KR102556799B1 - Thermal management system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기, 수랭식 응축기, 제1팽창밸브, 공랭식 응축기, 제2팽창밸브, 증발기 및 상기 공랭식 응축기와 병렬로 연결되며 선택적으로 냉매가 통과될 수 있는 제1냉매 바이패스라인을 포함하고, 냉매를 순환시켜 실내를 냉방하는 냉매 순환라인; 상기 수랭식 응축기를 통해 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 실내를 난방하는 난방라인; 및 공기 또는 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 배터리 및 전장부품을 냉각시키는 냉각라인; 을 포함하여 이루어져, 차량의 냉방 및 난방은 물론 차량 내의 전장부품 및 배터리의 효율적인 열관리가 가능하고, 증발기 측으로 충분한 흡열 열원을 제공할 수 있어 제습 성능을 향상시킬 수 있으며, 히트 펌프 모드 시 히트 펌프의 성능을 향상시킬 수 있는 열관리 시스템에 관한 것이다.The present invention includes a compressor, a water-cooled condenser, a first expansion valve, an air-cooled condenser, a second expansion valve, an evaporator, and a first refrigerant bypass line connected in parallel to the air-cooled condenser and through which a refrigerant can selectively pass. a refrigerant circulation line that cools the room by circulating; a heating line for heating a room by circulating cooling water that exchanges heat with the refrigerant through the water-cooled condenser; and a cooling line cooling the battery and electric components by circulating air or cooling water that exchanges heat with the refrigerant. Including, cooling and heating of the vehicle, as well as efficient thermal management of electric parts and batteries in the vehicle, and sufficient endothermic heat source can be provided to the evaporator to improve dehumidification performance. It is about a thermal management system that can improve performance.

Description

열관리 시스템 {Thermal management system}Thermal management system {Thermal management system}

본 발명은 열관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 냉방 및 난방은 물론 차량 내의 전장부품 및 배터리의 열을 관리하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a thermal management system, and more particularly, to a system for managing heat of electrical components and batteries in a vehicle as well as cooling and heating of a vehicle.

최근 자동차 분야에서 환경 친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제 해결책으로서 각광받고 있는 것이 전기 자동차이다.Recently, an electric vehicle has been in the spotlight as a solution to problems such as implementation of environmentally friendly technology and energy depletion in the field of automobiles.

전기 자동차는 배터리 또는 연료전지로부터 전력을 공급받아 구동되는 모터를 이용해 주행하기 때문에 탄소 배출이 적고 소음이 작다. 또한, 전기 자동차는 기존의 엔진보다 에너지 효율이 우수한 모터를 사용하기 때문에 친환경적이다.Since electric vehicles drive using motors that are powered by power from batteries or fuel cells, carbon emissions are low and noise is low. In addition, electric vehicles are environmentally friendly because they use motors that are more energy efficient than conventional engines.

그런데 전기 자동차는 배터리 및 구동 모터의 작동 시 많은 열이 발생하기 때문에 열관리가 중요하다. 그리고 배터리를 재충전하는데 시간이 오래 소요되므로 효율적인 배터리 사용 시간의 관리가 중요하다. 특히, 전기 자동차는 실내 공조를 위해 구동되는 냉매 압축기도 전기로 구동되는바 더욱 배터리의 사용 시간 관리가 중요하다. 또한, 구동 모터 및 인버터에서는 배터리나 충전기 등 다른 전장부품에 비해 상대적으로 많은 열이 발생하므로, 구동 모터를 적정한 온도로 냉각시켜야 하며 이를 위해 구동 모터의 냉각을 위한 열교환기의 냉각 성능을 높여야 할 필요성이 있다.However, since a lot of heat is generated during the operation of a battery and a driving motor in an electric vehicle, thermal management is important. In addition, since it takes a long time to recharge the battery, efficient management of battery usage time is important. In particular, in an electric vehicle, since a refrigerant compressor driven for indoor air conditioning is also driven by electricity, it is more important to manage the use time of the battery. In addition, since a relatively large amount of heat is generated in the drive motor and inverter compared to other electrical components such as batteries and chargers, the drive motor must be cooled to an appropriate temperature. For this purpose, the cooling performance of the heat exchanger for cooling the drive motor needs to be increased there is

그리고 열관리 시스템의 펌프 모드 시 냉매는 공랭식 컨덴서를 통해 흡열을 하도록 구성되는데, 이로 인해 증발기 측에서 제습 성능이 저하될 수 있다. 또한, 열관리 시스템은 외기 온도가 낮은 경우 공랭식 컨덴서에 적상(Icing)이 발생되어 열교환이 불가능하게 될 수 있으며 시스템의 난방 성능이 저하될 수 있다.In addition, in the pump mode of the thermal management system, the refrigerant is configured to absorb heat through the air-cooled condenser, which may reduce dehumidification performance at the evaporator side. In addition, in the thermal management system, when the outside temperature is low, icing is generated in the air-cooled condenser, making heat exchange impossible and reducing the heating performance of the system.

KR 2014-0147365 A (2014.12.30)KR 2014-0147365 A (2014.12.30)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 증발기 측으로 충분한 흡열 열원을 제공할 수 있어 제습 성능을 향상시킬 수 있으며, 열관리 시스템의 히트 펌프 모드 시 불필요한 유로를 축소시켜 히트 펌프의 성능을 향상시킬 수 있는 열관리 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve dehumidification performance by providing a sufficient endothermic heat source to the evaporator side, and to reduce unnecessary passages in the heat pump mode of the thermal management system. It is to provide a thermal management system capable of improving the performance of a heat pump by doing so.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열관리 시스템은 압축기(210), 수랭식 응축기(220), 제1팽창밸브, 공랭식 응축기(230), 제2팽창밸브(240), 증발기(242) 및 상기 공랭식 응축기(230)와 병렬로 연결되며 선택적으로 냉매가 통과될 수 있는 제1냉매 바이패스라인(232)을 포함하고, 냉매를 순환시켜 실내를 냉방하는 냉매 순환라인(200); 상기 수랭식 응축기(220)를 통해 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 실내를 난방하는 난방라인(301); 및 공기 또는 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 배터리(350) 및 전장부품(460)을 냉각시키는 냉각라인(302); 을 포함할 수 있다.The thermal management system of the present invention for achieving the above object is a compressor 210, a water-cooled condenser 220, a first expansion valve, an air-cooled condenser 230, a second expansion valve 240, an evaporator 242, and a refrigerant circulation line 200 connected in parallel with the air-cooled condenser 230 and including a first refrigerant bypass line 232 through which refrigerant may selectively pass, and circulating the refrigerant to cool the room; a heating line (301) for heating a room by circulating cooling water that exchanges heat with the refrigerant through the water-cooled condenser (220); and a cooling line 302 cooling the battery 350 and the electrical component 460 by circulating air or cooling water that exchanges heat with the refrigerant. can include

또한, 최대 난방 모드 시 또는 상기 공랭식 응축기(230)에 적상 발생 시, 상기 공랭식 응축기(230)로는 냉매가 흐르지 않고 상기 제1냉매 바이패스라인(232)으로 냉매가 흐르도록 작동될 수 있다.In addition, in the maximum heating mode or when frost occurs in the air-cooled condenser 230, the refrigerant does not flow through the air-cooled condenser 230 and the refrigerant flows through the first refrigerant bypass line 232.

또한, 상기 냉매 순환라인(200)은, 상기 냉매의 유동방향으로 공랭식 응축기(230)의 후방측과 냉매 바이패스라인(232)의 후단 사이에 설치된 제1체크밸브(231) 또는 증발기(242)와 압축기(210) 사이에 설치된 제2체크밸브(259)를 더 포함할 수 있다.In addition, the refrigerant circulation line 200 includes a first check valve 231 or an evaporator 242 installed between the rear side of the air-cooled condenser 230 and the rear end of the refrigerant bypass line 232 in the flow direction of the refrigerant. And a second check valve 259 installed between the compressor 210 may be further included.

또한, 상기 냉매 순환라인(200)은, 상기 수랭식 응축기(220)와 공랭식 응축기(230)의 사이에 제1팽창밸브가 배치되되 상기 제1팽창밸브는 전자식 팽창밸브(225)로 형성되고, 상기 전자식 팽창밸브(225)와 공랭식 응축기(230)의 사이에 설치된 제4방향전환밸브(226)를 더 포함하며, 상기 제4방향전환밸브(226)에 제1냉매 바이패스라인(232)이 연결될 수 있다.In addition, in the refrigerant circulation line 200, a first expansion valve is disposed between the water-cooled condenser 220 and the air-cooled condenser 230, and the first expansion valve is formed of an electronic expansion valve 225, A fourth directional control valve 226 installed between the electronic expansion valve 225 and the air-cooled condenser 230 is further included, and the first refrigerant bypass line 232 is connected to the fourth directional control valve 226. can

또한, 상기 냉매 순환라인(200)은, 상기 수랭식 응축기(220)와 공랭식 응축기(230)의 사이에 제1팽창밸브가 배치되되 상기 제1팽창밸브는 3방향 전환밸브와 전자식 팽창밸브가 일체로 형성된 방향전환 일체형 팽창밸브(227)로 형성되며, 상기 방향전환 일체형 팽창밸브(227)에 제1냉매 바이패스라인(232)이 연결될 수 있다.In addition, in the refrigerant circulation line 200, a first expansion valve is disposed between the water-cooled condenser 220 and the air-cooled condenser 230, and the first expansion valve is a three-way switching valve and an electronic expansion valve integrally formed. It is formed of a direction changing integrated expansion valve 227, and a first refrigerant bypass line 232 may be connected to the direction changing integrated expansion valve 227.

또한, 상기 방향전환 일체형 팽창밸브(227)는, 상기 수랭식 응축기(220)측 냉매라인에 연결되는 입구(227a), 상기 공랭식 응축기(230)측 냉매라인에 연결되는 제1출구(227b) 및 상기 제1냉매 바이패스라인(232)측 냉매라인에 연결되는 제2출구(227c)가 서로 연결된 유로가 형성된 하우징(227-1); 상기 하우징(227-1)의 내측에 결합되되, 상기 입구(227a)와 제1출구(227b)의 사이 및 상기 입구(227a)와 제2출구(227c)의 사이에 배치된 한 쌍의 실링부재(227-2); 및 상기 한 쌍의 실링부재(227-2) 사이에 개재되어 외주면이 실링부재(227-2)들과 밀착되고, 상기 하우징(227-1)의 입구(227a)와 외주면을 연결하는 바이패스 유로(227d)가 형성된 밸브몸체(227-3); 를 포함할 수 있다.In addition, the direction switching integral expansion valve 227 has an inlet 227a connected to the refrigerant line on the water-cooled condenser 220 side, a first outlet 227b connected to the refrigerant line on the air-cooled condenser 230 side, and the a housing 227-1 having a flow path in which the second outlet 227c connected to the refrigerant line on the side of the first refrigerant bypass line 232 is connected to each other; A pair of sealing members coupled to the inside of the housing 227-1 and disposed between the inlet 227a and the first outlet 227b and between the inlet 227a and the second outlet 227c. (227-2); and a bypass passage interposed between the pair of sealing members 227-2 so that its outer circumferential surface is in close contact with the sealing members 227-2 and connects the inlet 227a of the housing 227-1 to the outer circumferential surface. a valve body (227-3) formed with (227d); can include

또한, 상기 밸브몸체(227-3)는, 외주면에서 오목하게 교축 유로(227e)가 형성되어, 상기 교축 유로(227e)가 바이패스 유로(227d)와 연결될 수 있다.In addition, the valve body 227-3 has a concave throttling passage 227e formed on an outer circumferential surface thereof, and the throttling passage 227e may be connected to the bypass passage 227d.

또한, 상기 교축 유로(227e)는 밸브몸체(227-3)의 원주방향으로 특정한 각도 범위만큼 형성되며, 상기 교축 유로(227e)는 바이패스 유로(227d)와 연결된 부분에서부터 먼쪽으로 갈수록 냉매가 통과될 수 있는 단면적이 점점 작아지도록 형성될 수 있다.In addition, the throttling passage 227e is formed by a specific angular range in the circumferential direction of the valve body 227-3, and the refrigerant passes through the throttling passage 227e as it goes farther from the portion connected to the bypass passage 227d. It can be formed so that the cross-sectional area that can be made gradually becomes smaller.

또한, 상기 냉각라인(302)은, 상기 냉각라인(302)의 일측에서 분기되어 상기 난방라인(301)과 연결되는 제1연결라인(302-1); 및 상기 냉각라인(302)의 타측에서 분기되어 상기 난방라인(301)과 연결되는 제2연결라인(302-2);을 포함할 수 있다.In addition, the cooling line 302 may include a first connection line 302-1 branched from one side of the cooling line 302 and connected to the heating line 301; and a second connection line 302-2 branched from the other side of the cooling line 302 and connected to the heating line 301.

또한, 상기 제1연결라인(302-1), 제2연결라인(302-2) 및 난방라인(301)은 제1방향전환밸브(410)에 연결되며, 상기 제1방향전환밸브(410)에 의해 냉각라인(302)과 난방라인(301)이 서로 연결되거나 연결이 차단될 수 있다.In addition, the first connection line 302-1, the second connection line 302-2, and the heating line 301 are connected to the first directional control valve 410, and the first directional control valve 410 As a result, the cooling line 302 and the heating line 301 may be connected to each other or disconnected.

또한, 상기 전장부품은 상기 제2연결라인 상에 배치될 수 있다.Also, the electric component may be disposed on the second connection line.

또한, 상기 냉각라인(302)은, 상기 제1연결라인(302-1)과 제2연결라인(302-2)을 연결하는 제4연결라인(302-4), 및 상기 제4연결라인(302-4) 상에 설치되어 제1방향전환밸브(410)와 병렬로 배치된 셧오프 밸브(360)를 더 포함할 수 있다.In addition, the cooling line 302 includes a fourth connection line 302-4 connecting the first connection line 302-1 and the second connection line 302-2, and the fourth connection line ( 302-4) may further include a shut-off valve 360 disposed in parallel with the first directional control valve 410.

또한, 상기 냉각라인(302)은, 냉각수의 유동방향으로 전장부품(460)의 전방에 설치된 냉각수온 센서(461)를 더 포함할 수 있다.In addition, the cooling line 302 may further include a cooling water temperature sensor 461 installed in front of the electrical component 460 in a flow direction of the cooling water.

또한, 상기 냉매 순환라인(200)은, 상기 수랭식 응축기(220)에서 토출된 냉매를 교축하거나 바이패스 시키거나 흐름을 차단하는 제3팽창밸브(251) 및 상기 제3팽창밸브(251)에서 토출된 냉매를 상기 냉각라인(302)의 냉각수와 열교환하는 칠러(252)를 더 포함할 수 있다.In addition, the refrigerant circulation line 200 has a third expansion valve 251 that throttles, bypasses, or blocks the flow of the refrigerant discharged from the water-cooled condenser 220 and the third expansion valve 251 A chiller 252 exchanging heat between the discharged refrigerant and the cooling water of the cooling line 302 may be further included.

또한, 상기 냉각라인(302)은, 상기 배터리(350)와 병렬로 연결되며 칠러(252)를 통과하는 제3연결라인(302-3)을 포함하고, 상기 제3연결라인(302-3)은 제3방향전환밸브(330)에 의해 냉각라인(302)에 연결되어, 상기 제3방향전환밸브(330)에 의해 제3연결라인(302-3)에 냉각수가 흐르거나 흐름이 차단될 수 있다.In addition, the cooling line 302 includes a third connection line 302-3 connected in parallel with the battery 350 and passing through the chiller 252, and the third connection line 302-3 is connected to the cooling line 302 by the third directional control valve 330, and the cooling water may flow or be blocked in the third connection line 302-3 by the third directional control valve 330. there is.

또한, 상기 냉각라인(302)은, 냉각수를 공기로 냉각시키기 위한 전장용 라디에이터(310)를 포함할 수 있다.In addition, the cooling line 302 may include an electrical radiator 310 for cooling the cooling water with air.

또한, 상기 난방라인(301)은, 상기 수랭식 응축기(220)를 통해 냉매와 열교환되는 냉각수와 실내로 유입되는 공기를 열교환하여 가열된 공기를 이용해 실내를 난방하는 히터 코어(440), 및 냉각수의 유동 방향으로 상기 히터 코어(440)의 전방에 배치되어 냉각수를 가열하는 냉각수 히터(430)를 포함할 수 있다.In addition, the heating line 301 includes a heater core 440 that heats the room by using air heated by exchanging heat between the cooling water heat-exchanging with the refrigerant through the water-cooled condenser 220 and the air introduced into the room, and the cooling water A cooling water heater 430 may be disposed in front of the heater core 440 in a flow direction to heat the cooling water.

또한, 마일드 냉방 모드 시, 상기 제3팽창밸브(251)는 차단되어 상기 칠러(252)로는 냉매가 통과되지 않을 수 있다.Also, in the mild cooling mode, the third expansion valve 251 is blocked so that the refrigerant may not pass through the chiller 252 .

또한, 배터리 전용 냉각 모드 시, 상기 제2팽창밸브(240)는 차단되어 상기 증발기(242)로는 냉매가 통과되지 않을 수 있다.Also, in the battery-only cooling mode, the second expansion valve 240 is blocked so that the refrigerant may not pass through the evaporator 242 .

또한, 배터리 승온 모드 시, 상기 냉매 순환라인(200)은 냉매가 순환되지 않을 수 있다.Also, in the battery temperature raising mode, the refrigerant circulation line 200 may not circulate the refrigerant.

또한, 마일드 난방 모드 시, 상기 냉매 순환라인(200)은 냉매가 순환되지 않을 수 있다.Also, in the mild heating mode, the refrigerant circulation line 200 may not circulate the refrigerant.

또한, 제습 난방 모드 시, 상기 공랭식 응축기(230)로는 냉매가 흐르지 않고 상기 제1냉매 바이패스라인(232)으로 냉매가 흐르도록 작동될 수 있다.In addition, in the dehumidifying heating mode, the refrigerant does not flow through the air-cooled condenser 230 and the refrigerant may flow through the first refrigerant bypass line 232 .

본 발명의 열관리 시스템은 차량의 냉방 및 난방은 물론 차량 내의 전장부품 및 배터리의 효율적인 열관리가 가능한 장점이 있다.The thermal management system of the present invention has the advantage of being able to efficiently manage the heat of electrical components and batteries in the vehicle as well as cooling and heating of the vehicle.

또한, 본 발명의 열관리 시스템은 증발기 측으로 충분한 흡열 열원을 제공할 수 있어 제습 성능을 향상시킬 수 있으며, 열관리 시스템의 히트 펌프 모드 시 압축기의 냉매 유입측 압력이 상승하게 되어 히트 펌프의 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the thermal management system of the present invention can provide a sufficient endothermic heat source to the evaporator side, thereby improving dehumidification performance, and in the heat pump mode of the thermal management system, the pressure at the inlet side of the refrigerant of the compressor increases, thereby improving the performance of the heat pump. There are advantages to being able to

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 제습 난방 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열관리 시스템의 최대 난방 모드 시 또는 공랭식 응축기에 적상 발생 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 방향전환 일체형 팽창밸브의 작동 상태에 따른 냉매의 흐름을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 최대 냉방 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 마일드(Mild) 냉방 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 배터리 전용 냉각 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 최대 난방 모드 시 또는 공랭식 응축기에 적상 발생 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 배터리 승온 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 마일드(Mild) 난방 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 제습 난방 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열관리 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 15 및 도 16은 도 14에서 셧오프 밸브의 개폐에 따른 냉각수 순환라인에서 냉각수의 흐름을 나타낸 개념도이다.
1 is a block diagram showing an operating state of a thermal management system according to an embodiment of the present invention in a dehumidifying heating mode.
2 is a configuration diagram illustrating an operating state of a thermal management system according to another embodiment of the present invention in the maximum heating mode or when frost occurs in an air-cooled condenser.
3 to 6 are cross-sectional views showing the flow of refrigerant according to the operating state of the direction-changing integrated expansion valve according to the present invention.
7 is a block diagram showing an operating state of the thermal management system according to an embodiment of the present invention in the maximum cooling mode.
8 is a configuration diagram showing an operating state of the thermal management system according to an embodiment of the present invention in a mild cooling mode.
9 is a configuration diagram illustrating an operating state of the thermal management system according to an embodiment of the present invention in a battery-only cooling mode.
10 is a configuration diagram illustrating an operating state of the thermal management system according to an embodiment of the present invention in the maximum heating mode or when frost occurs in an air-cooled condenser.
11 is a configuration diagram illustrating an operating state of a thermal management system according to an embodiment of the present invention in a battery temperature raising mode.
12 is a configuration diagram showing an operating state of a thermal management system according to an embodiment of the present invention in a mild heating mode.
13 is a block diagram showing an operating state of a thermal management system according to an embodiment of the present invention in a dehumidifying heating mode.
14 is a configuration diagram illustrating a thermal management system according to another embodiment of the present invention.
15 and 16 are conceptual views illustrating the flow of cooling water in the cooling water circulation line according to the opening and closing of the shut-off valve in FIG. 14 .

이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열관리 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a thermal management system according to the present invention having the configuration described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 제습 난방 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an operating state of a thermal management system according to an embodiment of the present invention in a dehumidifying heating mode.

도시된 바와 같이 본 발명의 열관리 시스템은, 크게 냉매가 순환되어 실내를 냉방하는 냉매 순환라인(200) 및 냉각수가 순환되어 실내를 난방하고 부품들을 냉각하는 냉각수 순환라인(300)으로 구성될 수 있다. 그리고 냉각수 순환라인(300)은 실내 난방을 위한 난방라인(301)과, 전장부품(460) 및 배터리(350)의 냉각을 위한 냉각라인(302)로 구성될 수 있다.As shown, the thermal management system of the present invention may be largely composed of a refrigerant circulation line 200 in which refrigerant circulates to cool the room and a coolant circulation line 300 in which cooling water circulates to heat the room and cool parts. . Also, the cooling water circulation line 300 may include a heating line 301 for indoor heating and a cooling line 302 for cooling the electric component 460 and the battery 350 .

냉매 순환라인(200)은 압축기(210), 수랭식 응축기(220), 제1팽창밸브, 공랭식 응축기(230), 제1체크밸브(231), 제1냉매 바이패스라인(232), 냉매 분기부(241), 제2팽창밸브(240), 증발기(242), 제2체크밸브(259), 어큐뮬레이터(260), 제3팽창밸브(251) 및 칠러(252)를 포함할 수 있다.The refrigerant circulation line 200 includes a compressor 210, a water-cooled condenser 220, a first expansion valve, an air-cooled condenser 230, a first check valve 231, a first refrigerant bypass line 232, and a refrigerant branch. 241, a second expansion valve 240, an evaporator 242, a second check valve 259, an accumulator 260, a third expansion valve 251, and a chiller 252.

압축기(210)는 전력을 공급받아 구동되는 전동 압축기일 수 있으며, 냉매를 흡입 및 압축하여 수랭식 응축기(220)쪽으로 토출하는 역할을 한다.The compressor 210 may be an electric compressor driven by receiving power, and serves to suck in and compress the refrigerant and discharge it toward the water-cooled condenser 220 .

수랭식 응축기(220)는 압축기(210)에서 토출된 냉매를 냉각수와 열교환시켜 액상 냉매로 응축하여 제1팽창밸브쪽으로 보내는 역할을 한다.The water-cooled condenser 220 serves to condense the refrigerant discharged from the compressor 210 into a liquid refrigerant by exchanging heat with cooling water and send it toward the first expansion valve.

제1팽창밸브는 냉매를 교축하거나 바이패스 시키거나 냉매의 흐름을 차단하는 역할을 할 수 있으며, 냉매의 유동 방향으로 수랭식 응축기(220)의 후방에 배치될 수 있다. 여기에서 제1팽창밸브는 일례로 전자식 팽창밸브(225)로 형성될 수 있으며, 전자식 팽창밸브(225)와 공랭식 응축기(230)의 사이에 제4방향전환밸브(226)가 설치될 수 있다.The first expansion valve may serve to throttle or bypass the refrigerant or block the flow of the refrigerant, and may be disposed behind the water-cooled condenser 220 in the flow direction of the refrigerant. Here, the first expansion valve may be formed of, for example, an electronic expansion valve 225, and a fourth direction switching valve 226 may be installed between the electronic expansion valve 225 and the air-cooled condenser 230.

공랭식 응축기(230)는 응축기 또는 증발기 역할을 하며, 제1팽창밸브의 역할에 따라 공랭식 응축기(230)의 기능이 가변될 수 있다. 즉, 냉매 순환라인(200)이 에어컨 루프로 사용되는 경우 제1팽창밸브에서는 냉매를 바이패스 시키고 공랭식 응축기(230)는 수랭식 응축기(220)와 함께 응축기의 역할을 하며, 냉매 순환라인(200)이 히트펌프 루프로 사용되는 경우 제1팽창밸브에서는 냉매를 교축하며 공랭식 응축기(230)는 증발기 역할을 한다. 그리고 공랭식 응축기(230)는 외부 공기에 의해 공랭식으로 냉각될 수 있다.The air-cooled condenser 230 serves as a condenser or an evaporator, and the function of the air-cooled condenser 230 may vary according to the role of the first expansion valve. That is, when the refrigerant circulation line 200 is used as an air conditioner loop, the first expansion valve bypasses the refrigerant, and the air-cooled condenser 230 serves as a condenser together with the water-cooled condenser 220, and the refrigerant circulation line 200 When used as a heat pump loop, the first expansion valve throttles the refrigerant and the air-cooled condenser 230 serves as an evaporator. Also, the air-cooled condenser 230 may be air-cooled by external air.

제1체크밸브(231)는 냉매가 역류하지 않도록 하는 역할을 하며, 냉매의 유동방향으로 공랭식 응축기(230)의 후방에 설치되어 공랭식 응축기(230)의 배출측으로 냉매가 유입되지 않도록 할 수 있다.The first check valve 231 serves to prevent the refrigerant from flowing backward, and is installed at the rear of the air-cooled condenser 230 in the flow direction of the refrigerant to prevent the refrigerant from flowing into the discharge side of the air-cooled condenser 230.

제1냉매 바이패스라인(232)은 공랭식 응축기(230)와 병렬로 연결되며, 제1냉매 바이패스라인(232)은 일단이 제4방향전환밸브(226)에 연결되고 타단은 냉매 유동방향으로 제1체크밸브(231)의 후방에 연결되어, 수랭식 응축기(220)에서 배출된 냉매가 공랭식 응축기(230) 또는 제1냉매 바이패스라인(232)을 선택적으로 통과될 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서 냉매는 제4방향전환밸브(226)의 작동에 의해 공랭식 응축기(230)쪽으로만 냉매가 유동되고 제1냉매 바이패스라인(232)으로는 냉매가 흐르지 않을 수 있으며, 이때 공랭식 응축기(230)쪽으로 유동되는 냉매는 제1팽창밸브인 전자식 팽창밸브(225)에 의해 교축되거나 바이패스될 수 있다. 또는 냉매는 제4방향전환밸브(226)의 작동에 의해 공랭식 응축기(230)쪽으로는 냉매가 흐르지 않고 제1냉매 바이패스라인(232)으로만 냉매가 유동될 수 있으며, 이때, 제1냉매 바이패스라인(232)쪽으로 유동되는 냉매는 제1팽창밸브인 전자식 팽창밸브(225)에 의해 교축되거나 바이패스될 수 있다.The first refrigerant bypass line 232 is connected in parallel with the air-cooled condenser 230, and one end of the first refrigerant bypass line 232 is connected to the fourth directional control valve 226 and the other end is connected to the refrigerant flow direction. It may be connected to the rear of the first check valve 231 so that the refrigerant discharged from the water-cooled condenser 220 can selectively pass through the air-cooled condenser 230 or the first refrigerant bypass line 232. Here, the refrigerant flows only toward the air-cooled condenser 230 by the operation of the fourth directional control valve 226, and the refrigerant may not flow through the first refrigerant bypass line 232. At this time, the air-cooled condenser 230 The refrigerant flowing toward ) may be throttled or bypassed by the electronic expansion valve 225 as the first expansion valve. Alternatively, the refrigerant may flow only through the first refrigerant bypass line 232 without flowing toward the air-cooled condenser 230 by the operation of the fourth directional control valve 226. In this case, the first refrigerant bypasses The refrigerant flowing toward the pass line 232 may be throttled or bypassed by the electronic expansion valve 225 as the first expansion valve.

냉매 분기부(241)는 냉매의 유동방향으로 공랭식 응축기(230)의 후방측과 제1냉매 바이패스라인(232)이 만나는 지점의 후방측에 형성될 수 있으며, 냉매 분기부(241)에서 2개의 라인으로 분기되어 하나의 라인은 증발기(242)와 연결되고 다른 하나의 라인은 칠러(252)와 연결되도록 구성될 수 있다.The refrigerant branch 241 may be formed on the rear side of the point where the rear side of the air-cooled condenser 230 and the first refrigerant bypass line 232 meet in the flow direction of the refrigerant. Divided into two lines, one line may be connected to the evaporator 242 and the other line may be connected to the chiller 252 .

제2팽창밸브(240) 및 제3팽창밸브(251)는 냉매를 교축하거나 바이패스 시키거나 냉매의 흐름을 차단하는 역할을 할 수 있다. 그리고 제2팽창밸브(240) 및 제3팽창밸브(251)는 병렬로 구성될 수 있다. 즉, 냉배 분기부(241)에서 두 개의 라인으로 냉매라인이 분기되며, 분기된 두 개의 냉매라인 중 하나의 냉매라인에 제2팽창밸브(240)가 배치되고 다른 하나의 냉매라인에 제3팽창밸브(251)가 배치될 수 있다. 이때, 제2팽창밸브(240)는 증발기(242)의 전방에 배치되고, 제3팽창밸브(251)는 칠러(252)의 전방에 배치될 수 있다.The second expansion valve 240 and the third expansion valve 251 may serve to throttle or bypass the refrigerant or block the flow of the refrigerant. Also, the second expansion valve 240 and the third expansion valve 251 may be configured in parallel. That is, the refrigerant lines are branched into two lines in the cold exhaust branch 241, the second expansion valve 240 is disposed in one refrigerant line of the two branched refrigerant lines, and the third expansion valve 240 is disposed in the other refrigerant line. A valve 251 may be disposed. In this case, the second expansion valve 240 may be disposed in front of the evaporator 242 and the third expansion valve 251 may be disposed in front of the chiller 252 .

증발기(242)는 냉매의 유동 방향으로 제2팽창밸브(240)의 후방에 배치되며, 차량의 공조장치(150) 내부에 구비되어 공조장치의 송풍기(152)에 의해 유동되는 공기가 증발기(242)를 거치며 냉각되어 차량의 실내로 공급되어 차량의 실내 냉방에 이용될 수 있다.The evaporator 242 is disposed behind the second expansion valve 240 in the flow direction of the refrigerant, and is provided inside the air conditioner 150 of the vehicle so that air flowing by the blower 152 of the air conditioner 242 ), it is cooled and supplied to the interior of the vehicle, where it can be used for cooling the interior of the vehicle.

칠러(252)는 냉매의 유동 방향으로 제3팽창밸브(251)의 후방에 배치되며, 냉각수와 열교환되어 냉각수가 냉각 또는 가열될 수 있다. 그리하여 제2팽창밸브(240)와 증발기(242)가 한 조를 이루고 제3팽창밸브(251)와 칠러(252)가 다른 한 조를 이루어, 두 조가 냉매라인 상에서 병렬로 구성된다. 또한, 냉매 유동 방향으로 증발기(242)와 칠러(252)의 후방쪽은 냉매라인이 합류되어 하나의 냉매라인으로 형성될 수 있다.The chiller 252 is disposed behind the third expansion valve 251 in the flow direction of the refrigerant, and heat exchanges with the cooling water so that the cooling water can be cooled or heated. Thus, the second expansion valve 240 and the evaporator 242 form one set, and the third expansion valve 251 and the chiller 252 form another set, and the two sets are configured in parallel on the refrigerant line. In addition, the refrigerant lines may join the rear side of the evaporator 242 and the chiller 252 in the refrigerant flow direction to form one refrigerant line.

제1체크밸브(231)는 냉매가 역류하지 않도록 하는 역할을 하며, 냉매의 유동방향으로 증발기(242)의 후방이면서 어큐뮬레이터(260)의 전방에 설치되어, 증발기(242)의 배출측으로 냉매가 유입되지 않도록 할 수 있다.The first check valve 231 serves to prevent the refrigerant from flowing backward, and is installed in the rear of the evaporator 242 and in front of the accumulator 260 in the flow direction of the refrigerant, so that the refrigerant flows into the discharge side of the evaporator 242. can make it not happen.

어큐뮬레이터(260)는 냉매라인 상의 냉매의 압력을 일시적으로 저장하는 역할을 할 수 있다. 그리고 어큐뮬레이터(260)는 냉매 중 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 기상 냉매만 압축기(210)로 공급할 수 있다. 여기에서 증발기(242)의 후방측과 칠러(252)의 후방측 냉매라인이 합류된 지점에 어큐뮬레이터(260)가 배치되어 연결되며, 어큐뮬레이터(260)는 냉매 유동 방향으로 압축기(210)의 전방에 배치될 수 있다.The accumulator 260 may serve to temporarily store the pressure of the refrigerant on the refrigerant line. Also, the accumulator 260 may separate liquid refrigerant and gaseous refrigerant from among the refrigerants and supply only the gaseous refrigerant to the compressor 210 . Here, an accumulator 260 is disposed and connected to the point where the rear side of the evaporator 242 and the rear side of the refrigerant line of the chiller 252 join, and the accumulator 260 is in front of the compressor 210 in the direction of refrigerant flow. can be placed.

난방라인(301)은 수랭식 응축기(220), 제1냉각수 펌프(450), 냉각수 히터(430), 히터코어(440) 및 제1방향전환밸브(410)를 포함할 수 있다.The heating line 301 may include a water-cooled condenser 220, a first cooling water pump 450, a cooling water heater 430, a heater core 440, and a first direction switching valve 410.

수랭식 응축기(220)는 상기한 바와 같이 냉매 및 냉각수가 통과하면서 서로 열교환될 수 있다.As described above, the water-cooled condenser 220 may exchange heat with each other while passing the refrigerant and cooling water.

제1냉각수 펌프(450)는 난방라인(301)을 따라 냉각수가 순환되도록 냉각수를 압송하는 수단이며, 제1냉각수 펌프(450)는 냉각수의 유동 방향으로 수랭식 응축기(220)의 후방에 배치되어 냉각수라인 상에 설치될 수 있다.The first cooling water pump 450 is a means for pumping the cooling water so that the cooling water circulates along the heating line 301. The first cooling water pump 450 is disposed behind the water-cooled condenser 220 in the flow direction of the cooling water and Can be installed on line.

냉각수 히터(430)는 냉각수를 가열하는 장치이며, 냉각수의 유동 방향으로 제1냉각수 펌프(450)의 후방 및 히터코어(440)의 전방에 배치되어 연결될 수 있다. 그리고 냉각수 히터(430)는 냉각수의 온도가 특정한 온도 이하일 경우 가동될 수 있으며, 전력을 이용해 발열할 수 있는 인덕션 히터, 씨즈 히터, 피티씨 히터, 필름 히터 등 다양하게 형성될 수 있다.The cooling water heater 430 is a device for heating the cooling water, and may be disposed behind the first cooling water pump 450 and in front of the heater core 440 in a flow direction of the cooling water. In addition, the cooling water heater 430 can be operated when the temperature of the cooling water is below a specific temperature, and can be formed in various ways such as an induction heater, a seed heater, a CCTV heater, and a film heater capable of generating heat using electric power.

히터코어(440)는 차량의 공조장치(150) 내에 배치될 수 있으며, 송풍기(152)에 의해 유동되는 공기가 히터코어(440)를 거치며 승온되어 차량의 실내로 공급되어 차량의 실내 난방에 이용될 수 있다. 그리고 히터코어(1440)는 냉각수의 유동 방향으로 냉각수 히터(430)의 후방에 배치되어 연결될 수 있다.The heater core 440 may be disposed in the air conditioner 150 of the vehicle, and the air flowing by the blower 152 is heated up through the heater core 440 and supplied to the interior of the vehicle to be used for heating the interior of the vehicle. It can be. In addition, the heater core 1440 may be disposed and connected to the rear of the cooling water heater 430 in a flow direction of the cooling water.

제1방향전환밸브(410)는 히터코어(440)와 수랭식 응축기(220)의 사이에 설치될 수 있으며, 난방라인(301)과 이후에 설명할 냉각라인(302)을 선택적으로 연결하거나 연결을 차단하도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게 제1방향전환밸브(410)는 난방라인(301) 상에 설치되어 2개의 냉각수라인 배관이 제1방향전환밸브(410)에 연결되고, 냉각라인(302)의 일측에서 분기된 1개의 제1연결라인(302-1)이 제1방향전환밸브(410)에 연결되며, 냉각라인(302)의 타측에서 분기된 1개의 제2연결라인(302-2)이 제1방향전환밸브(410)에 연결될 수 있다. 즉, 제1방향전환밸브(410)에서는 4개의 냉각수 라인이 만나도록 연결되며, 제1방향전환밸브(410)는 4개의 냉각수 라인들이 서로 연결되거나 차단된 상태를 조절할 수 있는 4방향의 방향전환밸브가 될 수 있다.The first directional switching valve 410 may be installed between the heater core 440 and the water-cooled condenser 220, and selectively connects or disconnects the heating line 301 and the cooling line 302 to be described later. Can be configured to block. In more detail, the first directional control valve 410 is installed on the heating line 301, two cooling water line pipes are connected to the first directional control valve 410, and one branched from one side of the cooling line 302 Two first connection lines 302-1 are connected to the first directional control valve 410, and one second connection line 302-2 branched from the other side of the cooling line 302 is connected to the first directional control valve. (410). That is, in the first directional control valve 410, the four coolant lines are connected to meet, and the first directional control valve 410 is a four-way switch that can control the state in which the four coolant lines are connected or blocked. can be a valve

냉각라인(302)은 전장용 라디에이터(310), 리저버 탱크(370), 제2방향전환밸브(320), 제2냉각수 펌프(420), 제1방향전환밸브(410), 전장부품(460), 제1냉각수 조인트(313), 제2냉각수 조인트(312), 제3냉각수 펌프(340), 배터리(350), 칠러(252) 및 제3방향전환밸브(330)를 포함할 수 있다.The cooling line 302 includes an electrical radiator 310, a reservoir tank 370, a second directional control valve 320, a second coolant pump 420, a first directional control valve 410, and an electric component 460. , a first cooling water joint 313, a second cooling water joint 312, a third cooling water pump 340, a battery 350, a chiller 252, and a third direction switching valve 330.

전장용 라디에이터(310)는 전장부품(460) 또는 배터리(350)와 열교환된 냉각수를 냉각시키는 라디에이터이며, 전장용 라디에이터(310)는 냉각팬(311)에 의해 공랭식으로 냉각될 수 있다.The electrical radiator 310 is a radiator that cools the cooling water heat-exchanged with the electrical component 460 or the battery 350, and the electrical radiator 310 may be cooled by the cooling fan 311 in an air-cooled manner.

리저버 탱크(370)는 냉각수를 저장 및 냉각수라인 상에 부족한 냉각수를 보충하는 역할을 할 수 있으며, 리저버 탱크(370)는 냉각수의 유동방향으로 전장용 라디에이터(310) 후방의 냉각수라인 상에 설치될 수 있다.The reservoir tank 370 may serve to store coolant and replenish coolant that is insufficient on the coolant line, and the reservoir tank 370 may be installed on the coolant line at the rear of the electric radiator 310 in the flow direction of the coolant. can

제2방향전환밸브(320)는 냉각라인(302) 상에 설치되어 2개의 냉각수 배관이 제2방향전환밸브(320)에 연결되고, 난방라인(301)과 냉각라인(302)이 연결되도록 제1방향전환밸브(410)와 제2방향전환밸브(320)가 제1연결라인(302-1)으로 연결될 수 있다. 즉, 제2방향전환밸브(320)는 3개의 냉각수라인이 만나도록 연결되며, 제2방향전환밸브(320)는 3개의 냉각수라인들이 서로 연결되거나 차단된 상태를 조절할 수 있는 3방향의 방향전환밸브가 될 수 있다.The second directional control valve 320 is installed on the cooling line 302 so that two cooling water pipes are connected to the second directional control valve 320, and the heating line 301 and the cooling line 302 are connected. The first directional control valve 410 and the second directional control valve 320 may be connected through a first connection line 302-1. That is, the second direction switching valve 320 is connected so that the three cooling water lines meet, and the second direction switching valve 320 is a three-way direction switching that can adjust the state in which the three cooling water lines are connected or blocked. can be a valve

제2냉각수 펌프(420)는 냉각라인(302)을 따라 냉각수가 순환되도록 냉각수를 압송하는 수단이다. 그리고 제2냉각수 펌프(420)는 제1방향전환밸브(410)와 제2방향전환밸브(320) 사이의 제1연결라인(302-1) 상에 설치되어, 제2냉각수 펌프(420)의 작동에 의해 제2방향전환밸브(320)에서 제1방향전환밸브(410)쪽으로 냉각수가 흐를 수 있다.The second cooling water pump 420 is a means for pumping the cooling water so that the cooling water circulates along the cooling line 302 . And the second coolant pump 420 is installed on the first connection line 302-1 between the first directional control valve 410 and the second directional control valve 320, and the second coolant pump 420 Cooling water may flow from the second directional control valve 320 toward the first directional control valve 410 by the operation.

제1방향전환밸브(410)는 상기한 난방라인(301)에서 설명한 바와 같다.The first directional control valve 410 is as described in the above heating line 301.

전장부품(460)은 제1방향전환밸브(410)와 제2냉각수 조인트(312)를 연결하는 제2연결라인(302-2) 상에 배치되어, 냉각수에 의해 전장부품(460)이 냉각될 수 있다. 그리고 전장부품(460)은 구동 모터, 인버터, 충전기(OBC; On Board Charger) 등이 될 수 있다.The electrical component 460 is disposed on the second connection line 302-2 connecting the first directional control valve 410 and the second cooling water joint 312, so that the electrical component 460 is cooled by the cooling water. can Also, the electric component 460 may be a driving motor, an inverter, a charger (OBC; On Board Charger), and the like.

제3냉각수 펌프(340)는 냉각라인(302)을 따라 냉각수가 순환되도록 냉각수를 압송하는 수단이다. 그리고 제3냉각수 펌프(420)는 제1냉각수 조인트(313)와 배터리(350) 사이의 냉각수라인에 설치되어, 제3냉각수 펌프(420)에서 배터리(350)쪽으로 냉각수가 흐를 수 있다.The third cooling water pump 340 is a means for pumping the cooling water so that the cooling water is circulated along the cooling line 302 . Also, the third coolant pump 420 is installed in the coolant line between the first coolant joint 313 and the battery 350, so that coolant may flow from the third coolant pump 420 toward the battery 350.

배터리(350)는 차량의 동력원이며, 차량 내 각종 전장부품(460)의 구동원이 될 수 있다. 또는 배터리(350)는 연료전지와 연결되어 전기를 저장하는 역할을 하거나, 외부에서 공급되는 전기를 저장하는 역할을 할 수 있다. 그리고 배터리(350)는 제3냉각수 펌프(420)와 제3방향전환밸브(330) 사이의 냉각수라인 상에 배치될 수 있다. 그리하여 유동되는 냉각수와 열교환되어 배터리(350)가 냉각되거나 가열될 수 있다.The battery 350 is a power source of the vehicle and may be a driving source of various electrical components 460 in the vehicle. Alternatively, the battery 350 may serve to store electricity by being connected to a fuel cell or store electricity supplied from the outside. Also, the battery 350 may be disposed on the cooling water line between the third cooling water pump 420 and the third directional control valve 330 . Thus, the battery 350 may be cooled or heated by exchanging heat with the flowing cooling water.

제1냉각수 조인트(313)는 냉각수의 유동방향으로 제2방향전환밸브(320)의 후방의 냉각수라인에 설치되며, 제1냉각수 조인트(313)는 3개의 냉각수라인이 만나도록 연결된다. 즉, 제1냉각수 조인트(313)는 냉각라인(302) 상에 양측이 연결되도록 설치되며, 하측에는 제3연결라인(302-3)이 연결될 수 있다. 여기에서 제3연결라인(302-3)은 칠러(252)를 통과하도록 연결될 수 있다.The first coolant joint 313 is installed in the coolant line at the rear of the second directional control valve 320 in the flow direction of the coolant, and the first coolant joint 313 is connected so that three coolant lines meet. That is, the first coolant joint 313 is installed so that both sides are connected to the cooling line 302, and the third connection line 302-3 may be connected to the lower side. Here, the third connection line 302-3 may be connected to pass through the chiller 252.

제2냉각수 조인트(312)는 제2연결라인(302-2)의 후단이 냉각라인(302)과 만나는 지점에 설치될 수 있으며, 제2냉각수 조인트(312)에서 3개의 냉각수라인이 만나도록 연결된다. 즉, 제2냉각수 조인트(312)는 냉각라인(302) 상에 양측이 연결되도록 설치되며, 상측에는 제2연결라인(302-2)이 연결될 수 있다.The second coolant joint 312 may be installed at a point where the rear end of the second connection line 302-2 meets the cooling line 302, and is connected so that three coolant lines meet at the second coolant joint 312. do. That is, the second coolant joint 312 is installed so that both sides are connected on the cooling line 302, and the second connection line 302-2 may be connected to the upper side.

칠러(252)는 상기한 난방라인(301)에서 설명한 바와 같다. The chiller 252 is the same as the heating line 301 described above.

제3방향전환밸브(330)는 배터리(350)와 제2냉각수 조인트(312) 사이의 냉각수라인 상에 설치되며, 2개의 냉각수 배관이 제3방향전환밸브(330)에 연결되고, 제3방향전환밸브(330)의 상측에 제3연결라인(302-3)이 연결되어 배터리(350)와 제3연결라인(302-3)이 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 제2방향전환밸브(320)는 3개의 냉각수라인들이 서로 연결되거나 차단된 상태를 조절할 수 있는 3방향의 방향전환밸브가 될 수 있다.The third directional switching valve 330 is installed on the cooling water line between the battery 350 and the second cooling water joint 312, two cooling water pipes are connected to the third directional switching valve 330, and the third direction The third connection line 302-3 is connected to the upper side of the switching valve 330 so that the battery 350 and the third connection line 302-3 are connected in parallel. At this time, the second directional switching valve 320 may be a three-way directional switching valve capable of adjusting the state in which the three cooling water lines are connected or blocked.

그리고 공조장치(150)는 공기를 송풍시킬 수 있도록 일측에 송풍기(152)가 설치되어 있으며, 공조장치(150)의 내부에는 온도조절도어(151)가 설치될 수 있다. 또한, 공조장치 내에 배치된 증발기(242) 및 히터코어(440)는 온도조절도어(151)의 작동에 따라 송풍기(152)에서 토출된 공기가 증발기(242)만을 거친 후 실내로 유입되도록 하거나, 증발기(242)를 거친 후 히터코어(440)를 통과하여 실내로 유입될 수 있도록 배치 및 구성될 수 있다.In addition, a blower 152 is installed on one side of the air conditioner 150 to blow air, and a temperature control door 151 may be installed inside the air conditioner 150. In addition, the evaporator 242 and the heater core 440 disposed in the air conditioner allow the air discharged from the blower 152 to flow into the room after passing through the evaporator 242 according to the operation of the temperature control door 151, or After passing through the evaporator 242 , it may be arranged and configured to pass through the heater core 440 and be introduced into the room.

그리하여 본 발명의 열관리 시스템은 외기 온도가 상대적으로 낮을 때 흡열원을 선택적으로 사용할 수 있으며 이에 따라 증발기 측으로 충분한 흡열 열원을 제공할 수 있어 제습 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1체크밸브와 제2체크밸브에 의해 공랭식 응축기 배출측과 증발기의 배출측으로 냉매가 유입되는 것이 방지됨에 따라 압축기의 냉매 유입측 압력을 더욱 상승시킬 수 있어 히트 펌프의 성능을 향상 효과가 증대될 수 있다.Thus, the thermal management system of the present invention can selectively use a heat absorption source when the outdoor temperature is relatively low, and thus can provide a sufficient heat absorption source to the evaporator side, thereby improving dehumidification performance. In addition, as the refrigerant is prevented from flowing into the discharge side of the air-cooled condenser and the discharge side of the evaporator by the first check valve and the second check valve, the pressure on the refrigerant inlet side of the compressor can be further increased, resulting in an effect of improving the performance of the heat pump. can be increased

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열관리 시스템의 최대 난방 모드 시 또는 공랭식 응축기에 적상 발생 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.2 is a configuration diagram illustrating an operating state of a thermal management system according to another embodiment of the present invention in the maximum heating mode or when frost occurs in an air-cooled condenser.

도 2를 참조하면, 냉매 순환라인(200)의 제1팽창밸브는 3방향 전환밸브와 전자식 팽창밸브가 일체로 형성된 방향전환 일체형 팽창밸브(227)로 형성되며, 방향전환 일체형 팽창밸브(227)에 제1냉매 바이패스라인(232)이 연결될 수 있다. 즉, 방향전환 일체형 팽창밸브(227)에 의해 부품의 수가 적어지고 이에 따라 연결 배관 및 플랜지 등이 줄어들며, 하나의 부품만을 제어하면 되므로 제어가 용이할 수 있다. 그리고 최대 난방 모드 또는 공랭식 응축기에 적상 발생 시의 작동상태에 대한 구체적인 내용은 이하에서 설명하기로 한다.Referring to FIG. 2, the first expansion valve of the refrigerant circulation line 200 is formed of a direction switching integrated expansion valve 227 in which a three-way switching valve and an electronic expansion valve are integrally formed, and the direction switching integrated expansion valve 227 The first refrigerant bypass line 232 may be connected to. That is, the number of parts is reduced by the direction-changing integrated expansion valve 227, and accordingly, the number of connecting pipes and flanges is reduced, and control is easy because only one part needs to be controlled. In addition, detailed information on the operation state when frost occurs in the maximum heating mode or the air-cooled condenser will be described below.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 방향전환 일체형 팽창밸브의 작동 상태에 따른 냉매의 흐름을 나타낸 단면도이다.3 to 6 are cross-sectional views showing the flow of refrigerant according to the operating state of the direction-changing integrated expansion valve according to the present invention.

도시된 바와 같이 방향전환 일체형 팽창밸브(227)는 크게 하우징(227-1), 한 쌍의 실링부재(227-2) 및 밸브몸체(227-3)로 구성될 수 있다.As shown, the direction-changing integral expansion valve 227 may be largely composed of a housing 227-1, a pair of sealing members 227-2, and a valve body 227-3.

하우징(227-1)은 내부를 관통하는 유로가 형성되며, 일례로 유로는 "T"자형으로 형성되어 3개의 포트가 형성될 수 있다. 여기에서 하우징(227-1)에 형성된 3개의 포트 중 하나는 수랭식 응축기(220)측 냉매라인에 연결되는 입구(227a)가 되고, 다른 하나는 공랭식 응축기(230)측 냉매라인에 연결되는 제1출구(227b)가 되며, 나머지 하나는 제1냉매 바이패스라인(232)측 냉매라인에 연결되는 제2출구(227c)가 될 수 있다.The housing 227-1 has a flow path penetrating the inside, and for example, the flow path may be formed in a “T” shape to form three ports. Here, one of the three ports formed in the housing 227-1 becomes an inlet 227a connected to the refrigerant line on the side of the water-cooled condenser 220, and the other port connects to the refrigerant line on the side of the air-cooled condenser 230. An outlet 227b, and the other one may be a second outlet 227c connected to the refrigerant line on the first refrigerant bypass line 232 side.

실링부재(227-2)는 하우징(227-1)의 내측에 결합되어 고정되며, 실링부재(227-2)는 한 쌍으로 구성되어 하나의 실링부재(227-2)가 입구(227a)와 제1출구(227b) 사이에 배치되고 다른 하나의 실링부재(227-2)는 입구(227a)와 제2출구(227c) 사이에 배치된다.The sealing member 227-2 is coupled and fixed to the inside of the housing 227-1, and the sealing member 227-2 is composed of a pair so that one sealing member 227-2 is connected to the inlet 227a. It is disposed between the first outlet 227b and another sealing member 227-2 is disposed between the inlet 227a and the second outlet 227c.

밸브몸체(227-3)는 일례로 구 형태로 형성되어 단면 형상이 대략 원형으로 형성될 수 있고, 외주면에서 반경방향으로 중심부분까지 오목하게 홀이 형성되며 중심부분에서 중심축을 따라 오목하게 홀이 연장 형성되어, 밸브몸체(227-3)는 중심축 방향 일측과 외주면을 연결하는 바이패스 유로(227d)가 형성될 수 있다. 그리고 밸브몸체(227-3)는 하우징(3227-1)의 내부에 구비되며, 한 쌍의 실링부재(227-2) 사이에 개재되어 외주면이 실링부재(227-2)들과 밀착될 수 있다. 여기에서 밸브몸체(227-3)는 중심축을 기준으로 회전 가능하도록 형성될 수 있으며, 밸브몸체(227-3)의 바이패스 유로(227d) 일측은 하우징(227-1)의 입구(227a)와 항상 연결된 상태로 유지되고 바이패스 유로(227d) 타측은 밸브몸체(227-3)가 회전된 위치에 따라 제1출구(227b) 또는 제2출구(227c)에 연결되거나, 입구(227a)가 제1출구(227b) 및 제2출구(227c) 모두에 연결되지 않도록 차단될 수 있다.The valve body 227-3 is formed, for example, in a spherical shape, and the cross-sectional shape may be formed in a substantially circular shape, and a hole is formed concavely from the outer circumferential surface to a central portion in a radial direction, and a hole is concave from the central portion along the central axis. By extending, the valve body 227-3 may have a bypass passage 227d connecting one side in the direction of the central axis and the outer circumferential surface. And the valve body 227-3 is provided inside the housing 3227-1 and is interposed between a pair of sealing members 227-2 so that its outer circumferential surface can come into close contact with the sealing members 227-2. . Here, the valve body 227-3 may be formed to be rotatable about a central axis, and one side of the bypass passage 227d of the valve body 227-3 is connected to the inlet 227a of the housing 227-1. It remains connected at all times, and the other side of the bypass flow path 227d is connected to the first outlet 227b or the second outlet 227c according to the rotated position of the valve body 227-3, or the inlet 227a is It may be blocked from being connected to both the first outlet 227b and the second outlet 227c.

그리하여 방향전환 일체형 팽창밸브(227) 하나 만으로도 냉매의 유동 방향을 조절 및 할 수 있으며, 아울러 밸브몸체가 회전된 위치를 조절하여 냉매가 교축되어 통과되도록 할 수도 있다.Thus, the flow direction of the refrigerant can be adjusted and controlled with only one direction-changing integrated expansion valve 227, and the refrigerant can be throttled and passed by adjusting the rotated position of the valve body.

또한, 밸브몸체(227-3)는, 외주면에서 오목하게 홈 형태로 교축 유로(227e)가 형성되어, 교축 유로(227e)가 바이패스 유로(227d)와 연결될 수 있다. 그리하여 도시된 바와 같이 바이패스 유로(227d)가 직접 제1출구(227b) 또는 제2출구(227c)쪽을 바라보는 방향으로 위치가 회전되지 않더라도 냉매를 교축하여 제1출구(227b) 또는 제2출구(227c)쪽으로 보내도록 연결될 수 있다. 그리고 냉매가 교축되어 통과되도록 하는 유로와 냉매가 바이패스되는 유로를 구분하여 사용할 수 있어, 냉매의 유동 조절이 용이할 수 있다. 이때, 교축 유로(227e)는 밸브몸체(227-3)의 원주방향으로 특정한 각도 범위만큼 형성되며, 교축 유로(227e)는 바이패스 유로(227d)와 연결된 부분에서부터 먼쪽으로 갈수록 냉매가 통과될 수 있는 단면적이 점점 작아지도록 형성되어, 밸브몸체(227-3)의 회전 각도에 따라 냉매가 교축되는 정도를 용이하게 조절할 수 있다.In addition, the valve body 227-3 has a concave, groove-shaped throttling passage 227e formed on its outer circumferential surface, so that the throttling passage 227e may be connected to the bypass passage 227d. Thus, even if the position of the bypass flow path 227d is not rotated in the direction of directly facing the first outlet 227b or the second outlet 227c as shown, the refrigerant is throttled to pass through the first outlet 227b or the second outlet 227b. It can be connected to direct it towards the outlet 227c. In addition, since a passage through which the refrigerant is throttled and a passage through which the refrigerant is bypassed can be used separately, the flow of the refrigerant can be easily controlled. At this time, the throttling passage 227e is formed by a specific angular range in the circumferential direction of the valve body 227-3, and the refrigerant can pass through the throttling passage 227e as it goes farther from the portion connected to the bypass passage 227d. Since the cross-sectional area of the valve body 227-3 is formed to gradually decrease, the degree of throttling of the refrigerant can be easily adjusted according to the rotational angle of the valve body 227-3.

그리고 도 3을 참조하면, 에어컨 모드에서 방향전환 일체형 팽창밸브(227)는 밸브몸체(227-3)의 개방된 냉매유로가 제1출구(227b)쪽을 향하도록 배치되어, 냉매가 방향전환 일체형 팽창밸브(227)를 바이패스하여 공랭식 응축기(230)쪽으로 유동될 수 있다. 이때, 제2출구(227c)쪽으로는 막혀있어 제1냉매 바이패스라인(232)으로는 냉매가 흐르지 않을 수 있다. 도 4를 참조하면, 히트펌프 모드에서 방향전환 일체형 팽창밸브(227)는 밸브몸체(227-3)의 개방된 냉매유로가 상측을 향하도록 한 쌍의 실링부재(227-2) 사이에 배치되며, 이때 밸브몸체(227-3)의 교축 유로(227e)를 통해 입구(227a)와 제1출구(227b)가 연결되어, 냉매가 방향전환 일체형 팽창밸브(227)를 통과하면서 교축되어 공랭식 응축기(230)쪽으로 유동될 수 있다. 이때, 제2출구(227c)쪽으로는 막혀있어 제1냉매 바이패스라인(232)으로는 냉매가 흐르지 않을 수 있다. 도 5를 참조하면, 제습 난방 또는 최대 난방 모드에서 방향전환 일체형 팽창밸브(227)는 밸브몸체(227-3)의 개방된 냉매유로가 제2출구(227c)쪽을 향하도록 배치되어, 냉매가 방향전환밸브 일체형 팽창밸브(227)를 바이패스하여 제1냉매 바이패스라인(232)쪽으로 유동될 수 있다. 이때, 제1출구(227b)쪽으로는 막혀있어 공랭식 응축기(230)로는 냉매가 흐르지 않을 수 있다. 도 6을 참조하면, 냉매 순환라인(200)이 작동되지 않을 때 즉 방향전환 일체형 팽창밸브(227)가 사용되지 않을 때 방향전환 일체형 팽창밸브(227)는 밸브몸체(227-3)의 개방된 냉매유로가 하측을 향하도록 한 쌍의 실링부재(227-2) 사이에 배치되며, 이때 밸브몸체(227-3)의 교축 유로(227e)를 통해 입구(227a)와 제2출구(227c)가 연결되어, 냉매가 방향전환 일체형 팽창밸브(227)를 통과하면서 교축되어 제1냉매 바이패스라인(232)으로 유동될 수 있는 상태가 될 수 있다. 이때, 제1출구(227b)쪽으로는 막혀있어 공랭식 응축기(230)로는 냉매가 흐르지 않을 수 있다.And, referring to FIG. 3, in the air conditioner mode, the direction-changing integrated expansion valve 227 is arranged so that the opened refrigerant flow path of the valve body 227-3 faces the first outlet 227b, so that the refrigerant is direction-changing integrated. It can flow toward the air-cooled condenser 230 by bypassing the expansion valve 227 . At this time, since the second outlet 227c is blocked, the refrigerant may not flow through the first refrigerant bypass line 232 . Referring to FIG. 4, in the heat pump mode, the direction switching integrated expansion valve 227 is disposed between a pair of sealing members 227-2 so that the open refrigerant flow path of the valve body 227-3 faces upward. , At this time, the inlet 227a and the first outlet 227b are connected through the throttling passage 227e of the valve body 227-3, and the refrigerant is throttled while passing through the direction switching integrated expansion valve 227 to form an air-cooled condenser ( 230) can flow. At this time, since the second outlet 227c is blocked, the refrigerant may not flow through the first refrigerant bypass line 232 . Referring to FIG. 5, in the dehumidification heating or maximum heating mode, the direction switching integral expansion valve 227 is disposed so that the open refrigerant flow path of the valve body 227-3 faces the second outlet 227c, so that the refrigerant The refrigerant may flow toward the first refrigerant bypass line 232 by bypassing the expansion valve 227 integrated with the direction switching valve. At this time, since the first outlet 227b is blocked, the refrigerant may not flow into the air-cooled condenser 230 . Referring to FIG. 6, when the refrigerant circulation line 200 is not operated, that is, when the direction switching integrated expansion valve 227 is not used, the direction switching integrated expansion valve 227 is opened by the valve body 227-3. The refrigerant flow path is disposed between the pair of sealing members 227-2 so as to face downward, and at this time, the inlet 227a and the second outlet 227c pass through the throttle flow path 227e of the valve body 227-3. Connected, the refrigerant may be throttled while passing through the direction-changing integrated expansion valve 227 and flow into the first refrigerant bypass line 232 . At this time, since the first outlet 227b is blocked, the refrigerant may not flow into the air-cooled condenser 230 .

이하 앞에서 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 작동 모드에 따른 동작에 대해 설명한다. 그리고 제1팽창밸브는 방향전환 일체형 팽창밸브로 형성된 것을 예로 설명하기로 한다. Hereinafter, operations according to operating modes of the thermal management system according to an embodiment of the present invention described above will be described. In addition, the first expansion valve will be described as an example in which it is formed as a direction-changing integrated expansion valve.

1. 최대 냉방 모드 시1. In maximum cooling mode

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 최대 냉방 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.7 is a block diagram showing an operating state of the thermal management system according to an embodiment of the present invention in the maximum cooling mode.

도 7을 참조하면, 냉매 순환라인(200)에서는 압축기(210)가 작동하여 압축기(210)에서 고온고압의 냉매가 토출된다. 그리고 압축기(210)에서 토출된 냉매는 수랭식 응축기(220)에서 냉각수와 열교환되어 냉각된다. 이어서 수랭식 응축기(220)에서 냉각된 냉매는 제1팽창밸브인 방향전환 일체형 팽창밸브(227)를 바이패스하여 공랭식 응축기(230)로 유입되며, 냉매는 공랭식 응축기(230)에서 외부 공기와 열교환되어 냉각된다. 즉, 수랭식 응축기(220) 및 공랭식 응축기(230)가 모두 응축기의 역할을 하여 냉매를 응축시킨다. 응축된 냉매는 이후 냉매 분기부(241)에서 분기되어 냉매의 일부는 제2팽창밸브(240)를 통과하면서 교축되어 냉매가 팽창되며, 이후 팽창된 냉매는 증발기(242)를 거치면서 공조장치(150)의 송풍기(152)에 의해 송풍되는 공기와 열교환되어 냉매가 증발되면서 공기가 냉각되어, 냉각된 공기를 차량의 실내로 공급하여 실내 냉방이 이루어진다. 그리고 증발기(242)에서 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(260)를 거쳐 다시 압축기(210)로 유입된다. 또한, 냉매 분기부(241)에서 분기된 냉매의 나머지는 제3팽창밸브(240)를 통과하면서 교축되어 냉매가 팽창되며, 이후 팽창된 냉매는 칠러(252)를 거치면서 냉각수와 열교환되어 냉매가 증발되면서 냉각수가 냉각될 수 있다. 그리고 칠러(252)에서 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(260)를 거쳐 다시 압축기(210)로 유입된다. 이때, 제1팽창밸브인 방향전환 일체형 팽창밸브(227)에 의해 제1냉매 바이패스라인(232)에는 냉매가 흐르지 않을 수 있다. 이와 같이 증발기(242)를 통과한 냉매와 칠러(252)를 통과한 냉매가 어큐뮬레이터(260)에서 합류되어 압축기(210)로 유입된 후, 상기한 바와 같은 과정을 반복하면서 냉매가 순환된다.Referring to FIG. 7 , in the refrigerant circulation line 200 , the compressor 210 operates and high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compressor 210 . The refrigerant discharged from the compressor 210 is cooled by exchanging heat with cooling water in the water-cooled condenser 220 . Subsequently, the refrigerant cooled in the water-cooled condenser 220 bypasses the direction switching integrated expansion valve 227, which is the first expansion valve, and flows into the air-cooled condenser 230, and the refrigerant exchanges heat with external air in the air-cooled condenser 230 It cools down. That is, both the water-cooled condenser 220 and the air-cooled condenser 230 serve as condensers to condense the refrigerant. The condensed refrigerant is then branched from the refrigerant branch 241, and part of the refrigerant is throttled while passing through the second expansion valve 240 to expand the refrigerant. The refrigerant is evaporated by heat exchange with the air blown by the blower 152 of 150, and the air is cooled, and the cooled air is supplied to the interior of the vehicle to cool the interior. The refrigerant evaporated in the evaporator 242 is introduced into the compressor 210 again through the accumulator 260 . In addition, the rest of the refrigerant diverged from the refrigerant branch 241 is throttled while passing through the third expansion valve 240, and the refrigerant is expanded. Then, the expanded refrigerant passes through the chiller 252 and exchanges heat with the cooling water to form a refrigerant. As it evaporates, the cooling water may be cooled. Then, the refrigerant evaporated in the chiller 252 flows into the compressor 210 again through the accumulator 260 . At this time, the refrigerant may not flow through the first refrigerant bypass line 232 by the direction-changing integrated expansion valve 227 that is the first expansion valve. As such, the refrigerant passing through the evaporator 242 and the refrigerant passing through the chiller 252 are joined at the accumulator 260 and introduced into the compressor 210, and then the refrigerant is circulated while repeating the above process.

한편, 냉각수 순환라인(200)의 냉각수는 제1냉각수 펌프(450), 제2냉각수 펌프(420) 및 제3냉각수 펌프(340)의 작동에 의해 순환된다. 그리고 냉각수에 의해 수랭식 응축기(220)를 통과하는 냉매, 전장부품(460) 및 배터리(350)가 냉각될 수 있으며, 가열된 냉각수는 전장용 라디에이터(310)에서 냉각팬(311)의 작동에 의해 외부 공기와 열교환되어 냉각될 수 있다. 이때, 제1방향전환밸브(410) 및 제2방향전환밸브(320)는 난방라인(301)과 냉각라인(302)을 연결하는 방향으로 조절될 수 있다. 보다 상세하게는 제1방향전환밸브(410)는 상측과 좌측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 하측과 우측이 서로 연결되어 냉각수가 유통될 수 있다. 그리고 제2방향전환밸브(320)는 좌측과 하측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 우측은 연결이 차단될 수 있다. 또한, 제3방향전환밸브(330)는 상측과 우측이 서로 연결되어 있고 좌측은 차단되어 있을 수 있다.Meanwhile, the cooling water in the cooling water circulation line 200 is circulated by the operation of the first cooling water pump 450 , the second cooling water pump 420 and the third cooling water pump 340 . In addition, the refrigerant passing through the water-cooled condenser 220, the electric component 460, and the battery 350 may be cooled by the cooling water, and the heated cooling water is cooled by the operation of the cooling fan 311 in the electric radiator 310. It can be cooled by exchanging heat with the outside air. At this time, the first directional control valve 410 and the second directional control valve 320 may be adjusted in a direction connecting the heating line 301 and the cooling line 302 . More specifically, the upper and left sides of the first directional control valve 410 are connected to each other to allow cooling water to flow, and the lower and right sides to be connected to each other to allow cooling water to flow. In addition, the left and lower sides of the second directional control valve 320 may be connected to each other so that cooling water flows and the right side may be disconnected. In addition, the upper and right sides of the third directional control valve 330 may be connected to each other and the left side may be blocked.

그리하여 냉각수는 전장용 라디에이터(310)에서부터 리저버 탱크(370), 제2방향전환밸브(320), 제2냉각수 펌프(420), 제1방향전환밸브(410), 수랭식 응축기(220), 제1냉각수 펌프(450), 냉각수 히터(430), 히터코어(440), 제1방향전환밸브(410), 전장부품(460), 제2냉각수 조인트(312)를 차례대로 거쳐 다시 전장용 라디에이터(310)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 여기에서 제2방향전환밸브(320)에 의해 제2방향전환밸브(320)에서부터 제1냉각수 조인트(313)까지에는 냉각수가 흐르지 않으며, 제3방향전환밸브(330)에 의해 제3방향전환밸브(330)에서부터 제2냉각수 조인트(312)까지에는 냉각수가 흐르지 않을 수 있다. 또한, 냉각수는 칠러(252)에서부터 제1냉각수 조인트(313), 제3냉각수 펌프(340), 배터리(350), 제3방향전환밸브(330)를 차례대로 거쳐 다시 칠러(252)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 즉, 제2방향전환밸브(320) 및 제3방향전환밸브(330)에 의해 배터리(350)와 칠러(252)는 냉각수가 순환되는 별개의 폐루프로 냉각라인이 형성되어 배터리(350)가 별도로 냉각될 수 있다.Thus, the cooling water is supplied from the electrical radiator 310 to the reservoir tank 370, the second directional control valve 320, the second cooling water pump 420, the first directional control valve 410, the water-cooled condenser 220, the first The cooling water pump 450, the cooling water heater 430, the heater core 440, the first directional control valve 410, the electrical component 460, and the second cooling water joint 312 are sequentially passed through, and then the electric radiator 310 is again passed through. ) and the circulation cycle is repeated. Here, the cooling water does not flow from the second directional control valve 320 to the first cooling water joint 313 by the second directional control valve 320, and the third directional control valve 330 controls the flow of the third directional control valve. Cooling water may not flow from 330 to the second cooling water joint 312 . In addition, the coolant flows from the chiller 252 through the first coolant joint 313, the third coolant pump 340, the battery 350, and the third directional control valve 330 in order, and flows into the chiller 252 again. The cyclical cycle repeats itself. That is, by the second directional control valve 320 and the third directional control valve 330, a cooling line is formed between the battery 350 and the chiller 252 as a separate closed loop in which cooling water circulates, so that the battery 350 It can be cooled separately.

여기에서 최대 냉방 모드는 외부 공기의 온도가 섭씨 30도 내지 45도 범위일 경우에 작동될 수 있으며, 이때 압축기(210)는 최대 회전수로 회전될 수 있다. 그리고 배터리(350)의 냉각이 불필요할 경우에는 제3팽창밸브(251)가 차단되어 칠러(252)쪽으로 냉매가 흐르지 않을 수 있으며, 이때 제3냉각수 펌프(340)는 작동되지 않을 수 있다.Here, the maximum cooling mode may be operated when the temperature of the outside air is in the range of 30 degrees Celsius to 45 degrees Celsius, and at this time, the compressor 210 may be rotated at the maximum rotational speed. Also, when cooling of the battery 350 is unnecessary, the third expansion valve 251 may be blocked so that the refrigerant does not flow toward the chiller 252, and at this time, the third cooling water pump 340 may not operate.

2. 마일드(Mild) 냉방 모드 시2. In mild cooling mode

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 마일드(Mild) 냉방 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.8 is a configuration diagram showing an operating state of the thermal management system according to an embodiment of the present invention in a mild cooling mode.

도 8을 참조하면, 냉매 순환라인(200)에서는 압축기(210)가 작동하여 압축기(210)에서 고온고압의 냉매가 토출된다. 그리고 압축기(210)에서 토출된 냉매는 수랭식 응축기(220)에서 냉각수와 열교환되어 냉각된다. 이어서 수랭식 응축기(220)에서 냉각된 냉매는 방향전환 일체형 팽창밸브(227)를 바이패스하여 공랭식 응축기(230)로 유입되며, 냉매는 공랭식 응축기(230)에서 외부 공기와 열교환되어 냉각된다. 즉, 수랭식 응축기(220) 및 공랭식 응축기(230)가 모두 응축기의 역할을 하여 냉매를 응축시킨다. 응축된 냉매는 이후 냉매 분기부(241)를 지나 냉매 열교환기(233)를 통과한 후 제2팽창밸브(240)를 통과하면서 교축되어 냉매가 팽창되며, 이후 팽창된 냉매는 증발기(242)를 거치면서 공조장치(150)의 송풍기(152)에 의해 송풍되는 공기와 열교환되어 냉매가 증발되면서 공기가 냉각되어, 냉각된 공기를 차량의 실내로 공급하여 실내 냉방이 이루어진다. 그리고 증발기(242)에서 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(260)를 거쳐 다시 압축기(210)로 유입된다. 이때, 방향전환 일체형 팽창밸브(227)에 의해 제1냉매 바이패스라인(232)에는 냉매가 흐르지 않을 수 있으며, 제3팽창밸브(251)는 차단되어 칠러(252)로 냉매가 흐르지 않을 수 있다. 그리하여 냉매는 증발기(242)를 통과한 냉매가 어큐뮬레이터(260)를 거쳐 압축기(210)로 유입된 후, 상기한 바와 같은 과정을 반복하면서 냉매가 순환된다. Referring to FIG. 8 , in the refrigerant circulation line 200 , the compressor 210 operates and high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compressor 210 . The refrigerant discharged from the compressor 210 is cooled by exchanging heat with cooling water in the water-cooled condenser 220 . Subsequently, the refrigerant cooled in the water-cooled condenser 220 bypasses the direction switching integral expansion valve 227 and flows into the air-cooled condenser 230, and the refrigerant is cooled by exchanging heat with external air in the air-cooled condenser 230. That is, both the water-cooled condenser 220 and the air-cooled condenser 230 serve as condensers to condense the refrigerant. The condensed refrigerant then passes through the refrigerant branch 241, passes through the refrigerant heat exchanger 233, and then passes through the second expansion valve 240 and is throttled to expand the refrigerant. Then, the expanded refrigerant passes through the evaporator 242. As the refrigerant is evaporated through heat exchange with the air blown by the blower 152 of the air conditioner 150 while passing through, the air is cooled, and the cooled air is supplied to the interior of the vehicle to cool the interior. The refrigerant evaporated in the evaporator 242 is introduced into the compressor 210 again through the accumulator 260 . At this time, the refrigerant may not flow through the first refrigerant bypass line 232 by the direction-changing integrated expansion valve 227, and the third expansion valve 251 may be blocked so that the refrigerant may not flow to the chiller 252. . Thus, the refrigerant passing through the evaporator 242 is introduced into the compressor 210 through the accumulator 260, and then the refrigerant is circulated while repeating the above process.

한편, 냉각수 순환라인(200)의 냉각수는 제1냉각수 펌프(450), 제2냉각수 펌프(420) 및 제3냉각수 펌프(340)의 작동에 의해 순환된다. 그리고 냉각수에 의해 수랭식 응축기(220)를 통과하는 냉매, 전장부품(460) 및 배터리(350)가 냉각될 수 있으며, 가열된 냉각수는 전장용 라디에이터(310)에서 냉각팬(311)의 작동에 의해 외부 공기와 열교환되어 냉각될 수 있다. 이때, 제1방향전환밸브(410) 및 제2방향전환밸브(320)는 난방라인(301)과 냉각라인(302)을 연결하는 방향으로 조절될 수 있다. 보다 상세하게는 제1방향전환밸브(410)는 상측과 좌측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 하측과 우측이 서로 연결되어 냉각수가 유통될 수 있다. 그리고 제2방향전환밸브(320)는 셋방향인 좌측, 하측 및 우측이 모두 연결되어 냉각수가 유통될 수 있다. 또한, 제3방향전환밸브(330)는 좌측과 우측이 서로 연결되어 있고 상측은 차단되어 있을 수 있다.Meanwhile, the cooling water in the cooling water circulation line 200 is circulated by the operation of the first cooling water pump 450 , the second cooling water pump 420 and the third cooling water pump 340 . In addition, the refrigerant passing through the water-cooled condenser 220, the electric component 460, and the battery 350 may be cooled by the cooling water, and the heated cooling water is cooled by the operation of the cooling fan 311 in the electric radiator 310. It can be cooled by exchanging heat with the outside air. At this time, the first directional control valve 410 and the second directional control valve 320 may be adjusted in a direction connecting the heating line 301 and the cooling line 302 . More specifically, the upper and left sides of the first directional control valve 410 are connected to each other to allow cooling water to flow, and the lower and right sides to be connected to each other to allow cooling water to flow. In addition, the second direction switching valve 320 is connected to the left, lower and right sides of the three directions so that the cooling water can be circulated. In addition, the left and right sides of the third directional control valve 330 may be connected to each other and the upper side may be blocked.

그리하여 냉각수는 전장용 라디에이터(310)에서부터 리저버 탱크(370), 제2방향전환밸브(320), 제2냉각수 펌프(420), 제1방향전환밸브(410), 수랭식 응축기(220), 제1냉각수 펌프(450), 냉각수 히터(430), 히터코어(440), 제1방향전환밸브(410), 전장부품(460), 제2냉각수 조인트(312)를 차례대로 거쳐 다시 전장용 라디에이터(310)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 여기에서 제2방향전환밸브(320)에 의해 냉각수 중 일부는 우측으로 유동되어 제1냉각수 조인트(313), 제3냉각수 펌프(340), 배터리(350), 제3방향전환밸브(330), 제2냉각수 조인트(312)를 차례대로 거쳐 다시 전장용 라디에이터(310)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 이때, 전장부품(460)을 통과한 냉각수와 배터리(350)를 통과한 냉각수는 제2냉각수 조인트(312)에서 합류되어 전장용 라디에이터(310)로 유입될 수 있다.Thus, the cooling water is supplied from the electrical radiator 310 to the reservoir tank 370, the second directional control valve 320, the second cooling water pump 420, the first directional control valve 410, the water-cooled condenser 220, the first The cooling water pump 450, the cooling water heater 430, the heater core 440, the first directional control valve 410, the electrical component 460, and the second cooling water joint 312 are sequentially passed through, and then the electric radiator 310 is again passed through. ) and the circulation cycle is repeated. Here, some of the coolant flows to the right by the second directional control valve 320, and the first coolant joint 313, the third coolant pump 340, the battery 350, the third directional control valve 330, The cycle of flowing into the electrical radiator 310 through the second coolant joint 312 in turn and being circulated is repeated. At this time, the coolant that has passed through the electric component 460 and the coolant that has passed through the battery 350 may be joined at the second coolant joint 312 and introduced into the electric radiator 310 .

여기에서 마일드 냉방 모드는 외부 공기의 온도가 섭씨 15도 내지 25도 범위일 경우에 작동될 수 있으며, 이때 배터리는 전장용 라디에이터에 의해 냉각될 수 있어, 냉매가 칠러쪽을 순환하지 않도록 할 수 있으므로 압축기의 구동에 소모되는 동력을 저감할 수 있는 장점이 있다.Here, the mild cooling mode can be operated when the temperature of the outside air is in the range of 15 to 25 degrees Celsius. There is an advantage in that the power consumed in driving the compressor can be reduced.

3. 배터리 전용 냉각 모드 시3. In battery-only cooling mode

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 배터리 전용 냉각 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.9 is a configuration diagram illustrating an operating state of the thermal management system according to an embodiment of the present invention in a battery-only cooling mode.

도 9를 참조하면, 냉매 순환라인(200)에서는 압축기(210)가 작동하여 압축기(210)에서 고온고압의 냉매가 토출된다. 그리고 압축기(210)에서 토출된 냉매는 수랭식 응축기(220)에서 냉각수와 열교환되어 냉각된다. 이어서 수랭식 응축기(220)에서 냉각된 냉매는 방향전환 일체형 팽창밸브(227)를 바이패스하여 공랭식 응축기(230)로 유입되며, 냉매는 공랭식 응축기(230)에서 외부 공기와 열교환되어 냉각된다. 즉, 수랭식 응축기(220) 및 공랭식 응축기(230)가 모두 응축기의 역할을 하여 냉매를 응축시킨다. 응축된 냉매는 이후 냉매 분기부(241)를 지나 제3팽창밸브(251)를 통과하면서 교축되어 냉매가 팽창되며, 이후 팽창된 냉매는 칠러(252)를 거치면서 냉각수와 열교환되어 냉매가 증발되면서 냉각수가 냉각되며, 냉각된 냉각수를 이용해 배터리(350)의 냉각이 이루어진다. 그리고 칠러(252)를 거치며 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(260)를 거쳐 다시 압축기(210)로 유입된다. 이때, 방향전환 일체형 팽창밸브(227)에 의해 제1냉매 바이패스라인(232)에는 냉매가 흐르지 않을 수 있으며, 제2팽창밸브(240)는 차단되어 증발기(242)로 냉매가 흐르지 않을 수 있다. 그리하여 상기한 바와 같은 과정을 반복하면서 냉매가 순환된다.Referring to FIG. 9 , in the refrigerant circulation line 200 , the compressor 210 operates and high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compressor 210 . The refrigerant discharged from the compressor 210 is cooled by exchanging heat with cooling water in the water-cooled condenser 220 . Subsequently, the refrigerant cooled in the water-cooled condenser 220 bypasses the direction switching integral expansion valve 227 and flows into the air-cooled condenser 230, and the refrigerant is cooled by exchanging heat with external air in the air-cooled condenser 230. That is, both the water-cooled condenser 220 and the air-cooled condenser 230 serve as condensers to condense the refrigerant. The condensed refrigerant then passes through the refrigerant branch 241 and passes through the third expansion valve 251 to be throttled and the refrigerant is expanded. After that, the expanded refrigerant passes through the chiller 252 to exchange heat with the cooling water and evaporates the refrigerant. Cooling water is cooled, and the battery 350 is cooled using the cooled cooling water. Then, the refrigerant evaporated through the chiller 252 flows into the compressor 210 again through the accumulator 260 . At this time, the refrigerant may not flow through the first refrigerant bypass line 232 by the direction-changing integral expansion valve 227, and the second expansion valve 240 may be blocked so that the refrigerant may not flow to the evaporator 242. . Thus, the refrigerant is circulated while repeating the process as described above.

한편, 냉각수 순환라인(200)의 냉각수는 제1냉각수 펌프(450), 제2냉각수 펌프(420) 및 제3냉각수 펌프(340)의 작동에 의해 순환된다. 그리고 냉각수에 의해 수랭식 응축기(220)를 통과하는 냉매, 전장부품(460) 및 배터리(350)가 냉각될 수 있으며, 가열된 냉각수는 전장용 라디에이터(310)에서 냉각팬(311)의 작동에 의해 외부 공기와 열교환되어 냉각될 수 있다. 이때, 제1방향전환밸브(410) 및 제2방향전환밸브(320)는 난방라인(301)과 냉각라인(302)을 연결하는 방향으로 조절될 수 있다. 보다 상세하게는 제1방향전환밸브(410)는 상측과 좌측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 하측과 우측이 서로 연결되어 냉각수가 유통될 수 있다. 그리고 제2방향전환밸브(320)는 좌측과 하측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 우측은 연결이 차단될 수 있다. 또한, 제3방향전환밸브(330)는 상측과 우측이 서로 연결되어 있고 좌측은 차단되어 있을 수 있다.Meanwhile, the cooling water in the cooling water circulation line 200 is circulated by the operation of the first cooling water pump 450 , the second cooling water pump 420 and the third cooling water pump 340 . In addition, the refrigerant passing through the water-cooled condenser 220, the electric component 460, and the battery 350 may be cooled by the cooling water, and the heated cooling water is cooled by the operation of the cooling fan 311 in the electric radiator 310. It can be cooled by exchanging heat with the outside air. At this time, the first directional control valve 410 and the second directional control valve 320 may be adjusted in a direction connecting the heating line 301 and the cooling line 302 . More specifically, the upper and left sides of the first directional control valve 410 are connected to each other to allow cooling water to flow, and the lower and right sides to be connected to each other to allow cooling water to flow. In addition, the left and lower sides of the second directional control valve 320 may be connected to each other so that cooling water flows and the right side may be disconnected. In addition, the upper and right sides of the third directional control valve 330 may be connected to each other and the left side may be blocked.

그리하여 냉각수는 전장용 라디에이터(310)에서부터 리저버 탱크(370), 제2방향전환밸브(320), 제2냉각수 펌프(420), 제1방향전환밸브(410), 수랭식 응축기(220), 제1냉각수 펌프(450), 냉각수 히터(430), 히터코어(440), 제1방향전환밸브(410), 전장부품(460), 제2냉각수 조인트(312)를 차례대로 거쳐 다시 전장용 라디에이터(310)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 여기에서 제2방향전환밸브(320)에 의해 제2방향전환밸브(320)에서부터 제1냉각수 조인트(313)까지에는 냉각수가 흐르지 않으며, 제3방향전환밸브(330)에 의해 제3방향전환밸브(330)에서부터 제2냉각수 조인트(312)까지에는 냉각수가 흐르지 않을 수 있다. 또한, 냉각수는 칠러(252)에서부터 제1냉각수 조인트(313), 제3냉각수 펌프(340), 배터리(350), 제3방향전환밸브(330)를 차례대로 거쳐 다시 칠러(252)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 즉, 제2방향전환밸브(320) 및 제3방향전환밸브(330)에 의해 배터리(350)와 칠러(252)는 냉각수가 순환되는 별개의 폐루프로 냉각라인이 형성되어 배터리(350)가 별도로 냉각될 수 있다.Thus, the cooling water is supplied from the electrical radiator 310 to the reservoir tank 370, the second directional control valve 320, the second cooling water pump 420, the first directional control valve 410, the water-cooled condenser 220, the first The cooling water pump 450, the cooling water heater 430, the heater core 440, the first directional control valve 410, the electrical component 460, and the second cooling water joint 312 are sequentially passed through, and then the electric radiator 310 is again passed through. ) and the circulation cycle is repeated. Here, the cooling water does not flow from the second directional control valve 320 to the first cooling water joint 313 by the second directional control valve 320, and the third directional control valve 330 controls the flow of the third directional control valve. Cooling water may not flow from 330 to the second cooling water joint 312 . In addition, the coolant flows from the chiller 252 through the first coolant joint 313, the third coolant pump 340, the battery 350, and the third directional control valve 330 in order, and flows into the chiller 252 again. The cyclical cycle repeats itself. That is, by the second directional control valve 320 and the third directional control valve 330, a cooling line is formed between the battery 350 and the chiller 252 as a separate closed loop through which cooling water circulates, so that the battery 350 It can be cooled separately.

여기에서 배터리 전용 냉각 모드는 실내의 냉방을 하지 않으면서 배터리의 급속 충전이 필요한 경우 작동될 수 있다. 이때 압축기(210)는 최대 회전수로 회전될 수 있다.Here, the battery-only cooling mode may be operated when rapid charging of the battery is required without cooling the room. At this time, the compressor 210 may be rotated at the maximum number of revolutions.

4. 최대 난방 모드 시 또는 공랭식 응축기에 적상 발생 시4. In case of maximum heating mode or frost on air-cooled condenser

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 최대 난방 모드 시 또는 공랭식 응축기에 적상 발생 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.10 is a configuration diagram illustrating an operating state of the thermal management system according to an embodiment of the present invention in the maximum heating mode or when frost occurs in an air-cooled condenser.

도 10을 참조하면, 냉매 순환라인(200)에서는 압축기(210)가 작동하여 압축기(210)에서 고온고압의 냉매가 토출된다. 그리고 압축기(210)에서 토출된 냉매는 수랭식 응축기(220)에서 냉각수와 열교환되어 냉각된다. 이어서 수랭식 응축기(220)에서 냉각된 냉매는 제1팽창밸브인 방향전환 일체형 팽창밸브(227)를 통과하면서 교축되어 냉매가 팽창되며, 팽창된 냉매는 제1냉매 바이패스라인(232)을 통과한다. 이때, 방향전환 일체형 팽창밸브(227)에 의해 공랭식 응축기(230)로는 냉매가 통과되지 않을 수 있다. 이후 냉매는 냉매 분기부(241)를 지나 제3팽창밸브(251)를 바이패스하여 칠러(252)로 유입되며, 칠러(252)에서는 냉매와 냉각수가 열교환되어 냉각수가 가열될 수 있다. 그다음 칠러(252)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(260)를 거쳐 다시 압축기(210)로 유입된다. 이때, 제2팽창밸브(240)는 차단되어 증발기(242)로 냉매가 흐르지 않을 수 있다. 그리하여 상기한 바와 같은 과정을 반복하면서 냉매가 순환된다.Referring to FIG. 10 , in the refrigerant circulation line 200 , the compressor 210 operates and high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compressor 210 . The refrigerant discharged from the compressor 210 is cooled by exchanging heat with cooling water in the water-cooled condenser 220 . Subsequently, the refrigerant cooled in the water-cooled condenser 220 is throttled while passing through the direction-changing integral expansion valve 227, which is the first expansion valve, and the refrigerant is expanded, and the expanded refrigerant passes through the first refrigerant bypass line 232. . At this time, the refrigerant may not pass through the air-cooled condenser 230 by the direction-changing integrated expansion valve 227 . Thereafter, the refrigerant passes through the refrigerant branch 241, bypasses the third expansion valve 251, and flows into the chiller 252. In the chiller 252, the refrigerant and the coolant are heat-exchanged to heat the coolant. Then, the refrigerant passing through the chiller 252 is introduced into the compressor 210 again through the accumulator 260 . At this time, the second expansion valve 240 may be blocked so that the refrigerant does not flow to the evaporator 242 . Thus, the refrigerant is circulated while repeating the process as described above.

한편, 냉각수 순환라인(200)의 냉각수는 제1냉각수 펌프(450) 및 제2냉각수 펌프(420)의 작동에 의해 순환된다. 그리고 냉각수는 수랭식 응축기(220)를 통과하면서 가열되고, 냉각수 히터(430)에 의해 가열되며, 전장부품(460)의 폐열로 가열될 수 있으며, 칠러(252)를 통과하면서 가열될 수 있다. 이때, 제1방향전환밸브(410) 및 제2방향전환밸브(320)는 난방라인(301)과 냉각라인(302)을 연결하는 방향으로 조절될 수 있다. 보다 상세하게는 제1방향전환밸브(410)는 상측과 좌측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 하측과 우측이 서로 연결되어 냉각수가 유통될 수 있다. 그리고 제2방향전환밸브(320)는 우측과 하측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 좌측은 연결이 차단될 수 있다. 또한, 제3방향전환밸브(330)는 상측과 좌측이 서로 연결되고 우측은 차단될 수 있다.Meanwhile, the cooling water in the cooling water circulation line 200 is circulated by the operation of the first cooling water pump 450 and the second cooling water pump 420 . In addition, the cooling water is heated while passing through the water-cooled condenser 220, heated by the cooling water heater 430, heated by waste heat from the electric component 460, and heated while passing through the chiller 252. At this time, the first directional control valve 410 and the second directional control valve 320 may be adjusted in a direction connecting the heating line 301 and the cooling line 302 . More specifically, the upper and left sides of the first directional control valve 410 are connected to each other to allow cooling water to flow, and the lower and right sides to be connected to each other to allow cooling water to flow. In addition, the right and lower sides of the second directional control valve 320 may be connected to each other so that cooling water flows and the left side may be disconnected. In addition, the upper and left sides of the third directional control valve 330 may be connected to each other and the right side may be blocked.

그리하여 냉각수는 제2냉각수 펌프(420)에서부터 제1방향전환밸브(410), 수랭식 응축기(220), 제1냉각수 펌프(450), 냉각수 히터(430), 히터코어(440), 제1방향전환밸브(410), 전장부품(460), 제2냉각수 조인트(312), 제3방향전환밸브(330), 칠러(252), 제1냉각수 조인트(313), 제2방향전환밸브(320)를 차례대로 거쳐 다시 제2냉각수 펌프(420)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 여기에서 제2방향전환밸브(320)에 의해 제2방향전환밸브(320)에서부터 전장용 라디에이터(310)를 거쳐 제2냉각수 조인트(312)까지에는 냉각수가 흐르지 않을 수 있으며, 제3방향전환밸브(330)에 의해 제3방향전환밸브(330)에서부터 배터리(350) 및 제3냉각수 펌프(340)를 거쳐 제1냉각수 조인트(313)까지에는 냉각수가 흐르지 않을 수 있다. 그리고 냉각수는 히터코어(440)를 거치면서 공조장치(150)의 송풍기(152)에 의해 송풍되는 공기와 열교환되어 공기가 가열되며, 가열된 공기를 차량의 실내로 공급하여 실내 난방이 이루어진다.Thus, the cooling water flows from the second cooling water pump 420 to the first direction switching valve 410, the water-cooled condenser 220, the first cooling water pump 450, the cooling water heater 430, the heater core 440, and the first direction switching. The valve 410, the electrical component 460, the second coolant joint 312, the third directional control valve 330, the chiller 252, the first coolant joint 313, and the second directional control valve 320 The cycle of being introduced into the second coolant pump 420 and circulated in turn is repeated. Here, the coolant may not flow from the second directional control valve 320 to the second coolant joint 312 via the electric radiator 310 by the second directional control valve 320, and the third directional control valve Cooling water may not flow from the third directional control valve 330 through the battery 350 and the third cooling water pump 340 to the first cooling water joint 313 by the 330 . In addition, the cooling water passes through the heater core 440 and exchanges heat with the air blown by the blower 152 of the air conditioner 150 to heat the air, and the heated air is supplied to the interior of the vehicle to heat the interior.

여기에서 최대 난방 모드는 외부 공기의 온도가 섭씨 -20도 내지 -5도 범위일 경우에 작동될 수 있으며, 제3방향전환밸브(330) 및 제3냉각수 펌프(340)를 제어하여 실내 난방에 배터리(350)의 폐열을 선택적으로 활용할 수도 있다.Here, the maximum heating mode may be operated when the temperature of the outside air is in the range of -20 degrees Celsius to -5 degrees Celsius, and the third direction switching valve 330 and the third cooling water pump 340 are controlled to heat the room. Waste heat of the battery 350 may be selectively utilized.

그리하여 외기 온도가 섭씨 영하 20도 정도로 낮을 때 열관리 시스템의 최대 난방 모드 시 또는 공랭식 응축기에 적상 발생 시 불필요한 유로를 축소시켜 압축기의 냉매 유입측 압력을 상승시킬 수 있어, 히트 펌프의 성능을 향상시킬 수 있다. Therefore, when the outdoor temperature is as low as -20 degrees Celsius, the maximum heating mode of the thermal management system or when frost occurs in the air-cooled condenser, the unnecessary flow path can be reduced to increase the pressure on the inlet side of the refrigerant of the compressor, thereby improving the performance of the heat pump. there is.

5. 배터리 승온 모드 시5. In battery temperature rising mode

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 배터리 승온 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.11 is a configuration diagram illustrating an operating state of a thermal management system according to an embodiment of the present invention in a battery temperature raising mode.

도 11을 참조하면, 냉매 순환라인(200)은 작동하지 않아 냉매가 순환되지 않는다.Referring to FIG. 11 , the refrigerant circulation line 200 does not operate and the refrigerant does not circulate.

한편, 냉각수 순환라인(200)의 냉각수는 제1냉각수 펌프(450), 제2냉각수 펌프(420) 및 제3냉각수 펌프(340)의 작동에 의해 순환된다. 그리고 냉각수는 냉각수 히터(430) 및 전장부품(460)의 폐열로 가열될 수 있다. 이때, 제1방향전환밸브(410) 및 제2방향전환밸브(320)는 난방라인(301)과 냉각라인(302)을 연결하는 방향으로 조절될 수 있다. 보다 상세하게는 제1방향전환밸브(410)는 상측과 좌측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 하측과 우측이 서로 연결되어 냉각수가 유통될 수 있다. 그리고 제2방향전환밸브(320)는 우측과 하측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 좌측은 연결이 차단될 수 있다. 또한, 제3방향전환밸브(330)는 좌측과 상측과 우측이 모두 연결될 수 있다.Meanwhile, the cooling water in the cooling water circulation line 200 is circulated by the operation of the first cooling water pump 450 , the second cooling water pump 420 and the third cooling water pump 340 . In addition, the cooling water may be heated by waste heat from the cooling water heater 430 and the electrical component 460 . At this time, the first directional control valve 410 and the second directional control valve 320 may be adjusted in a direction connecting the heating line 301 and the cooling line 302 . More specifically, the upper and left sides of the first directional control valve 410 are connected to each other to allow cooling water to flow, and the lower and right sides to be connected to each other to allow cooling water to flow. In addition, the right and lower sides of the second directional control valve 320 may be connected to each other so that cooling water flows and the left side may be disconnected. In addition, the third direction switching valve 330 may be connected to both the left side, the upper side, and the right side.

그리하여 냉각수는 제2냉각수 펌프(420)에서부터 제1방향전환밸브(410), 수랭식 응축기(220), 제1냉각수 펌프(450), 냉각수 히터(430), 히터코어(440), 제1방향전환밸브(410), 전장부품(460), 제2냉각수 조인트(312), 제3방향전환밸브(330), 칠러(252), 제1냉각수 조인트(313), 제2방향전환밸브(320)를 차례대로 거쳐 다시 제2냉각수 펌프(420)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 이때, 배터리(350)를 통과하는 냉각수는 제3방향전환밸브(330)에서 합류되어 상측으로 유동된 후 제1냉각수 조인트(313)에서 양쪽으로 분기될 수 있다. 여기에서 제2방향전환밸브(320)에 의해 제2방향전환밸브(320)에서부터 전장용 라디에이터(310)를 거쳐 제2냉각수 조인트(312)까지에는 냉각수가 흐르지 않을 수 있다. 그리하여 가열된 냉각수가 배터리(350)를 승온시켜 외기 온도가 낮은 동절기에 배터리(350)의 초기 성능을 빠르게 향상시킬 수 있다.Thus, the cooling water flows from the second cooling water pump 420 to the first direction switching valve 410, the water-cooled condenser 220, the first cooling water pump 450, the cooling water heater 430, the heater core 440, and the first direction switching. The valve 410, the electrical component 460, the second coolant joint 312, the third directional control valve 330, the chiller 252, the first coolant joint 313, and the second directional control valve 320 The cycle of being introduced into the second coolant pump 420 and circulated in turn is repeated. At this time, the cooling water passing through the battery 350 may be joined at the third direction switching valve 330 to flow upward, and then diverged to both sides at the first cooling water joint 313 . Here, the coolant may not flow from the second directional control valve 320 to the second coolant joint 312 via the electrical radiator 310 by the second directional control valve 320 . Thus, the heated cooling water raises the temperature of the battery 350, so that the initial performance of the battery 350 can be quickly improved in winter when the outside temperature is low.

여기에서 배터리 승온 모드는 외부 공기의 온도가 섭씨 -20도 내지 -5도 범위일 경우에 작동될 수 있다.Here, the battery temperature increase mode may be operated when the temperature of the outside air is in the range of -20 degrees Celsius to -5 degrees Celsius.

6. 마일드(Mild) 난방 모드 시6. In mild heating mode

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 마일드(Mild) 난방 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.12 is a configuration diagram showing an operating state of a thermal management system according to an embodiment of the present invention in a mild heating mode.

도 12를 참조하면, 냉매 순환라인(200)은 작동하지 않아 냉매가 순환되지 않는다.Referring to FIG. 12 , the refrigerant circulation line 200 does not operate and the refrigerant does not circulate.

한편, 냉각수 순환라인(200)의 냉각수는 제1냉각수 펌프(450) 및 제2냉각수 펌프(420)의 작동에 의해 순환된다. 그리고 냉각수는 전장부품(460)의 폐열만으로 가열될 수 있다. 이때, 제1방향전환밸브(410) 및 제2방향전환밸브(320)는 난방라인(301)과 냉각라인(302)을 연결하는 방향으로 조절될 수 있다. 보다 상세하게는 제1방향전환밸브(410)는 상측과 좌측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 하측과 우측이 서로 연결되어 냉각수가 유통될 수 있다. 그리고 제2방향전환밸브(320)는 우측과 하측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 좌측은 연결이 차단될 수 있다. 또한, 제3방향전환밸브(330)는 좌측과 상측이 서로 연결되고 우측은 차단될 수 있다.Meanwhile, the cooling water in the cooling water circulation line 200 is circulated by the operation of the first cooling water pump 450 and the second cooling water pump 420 . In addition, the cooling water may be heated only with waste heat from the electric component 460 . At this time, the first directional control valve 410 and the second directional control valve 320 may be adjusted in a direction connecting the heating line 301 and the cooling line 302 . More specifically, the upper and left sides of the first directional control valve 410 are connected to each other to allow cooling water to flow, and the lower and right sides to be connected to each other to allow cooling water to flow. In addition, the right and lower sides of the second directional control valve 320 may be connected to each other so that cooling water flows and the left side may be disconnected. In addition, the left and upper sides of the third directional control valve 330 may be connected to each other and the right side may be blocked.

그리하여 냉각수는 제2냉각수 펌프(420)에서부터 제1방향전환밸브(410), 수랭식 응축기(220), 제1냉각수 펌프(450), 냉각수 히터(430), 히터코어(440), 제1방향전환밸브(410), 전장부품(460), 제2냉각수 조인트(312), 제3방향전환밸브(330), 칠러(252), 제1냉각수 조인트(313), 제2방향전환밸브(320)를 차례대로 거쳐 다시 제2냉각수 펌프(420)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 이때, 제3방향전환밸브(330)에 의해 제3방향전환밸브(312)에서부터 배터리(350), 제3냉각수 펌프(340), 제1냉각수 조인트(313)까지에는 냉각수가 흐르지 않을 수 있으며, 제2방향전환밸브(320)에 의해 제2방향전환밸브(320)에서부터 전장용 라디에이터(310)를 거쳐 제2냉각수 조인트(312)까지에는 냉각수가 흐르지 않을 수 있다. 그리하여 난방 수요가 적을 때 전장부품(460)의 폐열만을 이용해 냉각수를 가열하여 실내 난방에 활용할 수 있다.Thus, the cooling water flows from the second cooling water pump 420 to the first direction switching valve 410, the water-cooled condenser 220, the first cooling water pump 450, the cooling water heater 430, the heater core 440, and the first direction switching. The valve 410, the electrical component 460, the second coolant joint 312, the third directional control valve 330, the chiller 252, the first coolant joint 313, and the second directional control valve 320 The cycle of being introduced into the second coolant pump 420 and circulated in turn is repeated. At this time, the cooling water may not flow from the third directional switching valve 312 to the battery 350, the third cooling water pump 340, and the first cooling water joint 313 by the third direction switching valve 330, Cooling water may not flow from the second directional control valve 320 to the second coolant joint 312 via the electrical radiator 310 by the second directional control valve 320 . Thus, when the demand for heating is low, the cooling water can be heated using only waste heat from the electric component 460 and used for indoor heating.

여기에서 마일드 난방 모드는 외부 공기의 온도가 섭씨 5도 내지 15도 범위일 경우에 작동될 수 있다.Here, the mild heating mode may be operated when the temperature of outside air is in the range of 5 degrees Celsius to 15 degrees Celsius.

7. 제습 난방 모드 시7. In dehumidification heating mode

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 열관리 시스템의 제습 난방 모드 시 작동상태를 나타낸 구성도이다.13 is a block diagram showing an operating state of a thermal management system according to an embodiment of the present invention in a dehumidifying heating mode.

도 13을 참조하면, 냉매 순환라인(200)에서는 압축기(210)가 작동하여 압축기(210)에서 고온고압의 냉매가 토출된다. 그리고 압축기(210)에서 토출된 냉매는 수랭식 응축기(220)에서 냉각수와 열교환되어 냉각된다. 이어서 수랭식 응축기(220)에서 냉각된 냉매는 제1팽창밸브인 방향전환 일체형 팽창밸브(227)를 통과하면서 교축되어 냉매가 팽창되며, 팽창된 냉매는 제1냉매 바이패스라인(232)을 지나 분기부(241)에서 분기되어 냉매의 일부는 제2팽창밸브(240)를 바이패스하고, 이후 냉매는 증발기(242)를 거치면서 공조장치(150)의 송풍기(152)에 의해 송풍되는 공기와 열교환되면서 공기 중의 수분이 제거된다. 그리고 증발기(242)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(260)를 거쳐 다시 압축기(210)로 유입된다. 또한, 냉매 분기부(241)에서 분기된 냉매의 나머지는 제3팽창밸브(240)를 바이패스하고, 이후 냉매는 칠러(252)를 통과한 다음 어큐뮬레이터(260)에서 합류되어 압축기(210)로 유입된 후, 상기한 바와 같은 과정을 반복하면서 냉매가 순환된다. 이때, 방향전환 일체형 팽창밸브(227)에 의해 공랭식 응축기(230)로는 냉매가 통과되지 않을 수 있다. Referring to FIG. 13 , in the refrigerant circulation line 200 , the compressor 210 operates and high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compressor 210 . The refrigerant discharged from the compressor 210 is cooled by exchanging heat with cooling water in the water-cooled condenser 220 . Subsequently, the refrigerant cooled in the water-cooled condenser 220 is throttled while passing through the direction-changing integral expansion valve 227, which is the first expansion valve, and the refrigerant expands, and the expanded refrigerant passes through the first refrigerant bypass line 232 and is divided. Some of the refrigerant diverted from the base 241 bypasses the second expansion valve 240, and then the refrigerant passes through the evaporator 242 and exchanges heat with the air blown by the blower 152 of the air conditioner 150. As it does, the moisture in the air is removed. The refrigerant passing through the evaporator 242 is introduced into the compressor 210 again through the accumulator 260 . In addition, the remainder of the refrigerant diverged from the refrigerant branch 241 bypasses the third expansion valve 240, and then the refrigerant passes through the chiller 252 and then joins in the accumulator 260 to the compressor 210. After being introduced, the refrigerant is circulated while repeating the above process. At this time, the refrigerant may not pass through the air-cooled condenser 230 by the direction-changing integrated expansion valve 227 .

한편, 냉각수 순환라인(200)의 냉각수는 제1냉각수 펌프(450) 및 제2냉각수 펌프(420)의 작동에 의해 순환된다. 그리고 냉각수는 전장부품(460)의 폐열만으로 가열될 수 있다. 이때, 제1방향전환밸브(410) 및 제2방향전환밸브(320)는 난방라인(301)과 냉각라인(302)을 연결하는 방향으로 조절될 수 있다. 보다 상세하게는 제1방향전환밸브(410)는 상측과 좌측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 하측과 우측이 서로 연결되어 냉각수가 유통될 수 있다. 그리고 제2방향전환밸브(320)는 우측과 하측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 좌측은 연결이 차단될 수 있다. 또한, 제3방향전환밸브(330)는 좌측과 상측이 서로 연결되고 우측은 차단될 수 있다.Meanwhile, the cooling water in the cooling water circulation line 200 is circulated by the operation of the first cooling water pump 450 and the second cooling water pump 420 . In addition, the cooling water may be heated only with waste heat from the electric component 460 . At this time, the first directional control valve 410 and the second directional control valve 320 may be adjusted in a direction connecting the heating line 301 and the cooling line 302 . More specifically, the upper and left sides of the first directional control valve 410 are connected to each other to allow cooling water to flow, and the lower and right sides to be connected to each other to allow cooling water to flow. In addition, the right and lower sides of the second directional control valve 320 may be connected to each other so that cooling water flows and the left side may be disconnected. In addition, the left and upper sides of the third directional control valve 330 may be connected to each other and the right side may be blocked.

그리하여 냉각수는 제2냉각수 펌프(420)에서부터 제1방향전환밸브(410), 수랭식 응축기(220), 제1냉각수 펌프(450), 냉각수 히터(430), 히터코어(440), 제1방향전환밸브(410), 전장부품(460), 제2냉각수 조인트(312), 제3방향전환밸브(330), 칠러(252), 제1냉각수 조인트(313), 제2방향전환밸브(320)를 차례대로 거쳐 다시 제2냉각수 펌프(420)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 이때, 제3방향전환밸브(330)에 의해 제3방향전환밸브(312)에서부터 배터리(350), 제3냉각수 펌프(340), 제1냉각수 조인트(313)까지에는 냉각수가 흐르지 않을 수 있으며, 제2방향전환밸브(320)에 의해 제2방향전환밸브(320)에서부터 전장용 라디에이터(310)를 거쳐 제2냉각수 조인트(312)까지에는 냉각수가 흐르지 않을 수 있다. 여기에서 냉각수 히터(430)는 작동되지 않을 수 있으며, 증발기(242)를 통과하면서 제습된 공기는 히터코어(440)를 통과하면서 가열되어 실내 난방에 이용될 수 있다. 또한, 제3방향전환밸브(330)가 세 방향을 모두 연결하도록 작동되어 배터리(350)의 폐열을 함께 난방에 활용할 수도 있다.Thus, the cooling water flows from the second cooling water pump 420 to the first direction switching valve 410, the water-cooled condenser 220, the first cooling water pump 450, the cooling water heater 430, the heater core 440, and the first direction switching. The valve 410, the electrical component 460, the second coolant joint 312, the third directional control valve 330, the chiller 252, the first coolant joint 313, and the second directional control valve 320 The cycle of being introduced into the second coolant pump 420 and circulated in turn is repeated. At this time, the cooling water may not flow from the third directional switching valve 312 to the battery 350, the third cooling water pump 340, and the first cooling water joint 313 by the third direction switching valve 330, Cooling water may not flow from the second directional control valve 320 to the second coolant joint 312 via the electrical radiator 310 by the second directional control valve 320 . Here, the cooling water heater 430 may not operate, and air dehumidified while passing through the evaporator 242 is heated while passing through the heater core 440 and may be used for indoor heating. In addition, the third directional switching valve 330 is operated to connect all three directions, and the waste heat of the battery 350 can be used for heating together.

도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 열관리 시스템을 나타낸 구성도이며, 도 15 및 도 16은 도 14에서 셧오프 밸브의 개폐에 따른 냉각수 순환라인에서 냉각수의 흐름을 나타낸 개념도이다.14 is a configuration diagram showing a thermal management system according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 15 and 16 are conceptual diagrams showing the flow of coolant in the coolant circulation line according to the opening and closing of the shut-off valve in FIG. 14 .

도 14를 참조하면, 냉각라인(302)은 제1연결라인(302-1)과 제2연결라인(302-2)을 연결하는 제4연결라인(302-4)이 더 형성될 수 있으며, 제4연결라인(302-4) 상에는 셧오프 밸브(360)가 설치되어 셧오프 밸브(360)가 제1방향전환밸브(410)와 병렬로 배치될 수 있다.Referring to FIG. 14, the cooling line 302 may further include a fourth connection line 302-4 connecting the first connection line 302-1 and the second connection line 302-2, A shut-off valve 360 is installed on the fourth connection line 302-4 so that the shut-off valve 360 can be disposed in parallel with the first directional control valve 410.

그리하여 평상시에는 도 15와 같이 셧오프 밸브(360)를 차단한 상태에서 냉각수의 흐름을 이용해 전장부품(460)을 냉각시키고, 전장부품(460)의 냉각 수요가 클 때에는 도 16과 같이 셧오프 밸브(360)를 열어서 보다 차가운 냉각수를 이용해 전장부품(460)을 냉각시킬 수 있다.Therefore, in a state in which the shut-off valve 360 is shut off as shown in FIG. 15 at normal times, the electric component 460 is cooled using the flow of cooling water, and when the cooling demand of the electric component 460 is high, the shut-off valve 360 is shut off as shown in FIG. The electric component 460 may be cooled by using colder cooling water by opening the 360 .

또한, 냉각수의 유동방향으로 전장부품(460)의 전방에 근접하여 냉각수온 센서(461)가 설치될 수 있으며, 냉각수온 센서(461)를 통해 측정되는 냉각수의 온도에 따라 셧오프 밸브(360)의 개폐를 제어하여 전장부품(460)의 냉각을 조절할 수 있다.In addition, the coolant temperature sensor 461 may be installed close to the front of the electric component 460 in the flow direction of the coolant, and the shut-off valve 360 may be closed according to the temperature of the coolant measured through the coolant temperature sensor 461. The cooling of the electric component 460 may be controlled by controlling the opening and closing of the electric component 460 .

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and the scope of application is diverse, and anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims Of course, various modifications are possible.

150 : 공조장치 151 : 온도조절도어
152 : 송풍기
200 : 냉매 순환라인 210 : 압축기
220 : 수랭식 응축기 225 : 전자식 팽창밸브
226 : 제4방향전환밸브
227 : 방향전환 일체형 팽창밸브
227-1 : 하우징 227a : 입구
227b : 제1출구 227c : 제2출구
227-2 : 실링부재 227-3 : 밸브몸체
227d : 바이패스 유로 227e : 교축 유로
230 : 공랭식 응축기 231 : 제1체크밸브
232 : 제1냉매 바이패스라인 240 : 제2팽창밸브
241 : 냉매 분기부
242 : 증발기 251 : 제3팽창밸브
252 : 칠러 259 : 제2체크밸브
260 : 어큐뮬레이터
300 : 냉각수 순환라인 301 : 난방라인
302 : 냉각라인 302-1 : 제1연결라인
302-2 : 제2연결라인 302-3 : 제3연결라인
302-4 : 제4 결라인
310 : 전장용 라디에이터 311 : 냉각팬
312 : 제2냉각수 조인트 313 : 제1냉각수 조인트
320 : 제2방향전환밸브 330 : 제3방향전환밸브
340 : 제3냉각수 펌프 350 : 배터리
360 : 셧오프 밸브 370 : 리저버 탱크
410 : 제1방향전환밸브 420 : 제2냉각수 펌프
430 : 냉각수 히터 440 : 히터코어
450 : 제1냉각수 펌프 460 : 전장부품
461 : 냉각수온 센서
150: air conditioner 151: temperature control door
152: blower
200: refrigerant circulation line 210: compressor
220: water-cooled condenser 225: electronic expansion valve
226: fourth direction switching valve
227: direction switching integral expansion valve
227-1: housing 227a: inlet
227b: first exit 227c: second exit
227-2: sealing member 227-3: valve body
227d: bypass flow path 227e: bridge flow path
230: air-cooled condenser 231: first check valve
232: first refrigerant bypass line 240: second expansion valve
241: refrigerant branch
242: evaporator 251: third expansion valve
252: chiller 259: second check valve
260: accumulator
300: cooling water circulation line 301: heating line
302: cooling line 302-1: first connection line
302-2: second connection line 302-3: third connection line
302-4: 4th tie line
310: electrical radiator 311: cooling fan
312: second coolant joint 313: first coolant joint
320: second directional switching valve 330: third directional switching valve
340: third coolant pump 350: battery
360: shut-off valve 370: reservoir tank
410: first directional control valve 420: second coolant pump
430: coolant heater 440: heater core
450: first cooling water pump 460: electrical components
461: coolant temperature sensor

Claims (22)

압축기(210), 수랭식 응축기(220), 제1팽창밸브, 공랭식 응축기(230), 제2팽창밸브(240), 증발기(242) 및 상기 공랭식 응축기(230)와 병렬로 연결되며 선택적으로 냉매가 통과될 수 있는 제1냉매 바이패스라인(232)을 포함하고, 냉매를 순환시켜 실내를 냉방하는 냉매 순환라인(200);
상기 수랭식 응축기(220)를 통해 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 실내를 난방하는 난방라인(301); 및
공기 또는 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 배터리(350) 및 전장부품(460)을 냉각시키는 냉각라인(302); 을 포함하고,
상기 냉각라인(302)은,
상기 냉각라인(302)의 일측에서 분기되어 상기 난방라인(301)과 연결되는 제1연결라인(302-1); 및 상기 냉각라인(302)의 타측에서 분기되어 상기 난방라인(301)과 연결되는 제2연결라인(302-2);을 포함하며,
상기 제1연결라인(302-1), 제2연결라인(302-2) 및 난방라인(301)은 제1방향전환밸브(410)에 연결되며, 상기 제1방향전환밸브(410)에 의해 냉각라인(302)과 난방라인(301)이 서로 연결되거나 연결이 차단되며,
상기 전장부품은 상기 제2연결라인 상에 배치되며,
상기 냉각라인(302)은,
상기 제1연결라인(302-1)과 제2연결라인(302-2)을 연결하는 제4연결라인(302-4), 및 상기 제4연결라인(302-4) 상에 설치되어 제1방향전환밸브(410)와 병렬로 배치된 셧오프 밸브(360)를 더 포함하는 열관리 시스템.
A compressor 210, a water-cooled condenser 220, a first expansion valve, an air-cooled condenser 230, a second expansion valve 240, an evaporator 242, and the air-cooled condenser 230 are connected in parallel and optionally contain a refrigerant. A refrigerant circulation line 200 including a first refrigerant bypass line 232 through which the refrigerant can be passed and cooling the room by circulating the refrigerant;
a heating line (301) for heating a room by circulating cooling water that exchanges heat with the refrigerant through the water-cooled condenser (220); and
a cooling line 302 cooling the battery 350 and the electric component 460 by circulating air or cooling water that exchanges heat with the refrigerant; including,
The cooling line 302,
a first connection line 302-1 branched from one side of the cooling line 302 and connected to the heating line 301; And a second connection line 302-2 branched from the other side of the cooling line 302 and connected to the heating line 301;
The first connection line 302-1, the second connection line 302-2, and the heating line 301 are connected to the first directional control valve 410, and by the first directional control valve 410 The cooling line 302 and the heating line 301 are connected or disconnected from each other,
The electric component is disposed on the second connection line,
The cooling line 302,
A fourth connection line 302-4 connecting the first connection line 302-1 and the second connection line 302-2, and installed on the fourth connection line 302-4, A thermal management system further comprising a shut-off valve (360) disposed in parallel with the directional control valve (410).
제1항에 있어서,
최대 난방 모드 시 또는 상기 공랭식 응축기(230)에 적상 발생 시, 상기 공랭식 응축기(230)로는 냉매가 흐르지 않고 상기 제1냉매 바이패스라인(232)으로 냉매가 흐르도록 작동되는 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
In the maximum heating mode or when frost occurs in the air-cooled condenser 230, the refrigerant does not flow through the air-cooled condenser 230 and the refrigerant flows through the first refrigerant bypass line 232. Thermal management system characterized in that .
제1항에 있어서,
상기 냉매 순환라인(200)은,
상기 냉매의 유동방향으로 공랭식 응축기(230)의 후방측과 냉매 바이패스라인(232)의 후단 사이에 설치된 제1체크밸브(231) 또는 증발기(242)와 압축기(210) 사이에 설치된 제2체크밸브(259)를 더 포함하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
The refrigerant circulation line 200,
A first check valve 231 installed between the rear side of the air-cooled condenser 230 and the rear end of the refrigerant bypass line 232 in the flow direction of the refrigerant or a second check installed between the evaporator 242 and the compressor 210 A thermal management system further comprising a valve (259).
제1항에 있어서,
상기 냉매 순환라인(200)은,
상기 수랭식 응축기(220)와 공랭식 응축기(230)의 사이에 제1팽창밸브가 배치되되 상기 제1팽창밸브는 전자식 팽창밸브(225)로 형성되고, 상기 전자식 팽창밸브(225)와 공랭식 응축기(230)의 사이에 설치된 제4방향전환밸브(226)를 더 포함하며, 상기 제4방향전환밸브(226)에 제1냉매 바이패스라인(232)이 연결된 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
The refrigerant circulation line 200,
A first expansion valve is disposed between the water-cooled condenser 220 and the air-cooled condenser 230, and the first expansion valve is formed of an electronic expansion valve 225, and the electronic expansion valve 225 and the air-cooled condenser 230 ) and further comprising a fourth directional control valve 226 installed between them, wherein the first refrigerant bypass line 232 is connected to the fourth directional control valve 226.
제1항에 있어서,
상기 냉매 순환라인(200)은,
상기 수랭식 응축기(220)와 공랭식 응축기(230)의 사이에 제1팽창밸브가 배치되되 상기 제1팽창밸브는 3방향 전환밸브와 전자식 팽창밸브가 일체로 형성된 방향전환 일체형 팽창밸브(227)로 형성되며, 상기 방향전환 일체형 팽창밸브(227)에 제1냉매 바이패스라인(232)이 연결된 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
The refrigerant circulation line 200,
A first expansion valve is disposed between the water-cooled condenser 220 and the air-cooled condenser 230, and the first expansion valve is formed as a direction-changing integrated expansion valve 227 in which a three-way selector valve and an electronic expansion valve are integrally formed. And the thermal management system, characterized in that the first refrigerant bypass line 232 is connected to the direction switching integral expansion valve (227).
제5항에 있어서,
상기 방향전환 일체형 팽창밸브(227)는,
상기 수랭식 응축기(220)측 냉매라인에 연결되는 입구(227a), 상기 공랭식 응축기(230)측 냉매라인에 연결되는 제1출구(227b) 및 상기 제1냉매 바이패스라인(232)측 냉매라인에 연결되는 제2출구(227c)가 서로 연결된 유로가 형성된 하우징(227-1);
상기 하우징(227-1)의 내측에 결합되되, 상기 입구(227a)와 제1출구(227b)의 사이 및 상기 입구(227a)와 제2출구(227c)의 사이에 배치된 한 쌍의 실링부재(227-2); 및
상기 한 쌍의 실링부재(227-2) 사이에 개재되어 외주면이 실링부재(227-2)들과 밀착되고, 상기 하우징(227-1)의 입구(227a)와 외주면을 연결하는 바이패스 유로(227d)가 형성된 밸브몸체(227-3);
를 포함하는 열관리 시스템.
According to claim 5,
The direction switching integrated expansion valve 227,
The inlet 227a connected to the refrigerant line on the water-cooled condenser 220 side, the first outlet 227b connected to the refrigerant line on the air-cooled condenser 230 side, and the refrigerant line on the first refrigerant bypass line 232 side a housing 227-1 formed with a flow path in which the second outlets 227c are connected;
A pair of sealing members coupled to the inside of the housing 227-1 and disposed between the inlet 227a and the first outlet 227b and between the inlet 227a and the second outlet 227c. (227-2); and
It is interposed between the pair of sealing members 227-2 so that its outer circumferential surface is in close contact with the sealing members 227-2, and the bypass passage connecting the inlet 227a and the outer circumferential surface of the housing 227-1 ( 227d) is formed on the valve body 227-3;
Thermal management system comprising a.
제6항에 있어서,
상기 밸브몸체(227-3)는,
외주면에서 오목하게 교축 유로(227e)가 형성되어, 상기 교축 유로(227e)가 바이패스 유로(227d)와 연결된 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 6,
The valve body 227-3,
The thermal management system, characterized in that the throttling flow path (227e) is formed concavely on the outer circumferential surface, and the throttling flow path (227e) is connected to the bypass flow path (227d).
제7항에 있어서,
상기 교축 유로(227e)는 밸브몸체(227-3)의 원주방향으로 특정한 각도 범위만큼 형성되며, 상기 교축 유로(227e)는 바이패스 유로(227d)와 연결된 부분에서부터 먼쪽으로 갈수록 냉매가 통과될 수 있는 단면적이 점점 작아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 7,
The throttling passage 227e is formed by a specific angular range in the circumferential direction of the valve body 227-3, and the refrigerant can pass through the throttling passage 227e as it goes farther from the portion connected to the bypass passage 227d. A thermal management system, characterized in that the cross-sectional area is formed to gradually decrease.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 냉각라인(302)은,
냉각수의 유동방향으로 전장부품(460)의 전방에 설치된 냉각수온 센서(461)를 더 포함하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
The cooling line 302,
A thermal management system further comprising a cooling water temperature sensor 461 installed in front of the electric component 460 in a flow direction of the cooling water.
제1항에 있어서,
상기 냉매 순환라인(200)은,
상기 수랭식 응축기(220)에서 토출된 냉매를 교축하거나 바이패스 시키거나 흐름을 차단하는 제3팽창밸브(251) 및 상기 제3팽창밸브(251)에서 토출된 냉매를 상기 냉각라인(302)의 냉각수와 열교환하는 칠러(252)를 더 포함하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
The refrigerant circulation line 200,
A third expansion valve 251 that throttles, bypasses, or blocks the flow of the refrigerant discharged from the water-cooled condenser 220 and the refrigerant discharged from the third expansion valve 251 of the cooling line 302 A thermal management system further comprising a chiller 252 that exchanges heat with the cooling water.
제14항에 있어서,
상기 냉각라인(302)은,
상기 배터리(350)와 병렬로 연결되며 칠러(252)를 통과하는 제3연결라인(302-3)을 포함하고, 상기 제3연결라인(302-3)은 제3방향전환밸브(330)에 의해 냉각라인(302)에 연결되어, 상기 제3방향전환밸브(330)에 의해 제3연결라인(302-3)에 냉각수가 흐르거나 흐름이 차단되는 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 14,
The cooling line 302,
A third connection line 302-3 is connected in parallel with the battery 350 and passes through the chiller 252, and the third connection line 302-3 is connected to the third directional control valve 330. connected to the cooling line 302 by the third direction switching valve 330, the cooling water flows through the third connection line 302-3 or the flow is blocked.
제1항에 있어서,
상기 냉각라인(302)은,
냉각수를 공기로 냉각시키기 위한 전장용 라디에이터(310)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
The cooling line 302,
A thermal management system comprising a radiator 310 for cooling the cooling water with air.
제1항에 있어서,
상기 난방라인(301)은,
상기 수랭식 응축기(220)를 통해 냉매와 열교환되는 냉각수와 실내로 유입되는 공기를 열교환하여 가열된 공기를 이용해 실내를 난방하는 히터 코어(440), 및 냉각수의 유동 방향으로 상기 히터 코어(440)의 전방에 배치되어 냉각수를 가열하는 냉각수 히터(430)를 포함하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
The heating line 301,
The heater core 440 heats the room by using the heated air by exchanging heat between the cooling water that exchanges heat with the refrigerant through the water-cooled condenser 220 and the air introduced into the room, and the heater core 440 in the flow direction of the cooling water A thermal management system including a coolant heater 430 disposed at the front to heat the coolant.
제14항에 있어서,
마일드 냉방 모드 시,
상기 제3팽창밸브(251)는 차단되어 상기 칠러(252)로는 냉매가 통과되지 않는 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 14,
In mild cooling mode,
The thermal management system, characterized in that the third expansion valve (251) is blocked so that the refrigerant does not pass through the chiller (252).
제1항에 있어서,
배터리 전용 냉각 모드 시,
상기 제2팽창밸브(240)는 차단되어 상기 증발기(242)로는 냉매가 통과되지 않는 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
In battery-only cooling mode,
The thermal management system, characterized in that the second expansion valve 240 is blocked so that the refrigerant does not pass through the evaporator (242).
제1항에 있어서,
배터리 승온 모드 시,
상기 냉매 순환라인(200)은 냉매가 순환되지 않는 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
In battery temperature rise mode,
The refrigerant circulation line 200 is a thermal management system, characterized in that the refrigerant does not circulate.
제1항에 있어서,
마일드 난방 모드 시,
상기 냉매 순환라인(200)은 냉매가 순환되지 않는 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
In mild heating mode,
The refrigerant circulation line 200 is a thermal management system, characterized in that the refrigerant does not circulate.
제1항에 있어서,
제습 난방 모드 시, 상기 공랭식 응축기(230)로는 냉매가 흐르지 않고 상기 제1냉매 바이패스라인(232)으로 냉매가 흐르도록 작동되는 것을 특징으로 하는 열관리 시스템.
According to claim 1,
In the dehumidifying heating mode, the refrigerant does not flow through the air-cooled condenser (230) and the refrigerant is operated to flow through the first refrigerant bypass line (232).
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