KR102622339B1 - Air-conditioning system for electric vehicles - Google Patents

Air-conditioning system for electric vehicles Download PDF

Info

Publication number
KR102622339B1
KR102622339B1 KR1020180146426A KR20180146426A KR102622339B1 KR 102622339 B1 KR102622339 B1 KR 102622339B1 KR 1020180146426 A KR1020180146426 A KR 1020180146426A KR 20180146426 A KR20180146426 A KR 20180146426A KR 102622339 B1 KR102622339 B1 KR 102622339B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
circulation line
refrigerant circulation
controlled
expansion valve
Prior art date
Application number
KR1020180146426A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200061459A (en
Inventor
김철민
허준
이강종
김윤한
Original Assignee
주식회사 두원공조
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 두원공조 filed Critical 주식회사 두원공조
Priority to KR1020180146426A priority Critical patent/KR102622339B1/en
Publication of KR20200061459A publication Critical patent/KR20200061459A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102622339B1 publication Critical patent/KR102622339B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/323—Cooling devices using compression characterised by comprising auxiliary or multiple systems, e.g. plurality of evaporators, or by involving auxiliary cooling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/00392—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for electric vehicles having only electric drive means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2225—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/385—Dispositions with two or more expansion means arranged in parallel on a refrigerant line leading to the same evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

본 발명은 외부에서 인가되는 전원에 의해 구동하여 유입된 냉매를 압축하여 유출하는 전동압축기와, 유입된 냉매가 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 방열하여 급기를 히팅하는 실내컨덴서와, 유입된 냉매가 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 흡열하여 급기를 냉각하는 증발기와, 외부에서 인가되는 전원에 의해 구동하여 상기 실내컨덴서를 통과한 급기에 방열하여 열을 더하는 고전압PTC와, 상기 전동압축기의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 실내컨덴서의 유입단과 연결되는 제1 냉매순환라인과, 상기 실내컨덴서의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 증발기의 유입단과 연결되는 제2 냉매순환라인과, 상기 증발기의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 전동압축기의 유입단과 연결되는 제3 냉매순환라인, 및 상기 제2 냉매순환라인 상에 구비되어, 상기 제2 냉매순환라인을 선택적으로 개폐하고, 상기 제2 냉매순환라인을 따라 유동하는 냉매를 교축시켜 감압하는 오리피스 2웨이밸브를 포함하여, 제2팽창밸브 후방과 오리피스 2웨이 밸브 유로를 합지하여 냉매 배관 및 컨트롤 제어를 단순화할 수 있고, 냉매 배관 길이 감소에 따라 열손실, 압력손실이 저감되어 소비전력이 감소되어, 전기자동차의 주행거리 향상됨은 물론, 냉난방시스템의 제조 원가도 절감되는 전기자동차용 냉난방 시스템을 제공한다.The present invention includes an electric compressor that is driven by an externally applied power source to compress and discharge the introduced refrigerant, an indoor condenser that heats the supplied air by dissipating heat through heat exchange between the introduced refrigerant and the supplied air supplied to the interior of the car, and an indoor condenser that heats the supplied refrigerant. An evaporator that cools the supplied air by absorbing heat from the refrigerant through heat exchange with the supplied air provided to the interior of the car, a high-voltage PTC that is driven by an externally applied power source and adds heat by radiating heat to the supplied air that has passed through the indoor condenser, and the electric compressor. A first refrigerant circulation line connected on one side to the outlet end of the indoor condenser and the other side connected to the inlet end of the indoor condenser, and a second refrigerant circulation line connected on one side to the outlet end of the indoor condenser and the other side connected to the inlet end of the evaporator. and a third refrigerant circulation line, one side of which is connected to the outlet end of the evaporator and the other side connected to the inflow end of the electric compressor, and a third refrigerant circulation line provided on the second refrigerant circulation line to selectively open and close the second refrigerant circulation line. In addition, it includes an orifice 2-way valve that reduces the pressure by throttling the refrigerant flowing along the second refrigerant circulation line, and the rear of the second expansion valve and the orifice 2-way valve flow path can be combined to simplify refrigerant piping and control. , heat loss and pressure loss are reduced as the length of the refrigerant pipe is reduced, thereby reducing power consumption, thereby improving the driving distance of the electric vehicle, and also providing a cooling and heating system for electric vehicles that reduces the manufacturing cost of the cooling and heating system.

Description

전기자동차용 냉난방 시스템{Air-conditioning system for electric vehicles}Air-conditioning system for electric vehicles}

본 발명은 전기자동차용 냉난방 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내컨덴서에서 유출된 냉매가 오리피스 2웨이 밸브에 의해 교축 작용으로 감압되면서 증발기로 유입되어, 난방 제습시 난방 성능을 유지하면서 제습이 원활히 이루어지도록 하고, 냉매 배관 및 컨트롤 제어를 단순화한 전기자동차용 냉난방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling and heating system for electric vehicles. More specifically, the refrigerant leaking from the indoor condenser is reduced in pressure by a throttling action by the orifice 2-way valve and flows into the evaporator, thereby maintaining heating performance and smooth dehumidification during heating and dehumidification. It is about a cooling and heating system for electric vehicles that simplifies refrigerant piping and control.

일반적으로 전기자동차에서는 차량 구동을 위한 구동모터나 고전압 정션박스(HV J/BOX), 인버터를 포함한 모터제어기(MCU:Motor Control Unit), 전력변환장치(LDC:Low Voltage DC/DC Converter), 기타 각종 제어기 및 고전압 부품 등의 전장 부품들을 열해 방지 및 내구성능 유지를 위해 냉각하고 있는데, 통상 냉각수를 이용하는 수냉식이 적용되고 있다.In general, in electric vehicles, a drive motor for driving the vehicle, a high voltage junction box (HV J/BOX), a motor control unit (MCU: Motor Control Unit) including an inverter, a power converter (LDC: Low Voltage DC/DC Converter), etc. Electrical components such as various controllers and high-voltage components are cooled to prevent thermal damage and maintain durability, and water cooling using coolant is usually applied.

이러한 수냉식에서는 각 전장 부품을 순환한 냉각수의 열을 라디에이터(이하, 전장 라디에이터라 함)를 통해 방출하게 되는데, 전기자동차의 전장 라디에이터는 일반 엔진(내연기관) 자동차에 사용되는 엔진 라디에이터와 마찬가지로 공냉식으로 냉각수의 열을 방출하고 있다.In this water cooling type, the heat of the coolant that circulates through each electrical component is released through a radiator (hereinafter referred to as an electrical radiator). The electronic radiator of an electric vehicle is air-cooled, like the engine radiator used in a general engine (internal combustion engine) vehicle. Heat from the coolant is released.

전기자동차의 경우, 엔진 대신 전장 부품을 수냉식으로 냉각해야 하므로, 기존의 엔진 라디에이터 대신 전장 라디에이터를 설치하여, 냉각팬에 의해 흡입되는 외기 또는 주행풍을 전장 라디에이터로 통과시킴으로써 냉각수의 열을 방출시키는 것이다.In the case of electric vehicles, electric components must be cooled by water cooling instead of the engine, so an electric vehicle radiator is installed instead of the existing engine radiator, and heat from the coolant is released by passing outside air or driving wind sucked in by the cooling fan through the electric vehicle radiator. .

통상 전기자동차의 냉각시스템은 전장 부품(VSD100, MCU, LDC, HV J/BOX, Motor)을 통과하는 냉각수라인, 냉각수의 열을 방출시키기 위한 공냉식 라디에이터, 냉각수 펌프, 냉각팬 등으로 구성되어 있으며, 이때 전장 라디에이터는 에어컨용 콘덴서의 뒤쪽에 배치된다.Typically, the cooling system of an electric vehicle consists of a coolant line passing through electrical components (VSD100, MCU, LDC, HV J/BOX, Motor), an air-cooled radiator to dissipate heat from the coolant, a coolant pump, and a cooling fan. At this time, the full-length radiator is placed behind the air conditioner condenser.

에어컨용 콘덴서와 전장 라디에이터는 전후로 배치되어 공통적으로 냉각팬의 흡입공기 또는 주행풍에 의해 냉각되는 공냉식 방식을 적용하고 있지만, 콘덴서는 팽창밸브, 증발기 및 압축기와 함께 독립된 냉동계를 구성하면서 냉매의 열을 공냉식으로 방출시키는 구성이고, 전장 라디에이터는 각종 고전압 전장 부품으로부터 열교환되어 나온 냉각수를 냉각하는 역할을 수행하게 된다.The air-conditioning condenser and electric radiator are placed front and back and commonly use an air-cooled system in which they are cooled by the intake air or running wind of the cooling fan. However, the condenser forms an independent refrigeration system together with the expansion valve, evaporator, and compressor, dissipating the heat of the refrigerant. It is configured to discharge heat in an air-cooled manner, and the electronic radiator serves to cool the coolant generated by heat exchange from various high-voltage electrical components.

그러나 전장 라디에이터, 콘덴서 등 종래 냉각모듈의 가장 큰 문제점은 전장 부품 냉각을 위한 전장라디에이터의 방열성능 및 용량 부족을 고려하여 전장 라디에이터의 두께 증대 등을 도모하려 하여도 그 제한된 설치공간으로 인해 한계가 있다는 점이다.However, the biggest problem with conventional cooling modules such as electric radiators and condensers is that even if attempts are made to increase the thickness of the electric radiator in consideration of the lack of heat dissipation performance and capacity of the electric radiator for cooling electric parts, there is a limit due to the limited installation space. point.

전장 라디에이터의 두께를 증대시키는 경우, 제한된 설치공간에서 콘덴서의 두께를 축소해야 하므로 콘덴서 축소로 인해 차량의 냉방성능이 불리해질 뿐만 아니라, 콘덴서의 두께 유지시에는 전장 라디에이터의 두께 증대로 인해 냉각모듈 전체의 두께가 증가하므로 설치공간 확보가 어려워진다.When increasing the thickness of the electronic radiator, the thickness of the condenser must be reduced in a limited installation space, which not only deteriorates the cooling performance of the vehicle due to the reduction of the condenser, but also increases the thickness of the electronic radiator when maintaining the thickness of the condenser, which reduces the overall cooling module. As the thickness increases, it becomes difficult to secure installation space.

그리고 콘덴서가 전장 라디에이터의 전방에 배치되므로 전장 라디에이터에서는 차량 전방으로부터 유입되는 외기의 저항, 즉 통기 저항이 증가하게 되면서 전장 부품의 냉각성능 저하를 초래한다.And since the condenser is placed in front of the electric radiator, the resistance of external air flowing in from the front of the vehicle, that is, the ventilation resistance, increases in the electric radiator, resulting in a decrease in the cooling performance of electric parts.

종래의 기술로는 공개특허 제10-2012-0059730호(2012.06.11)를 참조할 수 있다.For conventional technology, refer to Patent Publication No. 10-2012-0059730 (June 11, 2012).

또한 종래의 기술은 난방 제습시, 증발기로 유입되는 냉매배관이 길어져 성능이 저하되고 전동압축기의 소비전력이 증대되는 문제점이 있었고, 난방 제습시 제어부 및 밸브 류 증가로 인한 제조 원가 역시 상승되는 문제점이 있었다.In addition, the conventional technology had the problem of deteriorating performance and increasing power consumption of the electric compressor due to the length of the refrigerant pipe flowing into the evaporator during heating and dehumidifying, and also increasing the manufacturing cost due to the increase in control units and valves during heating and dehumidifying. there was.

본 발명은 난방 제습시 난방 성능을 유지하면서 제습을 원활히 할 수 있도록 오리피스 2웨이 밸브가 구비된 난방제습라인 구성하고, 제2팽창밸브 후방과 오리피스 2웨이 밸브 유로를 합지하여 냉매 배관 및 컨트롤 제어를 단순화할 수 있고, 냉매 배관 길이 감소에 따라 열손실, 압력손실이 저감되어 소비전력이 감소되어, 전기자동차의 주행거리 향상됨은 물론, 냉난방시스템의 제조 원가도 절감되는 전기자동차용 냉난방 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention configures a heating dehumidification line equipped with an orifice 2-way valve to facilitate dehumidification while maintaining heating performance during heating and dehumidification, and combines the rear of the second expansion valve and the orifice 2-way valve flow path to control refrigerant piping and control. It provides a cooling and heating system for electric vehicles that can be simplified and reduces power consumption by reducing heat loss and pressure loss as the length of the refrigerant pipe is reduced, which not only improves the driving range of electric vehicles but also reduces the manufacturing cost of the cooling and heating system. It is for that purpose.

본 발명에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템은 외부에서 인가되는 전원에 의해 구동하여 유입된 냉매를 압축하여 유출하는 전동압축기; 유입된 냉매가 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 방열하여 급기를 히팅하는 실내컨덴서; 유입된 냉매가 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 흡열하여 급기를 냉각하는 증발기; 외부에서 인가되는 전원에 의해 구동하여 상기 실내컨덴서를 통과한 급기에 방열하여 열을 더하는 고전압PTC; 상기 전동압축기의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 실내컨덴서의 유입단과 연결되는 제1 냉매순환라인;상기 실내컨덴서의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 증발기의 유입단과 연결되는 제2 냉매순환라인; 상기 증발기의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 전동압축기의 유입단과 연결되는 제3 냉매순환라인; 상기 제2 냉매순환라인 상에 구비되어, 상기 제2 냉매순환라인을 선택적으로 개폐하고, 상기 제2 냉매순환라인을 따라 유동하는 냉매를 교축시켜 감압하는 오리피스 2웨이밸브; 유입된 냉매를 냉각수와의 열교환으로 히팅 또는 냉각하여 유출하는 수냉식열교환기; 상기 수냉식열교환기의 일측에 구비되어, 상기 수냉식열교환기를 통과하여 유입된 냉매의 압력을 정압으로 보정하여 유출하는 후레쉬탱크; 상기 후레쉬탱크의 제2유출단과 일측이 연결되고, 타측은 제2 냉매순환라인 중 증발기의 유입단 측에 연결되는 제6 냉매순환라인; 상기 제6 냉매순환라인 상에 구비되어, 상기 제6 냉매순환라인을 따라 유동하는 냉매를 공냉하는 서브쿨컨덴서; 상기 제6 냉매순환라인 중 제2 냉매순환라인과 연결되는 타측에 구비되어, 상기 제6 냉매순환라인을 유동하는 냉매의 역류를 방지하는 체크밸브; 및 상기 제6 냉매순환라인 중 상기 체크밸브 후방에 구비되어, 상기 제6 냉매순환라인을 유동하는 냉매를 팽창시켜 유출하는 제2팽창밸브를 포함한다.The heating and cooling system for an electric vehicle according to the present invention includes an electric compressor that is driven by an externally applied power source to compress and discharge the incoming refrigerant; An indoor condenser that heats the supplied air by dissipating heat through heat exchange between the inflow refrigerant and the supplied air supplied to the vehicle interior; An evaporator that cools the supplied air by absorbing heat from the introduced refrigerant through heat exchange with the supplied air provided to the vehicle interior; A high-voltage PTC that is driven by an externally applied power source and adds heat by radiating heat to the supplied air passing through the indoor condenser; A first refrigerant circulation line, one side of which is connected to the outlet end of the electric compressor, and the other side connected to the inlet end of the indoor condenser; a second refrigerant line, one side of which is connected to the outlet end of the indoor condenser, and the other side connected to the inlet end of the evaporator. circulation line; a third refrigerant circulation line, one side of which is connected to the outlet of the evaporator, and the other side of which is connected to the inlet of the electric compressor; an orifice 2-way valve provided on the second refrigerant circulation line to selectively open and close the second refrigerant circulation line and reduce the pressure by throttling the refrigerant flowing along the second refrigerant circulation line; A water-cooled heat exchanger that heats or cools the inflow refrigerant through heat exchange with cooling water and then discharges it; a fresh tank provided on one side of the water-cooled heat exchanger and correcting the pressure of the refrigerant flowing in through the water-cooled heat exchanger to a positive pressure and then flowing out the refrigerant; a sixth refrigerant circulation line, one side of which is connected to the second outlet end of the fresh tank, and the other side of the second refrigerant circulation line connected to the inlet side of the evaporator; a sub-cool condenser provided on the sixth refrigerant circulation line to air-cool the refrigerant flowing along the sixth refrigerant circulation line; a check valve provided on the other side of the sixth refrigerant circulation line connected to the second refrigerant circulation line to prevent backflow of the refrigerant flowing in the sixth refrigerant circulation line; and a second expansion valve provided behind the check valve in the sixth refrigerant circulation line to expand and discharge the refrigerant flowing in the sixth refrigerant circulation line.

이때 본 발명에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템은 상기 실내컨덴서의 유출단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 수냉식열교환기의 유입단과 연결되는 제4 냉매순환라인과, 상기 후레쉬탱크의 제1유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 제3 냉매순환라인 중 전동압축기의 유입단 측과 연결되는 제5 냉매순환라인과, 상기 제4 냉매순환라인 중 상기 수냉식열교환기의 유입단 측에 구비되어, 상기 제4 냉매순환라인을 유동하는 냉매를 팽창시켜 유출하는 제1팽창밸브와, 상기 제5 냉매순환라인 상에 구비되어, 상기 제5 냉매순환라인을 선택적으로 개폐하는 2웨이밸브를 더 포함한다. At this time, the cooling and heating system for an electric vehicle according to the present invention has one side branched from the outlet side of the indoor condenser, and the other side includes a fourth refrigerant circulation line connected to the inlet end of the water-cooled heat exchanger, a first outlet end of the fresh tank, and One side is connected, and the other side is provided on the inlet side of the water-cooled heat exchanger among the fifth refrigerant circulation line and the fourth refrigerant circulation line connected to the inlet side of the electric compressor, It further includes a first expansion valve that expands and discharges the refrigerant flowing in the fourth refrigerant circulation line, and a two-way valve provided on the fifth refrigerant circulation line to selectively open and close the fifth refrigerant circulation line.

삭제delete

그리고 본 발명에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템은 상기 제6 냉매순환라인 중 상기 서브쿨컨덴서의 유출단 측에 일측이 연결되고, 타측은 제3 냉매순환라인 중 상기 증발기의 유출단 측에 연결되는 제7 냉매순환라인과, 상기 제7 냉매순환라인 선상에 구비되어, 상기 제7 냉매순환라인을 유동하는 냉매를 팽창시켜 유출하는 제3팽창밸브와, 상기 제7 냉매순환라인 중 상기 제3팽창밸브 후방에 구비되어, 유입된 냉매를 열교환으로 배터리 냉각용 냉각수를 냉각한 후 냉매를 유출하는 배터리칠러를 포함한다.In addition, the heating and cooling system for an electric vehicle according to the present invention has one side connected to the outlet side of the subcool condenser of the sixth refrigerant circulation line, and the other side connected to the outlet side of the evaporator in the third refrigerant circulation line. 7 refrigerant circulation lines, a third expansion valve provided on the 7th refrigerant circulation line, which expands and discharges the refrigerant flowing in the 7th refrigerant circulation line, and the third expansion valve of the 7th refrigerant circulation line It includes a battery chiller provided at the rear, which cools the coolant for cooling the battery through heat exchange with the inflow refrigerant and then discharges the refrigerant.

본 발명에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.The effects exhibited by the cooling and heating system for electric vehicles according to the present invention are as follows.

첫째, 난방 제습시 난방 성능을 유지하면서 제습을 원활히 할 수 있도록 오리피스 2웨이 밸브가 구비된 난방제습라인을 구성하고, 제2팽창밸브 후방과 오리피스 2웨이 밸브 유로를 합지하여 냉매배관 및 컨트롤 제어를 단순화할 수 있는 효과를 가진다.First, a heating dehumidification line equipped with an orifice 2-way valve is constructed to facilitate dehumidification while maintaining heating performance during heating and dehumidification, and the rear of the second expansion valve and the orifice 2-way valve flow path are combined to perform refrigerant piping and control. It has the effect of simplifying.

둘째, 냉매배관 길이 감소에 따른 열손실, 압력손실이 저감되어 소비전력이 감소되고, 전기자동차의 주행거리 향상됨은 물론, 냉난방시스템의 제조 원가도 절감되는 효과를 가진다.Second, heat loss and pressure loss are reduced due to a reduction in the length of the refrigerant pipe, which reduces power consumption, improves the driving range of electric vehicles, and also reduces the manufacturing cost of the cooling and heating system.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 난방모드 시 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 난방 제습모드 시 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 난방 및 배터리냉각모드 시 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 냉방모드 시 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 냉방 및 배터리냉각모드 시 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.1 is an exemplary diagram showing a cooling and heating system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exemplary diagram showing the circulation process of the refrigerant in the heating mode of the cooling and heating system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exemplary diagram showing the circulation process of the refrigerant in the heating and dehumidifying mode of the cooling and heating system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary diagram showing the circulation process of the refrigerant in the heating and battery cooling mode of the cooling and heating system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an exemplary diagram showing the circulation process of the refrigerant in the cooling mode of the cooling and heating system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an exemplary diagram showing the circulation process of the refrigerant in the cooling and battery cooling modes of the cooling and heating system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle of definability, it must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, and therefore, at the time of filing this application, they can be replaced by equivalent equivalents. It should be understood that there may be variations.

본 발명은 실내컨덴서에서 유출된 냉매가 오리피스 2웨이 밸브에 의해 교축교축작용으로 감압되면서 증발기로 유입되어, 난방 제습시 난방 성능을 유지하면서 제습이 원활히 이루어지도록 하고, 냉매 배관 및 컨트롤 제어를 단순화한 전기자동차용 냉난방 시스템에 관한 것으로, 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.The present invention allows the refrigerant leaked from the indoor condenser to be depressurized by a throttling action by the orifice 2-way valve and flow into the evaporator, thereby ensuring smooth dehumidification while maintaining heating performance during heating and dehumidification, and simplifying refrigerant piping and control. This relates to a cooling and heating system for electric vehicles. When examined with reference to the drawings, it is as follows.

도 1을 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템은 전동압축기(10), 실내컨덴서(20), 증발기(30), 수냉식열교환기(50), 후레쉬탱크(60), 서브쿨컨덴서(70), 및 배터리칠러(80)가 포함되는데, 상기 전동압축기(10)는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출한 구동신호에 따라 외부에서 인가되는 전원에 의해 구동하여 유입된 냉매를 압축하여 유출한다. The cooling and heating system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention with reference to FIG. 1 includes an electric compressor (10), an indoor condenser (20), an evaporator (30), a water-cooled heat exchanger (50), a fresh tank (60), and a subcool. A condenser 70 and a battery chiller 80 are included. The electric compressor 10 is driven by power applied from the outside according to a drive signal sent from the control unit of the cooling and heating system to compress and discharge the incoming refrigerant. .

그리고 상기 실내컨덴서(20)는 유입된 냉매가 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 방열하여 급기를 히팅하고, 상기 증발기(30)는 유입된 냉매가 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 흡열하여 급기를 냉각한다.And the indoor condenser 20 heats the supplied air by dissipating heat through heat exchange between the introduced refrigerant and the supplied air supplied to the car interior, and the evaporator 30 heats the supplied refrigerant by heat exchange with the supplied air supplied to the car interior. This cools the supply air.

이때 상기 전동압축기(10)와 상기 실내컨덴서(20)는 제1 냉매순환라인(100)으로 연결되는데, 상기 제1 냉매순환라인(100)은 상기 전동압축기(10)의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 실내컨덴서(20)의 유입단과 연결되어, 상기 전동압축기(10)에서 압축된 냉매가 상기 실내컨덴서(20)로 유입된다.At this time, the electric compressor 10 and the indoor condenser 20 are connected to the first refrigerant circulation line 100, and one side of the first refrigerant circulation line 100 is connected to the outlet end of the electric compressor 10. , the other side is connected to the inlet end of the indoor condenser (20), so that the refrigerant compressed in the electric compressor (10) flows into the indoor condenser (20).

상기 실내컨덴서(20)로 유입된 냉매는 상기 실내컨덴서(20)에서 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 방열하여 급기를 히팅하고, 히팅된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 난방이 이루어진다.The refrigerant flowing into the indoor condenser 20 heats the supplied air by exchanging heat with the supplied air supplied from the indoor condenser 20 to the car interior, and the heated supplied air is provided to the car interior to heat the car interior. This comes true.

또한, 상기 실내컨덴서(20)와 상기 증발기(30)는 제2 냉매순환라인(200)으로 연결되는데, 상기 제2 냉매순환라인(200)은 상기 실내컨덴서(20)의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 증발기(30)의 유입단과 연결되어, 상기 실내컨덴서(20)를 통과한 냉매는 상기 증발기(30)로 유입된다.In addition, the indoor condenser 20 and the evaporator 30 are connected to a second refrigerant circulation line 200, where one side of the second refrigerant circulation line 200 is connected to the outlet end of the indoor condenser 20. , the other side is connected to the inlet end of the evaporator 30, so that the refrigerant passing through the indoor condenser 20 flows into the evaporator 30.

이때 상기 제2 냉매순환라인(200) 상에는 오리피스 2웨이밸브(210)가 구비되는데, 상기 오리피스 2웨이밸브(210)는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 상기 제2 냉매순환라인(200)을 선택적으로 개폐하고, 상기 제2 냉매순환라인(200)을 따라 유동하는 냉매를 교축시켜, 교축된 냉매가 상기 증발기(30)로 유입되도록 한다.At this time, an orifice 2-way valve 210 is provided on the second refrigerant circulation line 200, and the orifice 2-way valve 210 operates in the second refrigerant circulation line according to a signal for each operation mode sent from the control unit of the cooling and heating system. (200) is selectively opened and closed to constrict the refrigerant flowing along the second refrigerant circulation line (200), allowing the constricted refrigerant to flow into the evaporator (30).

상기 오리피스 2웨이밸브(210)에 의해 교축된 후, 상기 증발기(30)로 유입된 냉매는 상기 증발기(30)에서 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 흡열하여 급기를 냉각하고, 냉각된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 냉방이 이루어진다.After being throttled by the orifice 2-way valve 210, the refrigerant flowing into the evaporator 30 absorbs heat into the supplied air through heat exchange with the supplied air provided from the evaporator 30 to the car interior, cooling the supplied air, and cooling the supplied air. The supplied air is supplied to the car interior to cool the car interior.

여기서 상기 실내컨덴서(20) 및 증발기(30)는 공조유닛의 하우징(1) 내부에 구비되는데, 상기 공조유닛의 하우징(1) 선단에는 송풍수단(2)이 구비되고, 상기 송풍수단(2)의 후방에는 상기 증발기(30)가 구비되어, 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따른 상기 송풍수단(2)의 구동으로 자동차 외부에서 유입된 외기 또는 자동차 실내에서 유입된 내기가 급기로 전환되면서, 상기 증발기(30)를 통과한 후 후방인 자동차 실내로 송풍된다.Here, the indoor condenser 20 and the evaporator 30 are provided inside the housing 1 of the air conditioning unit, and a blowing means 2 is provided at the tip of the housing 1 of the air conditioning unit, and the blowing means 2 The evaporator 30 is provided at the rear of the air conditioning system, and the air blowing means 2 is driven according to a signal for each operation mode sent from the control unit of the cooling and heating system, thereby blowing outside air from outside the car or inside the car into the supply air. As it is converted, it passes through the evaporator 30 and is blown to the rear, inside the car.

그리고 상기 증발기(30)의 후방에는 격벽으로 난방통로(3) 및 냉방통로(4)로 구획되고, 상기 격벽의 선단에는 통로개폐도어(5)가 구비되어, 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따른 상기 통로개폐도어(5)의 회전으로 상기 난방통로(3) 또는 냉방통로(4)가 선택적으로 개폐된다.In addition, the rear of the evaporator 30 is divided into a heating passage 3 and a cooling passage 4 by a partition, and a passage opening and closing door 5 is provided at the tip of the partition, so that the operation mode is transmitted from the control unit of the cooling and heating system. By rotating the passage opening/closing door (5) according to a star signal, the heating passage (3) or the cooling passage (4) is selectively opened and closed.

이때 상기 난방통로(3)에는 상기 실내컨덴서(20)가 구비되어, 상기 난방통로(3)를 따라 유동하는 급기가 상기 실내컨덴서(20)와의 열교환으로 히팅된 후, 자동차 실내로 유입되어 난방이 이루어지도록 한다.At this time, the indoor condenser 20 is provided in the heating passage 3, and the supply air flowing along the heating passage 3 is heated by heat exchange with the indoor condenser 20 and then flows into the interior of the vehicle to provide heating. Let it come true.

또한, 상기 실내컨덴서(20) 후방에는 고전압PTC(40)가 구비되는데, 상기 고전압PTC(40)는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 외부에서 인가되는 전원에 의해 선택적으로 구동하여 상기 실내컨덴서(20)를 통과한 급기에 방열하여 열을 더하는데, 동계에 자동차 실내 난방 시 부족한 열을 고전압PTC(40)로 보충할 수 있다.In addition, a high-voltage PTC (40) is provided behind the indoor condenser (20). The high-voltage PTC (40) is selectively driven by power applied from the outside according to signals for each operation mode sent from the control unit of the cooling and heating system. Heat is added by radiating to the supply air that has passed through the indoor condenser (20), and when heating the interior of a car in the winter, insufficient heat can be supplemented with the high-voltage PTC (40).

그리고 상기 증발기(30)와 상기 전동압축기(10)는 제3 냉매순환라인(300)으로 연결되는데, 상기 제3 냉매순환라인(300)은 상기 증발기(30)의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 전동압축기(10)의 유입단과 연결되어, 상기 증발기(30)를 통과한 냉매는 상기 전동압축기(10)로 다시 유입되는 순환라인을 이룬다.And the evaporator 30 and the electric compressor 10 are connected to a third refrigerant circulation line 300, where one side is connected to the outlet end of the evaporator 30, and the other side is connected to the outlet end of the evaporator 30. The side is connected to the inlet end of the electric compressor (10), and the refrigerant that has passed through the evaporator (30) forms a circulation line that flows back into the electric compressor (10).

더불어 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템은 수냉식열교환기(50), 후레쉬탱크(60)가 더 포함되는데, 상기 수냉식열교환기(50)는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 유입된 냉매를 냉각수와의 열교환으로 히팅 또는 냉각하여 유출하고, 상기 수냉식열교환기(50)의 일측에는 후레쉬탱크(60)가 구비되는데, 상기 후레쉬탱크(60)는 상기 수냉식열교환기(50)를 통과한 냉매를 유입하여 냉매의 압력을 해당 정압으로 보정한 후 일정한 압력으로 냉매를 유출하는 것으로, 상기 수냉식열교환기(50)에서 냉각되어 비교적 온도가 낮은 냉매가 유출되는 제1유출단과, 상기 수냉식열교환기(50)에서 히팅되어 비교적 온도가 높은 냉매가 유출되는 제2유출단이 구비된다.In addition, the cooling and heating system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention further includes a water-cooled heat exchanger 50 and a flash tank 60. The water-cooled heat exchanger 50 is configured to operate according to the operation mode transmitted from the control unit of the cooling and heating system. According to the signal, the inflow refrigerant is heated or cooled by heat exchange with the coolant and then discharged. A fresh tank 60 is provided on one side of the water-cooled heat exchanger 50, and the fresh tank 60 is connected to the water-cooled heat exchanger ( The refrigerant that has passed through 50) is introduced, the pressure of the refrigerant is corrected to the corresponding static pressure, and then the refrigerant is discharged at a constant pressure. , a second outlet is provided through which refrigerant heated in the water-cooled heat exchanger 50 and having a relatively high temperature flows out.

이때 상기 수냉식열교환기(50)는 상기 제4 냉매순환라인(400)으로 연결되는데, 상기 제4 냉매순환라인(400)는 상기 실내컨덴서(10)의 유출단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 수냉식열교환기(50)의 유입단과 연결되어, 상기 실내컨덴서(10)에서 유출된 냉매가 분기되어, 상기 제4 냉매순환라인(400)을 통해 상기 수냉식열교환기(50)로 유입된 후, 냉각수와의 열교환으로 히팅 또는 냉각되어 유출된다.At this time, the water-cooled heat exchanger 50 is connected to the fourth refrigerant circulation line 400, where one side branches off from the outlet side of the indoor condenser 10, and the other side branches off. After being connected to the inflow end of the water-cooled heat exchanger (50), the refrigerant flowing out of the indoor condenser (10) branches and flows into the water-cooled heat exchanger (50) through the fourth refrigerant circulation line (400), It is heated or cooled by heat exchange with the coolant and then flows out.

여기서 상기 제4 냉매순환라인(400) 중 상기 수냉식열교환기(50)의 유입단 측에는 제1팽창밸브(410)가 구비되는데, 상기 제1팽창밸브(410)는 전자식팽창밸브로 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 상기 제4 냉매순환라인(400)을 개폐는 물론, 상기 제4 냉매순환라인(400)을 유동하는 냉매를 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)시켜 유출한다. Here, a first expansion valve 410 is provided at the inlet side of the water-cooled heat exchanger 50 of the fourth refrigerant circulation line 400. The first expansion valve 410 is an electronic expansion valve and is used as a control unit of the cooling and heating system. Not only does it open and close the fourth refrigerant circulation line 400 in accordance with the signal for each operation mode sent from the terminal, but also expands the refrigerant flowing through the fourth refrigerant circulation line 400 (depressurizes the refrigerant to the pressure at which evaporation occurs due to a throttling effect). ) to leak out.

그리고 상기 후레쉬탱크(60)와 상기 제3 냉매순환라인(300)은 제5 냉매순환라인(500)으로 연결되는데, 상기 제5 냉매순환라인(500)은 상기 후레쉬탱크(60)의 제1유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 제3 냉매순환라인(300) 중 전동압축기(10)의 유입단 측과 연결되어, 상기 후레쉬탱크(60)의 제1유출단에서 유출된 냉매는 상기 제5 냉매순환라인(500)을 통해 상기 제3 냉매순환라인(300)으로 합류한 후, 상기 전동압축기(10)로 유입된다.And the fresh tank 60 and the third refrigerant circulation line 300 are connected to the fifth refrigerant circulation line 500, and the fifth refrigerant circulation line 500 is the first discharge of the fresh tank 60. One end and one side are connected, and the other side is connected to the inlet side of the electric compressor 10 of the third refrigerant circulation line 300, so that the refrigerant flowing out from the first outlet end of the fresh tank 60 is connected to the fifth refrigerant circulation line 300. After joining the third refrigerant circulation line 300 through the refrigerant circulation line 500, it flows into the electric compressor 10.

이때 상기 제5 냉매순환라인(500) 상에는 2웨이밸브(510)가 구비되는데, 상기 2웨이밸브(510)는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 상기 제5 냉매순환라인(500)을 선택적으로 개폐한다.At this time, a 2-way valve 510 is provided on the fifth refrigerant circulation line 500, and the 2-way valve 510 operates the fifth refrigerant circulation line 500 according to a signal for each operation mode sent from the control unit of the cooling and heating system. ) is selectively opened and closed.

그리고 상기 후레쉬탱크(60)와 제2 냉매순환라인(200)은 제6 냉매순환라인(600)로 연결되는데, 상기 제6 냉매순환라인(600)은 상기 후레쉬탱크(60)의 제2유출단과 일측이 연결되고, 타측은 제2 냉매순환라인(200) 중 증발기(30)의 유입단 측에 연결되어, 상기 후레쉬탱크(60)의 제2유출단에서 유출된 냉매는 상기 제6 냉매순환라인(600)을 통해 상기 제2 냉매순환라인(200)으로 합류한 후, 상기 증발기(30)로 유입된다.And the fresh tank 60 and the second refrigerant circulation line 200 are connected to the sixth refrigerant circulation line 600, and the sixth refrigerant circulation line 600 is connected to the second outlet end of the fresh tank 60 and the second refrigerant circulation line 200. One side is connected, and the other side is connected to the inlet side of the evaporator 30 of the second refrigerant circulation line 200, so that the refrigerant flowing out from the second outlet end of the fresh tank 60 is transferred to the sixth refrigerant circulation line. After joining the second refrigerant circulation line (200) through (600), it flows into the evaporator (30).

이때 상기 제6 냉매순환라인(600) 상에는 서브쿨컨덴서(70)가 구비되는데, 상기 서브쿨컨덴서(70)는 상기 제6 냉매순환라인(600)을 따라 유동하는 냉매를 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 선택적으로 공냉하고, 상기 제6 냉매순환라인(600) 중 제2 냉매순환라인(200)과 연결되는 타측에는 체크밸브(610)가 구비되는데, 상기 체크밸브(610)는 상기 제6 냉매순환라인(600)을 유동하는 냉매의 역류를 방지한다. At this time, a sub-cool condenser 70 is provided on the sixth refrigerant circulation line 600, and the sub-cool condenser 70 sends the refrigerant flowing along the sixth refrigerant circulation line 600 from the control unit of the cooling and heating system. Air cooling is selectively performed according to a signal for each operation mode, and a check valve 610 is provided on the other side of the sixth refrigerant circulation line 600 connected to the second refrigerant circulation line 200. Prevents reverse flow of refrigerant flowing through the sixth refrigerant circulation line 600.

그리고 상기 제6 냉매순환라인(600) 중 상기 체크밸브(610) 후방에는 제2팽창밸브(620)가 구비되는데, 상기 제2팽창밸브(620)는 솔레노이드 열팽창밸브로 구성되는 것이 바람직하고, 상기 제2팽창밸브(620)가 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 상기 제6 냉매순환라인(600)의 개폐하면서 상기 제6 냉매순환라인(600)을 유동하는 냉매를 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)시켜 유출한다.In addition, a second expansion valve 620 is provided behind the check valve 610 in the sixth refrigerant circulation line 600, and the second expansion valve 620 is preferably configured as a solenoid thermal expansion valve. The second expansion valve 620 expands (throttles) the refrigerant flowing in the sixth refrigerant circulation line 600 by opening and closing the sixth refrigerant circulation line 600 in accordance with a signal for each operation mode sent from the control unit of the cooling and heating system. The refrigerant is depressurized to the pressure at which evaporation occurs and flows out.

따라서 상기 후레쉬탱크(60)의 제2유출단에서 유출된 냉매는 상기 제6 냉매순환라인(600)을 따라 유동하면서 선택적으로 공냉이 이루어질 수 있고, 상기 제2팽창밸브(620)에 의해 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)된 후 제2 냉매순환라인(200)을 통해 상기 증발기(30)로 유입된다.Therefore, the refrigerant flowing out of the second outlet end of the fresh tank 60 can be selectively air-cooled while flowing along the sixth refrigerant circulation line 600, and is expanded by the second expansion valve 620. The refrigerant is depressurized to the pressure at which evaporation occurs through throttling and then flows into the evaporator 30 through the second refrigerant circulation line 200.

또한, 상기 제6 냉매순환라인(600)과 제3 냉매순환라인(300)은 제7 냉매순환라인(700)으로 연결되는데, 상기 제7 냉매순환라인(700)은 상기 제6 냉매순환라인(600) 중 상기 서브쿨컨덴서(70)의 유출단 측에 일측이 연결되고, 타측은 제3 냉매순환라인(300) 중 상기 증발기(30)의 유출단 측에 연결되어, 상기 제6 냉매순환라인(600)을 유동하는 냉매가 상기 제7 냉매순환라인(700)을 통해 제3 냉매순환라인(300)으로 합류한다.In addition, the sixth refrigerant circulation line 600 and the third refrigerant circulation line 300 are connected to the seventh refrigerant circulation line 700, and the seventh refrigerant circulation line 700 is the sixth refrigerant circulation line ( 600), one side is connected to the outlet side of the subcool condenser 70, and the other side is connected to the outlet side of the evaporator 30 of the third refrigerant circulation line 300, and the sixth refrigerant circulation line The refrigerant flowing through 600 joins the third refrigerant circulation line 300 through the seventh refrigerant circulation line 700.

이때 상기 제7 냉매순환라인(700) 상에는 제3팽창밸브(710)가 구비되는데, 상기 제3팽창밸브(710)는 전자식 팽창밸브로 이루어지는 것이 바람직하고, 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 상기 제7 냉매순환라인(700)을 개폐하면서 상기 제7 냉매순환라인(700)을 유동하는 냉매를 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)시켜 유출한다. At this time, a third expansion valve 710 is provided on the seventh refrigerant circulation line 700. The third expansion valve 710 is preferably made of an electronic expansion valve, and each operation mode transmitted from the control unit of the cooling and heating system is provided. The seventh refrigerant circulation line 700 is opened and closed according to a signal, and the refrigerant flowing through the seventh refrigerant circulation line 700 is expanded (the refrigerant is decompressed to a pressure where evaporation occurs due to a throttling effect) and flows out.

여기서 상기 제7 냉매순환라인(700) 중 상기 제3팽창밸브(710) 후방에는 배터리칠러(80)가 구비되는데, 상기 배터리칠러(80)는 유입된 냉매와 열교환으로 배터리 냉각용 냉각수를 냉각한 후 냉매를 유출하여 제3 냉매순환라인(300)으로 합류시킨다.Here, a battery chiller 80 is provided behind the third expansion valve 710 of the seventh refrigerant circulation line 700, and the battery chiller 80 cools the coolant for battery cooling by heat exchange with the introduced refrigerant. Afterwards, the refrigerant flows out and joins the third refrigerant circulation line (300).

도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 난방모드, 난방 제습모드, 난방 및 배터리 냉각모드, 냉방모드, 냉방 및 배터리 냉각모드 별 냉매의 순환과정을 살펴보면 다음과 같다.2 to 6, looking at the circulation process of the refrigerant for each heating mode, heating dehumidification mode, heating and battery cooling mode, cooling mode, and cooling and battery cooling mode of the cooling and heating system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. As follows.

도 2를 참조한 난방모드에서는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 난방모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(1) 내부에 구비된 통로개폐도어(5)가 난방통로(3)는 개방하고, 냉방통로(4)는 폐쇄하도록 제어된다. In the heating mode referring to FIG. 2, when the heating mode is selected by a signal transmitted from the control unit of the cooling and heating system or by the user's selection, the passage opening/closing door 5 provided inside the housing 1 of the air conditioning unit opens in the heating passage 3. ) is controlled to open and the cooling passage (4) is controlled to close.

그리고 상기 오리피스 2웨이밸브(210)는 폐쇄 제어되고, 상기 후레쉬탱크(60)는 제1유출단으로 냉매가 유출되도록 제어되며, 제1팽창밸브(410) 및 2웨이밸브(510)는 개방 제어되고, 제2팽창밸브(620) 및 제3팽창밸브(710)는 폐쇄 제어된다.And the orifice 2-way valve 210 is controlled to close, the fresh tank 60 is controlled to allow refrigerant to flow out to the first outlet, and the first expansion valve 410 and the 2-way valve 510 are controlled to open. And the second expansion valve 620 and the third expansion valve 710 are controlled to close.

상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 전동압축기(10)로 유입되어 압축된 후 유출되고, 상기 전동압축기(10)에서 유출된 냉매는 상기 제1 냉매순환라인(100)을 따라 실내컨덴서(20)로 유입되어, 상기 실내컨덴서(20)에서 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 방열하여 급기가 히팅되고, 히팅된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 난방이 이루어진다.By controlling the above valves, the refrigerant flows into the electric compressor (10), is compressed, and then flows out, and the refrigerant flowing out of the electric compressor (10) follows the first refrigerant circulation line (100) to the indoor condenser (20). ), the indoor condenser 20 radiates heat to the supplied air through heat exchange with the supplied air supplied to the car interior, thereby heating the supplied air, and the heated supplied air is provided to the car interior to heat the car interior.

그리고 상기 실내컨덴서(20)에서 유출된 냉매는 분기지점을 통해 제4 냉매순환라인(400)을 따라 유동하고, 제1팽창밸브(410)에 의해 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)된 후, 상기 수냉열교환기(50)로 유입된다.And the refrigerant flowing out of the indoor condenser 20 flows along the fourth refrigerant circulation line 400 through the branch point, and expands (throttles) the refrigerant by the first expansion valve 410 to the pressure at which evaporation occurs. After the pressure is reduced, it flows into the water-cooled heat exchanger (50).

이때 상기 제2냉매순환라인(200) 상에 구비된 오리피스 2웨이밸브(210)는 폐쇄 제어되므로, 냉매가 상기 제2냉매순환라인(200)을 따라 증발기(30)로 유입되지 않는다.At this time, the orifice 2-way valve 210 provided on the second refrigerant circulation line 200 is controlled closed, so the refrigerant does not flow into the evaporator 30 along the second refrigerant circulation line 200.

상기 수냉열교환기(50)로 유입된 냉매는 냉각수와의 열교환으로 흡열하여 히팅된 후 후레쉬탱크(60) 해당 정압으로 보정된 후, 상기 후레쉬탱크(60)의 제1유출단에서 유출되어, 상기 제5 냉매순환라인(500)과, 제3 냉매순화라인(300)을 통해 전동압축기(10)로 재유입되는 순환과정을 이룬다.The refrigerant flowing into the water-cooling heat exchanger (50) is heated by absorbing heat through heat exchange with the cooling water, is corrected to the corresponding static pressure in the fresh tank (60), and then flows out from the first outlet end of the fresh tank (60). It forms a circulation process in which the refrigerant is re-introduced to the electric compressor (10) through the fifth refrigerant circulation line (500) and the third refrigerant purification line (300).

도 3을 참조한 난방 제습모드에서는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 난방 제습모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(1) 내부에 구비된 통로개폐도어(5)가 난방통로(3)는 개방하고, 냉방통로(4)는 폐쇄하도록 제어된다. In the heating dehumidification mode referring to FIG. 3, when the heating dehumidification mode is selected by a signal sent from the control unit of the cooling and heating system or by the user's selection, the passage opening/closing door 5 provided inside the housing 1 of the air conditioning unit opens into the heating passage. (3) is controlled to open and the cooling passage (4) is controlled to close.

그리고 상기 오리피스 2웨이밸브(210)는 개방 제어되고, 상기 후레쉬탱크(60)는 제1유출단으로 냉매가 유출되도록 제어되며, 제1팽창밸브(410) 및 2웨이밸브(510)는 개방 제어되고, 제2팽창밸브(620) 및 제3팽창밸브(710)는 폐쇄 제어된다.And the orifice 2-way valve 210 is controlled to open, the fresh tank 60 is controlled to allow refrigerant to flow out to the first outlet, and the first expansion valve 410 and the 2-way valve 510 are controlled to open. And the second expansion valve 620 and the third expansion valve 710 are controlled to close.

상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 전동압축기(10)로 유입되어 압축된 후 유출되고, 상기 전동압축기(10)에서 유출된 냉매는 상기 제1 냉매순환라인(100)을 따라 실내컨덴서(20)로 유입되어, 상기 실내컨덴서(20)에서 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 방열하여 급기가 히팅되고, 히팅된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 난방이 이루어진다.By controlling the above valves, the refrigerant flows into the electric compressor (10), is compressed, and then flows out, and the refrigerant flowing out of the electric compressor (10) follows the first refrigerant circulation line (100) to the indoor condenser (20). ), the indoor condenser 20 radiates heat to the supplied air through heat exchange with the supplied air supplied to the car interior, thereby heating the supplied air, and the heated supplied air is provided to the car interior to heat the car interior.

그리고 상기 실내컨덴서(20)에서 유출된 냉매는 분기지점을 통해 제4 냉매순환라인(400)을 따라 유동하고, 제1팽창밸브에 의해 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)된 후, 상기 수냉열교환기(50)로 유입된다.And the refrigerant flowing out of the indoor condenser 20 flows along the fourth refrigerant circulation line 400 through the branch point, and is expanded by the first expansion valve (depressurizing the refrigerant to the pressure at which evaporation occurs through throttling). Then, it flows into the water-cooled heat exchanger (50).

이때 상기 제2냉매순환라인(200) 상에 구비된 오리피스 2웨이밸브(210)는 개방 제어되므로, 냉매가 상기 제2냉매순환라인(200)을 따라 증발기(30)로 유입되어, 상기 증발기(30)를 통과하면서 자동차 실내로 제공되는 급기에서 습기를 응축시켜 제습한다.At this time, the orifice 2-way valve 210 provided on the second refrigerant circulation line 200 is controlled to open, so the refrigerant flows into the evaporator 30 along the second refrigerant circulation line 200, and the evaporator ( 30), moisture is condensed from the supply air supplied to the car interior and dehumidified.

상기 증발기(30)에서 유출된 냉매는 제3 냉매순화라인(300)을 통해 전동압축기(10)로 재유입되는 순환과정을 이룬다.The refrigerant flowing out of the evaporator 30 is re-introduced into the electric compressor 10 through the third refrigerant purification line 300, thereby forming a circulation process.

그리고 상기 수냉열교환기(50)로 유입된 냉매는 냉각수와의 열교환으로 흡열하여 히팅된 후 후레쉬탱크(60) 해당 정압으로 보정된 후, 상기 후레쉬탱크(60)의 제1유출단에서 유출되어, 상기 제5 냉매순환라인(500)을 따라 유동하면서 제3 냉매순화라인(300)으로 합류하여 전동압축기(10)로 재유입되는 순환과정을 이룬다.In addition, the refrigerant flowing into the water-cooling heat exchanger (50) is heated by absorbing heat through heat exchange with the cooling water, is corrected to the corresponding static pressure in the fresh tank (60), and then flows out from the first outlet end of the fresh tank (60), While flowing along the fifth refrigerant circulation line 500, it joins the third refrigerant purification line 300 and is re-introduced into the electric compressor 10, forming a circulation process.

도 4를 참조한 난방 및 배터리 냉각모드에서는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 난방 및 배터리냉각모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(1) 내부에 구비된 통로개폐도어(5)가 난방통로(3)는 개방하고, 냉방통로(4)는 폐쇄하도록 제어된다. In the heating and battery cooling mode referring to FIG. 4, when the heating and battery cooling mode is selected by a signal sent from the control unit of the cooling and heating system or the user's selection, the passage opening and closing door (5) provided inside the housing (1) of the air conditioning unit ) is controlled to open the heating passage (3) and close the cooling passage (4).

그리고 상기 오리피스 2웨이밸브(210)는 폐쇄 제어되고, 상기 후레쉬탱크(60)는 제1유출단 및 제2유출단으로 각각 냉매가 유출되도록 제어되며, 제1팽창밸브(410) 및 2웨이밸브(510)는 개방 제어되고, 제2팽창밸브(620)는 폐쇄 제어되며, 제3팽창밸브(710)는 개방 제어된다.And the orifice 2-way valve 210 is controlled to close, the fresh tank 60 is controlled so that the refrigerant flows out to the first and second outlet ends, respectively, and the first expansion valve 410 and the 2-way valve 510 is controlled to open, the second expansion valve 620 is controlled to close, and the third expansion valve 710 is controlled to open.

상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 전동압축기(10)로 유입되어 압축된 후 유출되고, 상기 전동압축기(10)에서 유출된 냉매는 상기 제1 냉매순환라인(100)을 따라 실내컨덴서(20)로 유입되어, 상기 실내컨덴서(20)에서 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 방열하여 급기가 히팅되고, 히팅된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 난방이 이루어진다.By controlling the above valves, the refrigerant flows into the electric compressor (10), is compressed, and then flows out, and the refrigerant flowing out of the electric compressor (10) follows the first refrigerant circulation line (100) to the indoor condenser (20). ), the indoor condenser 20 radiates heat to the supplied air through heat exchange with the supplied air supplied to the car interior, thereby heating the supplied air, and the heated supplied air is provided to the car interior to heat the car interior.

그리고 상기 실내컨덴서(20)에서 유출된 냉매는 분기지점을 통해 제4 냉매순환라인(400)을 따라 유동하고, 제1팽창밸브에 의해 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)된 후, 상기 수냉열교환기(50)로 유입된다.And the refrigerant flowing out of the indoor condenser 20 flows along the fourth refrigerant circulation line 400 through the branch point, and is expanded by the first expansion valve (depressurizing the refrigerant to the pressure at which evaporation occurs through throttling). Then, it flows into the water-cooled heat exchanger (50).

이때 상기 제2냉매순환라인(200) 상에 구비된 오리피스 2웨이밸브(210)는 폐쇄 제어되므로, 냉매가 상기 제2냉매순환라인(200)을 따라 증발기로 유입되지 않는다.At this time, the orifice 2-way valve 210 provided on the second refrigerant circulation line 200 is controlled closed, so the refrigerant does not flow into the evaporator along the second refrigerant circulation line 200.

상기 수냉열교환기(50)로 유입된 냉매는 냉각수와의 열교환으로 흡열하여 히팅된 후 후레쉬탱크(60) 해당 정압으로 보정된 후, 상기 후레쉬탱크(60)의 제1유출단에서 유출되어, 상기 제5 냉매순환라인(500)과, 제3 냉매순화라인(300)을 통해 전동압축기(10)로 재유입되는 순환과정을 이룬다.The refrigerant flowing into the water-cooling heat exchanger (50) is heated by absorbing heat through heat exchange with the cooling water, is corrected to the corresponding static pressure in the fresh tank (60), and then flows out from the first outlet end of the fresh tank (60). It forms a circulation process in which the refrigerant is re-introduced to the electric compressor (10) through the fifth refrigerant circulation line (500) and the third refrigerant purification line (300).

그리고 비교적 고온의 냉매는 후레쉬탱크(60)의 제2유출단에서 유출되어, 상기 제6 냉매순환라인(600)를 따라 유동하면서 상기 제7 냉매순환라인(700)으로 유동하는 냉매는 상기 서브쿨컨덴서(70)를 통과하면서 공냉된 후, 제3팽창밸브(710)에서 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)된 후, 상기 배터리칠러(80)로 유입된다.And the relatively high temperature refrigerant flows out from the second outlet end of the fresh tank 60, flows along the sixth refrigerant circulation line 600, and the refrigerant flowing into the seventh refrigerant circulation line 700 is the subcooler. After being air-cooled while passing through the condenser 70, it is expanded in the third expansion valve 710 (depressurizing the refrigerant to the pressure at which evaporation occurs due to a throttling effect), and then flows into the battery chiller 80.

상기 배터리칠러(80)로 유입된 냉매는 배터리 냉각용 냉각수와 열교환으로 흡열하여 히팅한 후, 제7 냉매순화라인(700)을 통해 제3 냉매순화라인(300)으로 합류하여 전동압축기(10)로 재유입되는 순환과정을 이룬다.The refrigerant flowing into the battery chiller (80) is heated by absorbing heat through heat exchange with the battery cooling coolant, and then joins the third refrigerant purification line (300) through the seventh refrigerant purification line (700) to the electric compressor (10). It forms a circulatory process in which it is re-introduced.

도 5를 참조한 냉방모드에서는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 냉방모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(1) 내부에 구비된 통로개폐도어(5)가 난방통로(3)는 폐쇄하고, 냉방통로(4)는 개방하도록 제어된다. In the cooling mode referring to FIG. 5, when the cooling mode is selected by a signal sent from the control unit of the cooling/heating system or the user's selection, the passage opening/closing door 5 provided inside the housing 1 of the air conditioning unit opens in the heating passage 3. ) is controlled to be closed and the cooling passage (4) is controlled to be open.

그리고 상기 오리피스 2웨이밸브(210)는 폐쇄 제어되고, 상기 후레쉬탱크(60)는 제2유출단으로 냉매가 유출되도록 제어되며, 제1팽창밸브(410)는 개방 제어되고, 2웨이밸브(510)는 폐쇄 제어되며, 제2팽창밸브(620)는 개방 제어되고, 제3팽창밸브(710)는 폐쇄 제어된다.And the orifice 2-way valve 210 is controlled to be closed, the fresh tank 60 is controlled to allow refrigerant to flow out to the second outlet, the first expansion valve 410 is controlled to open, and the 2-way valve 510 is controlled to open. ) is controlled closed, the second expansion valve 620 is controlled open, and the third expansion valve 710 is controlled closed.

상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 전동압축기(10)로 유입되어 압축된 후 유출되고, 상기 전동압축기(10)에서 유출된 냉매는 상기 제1 냉매순환라인(100)을 따라 실내컨덴서(20)로 유입되는데, 이때 실내컨덴서(20)로 유입된 급기의 열교환 없이 유출된다.By controlling the above valves, the refrigerant flows into the electric compressor (10), is compressed, and then flows out, and the refrigerant flowing out of the electric compressor (10) follows the first refrigerant circulation line (100) to the indoor condenser (20). ), and at this time, the supply air flowing into the indoor condenser 20 flows out without heat exchange.

그리고 상기 실내컨덴서(20)에서 유출된 냉매는 분기지점을 통해 제4 냉매순환라인(400)을 따라 유동하고, 제1팽창밸브에 의해 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)된 후, 상기 수냉열교환기(50)로 유입된다.And the refrigerant flowing out of the indoor condenser 20 flows along the fourth refrigerant circulation line 400 through the branch point, and is expanded by the first expansion valve (depressurizing the refrigerant to the pressure at which evaporation occurs through throttling). Then, it flows into the water-cooled heat exchanger (50).

이때 상기 제2냉매순환라인(200) 상에 구비된 오리피스 2웨이밸브(210)는 폐쇄 제어되므로, 냉매가 상기 제2냉매순환라인(200)을 따라 증발기(30)로 유입되지 않는다.At this time, the orifice 2-way valve 210 provided on the second refrigerant circulation line 200 is controlled closed, so the refrigerant does not flow into the evaporator 30 along the second refrigerant circulation line 200.

또한, 상기 수냉열교환기(50)로 유입된 냉매는 냉각수와의 열교환으로 방열하여 중온으로 냉각된 후 후레쉬탱크(60) 해당 정압으로 보정된 후, 상기 후레쉬탱크(60)의 제2유출단에서 유출되어, 상기 제6 냉매순환라인(600)을 따라 유동하고, 제2팽창밸브(620)에 의해 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)된 후, 상기 증발기(30)로 유입된다.In addition, the refrigerant flowing into the water-cooled heat exchanger (50) is cooled to medium temperature by dissipating heat through heat exchange with the cooling water, then corrected to the corresponding static pressure in the fresh tank (60), and then discharged at the second outlet end of the fresh tank (60). It flows out, flows along the sixth refrigerant circulation line 600, expands by the second expansion valve 620 (depressurizes the refrigerant to the pressure at which evaporation occurs due to a throttling action), and then flows into the evaporator 30. do.

이때 상기 증발기(30)로 유입된 냉매는 상기 증발기(30)에서 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 흡열하여 급기가 냉각되고, 냉각된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 냉방이 이루어진다.At this time, the refrigerant flowing into the evaporator 30 absorbs heat in the supply air through heat exchange with the supply air provided from the evaporator 30 to the automobile interior, thereby cooling the supply air, and the cooled supply air is provided to the automobile interior to cool the automobile interior. It comes true.

그리고 상기 증발기(30)에서 유출된 냉매는 제3 냉매순화라인(300)을 통해 전동압축기(10)로 재유입되는 순환과정을 이룬다.And the refrigerant flowing out of the evaporator 30 is re-introduced into the electric compressor 10 through the third refrigerant purification line 300, thereby forming a circulation process.

도 6을 참조한 냉방 및 배터리 냉각모드에서는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 냉방 및 배터리냉각모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(1) 내부에 구비된 통로개폐도어(5)가 난방통로(3)는 폐쇄하고, 냉방통로(4)는 개방하도록 제어된다. In the air conditioning and battery cooling mode referring to FIG. 6, when the air conditioning and battery cooling mode is selected by a signal sent from the control unit of the air conditioning system or the user's selection, the passage opening/closing door (5) provided inside the housing (1) of the air conditioning unit ) is controlled to close the heating passage (3) and open the cooling passage (4).

그리고 상기 오리피스 2웨이밸브(210)는 폐쇄 제어되고, 상기 후레쉬탱크(60)는 제2유출단으로 냉매가 유출되도록 제어되며, 제1팽창밸브(410)는 개방 제어되고, 2웨이밸브(510)는 폐쇄 제어되며, 제2팽창밸브(620) 및 제3팽창밸브(710)는 개방 제어된다.And the orifice 2-way valve 210 is controlled to be closed, the fresh tank 60 is controlled to allow refrigerant to flow out to the second outlet, the first expansion valve 410 is controlled to open, and the 2-way valve 510 is controlled to open. ) is controlled closed, and the second expansion valve 620 and the third expansion valve 710 are controlled open.

상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 전동압축기(10)로 유입되어 압축된 후 유출되고, 상기 전동압축기(10)에서 유출된 냉매는 상기 제1 냉매순환라인(100)을 따라 실내컨덴서(20)로 유입되는데, 이때 실내컨덴서(20)로 유입된 급기의 열교환 없이 유출된다.By controlling the above valves, the refrigerant flows into the electric compressor (10), is compressed, and then flows out, and the refrigerant flowing out of the electric compressor (10) follows the first refrigerant circulation line (100) to the indoor condenser (20). ), and at this time, the supply air flowing into the indoor condenser 20 flows out without heat exchange.

그리고 상기 실내컨덴서(20)에서 유출된 냉매는 분기지점을 통해 제4 냉매순환라인(400)을 따라 유동하고, 제1팽창밸브에 의해 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)된 후, 상기 수냉열교환기(50)로 유입된다.And the refrigerant flowing out of the indoor condenser 20 flows along the fourth refrigerant circulation line 400 through the branch point, and is expanded by the first expansion valve (depressurizing the refrigerant to the pressure at which evaporation occurs through throttling). Then, it flows into the water-cooled heat exchanger (50).

이때 상기 제2냉매순환라인(200) 상에 구비된 오리피스 2웨이밸브(210)는 폐쇄 제어되므로, 냉매가 상기 제2냉매순환라인(200)을 따라 증발기(30)로 유입되지 않는다.At this time, the orifice 2-way valve 210 provided on the second refrigerant circulation line 200 is controlled closed, so the refrigerant does not flow into the evaporator 30 along the second refrigerant circulation line 200.

또한, 상기 수냉열교환기(50)로 유입된 냉매는 냉각수와의 열교환으로 방열하여 중온으로 냉각된 후 후레쉬탱크(60) 해당 정압으로 보정된 후, 상기 후레쉬탱크(60)의 제2유출단에서 유출되어, 상기 제6 냉매순환라인(600)을 따라 유동하고, 제2팽창밸브(620)에 의해 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)된 후, 상기 증발기(30)로 유입된다.In addition, the refrigerant flowing into the water-cooled heat exchanger (50) is cooled to medium temperature by dissipating heat through heat exchange with the cooling water, then corrected to the corresponding static pressure in the fresh tank (60), and then discharged at the second outlet end of the fresh tank (60). It flows out, flows along the sixth refrigerant circulation line 600, expands by the second expansion valve 620 (depressurizes the refrigerant to the pressure at which evaporation occurs due to a throttling action), and then flows into the evaporator 30. do.

이때 상기 증발기(30)로 유입된 냉매는 상기 증발기(30)에서 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 흡열하여 급기가 냉각되고, 냉각된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 냉방이 이루어진다.At this time, the refrigerant flowing into the evaporator 30 absorbs heat in the supply air through heat exchange with the supply air provided from the evaporator 30 to the automobile interior, thereby cooling the supply air, and the cooled supply air is provided to the automobile interior to cool the automobile interior. It comes true.

그리고 상기 증발기(30)에서 유출된 냉매는 제3 냉매순화라인(300)을 통해 전동압축기(10)로 재유입되는 순환과정을 이룬다.And the refrigerant flowing out of the evaporator 30 is re-introduced into the electric compressor 10 through the third refrigerant purification line 300, thereby forming a circulation process.

더불어 상기 후레쉬탱크(60)의 제2유출단에서 유출되어, 상기 제6 냉매순환라인(600)를 따라 유동하면서 상기 제7 냉매순환라인(700)으로 분기되어 유동하는 냉매는 상기 제3팽창밸브(710)에서 팽창(교축 작용으로 증발이 일어나는 압력까지 냉매를 감압)된 후, 상기 배터리칠러(80)로 유입된다.In addition, the refrigerant flowing out from the second outlet end of the fresh tank 60, flowing along the sixth refrigerant circulation line 600 and branching to the seventh refrigerant circulation line 700 flows through the third expansion valve. After expansion at 710 (depressurizing the refrigerant to the pressure at which evaporation occurs due to throttling), it flows into the battery chiller 80.

상기 배터리칠러(80)로 유입된 냉매는 배터리 냉각용 냉각수와 열교환으로 흡열하여 히팅한 후, 제7 냉매순화라인(700)을 통해 제3 냉매순화라인(300)으로 합류하여 전동압축기(10)로 재유입되는 순환과정을 이룬다.The refrigerant flowing into the battery chiller (80) is heated by absorbing heat through heat exchange with the battery cooling coolant, and then joins the third refrigerant purification line (300) through the seventh refrigerant purification line (700) to the electric compressor (10). It forms a circulatory process in which it is re-introduced.

따라서 본 발명에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템에 의해 난방 제습시 난방 성능을 유지하면서 제습을 원활히 할 수 있도록, 오리피스 2웨이 밸브(210)가 구비된 난방제습라인 구성하고, 상기 제2팽창밸브(620) 후방과 오리피스 2웨이 밸브(210) 유로를 합지하여 냉매 배관 및 컨트롤 제어를 단순화할 수 있고, 냉매 배관 길이 감소에 따라 열손실, 압력손실이 저감되어 소비전력이 감소되어, 전기자동차의 주행거리 향상됨은 물론, 냉난방시스템의 제조 원가도 절감된다.Therefore, in order to facilitate dehumidification while maintaining heating performance during heating and dehumidification by the cooling and heating system for electric vehicles according to the present invention, a heating dehumidification line equipped with an orifice 2-way valve 210 is configured, and the second expansion valve 620 ) Refrigerant piping and control can be simplified by combining the rear and orifice 2-way valve (210) flow paths, and as the length of the refrigerant pipe is reduced, heat loss and pressure loss are reduced, thereby reducing power consumption and increasing the driving range of electric vehicles. Not only is it improved, but the manufacturing cost of the cooling and heating system is also reduced.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.

1: 공조유닛의 하우징
2: 송풍수단
3: 난방통로
4: 냉방통로
5: 통로개폐도어
10: 전동압축기
20: 실내컨덴서
30: 증발기
50: 수냉식열교환기
60: 후레쉬탱크
70: 서브쿨컨덴서
80: 배터리칠러
100: 제1 냉매순환라인
200: 제2 냉매순환라인
210: 오리피스 2웨이밸브
300: 제3 냉매순환라인
400: 제4 냉매순환라인
410: 제1팽창밸브
500: 제5 냉매순환라인
510: 2웨이밸브
600: 제6 냉매순환라인
70: 서브쿨컨덴서
610: 체크밸브
620: 제2팽창밸브
700: 제7 냉매순환라인
710: 제3팽창밸브1: Housing of air conditioning unit
2: Blowing means
3: Heating passage
4: Cooling aisle
5: Passage opening/closing door
10: Electric compressor
20: Indoor condenser
30: Evaporator
50: Water-cooled heat exchanger
60: Fresh tank
70: Subcool condenser
80: Battery chiller
100: First refrigerant circulation line
200: Second refrigerant circulation line
210: Orifice 2-way valve
300: Third refrigerant circulation line
400: Fourth refrigerant circulation line
410: First expansion valve
500: Fifth refrigerant circulation line
510: 2 way valve
600: 6th refrigerant circulation line
70: Subcool condenser
610: check valve
620: Second expansion valve
700: 7th refrigerant circulation line
710: Third expansion valve

Claims (9)

외부에서 인가되는 전원에 의해 구동하여 유입된 냉매를 압축하여 유출하는 전동압축기;
유입된 냉매가 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 방열하여 급기를 히팅하는 실내컨덴서;
유입된 냉매가 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 흡열하여 급기를 냉각하는 증발기;
외부에서 인가되는 전원에 의해 구동하여 상기 실내컨덴서를 통과한 급기에 방열하여 열을 더하는 고전압PTC;
상기 전동압축기의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 실내컨덴서의 유입단과 연결되는 제1 냉매순환라인;
상기 실내컨덴서의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 증발기의 유입단과 연결되는 제2 냉매순환라인;
상기 증발기의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 전동압축기의 유입단과 연결되는 제3 냉매순환라인;
상기 제2 냉매순환라인 상에 구비되어, 상기 제2 냉매순환라인을 선택적으로 개폐하고, 상기 제2 냉매순환라인을 따라 유동하는 냉매를 교축시켜 감압하는 오리피스 2웨이밸브;
유입된 냉매를 냉각수와의 열교환으로 히팅 또는 냉각하여 유출하는 수냉식열교환기;
상기 수냉식열교환기의 일측에 구비되어, 상기 수냉식열교환기를 통과하여 유입된 냉매의 압력을 정압으로 보정하여 유출하는 후레쉬탱크;
상기 후레쉬탱크의 제2유출단과 일측이 연결되고, 타측은 제2 냉매순환라인 중 증발기의 유입단 측에 연결되는 제6 냉매순환라인;
상기 제6 냉매순환라인 상에 구비되어, 상기 제6 냉매순환라인을 따라 유동하는 냉매를 공냉하는 서브쿨컨덴서;
상기 제6 냉매순환라인 중 제2 냉매순환라인과 연결되는 타측에 구비되어, 상기 제6 냉매순환라인을 유동하는 냉매의 역류를 방지하는 체크밸브; 및
상기 제6 냉매순환라인 중 상기 체크밸브 후방에 구비되어, 상기 제6 냉매순환라인을 유동하는 냉매를 팽창시켜 유출하는 제2팽창밸브를 포함하는 전기자동차용 냉난방 시스템.
An electric compressor that is driven by an externally applied power source to compress and discharge the incoming refrigerant;
An indoor condenser that heats the supplied air by dissipating heat through heat exchange between the inflow refrigerant and the supplied air supplied to the vehicle interior;
An evaporator that cools the supplied air by absorbing heat from the introduced refrigerant through heat exchange with the supplied air provided to the vehicle interior;
A high-voltage PTC that is driven by an externally applied power source and adds heat by radiating heat to the supplied air passing through the indoor condenser;
a first refrigerant circulation line connected on one side to the outlet end of the electric compressor and on the other side connected to the inlet end of the indoor condenser;
a second refrigerant circulation line connected on one side to the outlet end of the indoor condenser and on the other side connected to the inlet end of the evaporator;
a third refrigerant circulation line, one side of which is connected to the outlet of the evaporator, and the other side of which is connected to the inlet of the electric compressor;
an orifice 2-way valve provided on the second refrigerant circulation line to selectively open and close the second refrigerant circulation line and reduce the pressure by throttling the refrigerant flowing along the second refrigerant circulation line;
A water-cooled heat exchanger that heats or cools the inflow refrigerant through heat exchange with cooling water and then discharges it;
a fresh tank provided on one side of the water-cooled heat exchanger and correcting the pressure of the refrigerant flowing in through the water-cooled heat exchanger to a positive pressure and then flowing out the refrigerant;
a sixth refrigerant circulation line, one side of which is connected to the second outlet end of the fresh tank, and the other side of the second refrigerant circulation line connected to the inlet side of the evaporator;
a sub-cool condenser provided on the sixth refrigerant circulation line to air-cool the refrigerant flowing along the sixth refrigerant circulation line;
a check valve provided on the other side of the sixth refrigerant circulation line connected to the second refrigerant circulation line to prevent backflow of the refrigerant flowing in the sixth refrigerant circulation line; and
A cooling and heating system for an electric vehicle including a second expansion valve provided behind the check valve in the sixth refrigerant circulation line and expanding and discharging the refrigerant flowing in the sixth refrigerant circulation line.
 청구항 1에 있어서,
상기 실내컨덴서의 유출단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 수냉식열교환기의 유입단과 연결되는 제4 냉매순환라인과;
상기 후레쉬탱크의 제1유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 제3 냉매순환라인 중 전동압축기의 유입단 측과 연결되는 제5 냉매순환라인과;
상기 제4 냉매순환라인 중 상기 수냉식열교환기의 유입단 측에 구비되어, 상기 제4 냉매순환라인을 유동하는 냉매를 팽창시켜 유출하는 제1팽창밸브와;
상기 제5 냉매순환라인 상에 구비되어, 상기 제5 냉매순환라인을 선택적으로 개폐하는 2웨이밸브를 포함하는 전기자동차용 냉난방 시스템.
In claim 1,
a fourth refrigerant circulation line branched on one side from the outlet end of the indoor condenser and connected to the inflow end of the water-cooled heat exchanger on the other side;
a fifth refrigerant circulation line, one side of which is connected to the first outlet end of the fresh tank, and the other side of the third refrigerant circulation line connected to the inflow end of the electric compressor;
a first expansion valve provided on the inlet side of the water-cooled heat exchanger of the fourth refrigerant circulation line, to expand and discharge the refrigerant flowing in the fourth refrigerant circulation line;
A cooling and heating system for an electric vehicle including a two-way valve provided on the fifth refrigerant circulation line and selectively opening and closing the fifth refrigerant circulation line.
 삭제delete 청구항 2에 있어서,
상기 제6 냉매순환라인 중 상기 서브쿨컨덴서의 유출단 측에 일측이 연결되고, 타측은 제3 냉매순환라인 중 상기 증발기의 유출단 측에 연결되는 제7 냉매순환라인과;
상기 제7 냉매순환라인 선상에 구비되어, 상기 제7 냉매순환라인을 유동하는 냉매를 팽창시켜 유출하는 제3팽창밸브와;
상기 제7 냉매순환라인 중 상기 제3팽창밸브 후방에 구비되어, 유입된 냉매를 열교환으로 배터리 냉각용 냉각수를 냉각한 후 냉매를 유출하는 배터리칠러;를 포함하는 전기자동차용 냉난방 시스템.
In claim 2,
a seventh refrigerant circulation line of the sixth refrigerant circulation line, one side of which is connected to the outlet side of the subcool condenser, and the other side of the third refrigerant circulation line connected to the outlet side of the evaporator;
a third expansion valve provided on the seventh refrigerant circulation line to expand and discharge the refrigerant flowing in the seventh refrigerant circulation line;
A battery chiller provided behind the third expansion valve in the seventh refrigerant circulation line, cools the coolant for cooling the battery by heat exchanging the inflow refrigerant, and then discharges the refrigerant.
 청구항 4에 있어서,
난방모드 운전 시,
상기 오리피스 2웨이밸브는 폐쇄 제어되고, 상기 후레쉬탱크는 제1유출단으로 냉매가 유출되도록 제어되며, 상기 제1팽창밸브 및 2웨이밸브는 개방 제어되고, 제2팽창밸브 및 제3팽창밸브는 폐쇄 제어되는 전기자동차용 냉난방 시스템.
In claim 4,
When operating in heating mode,
The orifice 2-way valve is controlled to close, the fresh tank is controlled to allow refrigerant to flow out of the first outlet, the first expansion valve and the 2-way valve are controlled to open, and the second expansion valve and the third expansion valve are controlled to open. Closed controlled heating and cooling system for electric vehicles.
 청구항 4에 있어서,
난방제습모드 운전 시,
상기 오리피스 2웨이밸브는 개방 제어되고, 상기 후레쉬탱크는 제1유출단으로 냉매가 유출되도록 제어되며, 상기 제1팽창밸브 및 2웨이밸브는 개방 제어되고, 제2팽창밸브 및 제3팽창밸브는 폐쇄 제어되는 전기자동차용 냉난방 시스템.
In claim 4,
When operating in heating and dehumidifying mode,
The orifice 2-way valve is controlled to open, the fresh tank is controlled to allow refrigerant to flow out of the first outlet, the first expansion valve and the 2-way valve are controlled to open, and the second expansion valve and the third expansion valve are controlled to open. Closed controlled heating and cooling system for electric vehicles.
 청구항 4에 있어서,
난방 배터리 냉각모드 운전 시,
상기 오리피스 2웨이밸브는 폐쇄 제어되고, 상기 후레쉬탱크는 제1유출단 및 제2유출단으로 각각 냉매가 유출되도록 제어되며, 상기 제1팽창밸브 및 2웨이밸브는 개방 제어되고, 제2팽창밸브는 폐쇄 제어되며, 제3팽창밸브는 개방 제어되는 전기자동차용 냉난방 시스템.
In claim 4,
When operating in heating battery cooling mode,
The orifice 2-way valve is controlled to close, the fresh tank is controlled to allow refrigerant to flow out to the first and second outlet ends, respectively, the first expansion valve and the 2-way valve are controlled to open, and the second expansion valve is controlled to open. A cooling and heating system for electric vehicles in which the third expansion valve is controlled to be closed and the third expansion valve is controlled to be open.
 청구항 4에 있어서,
냉방모드 운전 시,
상기 오리피스 2웨이밸브는 폐쇄 제어되고, 상기 후레쉬탱크는 제2유출단으로 냉매가 유출되도록 제어되며, 상기 제1팽창밸브는 개방 제어되고, 2웨이밸브는 폐쇄 제어되며, 제2팽창밸브는 개방 제어되고, 제3팽창밸브는 폐쇄 제어되는 전기자동차용 냉난방 시스템.
In claim 4,
When operating in cooling mode,
The orifice 2-way valve is controlled closed, the fresh tank is controlled so that the refrigerant flows out of the second outlet, the first expansion valve is controlled open, the 2-way valve is controlled closed, and the second expansion valve is open. A cooling and heating system for an electric vehicle in which the third expansion valve is controlled to close.
 청구항 4에 있어서,
냉방 배터리 냉각모드 운전 시,
상기 오리피스 2웨이밸브는 폐쇄 제어되고, 상기 후레쉬탱크는 제2유출단으로 냉매가 유출되도록 제어되며, 상기 제1팽창밸브는 개방 제어되고, 2웨이밸브는 폐쇄 제어되며, 제2팽창밸브 및 제3팽창밸브는 개방 제어되는 전기자동차용 냉난방 시스템.In claim 4,
When operating in cooling battery cooling mode,
The orifice 2-way valve is controlled to close, the fresh tank is controlled to allow refrigerant to flow out of the second outlet, the first expansion valve is controlled to open, the 2-way valve is controlled to close, the second expansion valve and the first 3A cooling and heating system for electric vehicles in which the expansion valve is controlled to open.
KR1020180146426A 2018-11-23 2018-11-23 Air-conditioning system for electric vehicles KR102622339B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180146426A KR102622339B1 (en) 2018-11-23 2018-11-23 Air-conditioning system for electric vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180146426A KR102622339B1 (en) 2018-11-23 2018-11-23 Air-conditioning system for electric vehicles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200061459A KR20200061459A (en) 2020-06-03
KR102622339B1 true KR102622339B1 (en) 2024-01-10

Family

ID=71087373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180146426A KR102622339B1 (en) 2018-11-23 2018-11-23 Air-conditioning system for electric vehicles

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102622339B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014225346A (en) 2013-05-15 2014-12-04 株式会社デンソー Battery temperature adjustment unit
KR101846908B1 (en) * 2016-10-31 2018-04-10 현대자동차 주식회사 Heat pump system for vehicle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102644743B1 (en) * 2016-12-27 2024-03-12 주식회사 두원공조 Automotive air conditioning system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014225346A (en) 2013-05-15 2014-12-04 株式会社デンソー Battery temperature adjustment unit
KR101846908B1 (en) * 2016-10-31 2018-04-10 현대자동차 주식회사 Heat pump system for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200061459A (en) 2020-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108698469B (en) Heat pump system for vehicle
CN109501552B (en) Heat pump system for vehicle
JP4505510B2 (en) Vehicle air conditioning system
CN112074425A (en) Vehicle thermal management system
KR20180065332A (en) Vehicle thermal management system
JP2020142789A (en) Heat management system
JP2013151183A (en) Air conditioning device for vehicle
CN109982877B (en) Vehicle heat pump system
KR20160133028A (en) Heat pump system for vehicle
KR20210107361A (en) Automotive air conditioning system
KR102576259B1 (en) Air-conditioning system for electric vehicles
KR102651941B1 (en) Air-conditioning system for electric vehicles
WO2014136446A1 (en) Air conditioning device for vehicles
KR20210079741A (en) Automotive air conditioning system
US11827076B2 (en) Refrigerant system with two inner heat exchangers
KR102622339B1 (en) Air-conditioning system for electric vehicles
KR102644748B1 (en) Cooling and heating system for vehicle
KR20210096420A (en) Automotive air conditioning system
KR20210132965A (en) Automotive thermal management system
US11951805B2 (en) Heat management system
US11850909B2 (en) Air conditioner apparatus for electric vehicles and air conditioning system for electric vehicles using the same
WO2020246305A1 (en) Vehicle air conditioning device
WO2020246306A1 (en) Vehicle air conditioning device
KR20200103391A (en) Air-conditioning system for electric vehicles
KR20200063382A (en) Air-conditioning system for electric vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant