车辆用冷却模块的制作方法

以下公开内容涉及一种车辆用冷却模块，并且更具体地涉及这样一种车辆用冷却模块，其包括冷凝器、使发动机用冷却剂流过其中的第一散热器、使电气部件用冷却剂流过其中的第二散热器、用于冷凝在车辆用空调系统中流动的制冷剂的冷凝器以及中间冷却器，并且能够均匀地散布第一散热器的前表面的空气阻力以确保空气量分布的整体平衡。

背景技术

近年来，在组装汽车的过程中，为了使该过程简化和自动化并提高生产率，提出了一种组装组件的技术，其中在组装线中组装多个部件，即，调制组件。一个代表性实例是前端模块，其中冷却模块与包括前照灯和保险杠梁的保险杠被组装并被模块化。

前端模块具有：冷却模块，其包括散热器、冷凝器和风扇护罩并被安装在载体的冷却模块安装部上；前照灯，其安装在载体的前照灯安装部上；以及保险杠梁，其绕着布置在其中心处的载体安装在载体的前表面上，以被模块化。

通常，车辆用冷却模块通过将散热器、冷凝器和风扇护罩(用于通过与空气进行热交换来冷却散热器和冷凝器)模块化来配置，并且混合动力电动车辆或燃料电池车辆进一步包括用于冷却电气部件的电气部件用散热器(除上述配置之外)。混合动力电动车辆是以恒定速度并在初始驱动时由马达驱动的设备，并且在电池放电模式下由内燃发动机来操作以提高燃料效率。在此，包括马达的电气部件在操作期间生成热量，并且有必要装设抑制部件温度上升的冷却装置，以便维持部件的输入和输出特性处于最佳状态。

特别是，在混合动力电动车辆中，除发动机之外，电气部件(是包括马达、逆变器、电池组等的电气和电子部件)应该被冷却。然而，因为已通过发动机的冷却剂与已通过电气部件的冷却剂之间产生一定的温度差，混合动力电动车辆不具有一个冷却系统。

因此，车辆用冷却系统单独包括用于冷却发动机的系统和用于冷却电气部件的系统，并且单独包括用于冷却发动机的散热器和用于冷却电气部件的低温散热器。通常，低温散热器是单独制造的并被组装在冷凝器的上侧或下侧上。

作为与上述内容相关的技术，公开了韩国专利特开no.2011-0075195(2011年7月6日公布，标题为“coolingmodule(冷却模块)”)。

如图1中图示的，当除了风扇护罩s观察时，冷却模块形成在两列布局结构中，其中低温散热器l布置在冷凝器c的下端上，从而形成第一列，并且散热器r布置在冷凝器c和低温散热器l的第一列的后端上，从而形成第二列。同时，混合动力电动车辆可进一步安装有中间冷却器。中间冷却器是用于冷却在高温和高压下由增压器压缩的空气以增加发动机输出的设备。

通常，使用柴油发动机的车辆使用增压器将压缩空气供应到发动机气缸中，以提高发动机的输出。然而，因为被增压器急剧压缩的空气的温度变得非常高，空气的容积膨胀且氧浓度降低，导致气缸中空气的填充效率下降的现象。因此，中间冷却器冷却被增压器压缩的高温空气，使得包括中间冷却器的车辆发动机气缸的抽吸效率增加，提高燃烧效率以增加燃料效率，并且对环境有害的排气(诸如二氧化碳、排气烟雾，等)的排放也显著减少。

然而，在中间冷却器被另外安装在混合动力电动车辆中的情况下，需要除了现有两列布局之外的布局结构。特别是，需要能够压缩整个冷却模块并且确保空气量分布的整体平衡的布局结构。

[现有技术文件]

[专利文件]

(专利文件1)韩国专利特开no.2011-0075195(2011年7月6日公布，标题为“coolingmodule(冷却模块)”)

技术实现要素：

本发明的一个实施方式涉及提供了这样一种车辆用冷却模块，即：通过将冷凝器、第二散热器和所述第一散热器布置在空气流动方向上或者将所述第二散热器、所述冷凝器和所述第一散热器按照这种顺序布置，以及将中间冷却器布置在所述冷凝器和所述第二散热器的下侧上，该车辆用冷却模块能够均匀地散布第一散热器的前表面的空气阻力以确保空气量分布的整体平衡。

在一个总体方面中，一种车辆用冷却模块包括：冷凝器c，所述冷凝器c布置在所述车辆的前面以冷凝在车辆用空调系统中流动的制冷剂；第一散热器r，所述第一散热器r布置在所述冷凝器c的后面并且具有在其中流动的第一热交换介质；第二散热器l，所述第二散热器l布置在所述冷凝器c与所述第一散热器r之间并且具有在其中流动的第二热交换介质；以及中间冷却器i，所述中间冷却器i布置在所述冷凝器c和所述第二散热器l的下侧上并且布置在所述第一散热器r的前面。

在另一总体方面中，一种车辆用冷却模块包括：第二散热器l，所述第二散热器l布置在所述车辆的前面并且具有在其中流动的第二热交换介质；第一散热器r，所述第一散热器r布置在所述第二散热器l的后面并且具有在其中流动的第一热交换介质；冷凝器c，所述冷凝器c布置在所述第二散热器l与所述第一散热器r之间并且冷凝在车辆用空调系统中流动的制冷剂；以及中间冷却器i，所述中间冷却器i布置在所述第二散热器l和所述冷凝器c的下侧上并且布置在所述第一散热器r的前面。

引入所述第一散热器r中的所述第一热交换介质的温度可高于引入所述第二散热器l中的第二热交换介质的温度。

所述第二散热器l的芯部的宽度长度ll可比所述冷凝器c的芯部的宽度长度lc和所述第一散热器r的芯部的宽度长度lr长。

设置到沿其长度方向形成在所述第一散热器r的一侧上的第1-1集箱21的第1-1散热器支撑部分25以及设置到形成在其另一侧上的第1-2集箱24的第1-2散热器支撑部分26可分别被连接到设置到沿其所述长度方向形成在所述第二散热器l的一侧上的第2-1集箱31的第2-1散热器支撑部分35以及设置到形成在其另一侧上的第2-2集箱34的第2-2散热器支撑部分36，沿所述长度方向设置到所述冷凝器c的一侧的第1-1冷凝器支撑部分15以及形成在其另一侧上的第1-2冷凝器支撑部分16可分别被连接到设置到所述第二散热器l的所述第2-1集箱31的第2-1冷凝器支撑部分37以及设置到所述第2-2集箱34的第2-2冷凝器支撑部分38，并且设置到沿其长度方向形成在所述中间冷却器i的一侧上的第3-1集箱41的第1-1中间冷却器支撑部分45以及设置到形成在其另一侧上的第3-2集箱44的第1-2中间冷却器支撑部分46可分别被连接到设置到所述第一散热器r的所述第1-1集箱21的第2-1中间冷却器支撑部分27以及设置到所述第1-2集箱24的第2-2中间冷却器支撑部分28。

所述第一散热器r的所述芯部的高度hr可大于所述冷凝器c的所述芯部的高度hc和所述中间冷却器i的所述芯部的高度hi之和，或者大于所述第二散热器l的所述芯部的高度hl和所述中间冷却器i的芯部的高度hi之和；并且所述冷凝器c的所述芯部、所述第二散热器l的所述芯部和所述中间冷却器i的所述芯部可被布置成都与所述第一散热器r的所述芯部重叠。

所述第一散热器r可设置有连接到车体的安装销。

所述冷凝器c的所述芯部的有效面积可小于所述第二散热器l的所述芯部的有效面积。

所述冷凝器c的所述芯部的有效面积和所述中间冷却器i的所述芯部的有效面积之和可小于所述第一散热器r的所述芯部的有效面积之和。

具有引入所述第二热交换介质的入口部分39的所述第二散热器l的所述第2-1集箱31与所述冷凝器c的沿其宽度方向邻近所述第二散热器l的一端之间的距离可大于定位在所述第2-1集箱31的相反侧处的所述第2-2集箱34与所述冷凝器c的沿所述宽度方向邻近所述第二散热器l的另一端之间的距离。

所述冷凝器c的沿所述宽度方向的所述另一端可布置在与所述第2-2集箱34相同的平面上。

所述中间冷却器i的芯部的长度li可小于所述第一散热器r的所述芯部的长度lr。

所述车辆用冷却模块可进一步包括风扇护罩，所述风扇护罩布置在所述第一散热器r的后面。

附图说明

图1是图示作为常规两列布局结构的冷却模块的布局的配置图。

图2是图示根据本发明的车辆用冷却模块的布局的分解图。

图3是图示根据本发明的车辆用冷却模块的布局的立体图。

图4是图示根据本发明的车辆用冷却模块中的每个热交换器的芯部尺寸的示意图。

图5是图示根据本发明的另一示例性实施方式的车辆用冷却模块中的每个热交换器的芯部尺寸的示意图。

[主要元件的详细描述]

c：冷凝器r：第一散热器

l：第二散热器i：中间冷却器

lc：冷凝器的芯部的宽度长度

lr：第一散热器的芯部的宽度长度

ll：第二散热器的芯部的宽度长度

hc：冷凝器的芯部的高度

hr：第一散热器的芯部的高度

hl：第二散热器的芯部的高度

15：第1-1冷凝器支撑部分16：第1-2冷凝器支撑部分

21：第1-1集箱24：第1-2集箱

25：第1-1散热器支撑部分26：第1-2散热器支撑部分

27：第2-1中间冷却器支撑部分28：第2-2中间冷却器支撑部分

31：第2-1集箱34：第2-2集箱

35：第2-1散热器支撑部分36：第2-2散热器支撑部分

37：第2-1冷凝器支撑部分38：第2-2冷凝器支撑部分

39：入口部分

41：第3-1集箱44：第3-2集箱

45：第1-1中间冷却器支撑部分46：第1-2中间冷却器支撑部分

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述如上文描述的根据本发明的车辆用冷却模块。

如图2中图示的，根据本发明的车辆用冷却模块10总体包括冷凝器c、第一散热器r、第二散热器l和中间冷却器i。首先，冷凝器c是布置在车辆的前部中以冷凝在车辆用空调系统中流动的制冷剂的热交换器，并且包括一对冷凝器集箱11、使两端固定到冷凝器集箱11的多个第一管12以及介于第一管12之间的第一销13。另外，车辆用冷却模块包括设置到冷凝器c一侧的液体蒸气分离器。

在这种情况下，冷凝器集箱11还可以是将它们彼此平行布置以沿长度方向彼此间隔开预定距离的交叉流动型，并且还可以是将它们彼此平行布置以沿高度方向彼此间隔开预定距离的向下流动型。

冷凝器c通过在引入到一对冷凝器集箱11中的任何一个中的制冷剂沿着管流动的过程中与空气进行热交换来执行冷凝。

接下来，第一散热器r在空气流动方向上布置在冷凝器c的后方，具有在其中流动的第一热交换介质，并且包括在长度方向上设置到其一侧的第1-1集箱21、在长度方向上设置到其另一侧的第1-2集箱24、使两端固定到第1-1集箱21和第1-2集箱24的多个第二管22以及介于第二管22之间的第二销23。在这种情况下，类似于冷凝器c，第一散热器r也可以是将第1-1集箱21彼此平行布置以沿长度方向彼此间隔开预定距离的交叉流动型，并且也可以是将第1-1集箱21彼此平行布置以沿高度方向彼此间隔开预定距离的向下流动型。在这种情况下，集箱可沿高度方向彼此间隔开地布置。第一散热器r可以是用于冷却发动机冷却剂的高温散热器。在第一散热器r中，用于冷却发动机的冷却剂被引入到一对第1-1集箱21和第1-2集箱24中的任何一个中，并且在冷却剂穿过第二管22的过程中冷却剂与空气进行热交换，从而执行冷却。

接下来，第二散热器l沿空气流动方向布置在冷凝器c与第一散热器r之间，具有在其中流动的第二热交换介质，并且包括在长度方向上设置到其一侧的第2-1集箱31、在长度方向上设置到其另一侧的第2-2集箱34、使两端固定到第2-1集箱31和第2-2集箱34的多个第三管32以及介于第三管32之间的第三销33。第二散热器l可以是用于冷却电气部件的低温散热器。

中间冷却器i布置在冷凝器c和第二散热器l的下侧上，并且包括在长度方向上设置到其一侧的第3-1集箱41、在长度方向上设置到其另一侧的第3-2集箱44、使两端固定到第3-1集箱41和第3-2集箱44的多个第四管42以及介于第四管42之间的第四销43。中间冷却器i可形成为大于冷凝器c和第二散热器l的宽度以占据冷凝器c和第二散热器l两者的下部区域，并且也可仅布置在冷凝器c或第二散热器l中的任一者的下部区域(取决于应用模式l)。中间冷却器l还可以是空冷式中间冷却器或水冷式中间冷却器。在中间冷却器l为水冷式中间冷却器的情况下，中间冷却器i可具有其中销管式热交换器被包括在壳体中的形式，也可形成为板式，并且其形式可进行各种修改。

如上所述，包括冷凝器c、第一散热器r、第二散热器l和中间冷却器i的冷却模块具有与具有常规两列布局结构的冷却模块不同的三列布局结构。即，冷凝器c、第二散热器l和第一散热器r沿空气流动方向布置成三列，并且中间冷却器i布置在冷凝器c和第二散热器l的下侧上以及第一散热器r的前方。

作为另一形式，第二散热器l、冷凝器c和第一散热器r在空气流动方向上布置成三列，并且中间冷却器i布置在第二散热器l和冷凝器c的下侧上以及第一散热器r的前方。在这种情况下，引入到第一散热器r中的第一热交换介质的温度可高于引入到第二散热器l中的第二热交换介质的温度。结果，引入到冷却模块中的空气穿过冷凝器c、具有相对低温的第二散热器l，然后穿过具有相对高温的第一散热器r，使得可有效地执行热交换。

另外，因为中间冷却器i沿空气流动方向的宽度比冷凝器c和第二散热器l的宽度宽，所以中间冷却器i布置在第一散热器r的前方并被布置在冷凝器c和第二散热器l的下侧上(类似于冷凝器c和第二散热器l)，使得引入到冷却模块中的空气在穿过冷却模块的同时沿竖直方向受到均匀阻力。结果，空气均匀地穿过整个冷却模块，从而可以最大化冷却模块的热性能。如果任何一个部分的空气阻力较大，则空气不能很好地被引入到该部分中并且由此降低热性能。

将参考图2至图5详细描述具有这种三列布局结构的冷却模块的详细尺寸和相联接结构。

首先，第二散热器l的芯部(管和销)的宽度长度ll可比冷凝器c的芯部的宽度长度lc和第一散热器r的芯部的宽度长度lr长。即，冷凝器c的一对冷凝器集箱11以及第一散热器l的第1-1集箱21和第1-2集箱24可定位在第二散热器l的第2-1集箱31与第2-2集箱34之间。从而，冷凝器c和第一散热器r可布置成与第二散热器l紧密接触，从而最小化每个热交换周期的间隙并且最小化冷却模块在车辆长度方向上的宽度。

在这种情况下，在其长度方向上设置到第1-1集箱21(形成在第一散热器r的一侧上)的第1-1散热器支撑部分25以及设置到第1-2集箱24(形成在另一侧上)的第1-2散热器支撑部分26分别被连接到在其长度方向上形成在第二散热器l的一侧上的第2-1集箱31以及形成在其另一侧上的第2-2集箱34，使得第一散热器r由第二散热器l支撑。

在这种情况下，因为第二散热器l的芯部的宽度长度ll比第一散热器r的芯部的宽度长度lr长，所以第1-1散热器支撑部分25和第1-2散热器支撑部分26可从第一散热器r的中心向外突出。另一方面，第2-1散热器支撑部分35和第2-2散热器支撑部分36在第一散热器r的方向上突出以不增加第二散热器l的芯部的宽度长度，并且分别被连接到第1-1散热器支撑部分25和第1-2散热器支撑部分26。

另外，在其长度方向上设置到冷凝器c的一侧的第1-1冷凝器支撑部分15以及形成在其另一侧上的第1-2冷凝器支撑部分16分别被连接到设置到第二散热器l的第2-1集箱31的第2-1冷凝器支撑部分37以及设置到第2-2集箱34的第2-2冷凝器支撑部分38，使得冷凝器c由第二散热器l支撑。

在这种情况下，因为第二散热器l的芯部的宽度长度ll比冷凝器c的芯部的宽度长度lc长，所以第1-1冷凝器支撑部分15和第1-2冷凝器支撑部分16可从冷凝器c的中心向外突出。另一方面，第2-1冷凝器支撑部分37和第2-2冷凝器支撑部分38在冷凝器c的方向上突出以不增加第二散热器l的芯部的宽度长度ll，并且分别被连接到第1-1冷凝器支撑部分15和第1-2冷凝器支撑部分16。

将第二热交换介质引入到第二散热器l中的入口部分39和出口部分可设置到第2-1集箱31，并且将第一热交换介质引入到第一散热器r中的入口部分和出口部分可设置到第1-2集箱24。即，通过将第二热交换介质的入口部分和出口部分的位置和第一热交换介质的入口部分和出口部分的位置布置成方向彼此相反，当第一列的冷凝器c和第三列的第一散热器r连接到第二散热器l时，每个热交换周期的间隙可被最小化并且冷却模块在车辆长度方向上的宽度可被最小化，使得冷凝器c和第一散热器r并不彼此重叠或干扰。在这种情况下，如果第一热交换介质的入口部分和出口部分的位置定位在彼此相反的方向上，则第二热交换介质的入口部分和出口部分也可布置成不与第一热交换介质的入口部分和出口部分的位置重叠。

另外，设置到第3-1集箱41(在其长度方向上形成在中间冷却器i的一侧上)的第1-1中间冷却器支撑部分45以及设置到第3-2集箱44(形成在其另一侧上)的第1-2中间冷却器支撑部分46分别被连接到设置于第一散热器r的第1-1集箱21上的第2-1中间冷却器支撑部分27以及设置于第1-2集箱24上的第2-2中间冷却器支撑部分28，使得中间冷却器i由第一散热器r支撑。

在这种情况下，因为中间冷却器i的第3-1集箱41与第3-2集箱44的最外面部分之间的距离大于第二散热器l的第2-1集箱31与第2-2集箱34的最外面部分之间的距离，第2-1中间冷却器支撑部分27和第2-2中间冷却器支撑部分28可从第一散热器r的中心向外突出。另一方面，第1-1中间冷却器支撑部分45和第1-2中间冷却器支撑部分46在第一散热器r的方向上突出以不增加中间冷却器i的宽度长度li，并且分别被连接到第2-1中间冷却器支撑部分25和第2-2中间冷却器支撑部分28。

同时，第一散热器r的芯部的高度hr可大于冷凝器c的芯部的高度hc和中间冷却器i的芯部的高度hi之和，或者第二散热器l的芯部的高度hl和中间冷却器i的芯部的高度hi之和。

另外，冷凝器c的芯部、第二散热器l的芯部和中间冷却器i的芯部可布置成都与第一散热器r的芯部重叠。

在上述配置中，因为第一散热器r的高度被配置成最大高度，并且冷凝器c的芯部和第二散热器l的芯部二者均被包括在第一散热器r的芯部的区域中，当在高度方向上观察时，第一散热器r形成冷却模块的最外面部分。在这种情况下，第一散热器r设置有安装销，使得冷却模块可容易地连接到车体。

同时，冷凝器c的芯部的有效面积可小于第二散热器l的芯部的有效面积。另外，冷凝器c的芯部的有效面积和中间冷却器i的芯部的有效面积之和可小于第一散热器r的芯部的有效面积之和。从而，布置在第一散热器r后方的风扇护罩的风扇可覆盖整体热交换器。

同时，具有引入第二热交换介质的入口部分39的第二散热器l的第2-1集箱31与冷凝器c的沿长度方向邻近第二散热器l的一端之间的距离可大于定位在第2-1集箱31的相反侧处的第2-2集箱34与冷凝器c的沿长度方向邻近第二散热器l的另一端之间的距离。即，当在引入空气的方向上观察冷却模块时，冷凝器c被布置成相对于第二散热器l偏向一侧，特别是，冷凝器c被布置成尽可能远离引入第二热交换介质的入口部分39。从而，因为冷凝器c不存在于第二散热器l的入口部分39附近的前方，所以引入到入口部分39附近的前方中的空气不穿过冷凝器c并且处于非加热状态下，从而可以有效地冷却引入第二散热器l中的第二热交换介质。

在这种情况下，冷凝器c在长度方向上的另一端可布置在与第2-2集箱34相同的平面上。即，冷凝器c被布置成最大限度地偏向第二散热器l在长度方向上的另一端，使得可最大限度地增加将第二热交换介质引入第二散热器l中的入口部分39附近的面积，可最大限度地有效冷却第二热交换介质，并且可提高冷凝器c和第二散热器l二者的热性能。

在这种情况下，液体蒸气分离器可设置在冷凝器c的一端与第二散热器l的第2-1集箱31之间。

中间冷却器i的第3-1集箱41与第3-2集箱44的最外面部分之间的距离大于第二散热器l的第2-1集箱31与第2-2集箱34的最外面部分之间的距离，并且中间冷却器i的芯部的长度li可小于第一散热器r的芯部的长度lr。

从而，因为将中间冷却器i的第3-1集箱41和第3-2集箱44连接到芯部的部分定位在第一散热器r的第1-1集箱21与第1-2集箱24之间，中间冷却器i和第一散热器r可被布置成彼此紧密接触，从而可以最小化每个热交换周期的间隙并且最小化冷却模块在车辆长度方向上的宽度。

根据本发明的另一示例性实施方式，如图5中图示的，即使利用如下结构，即将具有在其中流动的第二热交换介质的第二散热器l、用于冷凝在车辆用空调系统中流动的制冷剂的冷凝器c以及具有在其中流动的第一热交换介质的第一散热器r按照这种顺序从车辆的前方布置在空气流动方向上，并且中间冷却器i布置在第二散热器l和冷凝器c的下侧上且位于第一散热器r的前方，也可实施能够均匀地散布第一散热器的前表面的空气阻力以确保空气量分布的整体平衡的三列布局结构。

如上所述，根据本发明的车辆用冷却模块包括冷凝器c、第一散热器r、第二散热器l和中间冷却器i，并且通过将冷凝器c、第二散热器l和第一散热器r布置在空气流动方向上以及将中间冷却器i布置在冷凝器c和第二散热器l的下侧上来形成，从而可以压缩冷却模块并且均匀地分布第一散热器r的前表面的空气阻力以确保空气量分布的整体平衡。

进一步，第二散热器l的芯部的宽度长度ll形成为比冷凝器c的芯部的宽度长度lc和第一散热器r的芯部的宽度长度lc长，使得冷凝器c和第一散热器r被布置成与第二散热器l紧密接触，从而可以最小化每个热交换周期的间隙并且最小化冷却模块沿车辆长度方向的宽度。

本发明不限于上述示例性实施方式而是可被不同地应用，并且可在不脱离权利要求书中所述的本发明要旨的情况下由本发明所属领域的技术人员进行各种修改。