지날 때 냉각풍의 속도가 감소되지만, 각 중첩영역에 설치된 이온풍 발생수단(20)에서 이온풍이 발산됨으로써, 콘덴서(14) 및 엔진 라디에이터(16)의 온도가 상승하는 것을 방지하여 콘덴서(14) 및 엔진 라디에이터(16)에 대한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

물론, 콘덴서(14) 및 엔진 라디에이터(16)의 냉각풍이 미치지 않는 데드 존 영역에도 이온풍이 발산되어 데드 존 영역에 대한 이온풍의 냉각 작용이 발휘될 수 있다.

다시 말해서, 상기 이온풍 발생용 전극(24)중 포지티브 코로나 전극(24a)에 전압이 인가되면 포지티브 코로나 전극(24a)의 디스차져쪽에서 컬렉터 전극(24b)쪽으로 이온이 이동하는 동시에 그 주위의 중성 공기 분자도 함께 이동하여 이온풍을 일으키게 되고, 이렇게 생성된 이온풍이 콘덴서(14)와 엔진 라디에이터(16)쪽으로 발산되어, 결국 콘덴서(14) 를 비롯하여 엔진 라디에이터(16)에 대한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

10 : 쿨링모듈
12 : 전장 라디에이터
14 : 콘덴서
16 : 엔진 라디에이터
18 : 냉각팬
20 : 이온풍 발생수단
22 : 지지프레임
24 : 이온풍 발생용 전극
24a : 포지티브 코로나 전극
24b : 컬렉터 전극
26 : 메인와이어
28 : 보조와이어
30 : 지지체

Claims (4)

1. 삭제
2. 전장 라디에이터와 콘덴서의 중첩 구간의 전부 또는 일부 면적과, 콘덴서와 엔진 라디에이터의 중첩 구간의 전부 또는 일부 면적에 걸쳐, 이온풍 발생수단을 설치하여 외부로부터의 냉각풍 외에 이온풍을 발산시킬 수 있도록 하고,
   상기 이온풍 발생수단은:
   전장 라디에이터와 콘덴서의 중첩 구간 및 콘덴서와 엔진 라디에이터의 중첩 구간에 설치되는 지지프레임과;
   지지프레임에 가로 및 세로 방향을 따라 격자형 배열을 이루며 장착되는 다수의 이온풍 발생용 전극;
   으로 구성된 것을 특징으로 하는 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 지지프레임은 가로 및 세로방향을 따라 배열되는 메인와이어와, 메인 와이어에 의하여 만들어진 사각형 홀들의 각 모서리를 연결하며 대각 배열되는 보조 와이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 이온풍 발생용 전극은 지지프레임의 메인와이어의 교차점과 보조와이어의 교차점에 장착되는 것을 특징으로 하는 이온풍을 이용한 하이브리드 차량용 냉각 장치.

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