CN110014820B - 冷却模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冷却模块，该冷却模块能够同时确保电气部件的冷却性能及空调性能，该冷却模块包括：冷凝器，其包括：冷凝区域，在该冷凝区域中制冷剂流动而被冷却，从而气体状制冷剂被转换为液体状制冷剂；及过冷区域，在该过冷区域中通过所述冷凝区域而液化的液体状制冷剂流动而被过冷却；及电气散热器，其在冷却空气的流动方向上配置于所述冷凝器的前方，且配置于所述冷凝器的冷凝区域侧，从而配置成不与所述冷凝器的过冷区域重叠。

Description

冷却模块
技术领域
本发明涉及冷却模块，特别地，涉及包括用于冷却混合动力车辆的发动机的发动机散热器、用于冷却驱动马达的电气散热器及用于车辆的冷气供给的冷凝器的冷却模块。
背景技术
通常，混合动力车辆是搭载发动机和马达而将它们同时驱动或选择性地驱动来获得驱动力的车辆。
这样的混合动力车辆在定速行驶及初期驱动时通过马达而驱动，在爬坡行驶或电池放电模式时通过内燃机而驱动来提高燃油经济性。
在此，马达及用于驱动马达的电池等电部件在运行时产生热，为了将部件的输入及输出特性保持为最高的状态，有必要设置抑制部件的温度上升的冷却装置。因此，应该利用冷却装置而将在马达的运行中发生的热和通过电池的充电及放电而发生的热保持在适当的温度。
因此，混合动力车辆的冷却***构成为能够将两个动力源即发动机的冷却***及电气类冷却***都冷却。
如图1所示，混合动力用冷却模块10包括发动机散热器20和电气散热器30而构成，在此可包括用于车辆室内的冷气供给的空调***的冷凝器40。
但是，应用涡轮增压器的混合动力车辆的冷却模块沿着冷却空气流动方向而将冷凝器、电气散热器及发动机散热器配置为3列，并将用于冷却通过涡轮增压器而压缩的高温的空气的中间冷却器配置到所述3列的热交换器的下侧而构成。此时，将冷凝器配置到冷却空气流动方向的最前方，并在其后方设置电气散热器时，会对电气部件的冷却产生不利影响，相反地，在将电气散热器配置到冷却空气流动方向的最前方，并在其后方设置冷凝器时，会对空调的性能产生不利影响。
由此，需要将热交换器的配置及结构最佳化，能够同时满足上述的两个性能的冷却模块的结构。
现有技术文献
专利文献
KR10-1719643B1(2017.03.20)
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为了解决如上所述的问题点而研发的，本发明的目的在于提供一种在应用涡轮增压器的混合动力车辆的冷却模块中能够同时确保电气部件的冷却性能及空调性能的配置及结构的冷却模块。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的冷却模块可包括：冷凝器100，其包括：冷凝区域100-1，在该冷凝区域100-1中制冷剂流动而被冷却，从而气体状制冷剂被转换为液体状制冷剂；及过冷区域100-2，在该过冷区域100-2中通过所述冷凝区域100-1而液化的液体状制冷剂流动而被过冷却；及电气散热器200，其在冷却空气的流动方向上配置于所述冷凝器100的前方，且配置于所述冷凝器100的冷凝区域100-1侧，从而配置成不与所述冷凝器100的过冷区域100-2重叠。
另外，可以为，在冷却空气的流动方向上从所述冷却模块的前方流入的冷却空气中的通过了电气散热器200的空气通过冷凝器100的冷凝区域100-1，冷却空气中的未通过电气散热器200的空气通过冷凝器100的过冷区域100-2。
另外，可以为，所述冷凝器100包括：一对总箱110，它们在高度方向上隔开配置；多个管120，该管120的两端连接到所述一对总箱110而供制冷剂流动；及多个翅片130，该翅片130介于所述管120之间，所述冷凝区域100-1形成于长度方向的一侧，所述过冷区域100-2形成于长度方向的另一侧。
另外，可以为，所述冷凝器100构成为下流式(down flow type)结构，在该下流式(down flow type)结构中通过管120的制冷剂的方向形成为高度方向。
另外，可以为，冷却模块还包括：发动机散热器300，其在冷却空气的流动方向上配置于所述冷凝器100的后方。
另外，可以为，所述发动机散热器300包括：一对总箱310，它们在长度方向上隔开配置；多个管320，该管320的两端连接到所述一对总箱310而供热交换介质流动；及多个翅片330，该翅片330介于所述管320之间。
另外，可以为，所述冷凝器100还包括：气液分离器160，其连接到所述冷凝区域100-1的制冷剂出口及过冷区域100-2的制冷剂入口，所述气液分离器160在长度方向上配置于过冷区域100-2的一侧，且配置在配置所述发动机散热器300的高度方向及长度方向区域的外侧。
另外，可以为，在所述电气散热器200中，供热交换介质流入的入口部240及供热交换介质排出的出口部250在长度方向上形成于配置有所述冷凝器100的过冷区域100-2的相反侧。
另外，可以为，所述电气散热器200包括：一对总箱210，其在长度方向上隔开配置；多个管220，该管220的两端连接到所述一对总箱210而供制冷剂流动；及多个翅片230，该翅片230介于所述管220之间，所述入口部240及出口部250形成于长度方向的一侧。
另外，可以为，所述电气散热器200形成为U流式结构(U-flow type)，在该U流式结构(U-flow type)中所述总箱210的内部空间通过隔板而被划分，且通过管220的制冷剂的方向形成为长度方向。
另外，可以为，该冷却模块还包括：中间冷却器400，其在冷却空气的流动方向上配置于所述发动机散热器300的前方。
另外，可以为，所述冷凝器100、电气散热器200及中间冷却器400配置在配置发动机散热器300的高度方向及长度方向区域的内侧，所述中间冷却器400配置于发动机散热器300的高度方向的下侧，所述冷凝器100及电气散热器200在高度方向上配置于中间冷却器400的上侧。
另外，可以为，所述中间冷却器400包括：一对总箱410，它们在长度方向上隔开配置；多个管420，该管420的两端连接到所述一对总箱410而供热交换介质流动；及多个翅片430，该翅片430介于所述管420之间。
另外，可以为，所述冷凝器100是如下的热交换器：在用于车辆室内的冷气供给的空调***中供高温及高压的气体状态即制冷剂流入而放出液化热并冷凝成液体状态的制冷剂之后排出。
另外，可以为，所述电气散热器200是对用于冷却电气部件的热交换介质进行冷却的热交换器，其中该电气部件包括混合动力车或电动汽车的马达及用于驱动马达的电池。
另外，可以为，所述发动机散热器300是对冷却水进行冷却的热交换器，其中该冷却水是冷却发动机的热交换介质。
另外，可以为，所述中间冷却器400是通过涡轮增压器对压缩成高温及高压的空气进行冷却的热交换器。
发明效果
本发明的冷却模块具有如下优点：在应用涡轮增压器的混合动力车辆的冷却模块中将冷凝器、电气散热器及冷凝器的配置及结构最佳化，从而能够同时确保电气部件的冷却性能及空调性能。
附图说明
图1是示出以往的混合动力车辆用冷却模块的立体图。
图2及图3是示出本发明的一实施例的冷却模块的组装立体图及分解立体图。
图4是示出本发明的冷凝器中的制冷剂的流动及电气散热器的热交换介质的流动的立体图。
图5是示出本发明的一实施例的冷却模块的主视图。
图6及图7是示出本发明的一实施例的冷却模块的上侧面概念图及右侧面概念图。
标号说明
1000：冷却模块
100：冷凝器
100-1：冷凝区域 100-2：过冷区域
110：总箱 120：管
130：翅片 140：入口部
150：出口部 160：气液分离器
200：电气散热器
210：总箱 220：管
230：翅片 240：入口部
250：出口部
300：发动机散热器
310：总箱 320：管
330：翅片 340：入口部
350：出口部
400：中间冷却器
410：总箱 420：管
430：翅片 440：入口部
450：出口部
具体实施方式
下面，参照附图，对具备如上所述的结构的本发明的冷却模块进行详细说明。
图2及图3是示出本发明的一实施例的冷却模块的组装立体图及分解立体图，图4是示出本发明的冷凝器中的制冷剂的流动及电气散热器的热交换介质的流动的立体图，图5是示出本发明的一实施例的冷却模块的主视图，图6及图7是示出本发明的一实施例的冷却模块的上侧面概念图及右侧面概念图。
如图所示，本发明的一实施例的冷却模块1000可包括：冷凝器100，其包括：冷凝区域100-1，在该冷凝区域100-1中制冷剂流动而被冷却，从而气体状制冷剂被转换为液体状制冷剂；及过冷区域100-2，在该过冷区域100-2中通过所述冷凝区域100-1而被液化的液体状制冷剂流动而被过冷却；及电气散热器200，其在冷却空气的流动方向上配置在所述冷凝器100的前方，且配置于所述冷凝器100的冷凝区域100-1侧，从而配置成不与所述冷凝器100的过冷区域100-2重叠。
冷凝器100是如下的热交换器：在用于车辆室内的冷气供给的空调***中流入高温及高压的气体状态的制冷剂而放出液化热来冷凝成液体状态的制冷剂之后排出。冷凝器100可由一对总箱110、多个管120、多个翅片130及气液分离器160构成。并且，在总箱110可形成有供制冷剂流入的入口部140及供制冷剂排出的出口部150，在总箱110可形成有将内部空间划分的隔板。由此，冷凝器100可形成为如下结构：气体状制冷剂通过入口部140流入并通过由隔板划分的冷凝区域100-1而被冷却，由此被转换为液体状制冷剂，之后随着经过气液分离器160而只有液体状制冷剂流入过冷区域100-2，所流入的液体状制冷剂通过过冷区域100-2而被过冷却之后从出口部150排出。此时，随着液体状制冷剂在过冷区域100-2中被过冷却，从而能够进一步降低制冷剂的焓(enthalpy)，能够提高冷却效率。
电气散热器200是将热交换介质冷却的热交换器，该热交换介质用于对混合动力车或电动汽车之类的马达及用于驱动马达的电池等电气部件进行冷却。电气散热器200可由一对总箱210、多个管220及多个翅片230构成。并且，在总箱210可形成有供热交换介质流入的入口部240及供热交换介质排出的出口部250，在总箱210可形成有用于划分内部空间的隔板。由此，电气散热器200可形成为如下结构：热交换介质通过入口部240流入而沿着通过隔板而划分的热交换介质的路径来流动而被冷却，且通过出口部250而排出。
在此，电气散热器200可在冷却空气的流动方向上平行地配置于冷凝器100的前方，电气散热器200在高度方向及长度方向上配置于形成有冷凝器100的冷凝区域100-1的范围内，从而电气散热器200配置成不与冷凝器100的过冷区域100-2重叠。
由此，在本发明的一实施例的冷却模块1000中，沿着冷却空气的流动方向而排列电气散热器200和冷凝器100，从冷却模块1000的前方流入的冷却空气中的通过了电气散热器200的空气通过冷凝器100的冷凝区域100-1，冷却空气中的未通过电气散热器200的空气通过冷凝器100的过冷区域100-2。
由此进行热交换而在加热之前的较冷的冷却空气能够直接通过电气散热器，由此能够确保电气散热器的冷却性能，并且进行热交换而在加热之前的较冷的冷却空气能够直接通过冷凝器的过冷区域，由此还能够确保冷凝器的冷却性能。
另外，所述冷凝器100可包括在高度方向上隔开配置的一对总箱110和两端连接到所述一对总箱110而供制冷剂流动的多个管120及介于所述管120之间的多个翅片130而构成，所述冷凝区域100-1可形成于长度方向的一侧，所述过冷区域100-2可形成于长度方向另一侧。
即，参照图3，冷凝器100大体可由一对总箱110、多个管120、多个翅片130及气液分离器160构成，在总箱110可形成有供制冷剂流入的入口部140及供制冷剂排出的出口部150，在总箱110可形成有将内部空间划分的隔板。在此，一对总箱110可沿着高度方向上下隔开而平行地配置，管120的上下两端连接到一对总箱110。由此，冷凝器100可形成为通过管120的制冷剂的方向形成为高度方向的下流式结构(down flow type)，冷凝区域100-1可在长度方向上形成于一侧(左侧)，在另一侧(右侧)可形成过冷区域100-2。另外，电气散热器200可配置在与长度方向的冷凝器100的冷凝区域100-1对应的位置，以不遮挡冷凝器100的过冷区域100-2。由此，能够防止电气散热器200在高度方向上热交换面积减少，能够实现更有效的电气散热器的配置。
另外，在冷却空气的流动方向上还可包括配置于所述冷凝器100的后方的发动机散热器300。
即，如图所示，本发明的冷却模块1000还可包括配置于冷凝器100的后方的发动机散热器300，可在冷却空气的流动方向即宽度方向上依次排列有电气散热器200、冷凝器100及发动机散热器300，且彼此平行地配置。在此，发动机散热器300是对用于冷却发动机的热交换介质即冷却水进行冷却的热交换器。发动机散热器300可由在长度方向上隔开配置的一对总箱310和两端连接到一对总箱310而供热交换介质流动的多个管320及介于管320之间的多个翅片330构成。并且，在总箱310可形成有供热交换介质流入的入口部340及供热交换介质排出的出口部350，在总箱310可形成有将内部空间划分的隔板。由此，发动机散热器300可形成为如下结构：冷却水通过入口部340流入而沿着通过隔板而划分的流动路径来流动并被冷却，且通过出口部350而排出。
另外，所述冷凝器100还可包括与所述冷凝区域100-1的制冷剂出口及过冷区域100-2的制冷剂入口连接的气液分离器160而构成，所述气液分离器160在长度方向上配置于过冷区域100-2的一侧，并配置在配置所述发动机散热器300的高度方向及长度方向的区域的外侧。
即，气液分离器160是将气体状制冷剂和液体状制冷剂分离而仅使液体状制冷剂向过冷区域100-2流入的装置，气液分离器160的入口可连接到冷凝区域100-1的制冷剂出口，气液分离器160的出口可连接到过冷区域100-2的制冷剂入口。并且，气液分离器160在长度方向上配置于过冷区域100-2的左侧，并配置在发动机散热器300所在的高度方向及长度方向的区域的外侧，由此能够减少对从前方流向后方侧而通过发动机散热器300的冷却空气的流动阻力。
另外，在所述电气散热器200中，供热交换介质流入的入口部240及供热交换介质排出的出口部250在长度方向上形成于配置有所述冷凝器100的过冷区域100-2的相反侧。
即，如图所示，在冷凝器100的过冷区域100-2在长度方向上配置于左侧的情况下，电气散热器200的入口部240及出口部250形成于右侧，能够使构成入口部240及出口部250的管不遮挡过冷区域100-2的前方侧。由此，能够使冷却空气的流动阻力不增加，在电气散热器200中能够容易地配置入口部240及出口部250。
此时，所述电气散热器200可包括在长度方向上隔开配置的一对总箱210、两端连接到所述一对总箱210而供制冷剂流动的多个管220及介于所述管220之间的多个翅片230，所述入口部240及出口部250可形成于长度方向的一侧。
即，电气散热器200的总箱210配置于长度方向的两侧，在总箱210容易地形成入口部240及出口部250，能够将构成入口部240及出口部250的管的长度形成得较短。此时，电气散热器200可形成为U流式结构(U-flow type)，在该U流式结构(U-flow type)中通过管220的制冷剂的方向形成为长度方向，且总箱210通过隔板而被划分，流入入口部240的热交换介质在长度方向上从右侧向左侧流动之后U形转弯(U-turn)而在长度方向上从左侧向右侧移动，由此通过出口部250而排出。
另外，还可包括中间冷却器400，该中间冷却器400在冷却空气的流动方向上配置于所述发动机散热器300的前方。
中间冷却器400是通过涡轮增压器而冷却压缩成高温及高压的空气的热交换器，中间冷却器400还可配置于发动机散热器300的前方侧。在此，中间冷却器400可由在长度方向上隔开配置的一对总箱410、将两端连接到一对总箱410而供热交换介质流动的多个管420及介于管420之间的多个翅片430构成。并且，在总箱410可形成有供热交换介质流入的入口部440及供热交换介质排出的出口部450。
另外，所述冷凝器100、电气散热器200及中间冷却器400可配置于配置有发动机散热器300的高度方向及长度方向区域的内侧，所述中间冷却器400可配置于发动机散热器300的高度方向的下侧，所述冷凝器100及电气散热器200可在高度方向上配置于中间冷却器400的上侧。
即，如图所示，中间冷却器400可在冷却空气的流动方向上配置于发动机散热器300的前方，中间冷却器400可在高度方向及长度方向上配置于与发动机散热器300所在的区域对应的位置，此时中间冷却器400可配置于发动机散热器300的下部侧。并且，冷凝器100及电气散热器200也可配置于发动机散热器300的前方，冷凝器100及电气散热器200可在高度方向及长度方向上配置于与发动机散热器300所在的区域对应的位置，且可配置于中间冷却器400的上部侧。
由此，中间冷却器400在发动机散热器300的前方配置于下部侧，冷凝器100及电气散热器200配置于中间冷却器400的上部侧，从而能够容易地构成热交换器的配置结构。
本发明不限于上述的实施例，不仅应用范围各种各样，并且在不脱离权利要求书所请求的本发明的要旨的情况下，本领域技术人员可进行各种变形实施。

Claims (15)

1.一种冷却模块，其特征在于，该冷却模块包括：
冷凝器(100)，其包括：冷凝区域(100-1)，在该冷凝区域(100-1)中制冷剂流动而被冷却，从而气体状制冷剂被转换为液体状制冷剂；及过冷区域(100-2)，在该过冷区域(100-2)中通过所述冷凝区域(100-1)而液化的液体状制冷剂流动而被过冷却；
电气散热器(200)，其在冷却空气的流动方向上配置于所述冷凝器(100)的前方，且配置于所述冷凝器(100)的冷凝区域(100-1)侧，从而配置成不与所述冷凝器(100)的过冷区域(100-2)重叠；及
中间冷却器(400)，其对压缩成高温及高压的空气进行冷却，
所述冷凝器(100)包括：一对总箱(110)，它们在高度方向上隔开配置；多个管(120)，该管(120)的两端连接到所述一对总箱(110)而供制冷剂流动；及多个翅片(130)，该翅片(130)介于所述管(120)之间，
所述冷凝器(100)构成为下流式结构，在该下流式结构中通过所述多个管(120)的制冷剂的方向形成为上下方向，
所述冷凝区域(100-1)形成于长度方向的一侧，所述过冷区域(100-2)形成于长度方向的另一侧，
所述电气散热器(200)在高度方向及长度方向上配置于形成有冷凝器(100)的冷凝区域(100-1)的范围内，从而所述电气散热器(200)配置成在高度方向及长度方向上不与冷凝器的过冷区域(100-2)重叠，
所述冷凝器(100)及电气散热器(200)在高度方向上配置于所述中间冷却器(400)的上侧。
2.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，
在冷却空气的流动方向上从所述冷却模块的前方流入的冷却空气中的通过了电气散热器(200)的空气通过冷凝器(100)的冷凝区域(100-1)，冷却空气中的未通过电气散热器(200)的空气通过冷凝器(100)的过冷区域(100-2)。
3.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，该冷却模块还包括：
发动机散热器(300)，其在冷却空气的流动方向上配置于所述冷凝器(100)的后方。
4.根据权利要求3所述的冷却模块，其特征在于，
所述发动机散热器(300)包括：一对总箱(310)，它们在长度方向上隔开配置；多个管(320)，该管(320)的两端连接到所述一对总箱(310)而供热交换介质流动；及多个翅片(330)，该翅片(330)介于所述管(320)之间。
5.根据权利要求3所述的冷却模块，其特征在于，
所述冷凝器(100)还包括：气液分离器(160)，其连接到所述冷凝区域(100-1)的制冷剂出口及过冷区域(100-2)的制冷剂入口，
所述气液分离器(160)在长度方向上配置于过冷区域(100-2)的一侧，且配置在配置所述发动机散热器(300)的高度方向及长度方向区域的外侧。
6.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，
在所述电气散热器(200)中，供热交换介质流入的入口部(240)及供热交换介质排出的出口部(250)在长度方向上形成于配置有所述冷凝器(100)的过冷区域(100-2)的相反侧。
7.根据权利要求6所述的冷却模块，其特征在于，
所述电气散热器(200)包括：一对总箱(210)，其在长度方向上隔开配置；多个管(220)，该管(220)的两端连接到所述一对总箱(210)而供制冷剂流动；及多个翅片(230)，该翅片(230)介于所述管(220)之间，
所述入口部(240)及出口部(250)形成于长度方向的一侧。
8.根据权利要求7所述的冷却模块，其特征在于，
所述电气散热器(200)形成为U流式结构，在该U流式结构中所述总箱(210)的内部空间通过隔板而被划分，且通过管(220)的制冷剂的方向形成为长度方向。
9.根据权利要求3所述的冷却模块，其特征在于，
所述中间冷却器(400)在冷却空气的流动方向上配置于所述发动机散热器(300)的前方。
10.根据权利要求9所述的冷却模块，其特征在于，
所述冷凝器(100)、电气散热器(200)及中间冷却器(400)配置在配置发动机散热器(300)的高度方向及长度方向区域的内侧。
11.根据权利要求9所述的冷却模块，其特征在于，
所述中间冷却器(400)包括：一对总箱(410)，它们在长度方向上隔开配置；多个管(420)，该管(420)的两端连接到所述一对总箱(410)而供热交换介质流动；及多个翅片(430)，该翅片(430)介于所述管(420)之间。
12.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，
所述冷凝器(100)是如下的热交换器：在用于车辆室内的冷气供给的空调***中供高温及高压的作为气体状态的制冷剂流入而放出液化热并冷凝成液体状态的制冷剂之后排出。
13.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，
所述电气散热器(200)是对用于冷却电气部件的热交换介质进行冷却的热交换器，其中该电气部件包括混合动力车或电动汽车的马达及用于驱动马达的电池。
14.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，
发动机散热器(300)是对冷却水进行冷却的热交换器，其中该冷却水是冷却发动机的热交换介质。
15.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，
所述中间冷却器(400)是通过涡轮增压器对压缩成高温及高压的空气进行冷却的热交换器。
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