JP2020183858A - 電気自動車用ヒートポンプシステム及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、韓国特許出願第10−2019−0053989号(出願日:2019年5月8日)に基づくパリ条約4条の優先権主張を伴ったものであり、当該韓国特許出願に開示された内容に基づくものである。参考のために、当該韓国特許出願の明細書及び図面の内容は本願明細書の一部に包摂されるものである。
〔本発明〕
本発明は、電気自動車用ヒートポンプシステム及びその制御方法に関するものである。
しかし、従来の電気自動車用ヒートポンプシステムには、以下のような問題がある。
これに関した先行技術文献情報は、以下のようである。
本発明の一の態様は以下の通りである。
〔1〕 電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法であって、
冷却水の温度と前記冷却水の粘性力が急変する時点で規定される冷却水の基準温度を比較して廃熱回収条件を判断するステップと、
直前の電気自動車運行時の除霜モードを中断するか否かを判断する、運転を中断するか否かを判断するステップと、
暖房モードの連続運転時間を感知するステップと、
室外温度を感知するステップと、
前記連続運転時間と前記室外温度に基づいて、室外熱交換器の着霜の発生有無を判断する第1インデックス及び第2インデックスを測定するステップと、を含んでなる、電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔2〕 前記廃熱回収条件を充足する場合、前記室外熱交換器の着霜の発生有無を判断しない、〔1〕に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔3〕 前記冷却水の温度が前記冷却水の基準温度より高い場合、電気自動車の電装部品から発生する熱を冷媒蒸発の熱源として利用する廃熱回収モードで運転され、
前記冷却水の温度が前記冷却水の基準温度より低い場合、外気を冷媒蒸発の熱源として利用する一般暖房モードで運転される、〔1〕又は〔2〕に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔4〕 前記運転を中断するのか否かの判断ステップは、
前記運転の中断がある場合、前記連続運転時間を感知するステップを省略する、〔1〕〜〔3〕の何れか一項に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔5〕 前記測定された第1インデックス及び第2インデックスが、それぞれの基礎条件を充足するか否かを判断するステップと、
前記第1インデックス及び前記第2インデックスのうち前記基礎条件を充足した少なくとも何れか一つのインデックスの維持時間が持続時間条件を充足するか否かを判断するステップと、
前記インデックスの維持時間が前記持続時間条件を充足する場合、着霜が発生したと判断し、除霜モード運転を行うステップとをさらに含んでなる、〔1〕〜〔4〕の何れか一項に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔6〕 前記第1インデックスは、圧縮機に吸込まれる冷媒の温度で規定される圧縮機入口温度を含んでなり、
前記第1インデックスの基礎条件は、
暖房モードの最小連続運転時間条件、室外温度条件、及び前記室外温度条件に対応する前記圧縮機入口温度の条件を含んでなる、〔5〕に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔7〕 前記暖房モードの最小連続運転時間条件は、
初期起動のオーバーシュートを回避する第1運転時間と、
前記第1運転時間経過後到達し、前記室外温度条件及び前記室外温度条件に対応する前記圧縮機入口温度の条件を補正する第2運転時間とを含んでなる、〔6〕に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔8〕 前記第2インデックスは、室外熱交換器を通過した冷媒の圧力で規定される室外熱交換器の出口圧力を含んでなり、
前記第2インデックスの基礎条件は、
暖房モードの最小連続運転時間条件、室外温度条件及び前記室外温度条件に対応する前記室外熱交換器の出口圧力条件を含んでなる、〔5〕〜〔7〕の何れか一項に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔9〕 前記室外熱交換器の出口圧力条件は、
前記測定された第2インデックスが70kPaより高い圧力であるか否かにより規定される、〔8〕に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔10〕 前記除霜モード運転を行うステップは、
冷媒の凝縮温度に基づいて規定される除霜終了条件を充足すると、暖房モードに復帰する暖房運転転換ステップを含んでなる、〔5〕〜〔9〕の何れか一項に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔11〕 前記暖房運転転換ステップは、
圧縮機をオフ(OFF)させるステップと、
室外温度に基づいて規定されるフレッシュフォギング条件を充足するか否かを判断するステップと、
前記フレッシュフォギング条件を充足する場合、前記圧縮機のオフ状態を維持する駆動遅延時間を決定するステップと、
前記駆動遅延時間が経過すると圧縮機を作動(ON)するステップとを含んでなる、〔10〕に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔12〕 前記第2インデックスは、室外熱交換器の出口圧力の変化量で規定され、
前記室外熱交換器の出口圧力の変化量は、
前記室外熱交換器を通過した冷媒の圧力に対する平均値(Pcavg)と、予め設定された運転時間が経過した後感知される前記室外熱交換器を通過した冷媒の圧力(Pc)の差で定義される、〔1〕〜〔11〕の何れか一項に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
〔13〕 〔1〕〜〔12〕の何れか一項に記載の制御方法を実行する電気自動車用ヒートポンプシステムであって、
パワートレインモジュール及びバッテリーに冷却水が循環する冷却水ラインと、
圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器、室内膨張弁、及び室外膨張弁に冷媒が循環する冷媒ラインと、
前記室外熱交換器に送風を提供する室外ファンと、
前記冷却水ラインに設置され、前記パワートレインモジュール又は前記バッテリーを循環する冷却水の温度を感知する冷却水温度センサーと、
前記圧縮機の吸入側に設置され、前記第1インデックスを測定する圧縮機入口センサーと、
前記室外熱交換器の一側に設置され、前記第2インデックスを測定する室外熱交換センサーとを備えてなる、電気自動車用ヒートポンプシステム。
〔14〕 前記電気自動車用ヒートポンプシステムは、
前記冷却水ラインと前記冷媒ラインが熱交換されるように備えられたパワートレインチラーをさらに備えてなる、〔13〕に記載の電気自動車用ヒートポンプシステム。
〔15〕 前記電気自動車用ヒートポンプシステムは、
以前の運行記録が貯蔵されるメモリーをさらに備えてなり、
前記メモリーに貯蔵された情報に基づいて、前記運転を中断するか否かを判断する、〔13〕又は〔14〕に記載の電気自動車用ヒートポンプシステム。
また、電気自動車の内部に入射する日射量を測定する日射量感知センサー及び在室人員を感知する人体感知センサーをさらに含むことができる。
また、前記廃熱回収条件を充足すると、前記室外熱交換器の着霜の発生有無を判断しないことを特徴とする。
以下図3を参照して、前記補助熱交換器200に対して説明する。
前記ケース210は、導入された冷媒が相分離できる内部空間を形成することができる。一例として、前記ケース210は、円筒形状を含むことができる。
以下、前記除霜モードにおいて冷媒サイクルを説明する。
図7は、本発明の実施例に係る電気自動車用ヒートポンプシステムの運転モードを判断するための制御方法を示すフローチャートである。
ΔPc=Pcavg−Pc 〔数式1〕
また、前記ヒートポンプ1は、霜と圧縮冷媒間の熱伝達効果を最大化するために室外ファン46をオフ(OFF)させることができる。
具体的に、前記冷媒感知センサーPTは、前記室外配管115に設置される凝縮温度センサー(図示されない)をさらに含むことができる。
前記メモリー310には、フレッシュフォギング条件に応じた駆動遅延時間が予め貯蔵される。
前記図14において、点線は、暖房モードで運転される圧縮機100の動力(Comp.power)を示す。
Claims (15)
- 電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法であって、
冷却水の温度と前記冷却水の粘性力が急変する時点で規定される冷却水の基準温度を比較して廃熱回収条件を判断するステップと、
直前の電気自動車運行時の除霜モードを中断するか否かを判断する、運転を中断するか否かを判断するステップと、
暖房モードの連続運転時間を感知するステップと、
室外温度を感知するステップと、
前記連続運転時間と前記室外温度に基づいて、室外熱交換器の着霜の発生有無を判断する第1インデックス及び第2インデックスを測定するステップと、を含んでなる、電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 前記廃熱回収条件を充足する場合、前記室外熱交換器の着霜の発生有無を判断しない、請求項1に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。
- 前記冷却水の温度が前記冷却水の基準温度より高い場合、電気自動車の電装部品から発生する熱を冷媒蒸発の熱源として利用する廃熱回収モードで運転され、
前記冷却水の温度が前記冷却水の基準温度より低い場合、外気を冷媒蒸発の熱源として利用する一般暖房モードで運転される、請求項1又は2に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 前記運転を中断するのか否かの判断ステップは、
前記運転の中断がある場合、前記連続運転時間を感知するステップを省略する、請求項1〜3の何れか一項に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 前記測定された第1インデックス及び第2インデックスが、それぞれの基礎条件を充足するか否かを判断するステップと、
前記第1インデックス及び前記第2インデックスのうち前記基礎条件を充足した少なくとも何れか一つのインデックスの維持時間が持続時間条件を充足するか否かを判断するステップと、
前記インデックスの維持時間が前記持続時間条件を充足する場合、着霜が発生したと判断し、除霜モード運転を行うステップとをさらに含んでなる、請求項1〜4の何れか一項に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 前記第1インデックスは、圧縮機に吸込まれる冷媒の温度で規定される圧縮機入口温度を含んでなり、
前記第1インデックスの基礎条件は、
暖房モードの最小連続運転時間条件、室外温度条件、及び前記室外温度条件に対応する前記圧縮機入口温度の条件を含んでなる、請求項5に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 前記暖房モードの最小連続運転時間条件は、
初期起動のオーバーシュートを回避する第1運転時間と、
前記第1運転時間経過後到達し、前記室外温度条件及び前記室外温度条件に対応する前記圧縮機入口温度の条件を補正する第2運転時間とを含んでなる、請求項6に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 前記第2インデックスは、室外熱交換器を通過した冷媒の圧力で規定される室外熱交換器の出口圧力を含んでなり、
前記第2インデックスの基礎条件は、
暖房モードの最小連続運転時間条件、室外温度条件及び前記室外温度条件に対応する前記室外熱交換器の出口圧力条件を含んでなる、請求項5〜7の何れか一項に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 前記室外熱交換器の出口圧力条件は、
前記測定された第2インデックスが70kPaより高い圧力であるか否かにより規定される、請求項8に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 前記除霜モード運転を行うステップは、
冷媒の凝縮温度に基づいて規定される除霜終了条件を充足すると、暖房モードに復帰する暖房運転転換ステップを含んでなる、請求項5〜9の何れか一項に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 前記暖房運転転換ステップは、
圧縮機をオフ(OFF)させるステップと、
室外温度に基づいて規定されるフレッシュフォギング条件を充足するか否かを判断するステップと、
前記フレッシュフォギング条件を充足する場合、前記圧縮機のオフ状態を維持する駆動遅延時間を決定するステップと、
前記駆動遅延時間が経過すると圧縮機を作動(ON)するステップとを含んでなる、請求項10に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 前記第2インデックスは、室外熱交換器の出口圧力の変化量で規定され、
前記室外熱交換器の出口圧力の変化量は、
前記室外熱交換器を通過した冷媒の圧力に対する平均値(Pcavg)と、予め設定された運転時間が経過した後感知される前記室外熱交換器を通過した冷媒の圧力(Pc)の差で定義される、請求項1〜11の何れか一項に記載の電気自動車用ヒートポンプシステムの制御方法。 - 請求項1〜12の何れか一項に記載の制御方法を実行する電気自動車用ヒートポンプシステムであって、
パワートレインモジュール及びバッテリーに冷却水が循環する冷却水ラインと、
圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器、室内膨張弁、及び室外膨張弁に冷媒が循環する冷媒ラインと、
前記室外熱交換器に送風を提供する室外ファンと、
前記冷却水ラインに設置され、前記パワートレインモジュール又は前記バッテリーを循環する冷却水の温度を感知する冷却水温度センサーと、
前記圧縮機の吸入側に設置され、前記第1インデックスを測定する圧縮機入口センサーと、
前記室外熱交換器の一側に設置され、前記第2インデックスを測定する室外熱交換センサーとを備えてなる、電気自動車用ヒートポンプシステム。 - 前記電気自動車用ヒートポンプシステムは、
前記冷却水ラインと前記冷媒ラインが熱交換されるように備えられたパワートレインチラーをさらに備えてなる、請求項13に記載の電気自動車用ヒートポンプシステム。 - 前記電気自動車用ヒートポンプシステムは、
以前の運行記録が貯蔵されるメモリーをさらに備えてなり、
前記メモリーに貯蔵された情報に基づいて、前記運転を中断するか否かを判断する、請求項13又は14に記載の電気自動車用ヒートポンプシステム。
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