KR20180102792A - Water cooling system for battery - Google Patents

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한온시스템 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a water cooled battery system, and specifically, to a water cooled battery system including a battery chiller in which a part of a refrigerant condensed in a condenser flows in a refrigerant circulated in the refrigeration cycle of an air conditioner, so heat exchange is performed with cooling water used for cooling a water cooled battery module, wherein the water cooled battery system is provided with a flow control valve capable of actively controlling the amount of the refrigerant flowing into the battery chiller with a simple structure.

Description

수냉식 배터리 냉각 시스템{Water cooling system for battery}[0001] Water cooling system for battery [0002]

본 발명은 수냉식 배터리 냉각 시스템에 관한 것으로, 에어컨의 냉동 사이클 내에 순환되는 냉매 중, 응축기에서 응축된 냉매 일부가 유입되어, 수냉식 배터리 모듈 냉각에 사용되는 냉각수와 열교환 되는 배터리 칠러를 포함하되, 배터리 칠러로 유입되는 냉매량을 간단한 구조로, 능동적인 조절이 가능한 유량 제어 밸브가 구비되는 수냉식 배터리 냉각 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a water-cooled battery cooling system, which includes a refrigerant circulated in a refrigeration cycle of an air conditioner, a refrigerant condensed in a condenser, and a battery chiller for heat exchange with cooling water used for cooling a water-cooled battery module, To a water-cooled battery cooling system provided with a flow control valve capable of actively adjusting the amount of refrigerant flowing into the battery.

최근 자동차는 연소식 엔진을 사용하는 자동차에서 환경 친화적이고, 연비를 고려한 또 다른 형태의 자동차, 즉, 하이브리드 자동차나 연료전지 자동차의 개발이 전 세계적으로 활발히 개발되고 있는 실정이다.Recently, automobiles are environmentally friendly in automobiles using combustion engines, and other types of automobiles considering fuel efficiency, such as hybrid automobiles and fuel cell automobiles, have been actively developed all over the world.

하이브리드 자동차는 기존의 엔진과 전기에너지로 구동되는 모터를 연계하여 두 가지의 동력원으로 차량을 구동하는 만큼, 배기가스에 의한 환경오염의 저감과 함께 연비향상의 효과로 인하여 미국과 일본을 중심으로 최근 각광을 받고 있는 현실대안적인 차세대 자동차로 자리매김하고 있다.Hybrid vehicles connect the existing engine with electric energy driven motors to drive vehicles with two power sources. Due to the reduction of environmental pollution caused by exhaust gas and the improvement of fuel efficiency, It is positioned as a next-generation alternative vehicle in the spotlight.

일반적으로 하이브리드 차량의 동력원으로는 가솔린 및 디젤로 구동되는 엔진과 보조 동력원으로 모터를 사용하고 있다.Generally, as a power source of a hybrid vehicle, a motor driven by a gasoline and diesel engine and a motor as an auxiliary power source are used.

즉, 저속 운전 시는 상기 모터를 동력원으로 하여 주행하고, 일정 속도 이상에서는 동력원을 엔진으로 전환하여 주행하게 된다.That is, at the time of the low speed operation, the motor runs as the power source, and when the speed is higher than the predetermined speed, the power source is switched to the engine and travels.

한편, 상기 모터의 구동에 필요한 동력원으로 배터리를 사용하고 있는데, 이러한 배터리는 하이브리드 차량은 물론 전기자동차에서 수명에 중요한 인자로 작용하고 있으므로 이 배터리를 효율적으로 운용하기 위해서는 이에 대한 관리가 철저하게 이루어져야 한다.On the other hand, a battery is used as a power source for driving the motor. Since such a battery plays an important role in the lifetime of the hybrid vehicle as well as the electric vehicle, the battery must be thoroughly managed in order to operate the battery efficiently .

그런데 종래의 배터리를 장시간 사용할 경우 배터리로부터 열이 발생하게 되고, 특히 충전 시에는 내부의 온도가 급격히 상승하게 되며, 이와 같이 배터리의 온도 상승은 배터리의 수명을 단축시키게 되고 배터리를 최적의 상태로 사용할 수 없게 되는 것이다.However, when a conventional battery is used for a long time, heat is generated from the battery. Particularly, when the battery is charged, the internal temperature rapidly rises. As a result, the temperature of the battery shortens the life of the battery. I can not.

따라서 상기 배터리의 성능을 유지 및 향상시키기 위하여 냉각장치가 필요하며, 현재 사용되고 있는 배터리 냉각방식은 크게 공냉식과 수냉식으로 나뉜다.Therefore, a cooling device is required to maintain and improve the performance of the battery, and currently used battery cooling methods are divided into air cooling type and water cooling type.

도 1은 냉매를 이용하여 냉각수를 냉각한 다음, 냉각된 냉각수로 배터리를 냉각하는 수냉식 배터리 냉각 시스템이다.1 is a water-cooled battery cooling system for cooling a cooling water using a coolant and then cooling the battery with cooled cooling water.

특히, 도 1의 수냉식 배터리 냉각 시스템에는 배터리 칠러(10)가 구비되며, 에어컨 냉각 시스템을 순환하는 냉매의 일부가 배터리 칠러(10) 측으로 유동되고, 유동된 냉매를 이용하여 배터리 모듈(B) 냉각을 위한 냉각수를 냉각함으로써, 배터리가 냉각되도록 한다.Particularly, the water-cooled battery cooling system of FIG. 1 includes a battery chiller 10, a part of the refrigerant circulating in the air conditioner cooling system flows to the battery chiller 10 side, Thereby cooling the battery.

이때, 상기 수냉식 배터리 냉각 시스템은 증발기 전단(E)에 장착되는 제1팽창밸브(T1) 외에, 배터리 칠러 전단에 배터리 칠러용 팽창밸브(T2)를 추가하여, 배터리 칠러(10)로 유입된 냉매가 기화됨으로써, 냉각수를 냉각시키도록 구성된다.At this time, in the water-cooled battery cooling system, in addition to the first expansion valve T1 mounted on the front end E of the evaporator, an expansion valve T2 for battery chiller is added to the front end of the battery chiller, So that the cooling water is cooled.

또한, 상기 수냉식 배터리 냉각 시스템에서는 상기 배터리 칠러 전단에 솔레노이드 및 팽창밸브를 조합하여 사용함으로써, 증발기와 배터리 칠러 간에 냉매 유로가 결정되도록 하였다.In the water-cooled battery cooling system, a solenoid and an expansion valve are used in combination with the front end of the battery chiller, so that the refrigerant flow path is determined between the evaporator and the battery chiller.

그런데, 상기 솔레노이드 밸브 일체형 팽창밸브는 ON/OFF 기능만 있는 솔레노이드의 특성 상, 배터리 칠러와 증발기 측으로 흐르는 냉매 분배량을 능동적으로 조절하지 못한다는 단점이 있었다.However, the solenoid valve integral type expansion valve is disadvantageous in that it can not actively regulate the refrigerant distribution amount flowing to the battery chiller and the evaporator due to the characteristics of the solenoid having only ON / OFF function.

이에 따라, 상기 수냉식 배터리 냉각 시스템은 배터리 칠러 작동 초기 시, 증발기 측으로 흐르는 냉매가 급감하여 토출 온도가 상승하거나, 상시적으로 배터리 칠러에서 필요 이상의 많은 열교환이 이루어져, 전체적인 차량 냉방 성능이 저하되고, 냉각 성능 제어가 어렵다는 문제점이 있었다.Accordingly, in the water-cooled battery cooling system, the refrigerant flowing to the evaporator side rapidly decreases at the initial stage of the battery chiller operation, and the discharge temperature rises, or the battery chiller constantly performs more heat than necessary in the battery chiller, There is a problem that performance control is difficult.

국내공개특허공보 제2013-0029870호(명칭: 차량용 히트 펌프 시스템, 공개일 2013.03.26)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0029870 (entitled: Vehicle Heat Pump System, Publication Date 2013.03.26)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 수냉식 배터리 냉각 시스템 내에서 수냉식 배터리 모듈 냉각에 사용되는 냉각수를 냉각하는 배터리 칠러로 유입되는 냉매량 조절 수단인 유량 제어 밸브를 포함하되, 상기 유량 제어 밸브가 간단한 구조로, 필요에 따른 능동적인 냉매량 조절이 가능하도록 형성됨에 따라, 원가 절감과, 차량의 냉방 성능을 향상시킬 수 있는 수냉식 배터리 냉각 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flow control valve which is a means for controlling the amount of refrigerant flowing into a battery chiller for cooling a cooling water used for cooling a water-cooled battery module in a water- , And the flow control valve is formed to have a simple structure and capable of actively controlling the amount of refrigerant as needed, thereby providing a water-cooled battery cooling system capable of reducing cost and improving cooling performance of a vehicle.

본 발명의 실시 예에 따른 수냉식 배터리 냉각 시스템은 응축기(C), 제1팽창밸브(T1), 증발기(E) 및 압축기(P)로 이루어진 에어컨의 냉동 사이클; 상기 응축기(C)에서 응축된 냉매의 일부가 분기되어 유입되며, 상기 냉매를 수냉식 배터리 모듈(B) 냉각에 사용되는 냉각수와 열교환 시키는 배터리 칠러(10); 상기 배터리 칠러(10)의 냉매 유입부(I) 전단에 구비되는 제2팽창밸브(T2); 및 상기 제2팽창밸브(T2)의 제1냉매 유입부(I) 전단에 연결되며, 상기 냉매가 유입되는 냉매 유동 통로(110)의 개도량을 조절하여 냉매 유량을 조절하는 유량 제어 밸브(1); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.A water-cooled battery cooling system according to an embodiment of the present invention includes a refrigeration cycle of an air conditioner including a condenser (C), a first expansion valve (T1), an evaporator (E), and a compressor (P); A battery chiller 10 for partially exchanging refrigerant condensed in the condenser C and flowing the refrigerant into the cooling water used for cooling the water-cooled battery module B; A second expansion valve T2 provided at a front end of the refrigerant inflow portion I of the battery chiller 10; And a flow control valve (1) connected to the front end of the first refrigerant inflow portion (I) of the second expansion valve (T2) and regulating the opening amount of the refrigerant flow passage (110) ); And a control unit.

또한, 일실시 예에 따른 상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 냉매 유동 통로(110)가 관통 형성된 밸브 바디(100); 상기 냉매 유동 통로(110)로 유체가 유입되는 입구부(120); 상기 냉매 유동 통로(110)를 개폐하는 유량조절부(130); 및 상기 유량조절부(130)에 의해 상기 냉매 유동 통로(110)의 개도량이 조절되도록 제어하는 구동부(140); 를 포함할 수 있다.In addition, the flow control valve 1 according to one embodiment includes a valve body 100 having the refrigerant flow path 110 formed therein; An inlet 120 through which the fluid flows into the refrigerant flow passage 110; A flow control unit 130 for opening / closing the refrigerant flow path 110; And a driving unit 140 for controlling the amount of opening of the refrigerant flow path 110 by the flow rate regulator 130. . ≪ / RTI >

또한, 상기 구동부(140)는 상기 냉매 유동 통로(110)의 폭 방향으로 상기 유량조절부(130)를 이동시키는 모터일 수 있다.The driving unit 140 may be a motor that moves the flow rate regulator 130 in the width direction of the refrigerant flow path 110.

또한, 상기 구동부(140)는 스텝 모터 또는 DC 모터일 수 있다.The driving unit 140 may be a step motor or a DC motor.

또한, 상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 증발기(E)의 제1온도 센서와, 냉각수 또는 배터리 온도를 측정하는 제2온도 센서를 이용하여 상기 구동부(140)를 제어하는 제어부(150)를 포함할 수 있다.The flow control valve 1 includes a control unit 150 for controlling the driving unit 140 using a first temperature sensor of the evaporator E and a second temperature sensor for measuring the temperature of the cooling water or the battery can do.

또한, 상기 제어부(150)는 상기 유량조절부(130)에 의한 상기 냉매 유동 통로(110) 개도량 조절이 3~5단계로 이루어지도록 상기 구동부(140)를 제어할 수 있다.The control unit 150 may control the driving unit 140 to adjust the amount of the refrigerant flow passage 110 by the flow control unit 130 in three to five steps.

또 다른 실시 예에 따른 상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 냉매 유동 통로(110)가 관통 형성된 밸브 바디(100); 상기 냉매 유동 통로(110)로 유체가 유입되는 입구부(120); 상기 냉매 유동 통로(110)를 개방 또는 폐쇄하는 제1유량조절부(131); 상기 제1유량조절부(131)를 제어하는 제1솔레노이드(141); 상기 제1유량조절부(131)와 상기 냉매 유동 통로(110)의 길이방향으로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 냉매 유동 통로(110)를 전체 개방하거나, 상기 냉매 유동 통로(110)의 일부 영역을 차단하여 유로를 조절하는 제2유량조절부(132); 및 상기 제2유량조절부(132)를 제어하는 제2솔레노이드(142); 를 포함할 수 있다.The flow control valve 1 according to another embodiment includes a valve body 100 through which the refrigerant flow path 110 is inserted; An inlet 120 through which the fluid flows into the refrigerant flow passage 110; A first flow rate regulator 131 for opening or closing the refrigerant flow passage 110; A first solenoid 141 for controlling the first flow rate regulator 131; The first flow rate regulator 131 and the refrigerant flow path 110 are spaced apart from each other by a predetermined distance in the longitudinal direction of the refrigerant flow path 110. The refrigerant flow path 110 may be entirely opened, A second flow rate regulator 132 for regulating the flow rate by shutting off the second flow rate regulator 132; And a second solenoid (142) for controlling the second flow rate regulator (132); . ≪ / RTI >

이때, 상기 제2유량조절부(132)는 상기 냉매 유동 통로(110)의 길이방향으로 일정 영역이 관통 형성된 관통유로(133)를 포함할 수 있다.At this time, the second flow rate regulator 132 may include a through-flow passage 133 having a predetermined region in the longitudinal direction of the refrigerant flow passage 110.

또한, 상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 제1솔레노이드(141)가 OFF, 상기 제2솔레노이드(142)가 ON 인 경우, 상기 제2유량조절부(132)가 상기 냉매 유동 통로(110) 내에 배치되도록 이동되되, 냉매가 상기 관통유로(133)를 통해 유입될 수 있다.When the first solenoid 141 is OFF and the second solenoid 142 is ON, the second flow rate regulator 132 is connected to the refrigerant flow path 110 And the refrigerant can be flowed through the through-flow passage 133. [0065]

또한, 상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 제1솔레노이드(141)가 ON, 상기 제2솔레노이드(142)가 OFF 인 경우, 상기 제1유량조절부(131)가 상기 냉매 유동 통로(110) 내에 배치되도록 이동되어, 상기 냉매 유동 통로(110)가 폐쇄될 수 있다.When the first solenoid 141 is turned on and the second solenoid 142 is turned off, the first flow rate control unit 131 is connected to the refrigerant flow path 110 So that the refrigerant flow passage 110 can be closed.

또한, 상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 제1솔레노이드(141)가 OFF, 상기 제2솔레노이드(142)가 OFF 인 경우, 상기 냉매 유동 통로(110)가 개방될 수 있다.The flow control valve 1 may open the refrigerant flow passage 110 when the first solenoid 141 is OFF and the second solenoid 142 is OFF.

또한, 상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 증발기(E)의 제1온도 센서와, 냉각수 또는 배터리 온도를 측정하는 제2온도 센서를 이용하여 상기 제1솔레노이드(141) 및 제2솔레노이드(142)를 제어하는 제어부(150)를 포함할 수 있다.The flow control valve 1 is connected to the first solenoid 141 and the second solenoid 142 using a first temperature sensor of the evaporator E and a second temperature sensor for measuring the temperature of the cooling water or the battery, And a control unit 150 for controlling the control unit 150.

또한, 상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 제2팽창밸브(T2)와 일체로 형성될 수 있다.The flow control valve 1 may be integrally formed with the second expansion valve T2.

본 발명의 실시 예에 따른 수냉식 배터리 냉각 시스템은 수냉식 배터리 모듈 냉각에 사용되는 냉각수를 냉각하는 배터리 칠러로 유입되는 냉매량 조절 수단인 유량 제어 밸브를 포함하되, 상기 유량 제어 밸브가 간단한 구조로, 필요에 따른 능동적인 냉매량 조절이 가능하도록 형성됨에 따라, 원가 절감과, 차량의 냉방 성능을 향상시킬 수 있다.The water-cooled battery cooling system according to an embodiment of the present invention includes a flow control valve, which is a refrigerant amount control means that is introduced into a battery chiller that cools cooling water used for cooling a water-cooled battery module. The flow control valve has a simple structure, It is possible to reduce the cost and improve the cooling performance of the vehicle.

더욱 상세하게, 상기 유량 제어 밸브는 압력 및 온도를 측정하는 PT 센서 없이, 차량에서 제공하는 냉방 또는 냉각 관련 정보를 이용하여, 간단한 구조의 모터 또는 솔레노이드로 냉매 유동 통로의 개도량을 조절할 수 있도록 형성됨으로써, PT 센서를 이용한 전자팽창밸브(EXV)보다 적은 원가로 간단하게 유량 제어가 가능하다.More specifically, the flow control valve is formed so as to control the amount of opening of the refrigerant flow path with a simple structure motor or solenoid, using cooling or cooling related information provided by the vehicle, without a PT sensor for measuring pressure and temperature. It is possible to control the flow rate with a smaller cost than the electronic expansion valve (EXV) using the PT sensor.

또한, 상기 유량 제어 밸브를 포함하는 수냉식 배터리 냉각 시스템은 배터리 칠러와 증발기 측으로 유동되는 냉매 분배량을 능동적으로 조절 가능하여, 배터리 칠러 초기 작동 시, 토출 온도 제어가 어려웠던 문제점을 해결하고, 차량의 냉방 및 냉각수의 냉각 성능을 보다 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, the water-cooled battery cooling system including the flow control valve can actively adjust the refrigerant distribution amount flowing to the battery chiller and the evaporator side, thereby solving the problem of difficulty in controlling the discharge temperature during the initial operation of the battery chiller, And the cooling performance of the cooling water can be further improved.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 수냉식 배터리 냉각 시스템은 차량 주행 환경에 적합한 능동적인 냉매 용량 조절이 가능하다.That is, the water-cooled battery cooling system according to the embodiment of the present invention is capable of actively controlling the refrigerant capacity suitable for the traveling environment of the vehicle.

도 1은 종래의 수냉식 배터리 냉각 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수냉식 배터리 냉각 시스템의 구성도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 유량 제어 밸브가 제2팽창밸브와 연결된 상태에서 개도량이 조절되는 상태를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 유량 제어 밸브가 제2팽창밸브와 연결된 상태를 나타낸 개략도.
도 7 및 도 8은 도 6의 유량 제어 밸브에서 개도량이 조절되는 상태를 나타낸 개략도.1 is a block diagram of a conventional water-cooled battery cooling system.
2 is a configuration diagram of a water-cooled battery cooling system according to an embodiment of the present invention;
3 to 5 are schematic views showing a state in which the opening amount is adjusted in a state where the flow control valve according to the embodiment of the present invention is connected to the second expansion valve.
6 is a schematic view showing a state in which a flow control valve according to another embodiment of the present invention is connected to a second expansion valve.
FIGS. 7 and 8 are schematic views showing a state in which the opening amount of the flow control valve of FIG. 6 is adjusted.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 수냉식 배터리 냉각 시스템을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, a water-cooled battery cooling system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발병의 실시 예에 따른 수냉식 배터리 냉각 시스템(1000)은 에어컨 냉동 사이클과, 배터리 칠러(10), 제2팽창밸브(T2) 및 유량 제어 밸브(1)를 포함할 수 있다.2, the water-cooled battery cooling system 1000 according to an embodiment of the present invention includes an air conditioner refrigeration cycle, a battery chiller 10, a second expansion valve T2, and a flow control valve 1 can do.

상기 에어컨 냉동 사이클은 응축기(C), 제1팽창밸브(T1), 증발기(E) 및 압축기(P)로 이루어진 것으로, 냉매가 순환하며 상기 증발기(E)에서 열을 흡수하며 냉매가 기화되는 과정을 통해 주위 열을 흡수하게 된다.The air conditioner refrigeration cycle includes a condenser C, a first expansion valve T 1, an evaporator E and a compressor P. The refrigerant circulates and absorbs heat in the evaporator E, To absorb the ambient heat.

참고로, 도 2의 수냉식 배터리 냉각 시스템(1000)은 전기차와 같은 차량용 히트펌프 시스템에 적용될 수 있는 것으로, 차량용 히트펌프 시스템에서 난방 모드 시에는, 상기 응축기(C)가 실외 열교환기 역할을 하게 된다.2 can be applied to a vehicle heat pump system such as an electric vehicle. When the vehicle heat pump system is in a heating mode, the condenser C serves as an outdoor heat exchanger .

상기 배터리 칠러(10)는 상기 응축기(C)에서 응축된 냉매의 일부가 분기되어 유입되며, 이를 수냉식 배터리 모듈(B) 냉각에 사용되는 냉각수와 열교환 시킨다.A part of the refrigerant condensed in the condenser (C) is branched and introduced into the battery chiller (10), and the refrigerant exchanges heat with the cooling water used for cooling the water-cooled battery module (B).

상기 제2팽창밸브(T2)는 상기 배터리 칠러(10)의 냉매 유입부(I) 전단에 구비되어, 상기 응축기(C)로부터 응축된 냉매를 교축 하여 증발을 일으킬 수 있는 압력까지 감압 시킨다.The second expansion valve T2 is provided at a front end of the refrigerant inflow portion I of the battery chiller 10 to reduce the refrigerant condensed from the condenser C to a pressure capable of causing evaporation.

상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 제2팽창밸브(T2)의 제1냉매 유입부(I) 전단에 연결되며, 냉매가 유입되는 냉매 유동 통로(110)의 개도량을 조절하여 냉매 유량을 조절하게 된다.The flow control valve 1 is connected to the front end of the first refrigerant inlet I of the second expansion valve T2 and adjusts the opening amount of the refrigerant flow passage 110 into which the refrigerant flows, .

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 수냉식 배터리 냉각 시스템(1000)은 배터리 냉각 필요에 의해 상기 배터리 칠러(10)가 작동되는 경우, 에어컨의 냉동 사이클을 순환하는 냉매 일부가 상기 제2팽창밸브(T2)를 거쳐 상기 배터리 칠러(10)로 유입되는 냉매 라인 상에 상기 유량 제어 밸브(1)가 구비됨으로써, 배터리 칠러(10) 초기 작동 시, 상기 증발기(E) 측으로 흐르는 냉매가 급감하여 냉매 토출 온도가 상승하는 현상을 방지하게 된다.That is, when the battery chiller 10 is operated by the necessity of battery cooling, a part of the refrigerant circulating in the refrigeration cycle of the air conditioner is supplied to the second expansion valve T2 The flow rate control valve 1 is provided on the refrigerant line which flows into the battery chiller 10 through the refrigerant discharge line 10 and the refrigerant discharge line 11, Is prevented from rising.

이때, 상기 유량 제어 밸브(1)는 냉매 유동 통로(110)의 개도량을 조절하는 수단의 이동을 모터 또는 솔레노이드 밸브가 제어하도록 하되, 기존의 솔레노이드 밸브가 개방 또는 폐쇄의 두 가지 모드만 가능하던 단점을 보완하여, 보다 능동적으로 냉매 유동 통로(110)의 개도량이 조절될 수 있도록 구성된다.At this time, the flow control valve 1 controls the motor or the solenoid valve to control the movement of the means for regulating the amount of opening of the refrigerant flow path 110. However, when the conventional solenoid valve is capable of only two modes of opening or closing And the opening amount of the refrigerant flow passage 110 can be adjusted more actively.

먼저, 도 3 내지 도 5에 도시된 실시 예에 따른 유량 제어 밸브(1)는 크게 밸브 바디(100), 입구부(120), 유량조절부(130) 및 구동부(140)를 포함하여 형성된다.3 to 5, the flow control valve 1 includes a valve body 100, an inlet 120, a flow control unit 130, and a driving unit 140 .

상기 밸브 바디(100)에는 냉매 유동 통로(110)가 길이방향으로 관통 형성되며, 상기 냉매 유동 통로(110)의 단부는 상기 제2팽창밸브(T2)의 제1냉매 유입부(I)와 연통되도록 연결된다.The valve body 100 is formed with a refrigerant flow passage 110 extending in the longitudinal direction and an end of the refrigerant flow passage 110 is communicated with the first refrigerant inflow portion I of the second expansion valve T2 Respectively.

다음으로, 상기 입구부(120)는 상기 냉매 유동 통로(110)로 유체가 유입되는 곳으로, 상기 응축기(C)로부터 응축된 냉매의 일부가 유입되도록 상기 에어컨 냉동 사이클의 냉매 순환 라인으로부터 분기된 냉매 분기 라인 상에 연결된다.The inlet 120 is branched from the refrigerant circulation line of the air conditioner refrigeration cycle so that a part of the refrigerant condensed from the condenser C flows into the refrigerant flow path 110, And is connected on the refrigerant branch line.

상기 구동부(140)는 상기 유량조절부(130)에 의해 상기 냉매 유동 통로(110)의 개도량이 조절되도록 제어하는 것으로, 상기 냉매 유동 통로(110)의 폭 방향으로 상기 유량조절부(130)를 이동시키는 모터일 수 있다.The driving unit 140 controls the amount of opening of the refrigerant flow path 110 by the flow control unit 130 so that the flow rate control unit 130 can be controlled in the width direction of the refrigerant flow path 110. The motor may be a moving motor.

이때, 상기 구동부(140)는 스텝 모터 일 수도 있고, 일반적인 DC 모터 일 수도 있다.At this time, the driving unit 140 may be a step motor or a general DC motor.

아울러, 상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 증발기(E)의 제1온도 센서와, 냉각수 또는 배터리 온도를 측정하는 제2온도 센서를 이용하여 상기 구동부(140)를 제어하는 제어부(150)를 포함한다.The flow control valve 1 includes a control unit 150 for controlling the driving unit 140 using a first temperature sensor of the evaporator E and a second temperature sensor for measuring the temperature of the cooling water or the battery do.

이에 따라, 상기 유량 제어 밸브(1)는 별도의 PT 센서 없이, 차량에서 제공하는 냉방 또는 냉각 관련 정보를 이용하여 상기 유량조절부(130)의 개도량이 조절될 수 있다.Accordingly, the opening amount of the flow rate regulator 130 can be adjusted by using cooling or cooling related information provided by the vehicle, without a separate PT sensor for the flow rate control valve 1.

상기 제어부(150)는 상기 유량조절부(130)에 의한 상기 냉매 유동 통로(110)의 개도량 조절이 3~5단계로 이루어지도록 상기 구동부(140)를 제어할 수 있다.The control unit 150 may control the driving unit 140 to adjust the amount of opening of the refrigerant flow path 110 by the flow control unit 130 in three to five steps.

즉, 상기 제어부(150)는 3단계로 상기 구동부(140)를 제어하는 경우, 상기 냉매 유동 통로(110)는 완전 열림, 중간 열림, 폐쇄와 같은 단계로 제어될 수 있고, 4단계로 제어하는 경우, 상기 냉매 유동 통로(110)는 완전 열림, 1/3 열림, 2/3 열림, 폐쇄와 같은 단계로 제어될 수 있다.That is, when the controller 150 controls the driving unit 140 in three stages, the refrigerant flow passage 110 can be controlled in the steps of full opening, middle opening, and closing, , The refrigerant flow passage 110 can be controlled in the same steps as full opening, 1/3 opening, 2/3 opening, and closing.

이와 같은 제어 단계는 필요에 따라 얼마든지 변경실시가 가능하다.This control step can be changed as much as necessary.

또 다른 실시 예로, 도 6 내지 도 8에 도시된 실시 예에 따른 유량 제어 밸브(1)는 밸브 바디(100), 입구부(120), 제1유량조절부(131), 제1솔레노이드(141), 제2유량조절부(132) 및 제2솔레노이드(142)를 포함한다.6 to 8, the flow control valve 1 includes a valve body 100, an inlet portion 120, a first flow rate regulator 131, a first solenoid 141 A second flow rate regulator 132, and a second solenoid 142. The second solenoid 142 may include a second solenoid 142,

상기 밸브 바디(100)에는 냉매 유동 통로(110)가 길이방향으로 관통 형성되며, 상기 냉매 유동 통로(110)의 단부는 상기 제2팽창밸브(T2)의 제1냉매 유입부(I)와 연통되도록 연결된다.The valve body 100 is formed with a refrigerant flow passage 110 extending in the longitudinal direction and an end of the refrigerant flow passage 110 is communicated with the first refrigerant inflow portion I of the second expansion valve T2 Respectively.

다음으로, 상기 입구부(120)는 상기 냉매 유동 통로(110)로 유체가 유입되는 곳으로, 상기 응축기(C)로부터 응축된 냉매의 일부가 유입되도록 상기 에어컨 냉동 사이클의 냉매 순환 라인으로부터 분기된 냉매 분기 라인 상에 연결된다.The inlet 120 is branched from the refrigerant circulation line of the air conditioner refrigeration cycle so that a part of the refrigerant condensed from the condenser C flows into the refrigerant flow path 110, And is connected on the refrigerant branch line.

상기 제1유량조절부(131)는 상기 냉매 유동 통로(110)를 개방 또는 폐쇄하도록 형성된 디스크 타입으로, 상기 제1솔레노이드(141)와 연결되어, 상기 제1솔레노이드(141)의 제어에 따라 상기 냉매 유동 통로(110)를 완전히 개방하거나 폐쇄시킬 수 있다.The first flow rate regulator 131 is a disk type formed to open or close the refrigerant flow path 110. The first flow rate regulator 131 is connected to the first solenoid 141 and is controlled by the first solenoid 141, The refrigerant flow passage 110 can be completely opened or closed.

상기 제2유량조절부(132)는 상기 제1유량조절부(131)와 상기 냉매 유동 통로(110)의 길이방향으로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 냉매 유동 통로(110)를 전체 개방하거나, 상기 냉매 유동 통로(110)의 일부 영역만을 차단하여 유로를 조절할 수 있도록 형성된다.The second flow rate regulator 132 is installed to be spaced apart from the first flow rate regulator 131 by a predetermined distance in the longitudinal direction of the refrigerant flow passage 110 and may open the refrigerant flow passage 110 completely, So that only a part of the region of the refrigerant flow path 110 can be blocked to control the flow path.

상기 제2유량조절부(132)는 상기 제1유량조절부(131)와 같이 디스크 타입으로 형성되어, 상기 제2솔레노이드(142)의 제어에 따라 상기 냉매 유동 통로(110)의 개폐를 조절하게 되지만, 상기 냉매 유동 통로(110)의 길이방향으로 일정 영역이 관통 형성된 관통 유로를 포함한다.The second flow rate regulator 132 is formed in a disc shape like the first flow rate regulator 131 and controls the opening and closing of the refrigerant flow path 110 under the control of the second solenoid 142 However, the refrigerant flow path 110 may include a through-flow passage formed through a certain region in the longitudinal direction of the refrigerant flow path 110.

이에 따라, 상기 제2유량조절부(132)는 상기 제2솔레노이드(142)가 ON 되어 상기 제2유량조절부(132)가 상기 냉매 유동 통로(110) 내에 배치되도록 이동되더라도, 상기 관통 유로를 통해 냉매가 유동 가능하기 때문에, 상기 냉매 유동 통로(110)의 일부만 차단하는 효과 가질 수 있다.Accordingly, even when the second solenoid 142 is turned on and the second flow rate regulator 132 is moved to be disposed in the refrigerant flow path 110, Since the refrigerant can flow through the refrigerant flow path 110, it is possible to block only a part of the refrigerant flow path 110.

아울러, 상기 유량 제어 밸브(1)는 상기 증발기(E)의 제1온도 센서와, 냉각수 또는 배터리 온도를 측정하는 제2온도 센서를 이용하여 상기 제1솔레노이드(141) 및 제2솔레노이드(142)를 제어하는 제어부(150)를 포함할 수 있다.The flow control valve 1 is connected to the first solenoid 141 and the second solenoid 142 using a first temperature sensor of the evaporator E and a second temperature sensor for measuring the temperature of the cooling water or the battery. And a control unit 150 for controlling the control unit 150.

이에 따라, 상기 유량 제어 밸브(1)는 별도의 PT 센서 없이, 차량에서 제공하는 냉방 또는 냉각 관련 정보를 이용하여 상기 제1유량조절부(131) 및 제2유량조절부(132)의 개도량이 조절될 수 있다.Accordingly, the flow control valve 1 can detect the opening amount of the first flow rate regulator 131 and the second flow rate regulator 132 using the cooling or cooling related information provided by the vehicle, Lt; / RTI >

도 6에 도시된 제어 모드는 상기 제1솔레노이드(141)가 OFF, 상기 제2솔레노이드(142)가 OFF 인 경우로, 상기 냉매 유동 통로(110)가 완전히 개방된 상태이다.In the control mode shown in FIG. 6, the first solenoid 141 is OFF and the second solenoid 142 is OFF, and the refrigerant flow path 110 is completely opened.

다음으로, 상기 도 7에 도시된 제어 모드는 상기 제1솔레노이드(141)가 OFF, 상기 제2솔레노이드(142)가 ON 인 경우로, 상기 제2유량조절부(132)가 상기 냉매 유동 통로(110) 내에 배치되도록 이동되어, 냉매가 상기 관통유로(133)를 통해 유입될 수 있는 상태이다.7, the first solenoid 141 is OFF, the second solenoid 142 is ON, and the second flow rate regulator 132 is connected to the refrigerant flow path 110, so that the refrigerant can be introduced through the through-flow passage 133. In this state,

즉, 도 7에 도시된 제어 모드는 상기 관통유로(133)의 직경에 따라 상기 냉매 유동 통로(110)의 개도량이 조절된다고 볼 수 있다.That is, in the control mode shown in FIG. 7, the opening amount of the refrigerant flow path 110 is controlled according to the diameter of the through-flow path 133.

다음으로, 상기 도 8에 도시된 제어 모드는 상기 제1솔레노이드(141)가 ON, 상기 제2솔레노이드(142)가 OFF 인 경우로, 상기 제1유량조절부(131)가 상기 냉매 유동 통로(110) 내에 배치되도록 이동되어, 상기 냉매 유동 통로(110)가 완전히 폐쇄된 상태이다.8 is a control mode in which the first solenoid 141 is ON and the second solenoid 142 is OFF and the first flow rate regulator 131 is connected to the refrigerant flow path 110, so that the refrigerant flow passage 110 is completely closed.

상술한 바와 같이, 상기 유량 제어 밸브(1)는 압력 및 온도를 측정하는 PT 센서 없이, 차량에서 제공하는 냉방 또는 냉각 관련 정보를 이용하여, 간단한 구조의 모터 또는 솔레노이드로 냉매 유동 통로(110)의 개도량을 조절할 수 있도록 형성됨으로써, PT 센서를 이용한 전자팽창밸브(EXV)보다 적은 원가로 유량 제어가 가능하다.As described above, the flow control valve 1 is provided with a simple structure motor or solenoid, using the cooling or cooling related information provided by the vehicle, without the PT sensor measuring the pressure and the temperature, It is possible to control the flow rate at a smaller cost than the electronic expansion valve (EXV) using the PT sensor.

또한, 상기 유량 제어 밸브(1)를 포함하는 수냉식 배터리 냉각 시스템(1000)은 배터리 칠러(10)와 증발기(E) 측으로 유동되는 냉매 분배량을 능동적으로 조절 가능하여, 배터리 칠러(10) 초기 작동 시, 토출 온도 제어가 어려웠던 문제점을 해결하고, 차량의 냉방 및 냉각수의 냉각 성능을 보다 향상시킬 수 있다.The water-cooled battery cooling system 1000 including the flow control valve 1 can actively adjust the refrigerant distribution amount flowing to the battery chiller 10 and the evaporator E so that the initial operation of the battery chiller 10 It is possible to solve the problem that it is difficult to control the discharge temperature and to cool the vehicle and to improve the cooling performance of the cooling water.

본 발명은 상기한 실시 예에 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.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

1000: 수냉식 배터리 냉각 시스템
C: 응축기 P: 압축기
T1: 제1팽창밸브 T2: 제2팽창밸브
I: 냉매 유입부 E: 증발기
B: 배터리 모듈
1: 유량 제어 밸브
10: 배터리 칠러
100: 밸브 바디 110: 냉매 유동 통로
120: 입구부 130: 유량조절부
131: 제1유량조절부 132: 제2유량조절부
133: 관통유로
140: 구동부
141: 제1솔레노이드 142: 제2솔레노이드
150: 제어부1000: Water-cooled battery cooling system
C: Condenser P: Compressor
T1: first expansion valve T2: second expansion valve
I: Refrigerant inlet portion E: Evaporator
B: Battery module
1: Flow control valve
10: Battery Chiller
100: valve body 110: refrigerant flow passage
120: inlet part 130: flow control part
131: first flow rate regulator 132: second flow rate regulator
133: Through-
140:
141: first solenoid 142: second solenoid
150:

Claims (13)

응축기(C), 제1팽창밸브(T1), 증발기(E) 및 압축기(P)로 이루어진 에어컨의 냉동 사이클;
상기 응축기(C)에서 응축된 냉매의 일부가 분기되어 유입되며, 상기 냉매를 수냉식 배터리 모듈(B) 냉각에 사용되는 냉각수와 열교환 시키는 배터리 칠러(10);
상기 배터리 칠러(10)의 냉매 유입부(I) 전단에 구비되는 제2팽창밸브(T2); 및
상기 제2팽창밸브(T2)의 제1냉매 유입부(I) 전단에 연결되며, 상기 냉매가 유입되는 냉매 유동 통로(110)의 개도량을 조절하여 냉매 유량을 조절하는 유량 제어 밸브(1); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
A refrigeration cycle of an air conditioner comprising a condenser (C), a first expansion valve (T1), an evaporator (E) and a compressor (P);
A battery chiller 10 for partially exchanging refrigerant condensed in the condenser C and flowing the refrigerant into the cooling water used for cooling the water-cooled battery module B;
A second expansion valve T2 provided at a front end of the refrigerant inflow portion I of the battery chiller 10; And
A flow control valve 1 connected to a front end of the first refrigerant inflow portion I of the second expansion valve T2 for regulating an opening amount of the refrigerant flow passage 110 into which the refrigerant flows, ; Wherein the cooling system comprises:
제 1항에 있어서,
상기 유량 제어 밸브(1)는
상기 냉매 유동 통로(110)가 관통 형성된 밸브 바디(100);
상기 냉매 유동 통로(110)로 유체가 유입되는 입구부(120);
상기 냉매 유동 통로(110)를 개폐하는 유량조절부(130); 및
상기 유량조절부(130)에 의해 상기 냉매 유동 통로(110)의 개도량이 조절되도록 제어하는 구동부(140); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
The flow control valve (1)
A valve body 100 having the refrigerant flow passage 110 formed therein;
An inlet 120 through which the fluid flows into the refrigerant flow passage 110;
A flow control unit 130 for opening / closing the refrigerant flow path 110; And
A driving unit 140 for controlling the opening amount of the refrigerant flow path 110 by the flow rate control unit 130; Wherein the cooling system comprises:
제 2항에 있어서,
상기 구동부(140)는
상기 냉매 유동 통로(110)의 폭 방향으로 상기 유량조절부(130)를 이동시키는 모터인 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
3. The method of claim 2,
The driving unit 140
And a motor that moves the flow rate regulator (130) in the width direction of the refrigerant flow path (110).
제 3항에 있어서,
상기 구동부(140)는
스텝 모터 또는 DC 모터인 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
The method of claim 3,
The driving unit 140
Step motor or DC motor.
제 2항에 있어서,
상기 유량 제어 밸브(1)는
상기 증발기(E)의 제1온도 센서와, 냉각수 또는 배터리 온도를 측정하는 제2온도 센서를 이용하여 상기 구동부(140)를 제어하는 제어부(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
3. The method of claim 2,
The flow control valve (1)
And a control unit (150) for controlling the driving unit (140) using a first temperature sensor of the evaporator (E) and a second temperature sensor for measuring cooling water or battery temperature.
제 5항에 있어서,
상기 제어부(150)는
상기 유량조절부(130)에 의한 상기 냉매 유동 통로(110) 개도량 조절이 3~5단계로 이루어지도록 상기 구동부(140)를 제어하는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
6. The method of claim 5,
The control unit 150
Wherein the controller controls the driving unit (140) so that the flow rate regulator (130) adjusts the opening amount of the refrigerant flow passage (110) in three to five steps.
제 1항에 있어서,
상기 유량 제어 밸브(1)는
상기 냉매 유동 통로(110)가 관통 형성된 밸브 바디(100);
상기 냉매 유동 통로(110)로 유체가 유입되는 입구부(120);
상기 냉매 유동 통로(110)를 개방 또는 폐쇄하는 제1유량조절부(131);
상기 제1유량조절부(131)를 제어하는 제1솔레노이드(141);
상기 제1유량조절부(131)와 상기 냉매 유동 통로(110)의 길이방향으로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 냉매 유동 통로(110)를 전체 개방하거나, 상기 냉매 유동 통로(110)의 일부 영역을 차단하여 유로를 조절하는 제2유량조절부(132); 및
상기 제2유량조절부(132)를 제어하는 제2솔레노이드(142); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
The flow control valve (1)
A valve body 100 having the refrigerant flow passage 110 formed therein;
An inlet 120 through which the fluid flows into the refrigerant flow passage 110;
A first flow rate regulator 131 for opening or closing the refrigerant flow passage 110;
A first solenoid 141 for controlling the first flow rate regulator 131;
The first flow rate regulator 131 and the refrigerant flow path 110 are spaced apart from each other by a predetermined distance in the longitudinal direction of the refrigerant flow path 110. The refrigerant flow path 110 may be entirely opened, A second flow rate regulator 132 for regulating the flow rate by shutting off the second flow rate regulator 132; And
A second solenoid 142 for controlling the second flow rate regulator 132; Wherein the cooling system comprises:
제 7항에 있어서,
상기 제2유량조절부(132)는
상기 냉매 유동 통로(110)의 길이방향으로 일정 영역이 관통 형성된 관통유로(133)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
8. The method of claim 7,
The second flow rate regulator (132)
And a through-flow passage (133) formed through a certain region in a longitudinal direction of the refrigerant flow passage (110).
제 8항에 있어서,
상기 유량 제어 밸브(1)는
상기 제1솔레노이드(141)가 OFF, 상기 제2솔레노이드(142)가 ON 인 경우,
상기 제2유량조절부(132)가 상기 냉매 유동 통로(110) 내에 배치되도록 이동되어, 냉매가 상기 관통유로(133)를 통해 유입되는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
9. The method of claim 8,
The flow control valve (1)
When the first solenoid 141 is OFF and the second solenoid 142 is ON,
Wherein the second flow rate regulator (132) is moved to be disposed in the refrigerant flow passage (110), and the refrigerant flows through the through flow passage (133).
제 7항에 있어서,
상기 유량 제어 밸브(1)는
상기 제1솔레노이드(141)가 ON, 상기 제2솔레노이드(142)가 OFF 인 경우,
상기 제1유량조절부(131)가 상기 냉매 유동 통로(110) 내에 배치되도록 이동되어, 상기 냉매 유동 통로(110)가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
8. The method of claim 7,
The flow control valve (1)
When the first solenoid 141 is ON and the second solenoid 142 is OFF,
Wherein the first flow rate regulator (131) is moved to be disposed in the refrigerant flow passage (110), and the refrigerant flow passage (110) is closed.
제 7항에 있어서,
상기 유량 제어 밸브(1)는
상기 제1솔레노이드(141)가 OFF, 상기 제2솔레노이드(142)가 OFF 인 경우,
상기 냉매 유동 통로(110)가 개방되는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
8. The method of claim 7,
The flow control valve (1)
When the first solenoid 141 is OFF and the second solenoid 142 is OFF,
And the refrigerant flow path (110) is opened.
제 7항에 있어서,
상기 유량 제어 밸브(1)는
상기 증발기(E)의 제1온도 센서와, 냉각수 또는 배터리 온도를 측정하는 제2온도 센서를 이용하여 상기 제1솔레노이드(141) 및 제2솔레노이드(142)를 제어하는 제어부(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.
8. The method of claim 7,
The flow control valve (1)
And a control unit 150 for controlling the first solenoid 141 and the second solenoid 142 using a first temperature sensor of the evaporator E and a second temperature sensor for measuring the temperature of the cooling water or the battery Wherein said battery cooling system comprises:
제 1항에 있어서,
상기 유량 제어 밸브(1)는
상기 제2팽창밸브(T2)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 배터리 냉각 시스템.The method according to claim 1,
The flow control valve (1)
Is formed integrally with the second expansion valve (T2).
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