用于车辆的冷却模块和冷却系统的制作方法
用于车辆的冷却模块和冷却系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆的冷却模块和冷却系统，更具体地，涉及这样一种用于车辆的冷却模块和冷却系统，其包括第一散热器、第二散热器、第一冷凝器和位于第二散热器内部的第二冷凝器，从而提高制冷剂冷凝性能，以提供改善的冷却效率和降低的压缩机负荷。
【背景技术】
[0002]通常，在安装有内燃发动机的车辆中，在发动机的运转过程中产生的热被传递到汽缸盖、活塞和气门，并且相应地，如果这些部件的温度过度地升高，则发生热膨胀或退化，从而降低部件的强度，减少发动机的寿命，产生不好的燃烧状态造成爆震或预点火，并降低发动机的输出。
[0003]进一步地，在发动机冷却不完全的情况下，汽缸的内周表面上的油膜被切割，造成不好的润滑功能，此外，发动机油的质量变化造成汽缸的不规率的磨损。此外，活塞可熔化到汽缸的内周面上。
[0004]另一方面，除了车辆的发动机，诸如马达、逆变器和电池堆的车辆电气部件应该被冷却，但由于经过发动机的冷却水和经过电气部件的冷却水二者之间具有给定的温度差，所以车辆不能具有单个冷却系统。
[0005]图1(a)和1(b)是示出了车辆的传统冷却系统的框图，其中，图1(a)示出了发动机的冷却系统，图1(b)示出了电气部件的冷却系统。
[0006]更详细地，发动机冷却系统(10)包括:水栗(15)，适于循环用于冷却发动机(1)的冷却水;第一散热器(11)，用于使冷却水冷却;第一冷却水储存箱(13)，用于将冷却水供给到第一散热器(11);第一冷却水调整帽(12)。
[0007]此时，根据发动机冷却系统(10)，第一散热器(11)、水栗(15)和发动机(1)通过第一连接线路(14)彼此连接。
[0008]此外，电气部件冷却系统(20)包括:水栗(25)，适于循环用于冷却电气部件(2)的冷却水;第二散热器(21)，用于使冷却水冷却;第二冷却水储存箱(23)，用于将冷却水供给到第二散热器(21);第二冷却水调整帽(22)。
[0009]此时，电气部件冷却系统(20)的电气部件(2)包括逆变器和还用作起动机的发电机。
[0010]根据电气部件冷却系统(20)，以与发动机冷却系统(10)相同的方式，第二散热器(21)、水栗(25)和电气部件(2)通过第二连接线路(24)彼此连接。
[0011]此时，第一散热器(11)和第二散热器(21)以及冷凝器(30)、风扇和护罩组件(40)组成冷却模块(50)，冷却水与通过风扇和护罩组件(40)引入的车辆风和空气进行热交换。
[0012]图(2)示出了传统的冷却模块(50)的一个示例。
[0013]但是，根据如图2所示的冷却模块(50)，冷凝器(30)的尺寸减小了形成第二散热器(21)的区域，从而使得难以期望足够的冷凝效率，并难以确保有足够量的冷却水在第二散热器(21)中流动。
[0014]另一方面，图3示出了传统的冷却模块(50)的另一示例。
[0015]根据如图3所示的冷却模块(50)，冷凝器(30)、第二散热器(21)与第一散热器(11)沿空气流动方向彼此平行地布置。但是，经过冷凝器(30)的被加热的空气经过第二散热器(21)，从而对第二散热器(21)的性能造成不良影响。
[0016]进一步地，根据冷凝器(30)的负荷，供给至第二散热器(21)的空气具有很大的温度差，从而难以保证第二散热器(21)的稳定性能。
[0017]因此，确切需要开发能够确保第一散热器、第二散热器与冷凝器的良好性能的新的冷却模块，同时实现尺寸的小型化。
[0018]现有技术文献
[0019]第2013-0012968号韩国专利公开(发明名称:冷却模块及控制方法)
【发明内容】
[0020]技术问题
[0021]因此，本发明是鉴于现有技术中存在的上述问题作出的，并且本发明的目的是提供用于车辆的冷却模块和冷却系统，其包括第一散热器、第二散热器、第一冷凝器和位于第二散热器内部的第二冷凝器，从而提高制冷剂冷凝性能，以提供改善的冷却效率和降低的压缩机负荷，并且允许高温高压的制冷剂通过水冷却的第二冷凝器，然后通过空气冷却的第一冷凝器，从而提高制冷剂的冷却效率以改善车辆的冷却系统的整体效率，并迅速减少过热的制冷剂的比体积以降低压缩机的排放压力，从而使压缩机的负荷减小以提高压缩机的耐用性并减少冷却所消耗的能量。
[0022]技术方案
[0023]为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种冷却模块，包括:第一散热器，用于冷却发动机;第二散热器，沿空气流动方向位于第一散热器的前面以冷却电气部件;第一冷凝器，沿空气流动方向位于第二散热器的前面以通过与外部空气进行热交换而冷凝制冷剂;第二冷凝器，位于第二散热器内，通过与电气部件的冷却水进行热交换而冷凝制冷剂，从而使高温高压的制冷剂通过水冷却的第二冷凝器，然后通过空气冷却的第一冷凝器，从而提高制冷剂的冷却效率而改善车辆的冷却系统的整体效率。
[0024]优选地，根据本发明，引入第二冷凝器中的制冷剂与电气部件的冷却水进行热交换，通过连接管道引入第一冷凝器，与外部空气进行热交换，并排放到外面，从而使高温高压的制冷剂通过电气部件冷却水进行初次冷却，并通过外部空气进行二次冷却，从而使通过第一冷凝器的空气的温度进一步降低，以确保第一散热器和第二散热器良好的冷却性會泛。
[0025]优选地，根据本发明，第一散热器包括:一对第一集水箱，在车辆的宽度方向上彼此平行并彼此隔开给定的距离，每个第一集水箱具有彼此连接的第一集管和第一水箱;第一管子，其两端固定到一对第一集水箱以形成发动机冷却水通道;第一翅片，设置在第一管子之间。
[0026]优选地，根据本发明，第二散热器包括:一对第二集水箱，在车辆的宽度方向上彼此平行并彼此隔开给定的距离，每个第二集水箱具有彼此连接的第二集管和第二水箱;入口和出口，形成在第二集水箱上以将电气部件冷却水引入第二集水箱和将电气部件冷却水从第二集水箱排出；第二管子，其两端固定到第二集水箱以形成电气部件冷却水通道;第二翅片，设置在第二管子之间。
[0027]优选地，根据本发明，第二冷凝器沿第二集水箱的长度方向延伸地位于一对第二集水箱中的一个的内部，并且第二冷凝器内部的制冷剂的流动方向与沿车辆的宽度方向布置有第二冷凝器的第二集水箱中的电气部件冷却水的流动方向不同。
[0028]优选地，根据本发明，第二散热器的入口形成在未布置有第二冷凝器的第二集水箱的沿车辆的高度方向的上侧，第一管道位于第二集水箱的沿车辆的高度方向的下侧，用于将制冷剂引入到第二冷凝器，从而简化管道的构造，使得第二冷凝器中的制冷剂从第二冷凝器的下侧移动到其上侧，布置有第二冷凝器的第二集水箱中的电气部件冷却水从第二集水箱的上侧移动到其下侧，二者具有彼此相反的流动方向，从而提高了热交换效率。
[0029]优选地，根据本发明，第二冷凝器包括:一对入口凸台和出口凸台，彼此隔开给定距离以将制冷剂引入第二冷凝器和将制冷剂从第二冷凝器排出；热交换部分，其两端固定到一对入口凸台和出口凸台，第二冷凝器的热交换部分具有双管的形状或板的形状。
[0030]优选地，根据本发明，第一冷凝器包括:一对第三集水箱，彼此平行并彼此隔开给定距离，每个第三集水箱具有彼此连接的第三集管和第三水箱;第三管子，其两端固定到一对第三集水箱以形成制冷剂通道;第三翅片，设置在第三管子之间；蒸汽-液体分离器，设置在一侧的第三集水箱处;第二管道，位于另一侧的第三集水箱上以排放制冷剂。
[0031]优选地，根据本发明，连接管道和第二管道位于布置有第二冷凝器的那侧的第三集水箱的上侧和下侧，蒸汽-液体分离器连接到未布置有第二冷凝器的那侧的第三集水箱，由此，引入制冷剂的第一管道、连接第一冷凝器和第二冷凝器的连接管道、排放制冷剂的第二管道布置在冷却模块的沿车辆的宽度方向的一侧，从而简化冷却模块的构造。
[0032]优选地，根据本发明，第一冷凝器包括:冷凝区域，通过连接管道引入的制冷剂在冷凝区域上冷凝，并沿第三管子的一部分流动;分离区域，通过蒸汽-液体分离器的装置在分离区域上将制冷剂分离成蒸汽和液体;过冷却区域，通过蒸汽-液体分离器分离的液体制冷剂过冷却区域上过冷，并沿第三管子的其余部分流动。
[0033]优选地，根据本发明，在车辆的宽度方向上，第二散热器的长度比第一散热器的长度和第一冷凝器的长度长，使得冷却模块具有三列布置，以增强各个热交换器(第一散热器、第二散热器与第一冷凝器)，以确保第二冷凝器的冷凝性能，并使冷却模块在车辆的长度方向上的长度最小化。
[0034]优选 地，根据本发明，一对第一集管和一对第三集管沿车辆的宽度方向位于一对第二集管之间，使得关于第一散热器、第二散热器和第一冷凝器沿车辆的长度方向上的各自最厚的集管，第一散热器的第一集管和第一冷凝器的第三集管位于第二散热器的第二集管之间，从而使冷却模块沿车辆的长度方向上的长度最小化。
[0035]优选地，根据本发明，蒸汽-液体分离器沿车辆的宽度方向位于一对第二集管之间。
[0036]优选地，根据本发明，第二散热器具有适于将未布置有第二冷凝器的第二集水箱内部沿车辆的高度方向隔成上侧和下侧的挡板，入口和出口连接到第二集水箱的被挡板隔开的上侧和下侧，从而使通过入口引入第二集水箱的电气部件冷却水通过第二管子的一部分移动到布置有第二冷凝器的第二集水箱，通过第二管子的其余部分流到未布置有第二冷凝器的第二集水箱，并通过出口排放。
[0037]优选地，根据本发明，第二散热器的出口连接到布置有第二冷凝器的第二集水箱的沿车辆的高度方向的下侧，从而使通过入口引入第二集水箱的电气部件冷却水通过第二管子移动到布置有第二冷凝器的第二集水箱，并通过出口排放。
[0038]为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种用于车辆的具有根据本发明的第一方面的冷却模块的冷却系统，冷却系统包括:压缩机，用于吸收并压缩制冷剂；冷却模块的第一冷凝器和第二冷凝器，用于顺序地冷凝在压缩机中压缩的制冷剂;膨胀阀，用于节流第二冷凝器和第一冷凝器中的冷凝的制冷剂;蒸发器，用于蒸发通过膨胀阀供应的制冷剂。
[0039]有益效果
[0040]如上所述，根据本发明的用于车辆的冷却模块和冷却系统包括第一散热器、第二散热器、第一冷凝器和位于第二散热器内的第二冷凝器，从而提高了制冷剂-冷凝性能以提供冷却效率的改善和压缩机负荷的降低。具体地说，高温高压的制冷剂通过水冷却的第二冷凝器，然后通过空气冷却的第一冷凝器，从而提高制冷剂的冷却效率以提高车辆冷却系统的整体效率，并迅速降低过热制冷剂的比体积以降低压缩机的排出压力。因此，根据本发明的用于车辆的冷却系统可以减小压缩机的负荷，从而提高耐用性并减少冷却所消耗的能量。
【附图说明】
[0041]图1(a)和1(b)是示出了用于车辆的传统的冷却系统的框图；
[0042]图2和图3是示出了传统的冷却模块的示意图；
[0043]图4至图7是示出了根据本发明的冷却模块的透视图、分解透视图、纵向剖面图和俯视平面图；
[0044]图8和图9是示出了根据本发明的冷却模块的第二冷凝器的截面图和透视图；
[0045]图10和图11是示出了冷却水在根据本发明的冷却模块的第二散热器的内部流动的正视图；
[0046]图12是示出了制冷剂在根据本发明的冷却模块中流动的透视图；
[0047]图13是示出了根据本发明的用于车辆的冷却系统的透视图。
[0048]*标号说明*
[0049]1000:冷却模块
[0050]100:第一散热器
[0051]110:第一集水箱111:第一集管
[0052]112:第一水箱
[0053]120:第一管子
[0054]130:第一翅片
[0055]200:第二散热器
[0056]210:第二集水箱211:第二集管
[0057]212:第二水箱 212a:中空部分
[0058]213:挡板
[0059]220:第二管子
[0060]230:第二翅片
[0061]241:入口242:出口
[0062]300:第一冷凝器
[0063]310:第三集水箱311:第三集管
[0064]312:第三水箱
[0065]320:第三管子
[0066]330:第三翅片
[0067]340:蒸汽-液体分离器
[0068]400:第二冷凝器
[0069]410:入口凸台和出口凸台
[0070]420:热交换部
[0071]421:内管422:外管
[0072]423:板
[0073]510:第一管道
[0074]520:连接管道
[0075]530:第二管道
[0076]600:风扇和护罩组件
[0077]A1:冷凝区域 A2:分离区域
[0078]A3:过冷区域
[0079]L100:第一散热器沿车辆宽度方向的长度
[0080]L200:第二散热器沿车辆宽度方向的长度[0081 ]L300:第一冷凝器沿车辆宽度方向的长度
[0082]2000:用于车辆的冷却系统
[0083]2100:压缩机
[0084]2200:膨胀阀
[0085]2300:蒸发器
【具体实施方式】
[0086]在下文中，将参照附图详细给出根据本发明的用于车辆的冷却模块(1000)和冷却系统(2000)的说明。
[0087]图4至图7是示出了根据本发明的冷却模块(1000)的透视图、分解透视图、纵向剖面图和俯视平面图，图8和9是示出了根据本发明的冷却模块(1000)的第二冷凝器(400)的剖面图和透视图，图10和图11是示出冷却水在根据本发明的冷却模块(1000)的第二散热器(200)的内部流动的前视图，图12是示出制冷剂在根据本发明的冷却模块(1000)中流动的透视图，图13是示出根据本发明的用于车辆的冷却系统(2000)的透视图。
[0088]根据本发明，冷却模块(1000)主要包括第一散热器(100)、第二散热器(200)、第一冷凝器(300)和第二冷凝器(400)。
[0089]第一散热器(100)以这样的方式用于冷却发动机:允许发动机冷却水流入其中而与外部的空气进行热交换。更详细地，第一散热器(100)包括:一对第一集水箱(110)，彼此平行并彼此隔开给定距离;第一管子(120)，其两端固定到一对第一集水箱(110)以形成发动机冷却水通道;第一翅片(130)，设置在第一管子(120)之间。此时，每个第一集水箱(110)包括彼此连接的第一集管(111)和第一水箱(112)，并且一对第一集水箱(110)沿车辆的宽度方向彼此隔开给定距离。
[0090]第二散热器(200)以允许电气部件冷却水流入电气部件中而与外部的空气进行热交换的方式用于冷却电气部件，并沿空气流动方向位于第一散热器(100)的前面。电气部件包括电气和电子部件，诸如马达、逆变器和电池堆，除此之外，它们可包括具有比发动机低的加热温度并应被冷却的部件。也就是说，第二散热器(200)位于电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)中。更详细地，第二散热器(200)包括:一对第二集水箱(210)，彼此平行并彼此隔开给定距离;入口(241)和出口(242)，形成在第二集水箱(210)的一侧上以将电气部件冷却水引入第二集水箱(210)和将电气部件冷却水从第二集水箱(210)排出；第二管子220，其两端固定到一对第二集水箱(210)以形成电气部件冷却水通道;第二翅片(230)，设置在第二管子(220)之间。此时，每个第二集水箱(210)包括彼此连接的第二集管(211)和第二水箱(212)，并且一对第二集水箱(210)沿车辆的宽度方向彼此隔开给定距离。第二集管(211)具有管插入孔(未示出)，管插入孔中空的尺寸对应于第二管子(220)以便将第二管子(220)插入到其中，然后，第二集管(211)连接到第二水箱(212)以形成电气部件冷却水在其中流动的空间。此时，第二冷凝器(400)位于第二集水箱(210)中的一个的内部，因此，第二冷凝器(400)位于其中的第二集水箱(210)的第二水箱(212)具有中空部分(212a)，中空部分(212a)适于固定第二冷凝器(400)并适于将制冷剂供给到第二冷凝器(400)以及将制冷剂从第二冷凝器(400)排出。
[0091]第一冷凝器(300)沿空气流动方向位于第二散热器(200)的前面，以这样的方式允许制冷剂通过与外界空气热交换而被冷凝。更详细地，第一冷凝器(300)包括:一对第三集水箱(310)，彼此平行并彼此隔开给定距离;第三管子(320)，其两端固定到一对第三集水箱(310)以形成制冷剂通道;第三翅片(330)，设置在第三管子(320)之间；蒸汽-液体分离器(340)，设置在一侧的第三集水箱(310)处。此时，每个第三集水箱(310)包括彼此连接的第三集管(311)和第三水箱(312)，一对第三集水箱(310)沿车辆的宽度方向彼此隔开给定距离。
[0092]第二冷凝器(400)位于第二散热器(200)内，并通过与 电气部件冷却水进行热交换而冷凝制冷剂。更详细地，第二冷凝器(400)包括:一对入口凸台和出口凸台(410)，彼此隔开给定距离，以将制冷剂引入第二冷凝器(400)和将制冷剂从第二冷凝器(400)排出；热交换部(420)，其两端固定到一对入口凸台和出口凸台(410)以使制冷剂在其中移动。热交换部(420)具有双管的形状或板的形状，并且图8示出了包括内管(421)和外管(422)的双管式热交换部(420)，使得制冷剂在内管(421)和外管(422)之间的空间流动。此时，第二冷凝器(400)位于第二散热器(200)的一侧的第二集水箱(210)的内部，由于第二集水箱(210)沿车辆的高度方向延伸地形成，所以第二冷凝器(400)也沿第二集水箱(210)的长度方向(沿车辆的高度方向)延伸，从而保证制冷剂和电气部件冷却水彼此进行热交换的足够的区域。
[0093]也就是，第二冷凝器(400)是与电气部件冷却水进行热交换的水冷式热交换器，第一冷凝器(300)是与外部空气进行热交换的空冷式热交换器。因此，根据冷却模块(1000)，引入第二冷凝器(400)的制冷剂通过第一区域，在第一区域中，制冷剂与电气部件冷却水进行热交换，通过第一区域的制冷剂通过第二区域，在第二区域中，制冷剂被引入第一冷凝器(300)中并与外部空气进行热交换，然后被排出。根据冷却模块(1000)，制冷剂通过第二冷凝器(400)进行初次冷却并通过第一冷凝器(300)进行二次冷却，使得过热制冷剂的比体积迅速减小，以提高冷却效率。进一步地，通过第一冷凝器(300)的空气的温度低于只设置空冷式冷凝器的传统做法的温度，从而获得第二散热器(200)的优良的冷却性能。
[0094]为了确保足够的热交换区域并改善制冷剂的冷却性能，根据本发明的冷却模块(1000)被构造为，其中，第二散热器(200)的长度(L200)大于散热器(100)的长度(L100)和第一冷凝器(300)的长度(L300)(参见图7)是可取的。即，其中布置有第二冷凝器(400)的第二散热器(200)具有沿车辆的宽度方向最大的尺寸，从而提高了第二冷凝器(400)的制冷剂冷凝性能。
[0095]此时，为了使沿车辆的长度方向的长度最小化，一对第一集管(111)和一对第三集管(311)位于一对第二集管(211)之间是可取的。如上所述，根据冷却模块(1000)，一对第一集水箱(110)、一对第二集水箱(210)和一对第三集水箱(310)在车辆的宽度方向彼此隔开给定距离，使得各个组件沿车辆的长度方向的长度取决于第一集管(111)、第二集管(211)和第三集管(311)。因此，根据本发明，一对第一集管(111)和一对第三集管(311)位于一对第二集管(211)之间是可取的，使得第一散热器(100)、第二散热器(200)和第一冷凝器(300)被布置为沿车辆的长度方向彼此接近，因此有利于使冷却模块(1000)的宽度沿车辆的长度方向最小化。
[0096 ]此外，根据本发明的冷却模块(1000)具有位于一对第二集管(211)之间的蒸汽-液体分离器(340)。
[0097]另一方面，根据本发明的冷却模块(1000)具有三列布置，其中第一冷凝器(300)、第二散热器(200)与第一散热器(100)沿空气的流动方向布置。如果电气部件散热器和冷凝器彼此位于同一列，那么其中形成核心部分(管子和翅片)的区域形成两列，从而减少冷却模块沿车辆的长度方向的长度。但是，为了提供电气部件散热器内的水冷式冷凝器，电气部件散热器的集水箱沿车辆的长度方向的尺寸变得很大，因而在减小冷却模块的整体长度方面具有限制。因此，根据本发明，冷却模块(1000)具有三列布置以增加各个热交换器(第一冷凝器(300)、第二散热器(200)与第一散热器(100))的热交换区域，特别地，冷却模块(1000)可确保第二冷凝器(400)位于第二散热器(200)内部的空间，从而提高了制冷剂-冷却性能。进一步地，第一冷凝器(300)、第二散热器(200)与第一散热器(100)被沿车辆的长度方向布置为彼此接近，从而使冷却模块(1000)沿车辆的长度方向的尺寸最小化。
[0098]根据本发明，第二冷凝器(400)位于一对第二集水箱(210)中的一个的内部，入口(241)形成在未布置有第二冷凝器(400)的第二集水箱(210)的沿车辆的高度方向的上侧上以便将电气部件冷却水引入第二散热器(200)。进一步地，第一管道(510)位于第二集水箱(210)的沿车辆的高度方向的下侧，以便将制冷剂引入第二冷凝器(400)中。即，第二冷凝器(400)位于第二散热器(200)的一侧的第二集水箱(210)的内部，从而将制冷剂供给至第二冷凝器(400)的下侧，并移动到其上侧。入口(241)形成在没有布置第二冷凝器(400)的另一侧的第二集水箱(210)的上侧，从而使电气部件冷却水从一侧的第二集水箱(210)的上侧移动到其下侧。更详细地，电气部件冷却水从布置有第二冷凝器(400)的一侧的第二集水箱(210)的上侧移动到其下侧，第二冷凝器(400)中的制冷剂从第二冷凝器(400)的下侧移动到其上侧，从而提高制冷剂-冷却效率(在车辆的高度方向，第二冷凝器(400)中的制冷剂流动和布置有第二冷凝器(400)的第二集水箱(210)的电气部件冷却水的流动彼此相反)。图10和图11示出了第二散热器(200)中电气部件冷却水的流动和制冷剂的流动，其中，电气部件冷却水的流动由实线表示，制冷剂的流动由虚线表示。如图10和图11中所示，第二冷凝器(400)位于左侧的第二集水箱(210)中，入口 241形成在右侧的第二集水箱(210)的上侧上。图10示出了形成在未布置有第二冷凝器(400)的第二集水箱(210)下侧的出口242，因此提供U型流动。进一步地，图11示出了形成在布置有第二冷凝器(400)的第二集水箱(210)的下侧上的出口(242)，从而提供横型流动。
[0099]首先，参照图10，将对U型电气部件冷却水流动进行说明。在这种情况下，在另一侧的第二集水箱(210)的内部设置挡板(未示出)，相应地，通过入口(241)引入另一侧的第二集水箱(210)的电气部件冷却水通过第二管子(220)的一部分被移动到一侧的第二集水箱(210)，从一侧的第二集水箱(210)的上侧流向其下侧，通过第二管子220的其余部分移动到另一侧的第二集水箱(210)，然后通过出口(242)排出。具有U型流动的第二散热器(200)具有形成在另一侧的第二集水箱(210)的上侧和下侧上的入口(241)和出口(242)，从而使其易于连接到管道并有利于利用布置有第二冷凝器(400)的一侧的第二集水箱(210)的整个内部空间。
[0100]接下来，参照图11，将对横型电气部件冷却水流动进行说明。在这种情况下，通过入口(241)引入另一侧的第二集水箱(210)的电气部件冷却水通过第二管子(220)移动到一侧的第二集水箱(210)，从一侧的第二集水箱(210)的上侧流到其下侧，然后通过出口(242)排出。
[0101]进一步地，除了图10和图11所示的流动类型，根据本发明的冷却模块(1000)可以具有各种电气部件冷却水流动类型。
[0102]此时，根据本发明的冷却模块(1000)包括风扇和护罩组件(600)，如图4至图7中所示，风扇和护罩组件(600)沿空气流动方向被设置在第一散热器(100)的后面。
[0103]根据冷却模块(1000)，制冷剂通过第一管道(510)被供应到第二冷凝器(400)的下侧，在通过第二冷凝器(400)之后，通过将第二冷凝器(400)和第一冷凝器(300)彼此连接的连接管道(520)被引入第一冷凝器(300)中。接着，通过第一冷凝器(300)的制冷剂通过形成在第一冷凝器(300)上的第二管道(530)排出。此时，连接管道(520)具有连接到第二冷凝器(400)的上侧的一个侧端部和另一个侧端部，另一个侧端部连接到位于沿车辆的宽度方向布置有第二冷凝器(400)的那一侧的第三集水箱(310)的上侧。期望地，第二管道(530)连接到位于沿车辆的宽度方向布置有第二冷凝器(400)的那一侧的第三集水箱(310)的下侧，蒸汽-液体分离器(340)连接到未布置有第二冷凝器(400)的那侧的第三集水箱(310)。因此，根据冷却模块(1000)，用于引入、连接和排出制冷剂的各个管道位于沿车辆的宽度方向布置有第二冷凝器(400)的一侧，从而简化了管道的构造，进而，蒸汽-液体分离器(340)位于布置有管道侧的相对侧，从而易于对构造进行设计。
[0104]现在，将参照图12对在根据本发明的冷却模块(1000)中的制冷剂的流动进行说明。首先，通过第一管道(510)引入第二冷凝器(400)中的制冷剂从第二冷凝器(400)的下侧移动到其上侧，与第二散热器(200)的电气 部件冷却水进行初次热交换，并通过连接管道(520)引入第一冷凝器(300)。接着，通过连接管道(520)引入的制冷剂通过冷凝区域(A1)，制冷剂在冷凝区域(A1)进行冷凝，同时沿第三管子(320)的一部分流动，移动到蒸汽-液体分离器(340)，并通过分离区域(A2)，在分离区域(A2)，制冷剂通过蒸汽-液体分离器(340)被分离成蒸汽和液体。之后，分离的液体制冷剂沿着第三管子(320)流动，通过过冷却区域(A3),制冷剂在过冷却区域(A3)上被过冷，同时沿第三管子(320)的其余部分流动，并通过第二管道(530)排出。此时，第一冷凝器(300)还包括设置在第三集水箱(310)内部的挡板(未示出)而对冷凝区域(A1)和过冷却区域(A3)进行分区。除了图12所示的制冷剂流动，根据本发明的冷却模块(1000)可以通过第一管道(510)、连接管道(520)和第二管道(530)的位置、挡板的数量和挡板的位置的变化而具有各种制冷剂流动。
[0105]另一方面，根据本发明的车辆的冷却系统(2000)包括压缩机(2100)、第二冷凝器
(400)、第一冷凝器(300)、膨胀阀(2200)和蒸发器(2300)。
[0106]压缩机(2100)通过从功率供给源(发动机或马达)接收的功率而被激活，吸收并压缩从蒸发器(2300)排出的蒸汽制冷剂，并将被压缩为高温和高压气体的制冷剂排放到第二冷凝器(400)。
[0107]引入第二冷凝器(400)的制冷剂通过水冷的方式进行初次冷却，然后移动到第一冷凝器(300)中，以空冷的方式进行二次冷却。因此，从压缩机(2100)排出的高温高压的蒸汽制冷剂被冷凝成高温高压的液体制冷剂。
[0108]膨胀阀(2200)用于通过节流作用使从第一冷凝器(300)排出的高温高压液体制冷剂迅速膨胀，并将湿润的以及饱和到低温低压状态的制冷剂排放到蒸发器(2300)。
[0109]蒸发器(2300)通过在膨胀阀(2200)中节流的低压液态制冷剂与吹入车辆内部的空气进行热交换，使液态制冷剂蒸发，并通过由制冷剂的蒸发潜热产生的热吸收作用对排放到车辆内部的空气进行冷却。
[0110]因此，通过构造第二冷凝器(400)和第一冷凝器(300)，根据本发明的车辆冷却系统(2000)可提高冷却效率，迅速降低过热制冷剂的比体积，并降低压缩机(2100)的排放压力。更具体地，根据本发明的车辆的冷却系统(2000)可对制冷剂进行冷凝，从而迅速降低过热制冷剂的比体积并使压力损失最小化，并可以减少制冷剂的压降，因此降低了压缩机(2100)的排放压力。此外，根据本发明的车辆的冷却系统(2000)可降低压缩机(2100)的负荷，从而提高耐用性并减少冷却所消耗的能量。
[0111]尽管已经参照具体的示例性实施例描述本发明，但本发明并不被这些实施例限制，而仅由所附权利要求进行限制。应当理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域的技术人员可以改变或修改这些实施例。
【主权项】
1.一种冷却模块，包括: 第一散热器，用于冷却发动机； 第二散热器，沿空气流动方向位于第一散热器前面，并用于冷却电气部件； 第一冷凝器，沿空气流动方向位于第二散热器前面以通过与外部空气进行热交换而冷凝制冷剂； 第二冷凝器，位于第二散热器内部以通过与电气部件冷却水进行热交换而冷凝制冷剂。2.根据权利要求1所述的冷却模块，其中，引入第二冷凝器的制冷剂与电气部件冷却水进行热交换，通过连接管道引入第一冷凝器中，与外部空气进行热交换，并排放到外部。3.根据权利要求2所述的冷却模块，其中，第一散热器包括: 一对第一集水箱，沿车辆的宽度方向彼此平行并彼此隔开给定距离，每个第一集水箱具有彼此连接的第一集管和第一水箱； 第一管子，第一管子的两端固定到一对第一集水箱以形成发动机冷却水通道； 第一翅片，设置在第一管子之间。4.根据权利要求3所述的冷却模块，其中，第二散热器包括: 一对第二集水箱，沿车辆的宽度方向彼此平行并彼此隔开给定距离，每个第二集水箱具有彼此连接的第二集管和第二水箱； 入口和出口，形成在第二集水箱上以将电气部件冷却水引入第二集水箱和将电气部件冷却水从第二集水箱排出； 第二管子，第二管子两端固定到第二集水箱以形成电气部件冷却水通道； 第二翅片，设置在第二管子之间。5.根据权利要求4所述的冷却模块，其中，第二冷凝器沿第二集水箱的长度方向延伸地位于一对第二集水箱中的一个的内部，第二冷凝器内部的制冷剂的流动方向与沿车辆的宽度方向布置有第二冷凝器的第二集水箱中的电气部件冷却水的流动方向不同。6.根据权利要求5所述的冷却模块，其中，第二散热器的入口形成在未布置有第二冷凝器的第二集水箱的沿车辆的高度方向的上侧。7.根据权利要求6所述的冷却模块，其中，在第二集水箱的沿车辆的高度方向的下侧布置有用于将制冷剂引入第二冷凝器的第一管道。8.根据权利要求5所述的冷却模块，其中，第二冷凝器包括:一对入口凸台和出口凸台，彼此隔开给定距离以将制冷剂引入第二冷凝器和将制冷剂从第二冷凝器排出；热交换部，热交换部的两端固定到一对入口凸台和出口凸台。9.根据权利要求8所述的冷却模块，其中，第二冷凝器的热交换部具有双管的形状或板的形状。10.根据权利要求7所述的冷却模块，其中，第一冷凝器包括: 一对第三集水箱，彼此平行并彼此隔开给定距离，每个第三集水箱具有彼此连接的第三集管和第三水箱； 第三管子，第三管子的两端固定到一对第三集水箱以形成制冷剂通道； 第三翅片，设置在第三管子之间； 蒸汽-液体分离器，设置在一侧的第三集水箱处； 第二管道，位于另一侧的第三集水箱上以排放制冷剂。11.根据权利要求10所述的冷却模块，其中，连接管道和第二管道位于布置有第二冷凝器的那一侧的第三集水箱的上侧和下侧，蒸汽-液体分离器连接到未布置有第二冷凝器的那一侧的第三集水箱。12.根据权利要求11所述的冷却模块，其中，第一冷凝器包括: 冷凝区域，通过连接管道引入的制冷剂在冷凝区域上冷凝，同时沿着第三管子的一部分流动； 分离区域，制冷剂在分离区域上通过蒸汽-液体分离器被分离为气态和液态； 过冷区域，通过蒸汽-液体分离器分离的液态制冷剂在过冷区域上过冷，同时沿第三管子的剩余部分流动。13.根据权利要求10所述的冷却模块，其中，在车辆的宽度方向上，第二散热器的长度大于第一散热器的长度和第一冷凝器的长度。14.根据权利要求13所述的冷却模块，其中，在车辆的宽度方向上，一对第一集管和一对第三集管位于一对第二集管之间。15.根据权利要求14所述的冷却模块，其中，在车辆的宽度方向上，蒸汽-液体分离器位于一对第二集管之间。16.根据权利要求6所述的冷却模块，其中，第二散热器具有挡板，所述挡板适于将未布置有第二冷凝器的第二集水箱的内部沿车辆的高度方向分成上侧和下侧，入口和出口连接到第二集水箱的被挡板分成的上侧和下侧，从而通过入口引入第二集水箱的电气部件冷却水通过第二管子的一部分移动到布置有第二冷凝器的第二集水箱，通过第二管子的剩余部分流到未布置有第二冷凝器的第二集水箱，并通过出口排出。17.根据权利要求6所述的冷却模块，其中，第二散热器的出口连接到布置有第二冷凝器的第二集水箱的沿车辆的高度方向的下侧，从而通过入口引入第二集水箱的电气部件冷却水通过第二管子移动到布置有第二冷凝器的第二集水箱，并通过出口排出。18.—种用于车辆的具有根据权利要求1至权利要求17中的任意一项权利要求所述的冷却模块的冷却系统，包括: 压缩机，用于吸收和压缩制冷剂； 冷却模块的第二冷凝器和第一冷凝器，用于顺序地冷凝在压缩机中压缩的制冷剂； 膨胀阀，用于对第二冷凝器和第一冷凝器中的冷凝的制冷剂进行节流； 蒸发器，用于蒸发通过膨胀阀供应的制冷剂。
【专利摘要】本发明涉及一种冷却模块，包括：第一散热器，用于冷却发动机；第二散热器，沿空气流动方向位于第一散热器的前面以冷却电气部件；第一冷凝器，沿空气流动方向位于第二散热器的前面以通过与外部空气进行热交换而冷凝制冷剂；第二冷凝器，位于第二散热器内部并通过与电气部件的冷却水进行热交换而冷凝制冷剂，从而使高温高压的制冷剂通过水冷式的第二冷凝器，然后通过空冷式的第一冷凝器，从而提高制冷剂的冷却效率而改善车辆的冷却系统的整体效率。
【IPC分类】F25B43/02, F28F9/02, F28F1/10, B60H1/32, B60K11/06, F25B39/04
【公开号】CN105492232
【申请号】CN201480042899
【发明人】崔隽瑛, 申贤根, 安容男
【申请人】翰昂系统株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年12月30日
【公告号】DE112014003060T5, WO2015102362A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆的冷却模块和冷却系统，更具体地，涉及这样一种用于车辆的冷却模块和冷却系统，其包括第一散热器、第二散热器、第一冷凝器和位于第二散热器内部的第二冷凝器，从而提高制冷剂冷凝性能，以提供改善的冷却效率和降低的压缩机负荷。
【背景技术】
[0002]通常，在安装有内燃发动机的车辆中，在发动机的运转过程中产生的热被传递到汽缸盖、活塞和气门，并且相应地，如果这些部件的温度过度地升高，则发生热膨胀或退化，从而降低部件的强度，减少发动机的寿命，产生不好的燃烧状态造成爆震或预点火，并降低发动机的输出。
[0003]进一步地，在发动机冷却不完全的情况下，汽缸的内周表面上的油膜被切割，造成不好的润滑功能，此外，发动机油的质量变化造成汽缸的不规率的磨损。此外，活塞可熔化到汽缸的内周面上。
[0004]另一方面，除了车辆的发动机，诸如马达、逆变器和电池堆的车辆电气部件应该被冷却，但由于经过发动机的冷却水和经过电气部件的冷却水二者之间具有给定的温度差，所以车辆不能具有单个冷却系统。
[0005]图1(a)和1(b)是示出了车辆的传统冷却系统的框图，其中，图1(a)示出了发动机的冷却系统，图1(b)示出了电气部件的冷却系统。
[0006]更详细地，发动机冷却系统(10)包括:水栗(15)，适于循环用于冷却发动机(1)的冷却水;第一散热器(11)，用于使冷却水冷却;第一冷却水储存箱(13)，用于将冷却水供给到第一散热器(11);第一冷却水调整帽(12)。
[0007]此时，根据发动机冷却系统(10)，第一散热器(11)、水栗(15)和发动机(1)通过第一连接线路(14)彼此连接。
[0008]此外，电气部件冷却系统(20)包括:水栗(25)，适于循环用于冷却电气部件(2)的冷却水;第二散热器(21)，用于使冷却水冷却;第二冷却水储存箱(23)，用于将冷却水供给到第二散热器(21);第二冷却水调整帽(22)。
[0009]此时，电气部件冷却系统(20)的电气部件(2)包括逆变器和还用作起动机的发电机。
[0010]根据电气部件冷却系统(20)，以与发动机冷却系统(10)相同的方式，第二散热器(21)、水栗(25)和电气部件(2)通过第二连接线路(24)彼此连接。
[0011]此时，第一散热器(11)和第二散热器(21)以及冷凝器(30)、风扇和护罩组件(40)组成冷却模块(50)，冷却水与通过风扇和护罩组件(40)引入的车辆风和空气进行热交换。
[0012]图(2)示出了传统的冷却模块(50)的一个示例。
[0013]但是，根据如图2所示的冷却模块(50)，冷凝器(30)的尺寸减小了形成第二散热器(21)的区域，从而使得难以期望足够的冷凝效率，并难以确保有足够量的冷却水在第二散热器(21)中流动。
[0014]另一方面，图3示出了传统的冷却模块(50)的另一示例。
[0015]根据如图3所示的冷却模块(50)，冷凝器(30)、第二散热器(21)与第一散热器(11)沿空气流动方向彼此平行地布置。但是，经过冷凝器(30)的被加热的空气经过第二散热器(21)，从而对第二散热器(21)的性能造成不良影响。
[0016]进一步地，根据冷凝器(30)的负荷，供给至第二散热器(21)的空气具有很大的温度差，从而难以保证第二散热器(21)的稳定性能。
[0017]因此，确切需要开发能够确保第一散热器、第二散热器与冷凝器的良好性能的新的冷却模块，同时实现尺寸的小型化。
[0018]现有技术文献
[0019]第2013-0012968号韩国专利公开(发明名称:冷却模块及控制方法)
【发明内容】
[0020]技术问题
[0021]因此，本发明是鉴于现有技术中存在的上述问题作出的，并且本发明的目的是提供用于车辆的冷却模块和冷却系统，其包括第一散热器、第二散热器、第一冷凝器和位于第二散热器内部的第二冷凝器，从而提高制冷剂冷凝性能，以提供改善的冷却效率和降低的压缩机负荷，并且允许高温高压的制冷剂通过水冷却的第二冷凝器，然后通过空气冷却的第一冷凝器，从而提高制冷剂的冷却效率以改善车辆的冷却系统的整体效率，并迅速减少过热的制冷剂的比体积以降低压缩机的排放压力，从而使压缩机的负荷减小以提高压缩机的耐用性并减少冷却所消耗的能量。
[0022]技术方案
[0023]为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种冷却模块，包括:第一散热器，用于冷却发动机;第二散热器，沿空气流动方向位于第一散热器的前面以冷却电气部件;第一冷凝器，沿空气流动方向位于第二散热器的前面以通过与外部空气进行热交换而冷凝制冷剂;第二冷凝器，位于第二散热器内，通过与电气部件的冷却水进行热交换而冷凝制冷剂，从而使高温高压的制冷剂通过水冷却的第二冷凝器，然后通过空气冷却的第一冷凝器，从而提高制冷剂的冷却效率而改善车辆的冷却系统的整体效率。
[0024]优选地，根据本发明，引入第二冷凝器中的制冷剂与电气部件的冷却水进行热交换，通过连接管道引入第一冷凝器，与外部空气进行热交换，并排放到外面，从而使高温高压的制冷剂通过电气部件冷却水进行初次冷却，并通过外部空气进行二次冷却，从而使通过第一冷凝器的空气的温度进一步降低，以确保第一散热器和第二散热器良好的冷却性會泛。
[0025]优选地，根据本发明，第一散热器包括:一对第一集水箱，在车辆的宽度方向上彼此平行并彼此隔开给定的距离，每个第一集水箱具有彼此连接的第一集管和第一水箱;第一管子，其两端固定到一对第一集水箱以形成发动机冷却水通道;第一翅片，设置在第一管子之间。
[0026]优选地，根据本发明，第二散热器包括:一对第二集水箱，在车辆的宽度方向上彼此平行并彼此隔开给定的距离，每个第二集水箱具有彼此连接的第二集管和第二水箱;入口和出口，形成在第二集水箱上以将电气部件冷却水引入第二集水箱和将电气部件冷却水从第二集水箱排出；第二管子，其两端固定到第二集水箱以形成电气部件冷却水通道;第二翅片，设置在第二管子之间。
[0027]优选地，根据本发明，第二冷凝器沿第二集水箱的长度方向延伸地位于一对第二集水箱中的一个的内部，并且第二冷凝器内部的制冷剂的流动方向与沿车辆的宽度方向布置有第二冷凝器的第二集水箱中的电气部件冷却水的流动方向不同。
[0028]优选地，根据本发明，第二散热器的入口形成在未布置有第二冷凝器的第二集水箱的沿车辆的高度方向的上侧，第一管道位于第二集水箱的沿车辆的高度方向的下侧，用于将制冷剂引入到第二冷凝器，从而简化管道的构造，使得第二冷凝器中的制冷剂从第二冷凝器的下侧移动到其上侧，布置有第二冷凝器的第二集水箱中的电气部件冷却水从第二集水箱的上侧移动到其下侧，二者具有彼此相反的流动方向，从而提高了热交换效率。
[0029]优选地，根据本发明，第二冷凝器包括:一对入口凸台和出口凸台，彼此隔开给定距离以将制冷剂引入第二冷凝器和将制冷剂从第二冷凝器排出；热交换部分，其两端固定到一对入口凸台和出口凸台，第二冷凝器的热交换部分具有双管的形状或板的形状。
[0030]优选地，根据本发明，第一冷凝器包括:一对第三集水箱，彼此平行并彼此隔开给定距离，每个第三集水箱具有彼此连接的第三集管和第三水箱;第三管子，其两端固定到一对第三集水箱以形成制冷剂通道;第三翅片，设置在第三管子之间；蒸汽-液体分离器，设置在一侧的第三集水箱处;第二管道，位于另一侧的第三集水箱上以排放制冷剂。
[0031]优选地，根据本发明，连接管道和第二管道位于布置有第二冷凝器的那侧的第三集水箱的上侧和下侧，蒸汽-液体分离器连接到未布置有第二冷凝器的那侧的第三集水箱，由此，引入制冷剂的第一管道、连接第一冷凝器和第二冷凝器的连接管道、排放制冷剂的第二管道布置在冷却模块的沿车辆的宽度方向的一侧，从而简化冷却模块的构造。
[0032]优选地，根据本发明，第一冷凝器包括:冷凝区域，通过连接管道引入的制冷剂在冷凝区域上冷凝，并沿第三管子的一部分流动;分离区域，通过蒸汽-液体分离器的装置在分离区域上将制冷剂分离成蒸汽和液体;过冷却区域，通过蒸汽-液体分离器分离的液体制冷剂过冷却区域上过冷，并沿第三管子的其余部分流动。
[0033]优选地，根据本发明，在车辆的宽度方向上，第二散热器的长度比第一散热器的长度和第一冷凝器的长度长，使得冷却模块具有三列布置，以增强各个热交换器(第一散热器、第二散热器与第一冷凝器)，以确保第二冷凝器的冷凝性能，并使冷却模块在车辆的长度方向上的长度最小化。
[0034]优选 地，根据本发明，一对第一集管和一对第三集管沿车辆的宽度方向位于一对第二集管之间，使得关于第一散热器、第二散热器和第一冷凝器沿车辆的长度方向上的各自最厚的集管，第一散热器的第一集管和第一冷凝器的第三集管位于第二散热器的第二集管之间，从而使冷却模块沿车辆的长度方向上的长度最小化。
[0035]优选地，根据本发明，蒸汽-液体分离器沿车辆的宽度方向位于一对第二集管之间。
[0036]优选地，根据本发明，第二散热器具有适于将未布置有第二冷凝器的第二集水箱内部沿车辆的高度方向隔成上侧和下侧的挡板，入口和出口连接到第二集水箱的被挡板隔开的上侧和下侧，从而使通过入口引入第二集水箱的电气部件冷却水通过第二管子的一部分移动到布置有第二冷凝器的第二集水箱，通过第二管子的其余部分流到未布置有第二冷凝器的第二集水箱，并通过出口排放。
[0037]优选地，根据本发明，第二散热器的出口连接到布置有第二冷凝器的第二集水箱的沿车辆的高度方向的下侧，从而使通过入口引入第二集水箱的电气部件冷却水通过第二管子移动到布置有第二冷凝器的第二集水箱，并通过出口排放。
[0038]为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种用于车辆的具有根据本发明的第一方面的冷却模块的冷却系统，冷却系统包括:压缩机，用于吸收并压缩制冷剂；冷却模块的第一冷凝器和第二冷凝器，用于顺序地冷凝在压缩机中压缩的制冷剂;膨胀阀，用于节流第二冷凝器和第一冷凝器中的冷凝的制冷剂;蒸发器，用于蒸发通过膨胀阀供应的制冷剂。
[0039]有益效果
[0040]如上所述，根据本发明的用于车辆的冷却模块和冷却系统包括第一散热器、第二散热器、第一冷凝器和位于第二散热器内的第二冷凝器，从而提高了制冷剂-冷凝性能以提供冷却效率的改善和压缩机负荷的降低。具体地说，高温高压的制冷剂通过水冷却的第二冷凝器，然后通过空气冷却的第一冷凝器，从而提高制冷剂的冷却效率以提高车辆冷却系统的整体效率，并迅速降低过热制冷剂的比体积以降低压缩机的排出压力。因此，根据本发明的用于车辆的冷却系统可以减小压缩机的负荷，从而提高耐用性并减少冷却所消耗的能量。
【附图说明】
[0041]图1(a)和1(b)是示出了用于车辆的传统的冷却系统的框图；
[0042]图2和图3是示出了传统的冷却模块的示意图；
[0043]图4至图7是示出了根据本发明的冷却模块的透视图、分解透视图、纵向剖面图和俯视平面图；
[0044]图8和图9是示出了根据本发明的冷却模块的第二冷凝器的截面图和透视图；
[0045]图10和图11是示出了冷却水在根据本发明的冷却模块的第二散热器的内部流动的正视图；
[0046]图12是示出了制冷剂在根据本发明的冷却模块中流动的透视图；
[0047]图13是示出了根据本发明的用于车辆的冷却系统的透视图。
[0048]*标号说明*
[0049]1000:冷却模块
[0050]100:第一散热器
[0051]110:第一集水箱111:第一集管
[0052]112:第一水箱
[0053]120:第一管子
[0054]130:第一翅片
[0055]200:第二散热器
[0056]210:第二集水箱211:第二集管
[0057]212:第二水箱 212a:中空部分
[0058]213:挡板
[0059]220:第二管子
[0060]230:第二翅片
[0061]241:入口242:出口
[0062]300:第一冷凝器
[0063]310:第三集水箱311:第三集管
[0064]312:第三水箱
[0065]320:第三管子
[0066]330:第三翅片
[0067]340:蒸汽-液体分离器
[0068]400:第二冷凝器
[0069]410:入口凸台和出口凸台
[0070]420:热交换部
[0071]421:内管422:外管
[0072]423:板
[0073]510:第一管道
[0074]520:连接管道
[0075]530:第二管道
[0076]600:风扇和护罩组件
[0077]A1:冷凝区域 A2:分离区域
[0078]A3:过冷区域
[0079]L100:第一散热器沿车辆宽度方向的长度
[0080]L200:第二散热器沿车辆宽度方向的长度[0081 ]L300:第一冷凝器沿车辆宽度方向的长度
[0082]2000:用于车辆的冷却系统
[0083]2100:压缩机
[0084]2200:膨胀阀
[0085]2300:蒸发器
【具体实施方式】
[0086]在下文中，将参照附图详细给出根据本发明的用于车辆的冷却模块(1000)和冷却系统(2000)的说明。
[0087]图4至图7是示出了根据本发明的冷却模块(1000)的透视图、分解透视图、纵向剖面图和俯视平面图，图8和9是示出了根据本发明的冷却模块(1000)的第二冷凝器(400)的剖面图和透视图，图10和图11是示出冷却水在根据本发明的冷却模块(1000)的第二散热器(200)的内部流动的前视图，图12是示出制冷剂在根据本发明的冷却模块(1000)中流动的透视图，图13是示出根据本发明的用于车辆的冷却系统(2000)的透视图。
[0088]根据本发明，冷却模块(1000)主要包括第一散热器(100)、第二散热器(200)、第一冷凝器(300)和第二冷凝器(400)。
[0089]第一散热器(100)以这样的方式用于冷却发动机:允许发动机冷却水流入其中而与外部的空气进行热交换。更详细地，第一散热器(100)包括:一对第一集水箱(110)，彼此平行并彼此隔开给定距离;第一管子(120)，其两端固定到一对第一集水箱(110)以形成发动机冷却水通道;第一翅片(130)，设置在第一管子(120)之间。此时，每个第一集水箱(110)包括彼此连接的第一集管(111)和第一水箱(112)，并且一对第一集水箱(110)沿车辆的宽度方向彼此隔开给定距离。
[0090]第二散热器(200)以允许电气部件冷却水流入电气部件中而与外部的空气进行热交换的方式用于冷却电气部件，并沿空气流动方向位于第一散热器(100)的前面。电气部件包括电气和电子部件，诸如马达、逆变器和电池堆，除此之外，它们可包括具有比发动机低的加热温度并应被冷却的部件。也就是说，第二散热器(200)位于电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)中。更详细地，第二散热器(200)包括:一对第二集水箱(210)，彼此平行并彼此隔开给定距离;入口(241)和出口(242)，形成在第二集水箱(210)的一侧上以将电气部件冷却水引入第二集水箱(210)和将电气部件冷却水从第二集水箱(210)排出；第二管子220，其两端固定到一对第二集水箱(210)以形成电气部件冷却水通道;第二翅片(230)，设置在第二管子(220)之间。此时，每个第二集水箱(210)包括彼此连接的第二集管(211)和第二水箱(212)，并且一对第二集水箱(210)沿车辆的宽度方向彼此隔开给定距离。第二集管(211)具有管插入孔(未示出)，管插入孔中空的尺寸对应于第二管子(220)以便将第二管子(220)插入到其中，然后，第二集管(211)连接到第二水箱(212)以形成电气部件冷却水在其中流动的空间。此时，第二冷凝器(400)位于第二集水箱(210)中的一个的内部，因此，第二冷凝器(400)位于其中的第二集水箱(210)的第二水箱(212)具有中空部分(212a)，中空部分(212a)适于固定第二冷凝器(400)并适于将制冷剂供给到第二冷凝器(400)以及将制冷剂从第二冷凝器(400)排出。
[0091]第一冷凝器(300)沿空气流动方向位于第二散热器(200)的前面，以这样的方式允许制冷剂通过与外界空气热交换而被冷凝。更详细地，第一冷凝器(300)包括:一对第三集水箱(310)，彼此平行并彼此隔开给定距离;第三管子(320)，其两端固定到一对第三集水箱(310)以形成制冷剂通道;第三翅片(330)，设置在第三管子(320)之间；蒸汽-液体分离器(340)，设置在一侧的第三集水箱(310)处。此时，每个第三集水箱(310)包括彼此连接的第三集管(311)和第三水箱(312)，一对第三集水箱(310)沿车辆的宽度方向彼此隔开给定距离。
[0092]第二冷凝器(400)位于第二散热器(200)内，并通过与 电气部件冷却水进行热交换而冷凝制冷剂。更详细地，第二冷凝器(400)包括:一对入口凸台和出口凸台(410)，彼此隔开给定距离，以将制冷剂引入第二冷凝器(400)和将制冷剂从第二冷凝器(400)排出；热交换部(420)，其两端固定到一对入口凸台和出口凸台(410)以使制冷剂在其中移动。热交换部(420)具有双管的形状或板的形状，并且图8示出了包括内管(421)和外管(422)的双管式热交换部(420)，使得制冷剂在内管(421)和外管(422)之间的空间流动。此时，第二冷凝器(400)位于第二散热器(200)的一侧的第二集水箱(210)的内部，由于第二集水箱(210)沿车辆的高度方向延伸地形成，所以第二冷凝器(400)也沿第二集水箱(210)的长度方向(沿车辆的高度方向)延伸，从而保证制冷剂和电气部件冷却水彼此进行热交换的足够的区域。
[0093]也就是，第二冷凝器(400)是与电气部件冷却水进行热交换的水冷式热交换器，第一冷凝器(300)是与外部空气进行热交换的空冷式热交换器。因此，根据冷却模块(1000)，引入第二冷凝器(400)的制冷剂通过第一区域，在第一区域中，制冷剂与电气部件冷却水进行热交换，通过第一区域的制冷剂通过第二区域，在第二区域中，制冷剂被引入第一冷凝器(300)中并与外部空气进行热交换，然后被排出。根据冷却模块(1000)，制冷剂通过第二冷凝器(400)进行初次冷却并通过第一冷凝器(300)进行二次冷却，使得过热制冷剂的比体积迅速减小，以提高冷却效率。进一步地，通过第一冷凝器(300)的空气的温度低于只设置空冷式冷凝器的传统做法的温度，从而获得第二散热器(200)的优良的冷却性能。
[0094]为了确保足够的热交换区域并改善制冷剂的冷却性能，根据本发明的冷却模块(1000)被构造为，其中，第二散热器(200)的长度(L200)大于散热器(100)的长度(L100)和第一冷凝器(300)的长度(L300)(参见图7)是可取的。即，其中布置有第二冷凝器(400)的第二散热器(200)具有沿车辆的宽度方向最大的尺寸，从而提高了第二冷凝器(400)的制冷剂冷凝性能。
[0095]此时，为了使沿车辆的长度方向的长度最小化，一对第一集管(111)和一对第三集管(311)位于一对第二集管(211)之间是可取的。如上所述，根据冷却模块(1000)，一对第一集水箱(110)、一对第二集水箱(210)和一对第三集水箱(310)在车辆的宽度方向彼此隔开给定距离，使得各个组件沿车辆的长度方向的长度取决于第一集管(111)、第二集管(211)和第三集管(311)。因此，根据本发明，一对第一集管(111)和一对第三集管(311)位于一对第二集管(211)之间是可取的，使得第一散热器(100)、第二散热器(200)和第一冷凝器(300)被布置为沿车辆的长度方向彼此接近，因此有利于使冷却模块(1000)的宽度沿车辆的长度方向最小化。
[0096 ]此外，根据本发明的冷却模块(1000)具有位于一对第二集管(211)之间的蒸汽-液体分离器(340)。
[0097]另一方面，根据本发明的冷却模块(1000)具有三列布置，其中第一冷凝器(300)、第二散热器(200)与第一散热器(100)沿空气的流动方向布置。如果电气部件散热器和冷凝器彼此位于同一列，那么其中形成核心部分(管子和翅片)的区域形成两列，从而减少冷却模块沿车辆的长度方向的长度。但是，为了提供电气部件散热器内的水冷式冷凝器，电气部件散热器的集水箱沿车辆的长度方向的尺寸变得很大，因而在减小冷却模块的整体长度方面具有限制。因此，根据本发明，冷却模块(1000)具有三列布置以增加各个热交换器(第一冷凝器(300)、第二散热器(200)与第一散热器(100))的热交换区域，特别地，冷却模块(1000)可确保第二冷凝器(400)位于第二散热器(200)内部的空间，从而提高了制冷剂-冷却性能。进一步地，第一冷凝器(300)、第二散热器(200)与第一散热器(100)被沿车辆的长度方向布置为彼此接近，从而使冷却模块(1000)沿车辆的长度方向的尺寸最小化。
[0098]根据本发明，第二冷凝器(400)位于一对第二集水箱(210)中的一个的内部，入口(241)形成在未布置有第二冷凝器(400)的第二集水箱(210)的沿车辆的高度方向的上侧上以便将电气部件冷却水引入第二散热器(200)。进一步地，第一管道(510)位于第二集水箱(210)的沿车辆的高度方向的下侧，以便将制冷剂引入第二冷凝器(400)中。即，第二冷凝器(400)位于第二散热器(200)的一侧的第二集水箱(210)的内部，从而将制冷剂供给至第二冷凝器(400)的下侧，并移动到其上侧。入口(241)形成在没有布置第二冷凝器(400)的另一侧的第二集水箱(210)的上侧，从而使电气部件冷却水从一侧的第二集水箱(210)的上侧移动到其下侧。更详细地，电气部件冷却水从布置有第二冷凝器(400)的一侧的第二集水箱(210)的上侧移动到其下侧，第二冷凝器(400)中的制冷剂从第二冷凝器(400)的下侧移动到其上侧，从而提高制冷剂-冷却效率(在车辆的高度方向，第二冷凝器(400)中的制冷剂流动和布置有第二冷凝器(400)的第二集水箱(210)的电气部件冷却水的流动彼此相反)。图10和图11示出了第二散热器(200)中电气部件冷却水的流动和制冷剂的流动，其中，电气部件冷却水的流动由实线表示，制冷剂的流动由虚线表示。如图10和图11中所示，第二冷凝器(400)位于左侧的第二集水箱(210)中，入口 241形成在右侧的第二集水箱(210)的上侧上。图10示出了形成在未布置有第二冷凝器(400)的第二集水箱(210)下侧的出口242，因此提供U型流动。进一步地，图11示出了形成在布置有第二冷凝器(400)的第二集水箱(210)的下侧上的出口(242)，从而提供横型流动。
[0099]首先，参照图10，将对U型电气部件冷却水流动进行说明。在这种情况下，在另一侧的第二集水箱(210)的内部设置挡板(未示出)，相应地，通过入口(241)引入另一侧的第二集水箱(210)的电气部件冷却水通过第二管子(220)的一部分被移动到一侧的第二集水箱(210)，从一侧的第二集水箱(210)的上侧流向其下侧，通过第二管子220的其余部分移动到另一侧的第二集水箱(210)，然后通过出口(242)排出。具有U型流动的第二散热器(200)具有形成在另一侧的第二集水箱(210)的上侧和下侧上的入口(241)和出口(242)，从而使其易于连接到管道并有利于利用布置有第二冷凝器(400)的一侧的第二集水箱(210)的整个内部空间。
[0100]接下来，参照图11，将对横型电气部件冷却水流动进行说明。在这种情况下，通过入口(241)引入另一侧的第二集水箱(210)的电气部件冷却水通过第二管子(220)移动到一侧的第二集水箱(210)，从一侧的第二集水箱(210)的上侧流到其下侧，然后通过出口(242)排出。
[0101]进一步地，除了图10和图11所示的流动类型，根据本发明的冷却模块(1000)可以具有各种电气部件冷却水流动类型。
[0102]此时，根据本发明的冷却模块(1000)包括风扇和护罩组件(600)，如图4至图7中所示，风扇和护罩组件(600)沿空气流动方向被设置在第一散热器(100)的后面。
[0103]根据冷却模块(1000)，制冷剂通过第一管道(510)被供应到第二冷凝器(400)的下侧，在通过第二冷凝器(400)之后，通过将第二冷凝器(400)和第一冷凝器(300)彼此连接的连接管道(520)被引入第一冷凝器(300)中。接着，通过第一冷凝器(300)的制冷剂通过形成在第一冷凝器(300)上的第二管道(530)排出。此时，连接管道(520)具有连接到第二冷凝器(400)的上侧的一个侧端部和另一个侧端部，另一个侧端部连接到位于沿车辆的宽度方向布置有第二冷凝器(400)的那一侧的第三集水箱(310)的上侧。期望地，第二管道(530)连接到位于沿车辆的宽度方向布置有第二冷凝器(400)的那一侧的第三集水箱(310)的下侧，蒸汽-液体分离器(340)连接到未布置有第二冷凝器(400)的那侧的第三集水箱(310)。因此，根据冷却模块(1000)，用于引入、连接和排出制冷剂的各个管道位于沿车辆的宽度方向布置有第二冷凝器(400)的一侧，从而简化了管道的构造，进而，蒸汽-液体分离器(340)位于布置有管道侧的相对侧，从而易于对构造进行设计。
[0104]现在，将参照图12对在根据本发明的冷却模块(1000)中的制冷剂的流动进行说明。首先，通过第一管道(510)引入第二冷凝器(400)中的制冷剂从第二冷凝器(400)的下侧移动到其上侧，与第二散热器(200)的电气 部件冷却水进行初次热交换，并通过连接管道(520)引入第一冷凝器(300)。接着，通过连接管道(520)引入的制冷剂通过冷凝区域(A1)，制冷剂在冷凝区域(A1)进行冷凝，同时沿第三管子(320)的一部分流动，移动到蒸汽-液体分离器(340)，并通过分离区域(A2)，在分离区域(A2)，制冷剂通过蒸汽-液体分离器(340)被分离成蒸汽和液体。之后，分离的液体制冷剂沿着第三管子(320)流动，通过过冷却区域(A3),制冷剂在过冷却区域(A3)上被过冷，同时沿第三管子(320)的其余部分流动，并通过第二管道(530)排出。此时，第一冷凝器(300)还包括设置在第三集水箱(310)内部的挡板(未示出)而对冷凝区域(A1)和过冷却区域(A3)进行分区。除了图12所示的制冷剂流动，根据本发明的冷却模块(1000)可以通过第一管道(510)、连接管道(520)和第二管道(530)的位置、挡板的数量和挡板的位置的变化而具有各种制冷剂流动。
[0105]另一方面，根据本发明的车辆的冷却系统(2000)包括压缩机(2100)、第二冷凝器
(400)、第一冷凝器(300)、膨胀阀(2200)和蒸发器(2300)。
[0106]压缩机(2100)通过从功率供给源(发动机或马达)接收的功率而被激活，吸收并压缩从蒸发器(2300)排出的蒸汽制冷剂，并将被压缩为高温和高压气体的制冷剂排放到第二冷凝器(400)。
[0107]引入第二冷凝器(400)的制冷剂通过水冷的方式进行初次冷却，然后移动到第一冷凝器(300)中，以空冷的方式进行二次冷却。因此，从压缩机(2100)排出的高温高压的蒸汽制冷剂被冷凝成高温高压的液体制冷剂。
[0108]膨胀阀(2200)用于通过节流作用使从第一冷凝器(300)排出的高温高压液体制冷剂迅速膨胀，并将湿润的以及饱和到低温低压状态的制冷剂排放到蒸发器(2300)。
[0109]蒸发器(2300)通过在膨胀阀(2200)中节流的低压液态制冷剂与吹入车辆内部的空气进行热交换，使液态制冷剂蒸发，并通过由制冷剂的蒸发潜热产生的热吸收作用对排放到车辆内部的空气进行冷却。
[0110]因此，通过构造第二冷凝器(400)和第一冷凝器(300)，根据本发明的车辆冷却系统(2000)可提高冷却效率，迅速降低过热制冷剂的比体积，并降低压缩机(2100)的排放压力。更具体地，根据本发明的车辆的冷却系统(2000)可对制冷剂进行冷凝，从而迅速降低过热制冷剂的比体积并使压力损失最小化，并可以减少制冷剂的压降，因此降低了压缩机(2100)的排放压力。此外，根据本发明的车辆的冷却系统(2000)可降低压缩机(2100)的负荷，从而提高耐用性并减少冷却所消耗的能量。
[0111]尽管已经参照具体的示例性实施例描述本发明，但本发明并不被这些实施例限制，而仅由所附权利要求进行限制。应当理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域的技术人员可以改变或修改这些实施例。
【主权项】
1.一种冷却模块，包括: 第一散热器，用于冷却发动机； 第二散热器，沿空气流动方向位于第一散热器前面，并用于冷却电气部件； 第一冷凝器，沿空气流动方向位于第二散热器前面以通过与外部空气进行热交换而冷凝制冷剂； 第二冷凝器，位于第二散热器内部以通过与电气部件冷却水进行热交换而冷凝制冷剂。2.根据权利要求1所述的冷却模块，其中，引入第二冷凝器的制冷剂与电气部件冷却水进行热交换，通过连接管道引入第一冷凝器中，与外部空气进行热交换，并排放到外部。3.根据权利要求2所述的冷却模块，其中，第一散热器包括: 一对第一集水箱，沿车辆的宽度方向彼此平行并彼此隔开给定距离，每个第一集水箱具有彼此连接的第一集管和第一水箱； 第一管子，第一管子的两端固定到一对第一集水箱以形成发动机冷却水通道； 第一翅片，设置在第一管子之间。4.根据权利要求3所述的冷却模块，其中，第二散热器包括: 一对第二集水箱，沿车辆的宽度方向彼此平行并彼此隔开给定距离，每个第二集水箱具有彼此连接的第二集管和第二水箱； 入口和出口，形成在第二集水箱上以将电气部件冷却水引入第二集水箱和将电气部件冷却水从第二集水箱排出； 第二管子，第二管子两端固定到第二集水箱以形成电气部件冷却水通道； 第二翅片，设置在第二管子之间。5.根据权利要求4所述的冷却模块，其中，第二冷凝器沿第二集水箱的长度方向延伸地位于一对第二集水箱中的一个的内部，第二冷凝器内部的制冷剂的流动方向与沿车辆的宽度方向布置有第二冷凝器的第二集水箱中的电气部件冷却水的流动方向不同。6.根据权利要求5所述的冷却模块，其中，第二散热器的入口形成在未布置有第二冷凝器的第二集水箱的沿车辆的高度方向的上侧。7.根据权利要求6所述的冷却模块，其中，在第二集水箱的沿车辆的高度方向的下侧布置有用于将制冷剂引入第二冷凝器的第一管道。8.根据权利要求5所述的冷却模块，其中，第二冷凝器包括:一对入口凸台和出口凸台，彼此隔开给定距离以将制冷剂引入第二冷凝器和将制冷剂从第二冷凝器排出；热交换部，热交换部的两端固定到一对入口凸台和出口凸台。9.根据权利要求8所述的冷却模块，其中，第二冷凝器的热交换部具有双管的形状或板的形状。10.根据权利要求7所述的冷却模块，其中，第一冷凝器包括: 一对第三集水箱，彼此平行并彼此隔开给定距离，每个第三集水箱具有彼此连接的第三集管和第三水箱； 第三管子，第三管子的两端固定到一对第三集水箱以形成制冷剂通道； 第三翅片，设置在第三管子之间； 蒸汽-液体分离器，设置在一侧的第三集水箱处； 第二管道，位于另一侧的第三集水箱上以排放制冷剂。11.根据权利要求10所述的冷却模块，其中，连接管道和第二管道位于布置有第二冷凝器的那一侧的第三集水箱的上侧和下侧，蒸汽-液体分离器连接到未布置有第二冷凝器的那一侧的第三集水箱。12.根据权利要求11所述的冷却模块，其中，第一冷凝器包括: 冷凝区域，通过连接管道引入的制冷剂在冷凝区域上冷凝，同时沿着第三管子的一部分流动； 分离区域，制冷剂在分离区域上通过蒸汽-液体分离器被分离为气态和液态； 过冷区域，通过蒸汽-液体分离器分离的液态制冷剂在过冷区域上过冷，同时沿第三管子的剩余部分流动。13.根据权利要求10所述的冷却模块，其中，在车辆的宽度方向上，第二散热器的长度大于第一散热器的长度和第一冷凝器的长度。14.根据权利要求13所述的冷却模块，其中，在车辆的宽度方向上，一对第一集管和一对第三集管位于一对第二集管之间。15.根据权利要求14所述的冷却模块，其中，在车辆的宽度方向上，蒸汽-液体分离器位于一对第二集管之间。16.根据权利要求6所述的冷却模块，其中，第二散热器具有挡板，所述挡板适于将未布置有第二冷凝器的第二集水箱的内部沿车辆的高度方向分成上侧和下侧，入口和出口连接到第二集水箱的被挡板分成的上侧和下侧，从而通过入口引入第二集水箱的电气部件冷却水通过第二管子的一部分移动到布置有第二冷凝器的第二集水箱，通过第二管子的剩余部分流到未布置有第二冷凝器的第二集水箱，并通过出口排出。17.根据权利要求6所述的冷却模块，其中，第二散热器的出口连接到布置有第二冷凝器的第二集水箱的沿车辆的高度方向的下侧，从而通过入口引入第二集水箱的电气部件冷却水通过第二管子移动到布置有第二冷凝器的第二集水箱，并通过出口排出。18.—种用于车辆的具有根据权利要求1至权利要求17中的任意一项权利要求所述的冷却模块的冷却系统，包括: 压缩机，用于吸收和压缩制冷剂； 冷却模块的第二冷凝器和第一冷凝器，用于顺序地冷凝在压缩机中压缩的制冷剂； 膨胀阀，用于对第二冷凝器和第一冷凝器中的冷凝的制冷剂进行节流； 蒸发器，用于蒸发通过膨胀阀供应的制冷剂。
【专利摘要】本发明涉及一种冷却模块，包括：第一散热器，用于冷却发动机；第二散热器，沿空气流动方向位于第一散热器的前面以冷却电气部件；第一冷凝器，沿空气流动方向位于第二散热器的前面以通过与外部空气进行热交换而冷凝制冷剂；第二冷凝器，位于第二散热器内部并通过与电气部件的冷却水进行热交换而冷凝制冷剂，从而使高温高压的制冷剂通过水冷式的第二冷凝器，然后通过空冷式的第一冷凝器，从而提高制冷剂的冷却效率而改善车辆的冷却系统的整体效率。
【IPC分类】F25B43/02, F28F9/02, F28F1/10, B60H1/32, B60K11/06, F25B39/04
【公开号】CN105492232
【申请号】CN201480042899
【发明人】崔隽瑛, 申贤根, 安容男
【申请人】翰昂系统株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年12月30日
【公告号】DE112014003060T5, WO2015102362A1
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