KR20190127219A - 차량용 열관리 시스템 - Google Patents

차량용 열관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190127219A
KR20190127219A KR1020180051542A KR20180051542A KR20190127219A KR 20190127219 A KR20190127219 A KR 20190127219A KR 1020180051542 A KR1020180051542 A KR 1020180051542A KR 20180051542 A KR20180051542 A KR 20180051542A KR 20190127219 A KR20190127219 A KR 20190127219A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coolant
refrigerant
coolant loop
vehicle
loop
Prior art date
Application number
KR1020180051542A
Other languages
English (en)
Inventor
이재민
김영철
윤서준
이승호
Original Assignee
한온시스템 주식회사
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 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Priority to KR1020180051542A priority Critical patent/KR20190127219A/ko
Priority to PCT/KR2019/005309 priority patent/WO2019212275A1/ko
Priority to US17/041,580 priority patent/US11458798B2/en
Priority to CN201980029963.5A priority patent/CN112074425B/zh
Publication of KR20190127219A publication Critical patent/KR20190127219A/ko

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
    • B60H1/00642—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
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • 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
    • B60H1/004—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for vehicles having a combustion engine and electric drive means, e.g. hybrid electric vehicles
    • 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
    • B60H1/00914—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is a bypass of the condenser
    • 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
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings
    • H05K7/20881—Liquid coolant with phase change
    • 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
    • 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
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow
    • 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
    • B60H2001/00949—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 comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/34—Cabin temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/445—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

냉각수 라인의 구조를 개선하여 밸브의 개수를 줄임으로써 부품수 감소로 인한 중량 감소, 원가 절감 및 패키지 축소 등의 효과를 얻을 수 있는 차량용 히트펌프 시스템이 개시된다. 차량용 열관리 시스템는 냉매를 순환시켜 공조케이스 내의 공기와 열교환 함으로써 차량 실내의 공조를 수행하는 냉매 순환 루프를 구비한 것으로서, 차량의 전장품을 쿨링하기 위한 제1 냉각제 루프; 및 차량의 배터리를 쿨링하기 위한 제2 냉각제 루프를 구비하며, 상기 제1 냉각제 루프와 제2 냉각제 루프는 독립적으로 구성되되, 상기 제1 냉각제 루프를 유동하는 냉각제가 선택적으로 제2 냉각제 루프를 순환하도록 구성된다.

Description

차량용 열관리 시스템{VEHICLE THERMAL MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 차량용 열관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함하여 이루어진다. 냉방시스템은 증발기를 유동하는 냉매와 증발기를 통과하는 공기를 열교환시켜 차량 실내를 냉방하도록 구성된다. 아울러, 난방시스템은 히터코어를 유동하는 냉각수와 히터코어를 통과하는 공기를 열교환시켜 차량 실내를 난방하도록 구성된다.
한편, 전술한 차량용 공조장치와는 다른 것으로, 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써, 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 있다. 히트펌프 시스템은 공조케이스 내부에 설치되어 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환하기 위한 실내 열교환기와, 공조케이스 외부에서 열교환하기 위한 실외 열교환기 및 냉매의 유동방향을 전환할 수 있는 방향조절밸브 등을 구비한다. 따라서, 방향조절밸브에 의한 냉매의 유동방향에 따라 냉방 모드가 가동될 경우에 실내 열교환기가 냉방용 열교환기의 기능을 수행하며, 난방 모드가 가동될 경우에는 실내 열교환기가 난방용 열교환기의 기능을 수행하게 된다.
도 1은 종래의 차량용 히트펌프 시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이고, 도 2는 종래의 차량용 히트펌프 시스템의 냉방 모드를 도시한 것이며, 도 3은 종래의 차량용 히트펌프 시스템의 난방 모드를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 히트펌프 시스템은 냉매 순환라인(99) 및 냉각수 순환라인(98)과, 압축기(1)와, 실내 열교환기(2)와, 증발기(5)와, 오리피스(8)와, 수-냉매 열교환기(19)와, 팽창밸브(15)를 포함하여 이루어진다.
공조케이스(7)의 내부에는 증발기(5)와 실내 열교환기(2)가 순차로 설치되고, 증발기(5)와 실내 열교환기(2)의 사이에 증발기(5)를 통과한 공기를 실내 열교환기(2) 측으로 선택적으로 유동시켜 냉기와 온기의 유량을 제어하는 온도조절도어(6)가 구비된다. 실내 열교환기(2)의 일 측에는 전기 에너지에 의해 발열하는 PTC히터(3)가 구비될 수 있다.
압축기(1)는 냉매 순환라인(99)에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 기능을 수행하며, 실내 열교환기(2)는 공조케이스(7)의 내부에 설치되어 공조케이스(7) 내부의 공기와 압축기(1)에서 배출된 냉매를 열교환 시킨다. 이 경우, 압축기(1)의 상류 측인 입구 측에는 어큐뮬레이터(16)가 설치된다. 어큐뮬레이터(16)는 압축기(1)로 공급되는 냉매 중에서 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 압축기(1)로 기상 냉매만 공급되도록 한다. 증발기(5)는 공조케이스(7)의 내부에 설치되어, 공조케이스(7) 내부의 공기와 압축기(1)로 공급되는 냉매를 열교환 시킨다.
오리피스(8)는 교축 작용을 수행하는 것으로서, 실내 열교환기(2)의 하류 측에 배치된다. 오리피스(8)는 2way 밸브와 오리피스의 기능을 겸하도록 구성되어 냉매를 통과시키는 밸브 기능을 하거나 냉매를 교축하는 팽창 밸브로 기능한다. 난방 모드 시 오리피스(8)는 냉매의 교축 작용을 수행하고, 냉방 모드 시 오리피스(8)는 냉매를 그대로 통과시킨다.
수-냉매 열교환기(19)는 오리피스(8)의 하류 측에 배치되며, 냉매와 냉각수를 열교환시키는 칠러(Chiller)의 형태로 구현된다. 수-냉매 열교환기(19)의 상류 측에는 삼방향 밸브(13)가 구비된다. 삼방향 밸브(13)는 냉매를 수-냉매 열교환기(19) 측과 증발기(5) 측으로 선택적으로 유동시킨다. 팽창밸브(15)는 교축 작용을 수행하는 것으로서, 삼방향 밸브(13)와 증발기(5)의 사이에 구비된다. 미설명된 부호 14는 1way 밸브이다.
냉각수 순환라인(98)은 냉각수가 유동되는 유로이다. 냉각수 순환라인을 유동하는 냉각수는 수-냉매 열교환기(19)를 통해 냉매 순환라인(99)을 유동하는 냉매와 열교환 한다. 냉각수 순환라인(98)이 차량 모터, 인버터 등의 전장품(17)을 통과하게 하여 냉각수가 전장품(17)을 순환하게 함으로써, 냉각수는 전장품(17)의 폐열에 의해 가열된다.
냉방 모드 시, 도 2에 도시된 것처럼 압축기(1)에서 토출된 냉매는 실내 열교환기(2)를 통과하고 오리피스(8)를 그대로 통과한 후 삼방향 밸브(11) 측으로 유동하여 실외 열교환기(12)를 통과한다. 이후에, 냉매는 삼방향 밸브(13)에 의해 팽창밸브(15) 및 증발기(5)를 통과하여 어큐뮬레이터(16)를 지나 압축기(1)를 순환한다.
냉방 모드 시, 온도조절 도어(6)는 실내 열교환기(2) 측 유로를 폐쇄하며, 공조케이스(7) 내의 공기는 증발기(5)에 의해 냉각되어 차량 실내로 토출됨으로써 냉방을 수행한다. 냉방 모드 시, 증발기(5)에서 냉매는 증발하며, 실외 열교환기(12)에서 냉매는 응축한다.
난방 모드 시, 도 3에 도시된 것처럼 압축기(1)에서 토출된 냉매는 실내 열교환기(2)에서 열교환한 후 오리피스(8)를 지나며 교축된 후 삼방향 밸브(11)에 의해 실외 열교환기(12)를 통과한다. 이후에, 냉매는 삼방향 밸브(13)에 의해 증발기(5)를 바이패스하고 수-냉매 열교환기(19)를 통과하여 어큐뮬레이터(16)를 지나 압축기(1)를 순환한다. 아울러, 냉각수 순환라인(98)을 유동하는 냉각수는 전장품(17)의 폐열에 의해 가열되며 수-냉매 열교환기(19)에서 냉매 순환라인(99)을 유동하는 냉매와 열교환 한다.
난방 모드 시, 온도조절 도어(6)는 실내 열교환기(2) 측 유로를 개방하며, 공조케이스(7) 내의 공기는 실내 열교환기(2)에 의해 가열되어 차량 실내로 토출됨으로써 난방을 수행한다. 난방 모드 시, 실내 열교환기(2)에서 냉매는 응축하며, 실외 열교환기(12) 및 수-냉매 열교환기(19)에서 증발한다.
한편, 전기 자동차와 같이 배터리를 사용하는 차량용 히트펌프 시스템은 전술한 수-냉매 열교환기를 이용하여 전장 폐열과 더불어 배터리를 냉각하고 있다. 결국, 히트펌프 작동 시 실외기를 통한 공기 열원과, 수-냉매 열교환기를 통한 전장 폐열 및 배터리 폐열을 회수하여 히트펌프 성능을 향상시키게 된다.
종래의 차량용 히트펌프 시스템은 차량의 열관리를 위한 다양한 기능을 갖추고 있지만, 이를 위해 복수개의 냉매 밸브와 팽창 밸브를 구비하여야 하므로 부품수 증가에 따른 중량 증가, 원가 증가 및 패키지 증가 등의 문제점이 있다.
아울러, 종래의 차량용 히트펌프 시스템은 히트펌프 난방 모드 시, 공기를 가열하여 난방을 수행함에 따라, 하이브리드 차량과 같이 내연기관이 포함된 차량의 시스템에는 패키지 문제로 인해 적용하기가 어려운 문제가 있다. 또한, 내연기관이 장착된 차량에는 히터코어가 기 장착되어 있기 때문에, 실내 열교환기를 추가적으로 공조케이스 내부에 설치하는 것이 어려운 문제점이 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 냉각수 라인의 구조를 개선하여 밸브의 개수를 줄임으로써 부품수 감소로 인한 중량 감소, 원가 절감 및 패키지 축소 등의 효과를 얻을 수 있는 차량용 열관리 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 열관리 시스템은 냉매를 순환시켜 공조케이스 내의 공기와 열교환 함으로써 차량 실내의 공조를 수행하는 냉매 순환 루프를 구비한 것으로서, 차량의 전장품을 쿨링하기 위한 제1 냉각제 루프; 및 차량의 배터리를 쿨링하기 위한 제2 냉각제 루프를 구비하며, 상기 제1 냉각제 루프와 제2 냉각제 루프는 독립적으로 구성되되, 상기 제1 냉각제 루프를 유동하는 냉각제가 선택적으로 제2 냉각제 루프를 순환하도록 구성된다.
상기에서, 제1 냉각제 루프는 외기와 냉각제를 열교환시키는 전장 라디에이터를 구비하며, 상기 제2 냉각제 루프는 냉각제와 상기 냉매 순환 루프의 냉매를 열교환시키는 칠러를 구비한다.
상기에서, 전장 라디에이터, 전장품, 칠러 및 배터리는 병렬로 배치되어, 각 작동 모드에 따라 냉각수 유동을 변경 제어한다.
상기에서, 전장품은 제1 냉각제 루프의 전장 라디에이터를 순환하여 쿨링되거나 제2 냉각제 루프의 칠러를 순환하여 쿨링되며, 상기 배터리는 제2 냉각제 루프의 칠러만을 순환하여 쿨링된다.
상기에서, 배터리는 제1 냉각제 루프의 전장품을 순환하여 전장품의 폐열을 이용해 승온된다.
상기에서, 제2 냉각제 루프는 배터리를 가열하기 위한 히터를 구비하고, 상기 배터리는 상기 제2 냉각제 루프만을 순환하여 승온된다.
상기에서, 제1 냉각제 루프와 제2 냉각제 루프를 연통시키는 제3 냉각제 루프를 구비한다.
상기에서, 제1 냉각제 루프와 제3 냉각제 루프 연결 부위에 구비되어 전장 라디에이터와 칠러로 유동하는 냉각제의 양을 제어하는 제1 냉각제 밸브를 포함한다.
상기에서, 제2 냉각제 루프와 제3 냉각제 루프 연결 부위에 구비되어 배터리와 칠러와 전장품으로 유동하는 냉각제의 양을 제어하는 제2 냉각제 밸브를 포함한다.
상기에서, 제1 냉각제 밸브는 냉각제 유동 방향으로 전장품의 하류 쪽에 배치되는 삼방향 밸브로 구성된다.
상기에서, 제2 냉각제 밸브는, 제2 냉각제 루프를 기준으로 한 냉각제의 유동 방향으로 칠러의 상류 쪽에 구비되며, 제3 냉각제 루프로부터 제2 냉각제 루프로 유동하는 냉각제의 유동 방향으로는 칠러의 하류 쪽에 배치되는 삼방향 밸브로 구성된다.
상기에서, 냉매 순환 루프는: 압축기, 실외 열교환기, 제1 팽창밸브 및 증발기가 순차로 구성되는 제1 냉매 배관; 및 상기 제1 냉매 배관에서 분지되어 상기 증발기를 바이패스하고 냉매를 상기 제2 냉각제 루프의 냉각제와 열교환시키는 칠러를 통과하는 제2 냉매 배관을 구비한다.
상기에서, 냉매 유동 방향으로 상기 칠러의 상류 측에 제2 팽창밸브를 구비한다.
상기에서, 압축기와 실외 열교환기 사이에 히트펌프 모드 시 방열하는 가열용 열교환기를 구비한다.
상기에서, 가열용 열교환기와 실외 열교환기 사이에 제3 팽창밸브를 구비한다.
상기에서, 가열용 열교환기는 공조케이스 내에 구비되어 냉매와 공기를 열교환시키는 실내 열교환기로 구성된다.
상기에서, 공조케이스 내에 가열 수단을 구비하고, 상기 가열 수단은 냉각수 라인의 냉각수를 공기와 열교환시키는 히터코어로 구성되며, 상기 가열용 열교환기는 냉매와 상기 냉각수 라인의 냉각수를 열교환시키는 수냉 컨덴서로 구성된다.
상기에서, 냉각수 라인은 차량의 엔진을 선택적으로 통과하도록 하는 엔진 라인을 구비하고, 엔진으로 유동하는 냉매의 양과 엔진을 바이패스하는 냉매의 양을 제어하는 냉각수 밸브를 포함한다.
상기에서, 제1 냉배 배관은 실외 열교환기를 통과하는 실외기 배관과, 실외 열교환기를 바이패스하는 실외기 바이패스 배관을 구비하며, 상기 실외기 배관과 실외기 바이패스 배관으로 유동하는 냉매의 양을 제어하는 냉매 밸브를 포함한다.
상기에서, 제1 냉각제 루프와 제2 냉각제 루프의 냉각제 유동방향은 서로 반대로 형성된다.
상기에서, 배터리를 통과한 냉각제는 칠러를 바이패스하고 전장품을 통과하며, 전장품을 통과한 냉각제는 전장 라디에이터를 바이패스하고 다시 배터리로 순환된다.
상기에서, 제2 냉각제 루프의 배터리를 통과한 냉각제는 제3 냉각제 루프를 통해 제1 냉각제 루프의 전장품으로 유동하며, 제1 냉각제 루프의 전장품을 통과한 냉각제는 제3 냉각제 루프를 통해 칠러와 제2 냉각제 루프의 배터리로 선택적으로 유동한다.
상기에서, 배터리 승온 모드 시, 압축기, 실외 열교환기를 통과한 냉매는 증발기를 바이패스하여 제2 냉매 배관을 통해 칠러를 통과한 후 압축기로 순환되며, 배터리를 통과한 냉각제는 상기 칠러를 지나 냉매와 열교환한 후 배터리로 순환하거나, 상기 칠러를 바이패스하고 전장품을 지나 공기와 열교환한 후 배터리로 순환한다.
본 발명에 따른 차량용 열관리 시스템은 다양한 작동 모드의 구현이 가능하면서 부품수를 크게 절감할 수 있다. 따라서, 밸브의 개수를 줄임으로써 부품수 감소로 인한 중량 감소, 원가 절감 및 패키지 축소 등의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 전장폐열 칠러와 배터리 칠러 기능을 통합하고 독립적으로 냉각수 라인을 구성하되 각 작동 모드에 따라 냉각수 유동을 변경 제어하여 더욱 효과적인 쿨링을 수행할 수 있다.
아울러, 엔진 미작동 조건에서는 히트펌프로 난방을 실시하고 엔진이 작동하는 조건에서는 엔진열로 난방을 실시하며, 내연기관용 히터코어를 그대로 이용함으로써 공조장치의 별도 개발 없이 내연기관용 공조장치를 공용화 가능하다.
도 1은 종래의 차량용 히트펌프 시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이고,
도 2는 종래의 차량용 히트펌프 시스템의 냉방 모드를 도시한 것이며,
도 3은 종래의 차량용 히트펌프 시스템의 난방 모드를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 냉방 모드를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 히트펌프 모드를 도시한 것이며,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 실외기 바이패스 모드를 도시한 것이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 난방 및 제습 모드를 도시한 것이며,
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 배터리 승온 모드를 도시한 것이고,
도 12는 도 4의 변형 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이며,
도 13은 도 4의 다른 변형 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이고,
도 14는 도 13의 히트펌프 모드를 도시한 것이며,
도 15는 도 13의 변형 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 열관리 시스템의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템은 플러그인 하이브리드 차량 또는 다른 실시 예로는 전기 차량에 적용되는 것으로서, 냉매 순환 루프와, 제1 냉각제 루프(253) 및 제2 냉각제 루프(251)를 포함하여 이루어진다.
냉매 순환 루프는 냉매를 순환시켜 공조케이스(110) 내의 공기와 열교환 함으로써 차량 실내의 공조를 수행한다. 냉매 순환 루프는 제1 냉매 배관(151) 및 제2 냉매 배관(155)을 구비한다. 제1 냉매 배관(151)은 압축기(101), 실외 열교환기(106), 제1 팽창밸브(111) 및 증발기(112)가 순차로 구성된다.
압축기(101)는 냉매를 흡입하여 압축한 후 고온 고압의 기체 상태로 배출한다. 압축기(101)의 입구측에는 압축기(101)로 유입되는 냉매 중에서 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 기상 냉매만 공급하는 어큐뮬레이터(109)가 구비된다.
실외 열교환기(106)는 냉매와 공기를 열교환시키는 공랭식 컨덴서로서, 차량의 전방에 구비되며 전장 라디에이터(208)와 나란하게 구비될 수 있다. 실외 열교환기(106)의 전방 또는 후방에는 별도의 블로어를 구비할 수 있다.
제1 팽창밸브(111)는 실외 열교환기(106)를 통과한 냉매를 저온 저압의 상태로 팽창시킨다. 제1 팽창밸브(111)는 냉매를 교축하는 기능과 더불어 냉매의 유량을 조절하는 기능을 갖는 전자팽창밸브(EXV: Electronic eXpansion Valve)로 구성되는 것이 바람직하다.
증발기(112)는 공조케이스(110)의 내부에 구비되어, 공조케이스(110) 내를 유동하는 공기와 냉매를 열교환시켜 공기를 냉각한다. 즉, 증발기(112)는 냉방 모드시 제1 팽창밸브(111)의 교축에 의해 저온 저압의 냉매를 공급받아 이를 통과하는 공기와 열교환시켜 흡열하며 공기를 냉각시킨다. 난방 모드(히트펌프 모드)인 경우 제1 팽창밸브(111)는 증발기(112)로의 냉매 유동을 폐쇄하여 증발기(112)는 공기의 냉각 수단으로 작용하지 않는다. 난방 모드이면서 제습 모드인 경우에는, 증발기(112)로 냉매가 흘러 공기의 제습을 수행할 수 있다.
제2 냉매 배관(155)은 제1 냉매 배관(151)에서 분지되어 증발기(112)를 바이패스한다. 제2 냉매 배관(155)은 칠러(108)를 통과한다. 제2 냉매 배관(155)은 실외 열교환기(106)의 하류와 제1 팽창밸브(111)의 상류 사이에서 분지되어 증발기(112)를 바이패스하고 증발기(112)의 하류와 어큐뮬레이터(109)의 상류 사이로 합류한다. 실외 열교환기(106)를 지난 냉매는 증발기측 배관(154)을 통해 증발기(112)로 흐르거나 제2 냉매 배관(155)을 통해 칠러(108)로 흐른다.
칠러(108)는 냉매를 제2 냉각제 루프(251)의 냉각제와 열교환시킨다. 이하의 설명에서 냉각제는 냉각수로 구성되거나 그 밖의 다른 냉각용 물질로 이루어질 수 있다.
제2 냉매 배관(155)에는 제2 팽창밸브(107)가 구비된다. 제2 팽창밸브(107)는 냉매 유동 방향으로 칠러(108)의 상류 측에 배치된다. 제2 팽창밸브(107)는 냉매를 교축하는 기능과 더불어 냉매의 유량을 조절하는 기능을 갖는 전자팽창밸브(EXV)로 구성되는 것이 바람직하다.
제1 냉매 배관(151)에는 가열용 열교환기가 더 구비된다. 가열용 열교환기는 압축기(101)와 실외 열교환기(106) 사이에 구비되어, 히트펌프 모드 시 방열한다. 가열용 열교환기는 냉매를 이를 통과하는 다른 열매체와 열교환시켜 방열한다. 이 경우, 상기 다른 열매체는 냉각수이거나 공기일 수 있다. 본 실시 예에서, 가열용 열교환기는 실내 열교환기(102)로 구성된다. 실내 열교환기(102)는 공조케이스(110) 내에 구비되어, 냉매와 공기를 열교환시킨다.
공조케이스(110) 내에는 공기 유동 방향으로 증발기(112), 실내 열교환기(102)가 순차로 배치된다. 실내 열교환기(102)의 하류 쪽에는 난방을 보조하기 위한 가열 수단(103)을 구비할 수 있다. 가열 수단(103)은 전기식 PTC히터로 구성될 수 있다. 증발기(112)와 실내 열교환기(102)의 사이에는 온풍 유로와 냉풍 유로의 개도를 조절하여 토출 온도를 조절하기 위한 템프도어(119)가 구비된다.
또한, 제1 냉매 배관(151)에는 제3 팽창밸브(104)가 구비된다. 제3 팽창밸브(104)는 실내 열교환기(102)와 실외 열교환기(106) 사이에 배치된다. 제3 팽창밸브(104)는 냉매를 교축하는 기능과 더불어 냉매의 유량을 조절하는 기능을 갖는 전자팽창밸브(EXV)로 구성되는 것이 바람직하다.
제3 팽창밸브(104)는 냉방 모드 시 교축 작용을 하지 않고 냉매를 그대로 흘려보내며, 히트펌프 모드(난방 모드) 시 냉매를 교축하여 저온 저압의 상태로 팽창시킨다. 이 경우, 히트펌프 모드인 경우에도 실외 열교환기(106)를 바이패스하는 모드인 경우 제3 팽창밸브(104)는 교축 작용을 하지 않고 제2 팽창밸브(107)가 냉매를 교축하도록 구성되는 것도 가능하다. 이 모드에 대해서는 이후에 도면을 참조하여 다시 상세히 설명할 것이다.
또한, 제1 냉배 배관(151)은 실외기 배관(152) 및 실외기 바이패스 배관(153)을 구비한다. 실외기 배관(152)은 실외 열교환기(106)를 통과하며, 실외기 바이패스 배관(153)은 실외 열교환기(106)를 바이패스한다. 실외기 배관(152)과 실외기 바이패스 배관(153)의 분지 지점에는 냉매 밸브(105)가 구비된다. 냉매 밸브(105)는 삼방향(3Way) 밸브로 구성되어, 실외기 배관(152)과 실외기 바이패스 배관(153)으로 유동하는 냉매의 양을 제어한다.
본 실시 예에서, 제3 팽창밸브(104)는 냉매 밸브(105)의 상류 쪽에 배치된다. 도 12는 도 4의 변형 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 것으로서, 도 12를 참조하면 제3 팽창밸브(104)는 냉매 밸브(105)의 하류 쪽에 배치되는 것도 가능하다.
제1 냉각제 루프(253)는 차량의 전장품(205)을 쿨링하기 위한 배관이며, 냉각제는 냉각수로 구성된다. 제1 냉각제 루프(253)는 전장 라디에이터(208), 전장품(205), 제1 워터 펌프(206)를 순차로 통과한다. 전장 라디에이터(208)는 차량 전방에 구비되어 냉각수를 외기와 열교환시킨다. 제1 워터 펌프(206)는 제1 냉각제 루프(253)의 냉각수를 순환시킨다.
제2 냉각제 루프(251)는 차량의 배터리(201)를 쿨링하기 위한 배관이며, 냉각제는 냉각수로 구성된다. 제2 냉각제 루프(251)는 칠러(108), 배터리(201), 히터(202), 제2 워터 펌프(203)를 순차로 통과한다. 칠러(108)는 냉각수와 냉매 순환 루프의 냉매를 열교환시킨다. 히터(202)는 배터리(201)의 승온 시 냉각수를 가열하여 배터리(201)를 가열하는 기능을 한다. 제2 워터 펌프(203)는 제2 냉각제 루프(251)의 냉각수를 순환시킨다.
제1 냉각제 루프(253)와 제2 냉각제 루프(251)는 독립적으로 구성되되, 제1 냉각제 루프(253)를 유동하는 냉각제가 선택적으로 제2 냉각제 루프(251)를 순환하도록 구성된다. 아울러, 전장 라디에이터(208), 전장품(205), 칠러(108) 및 배터리(201)는 병렬로 배치되어, 각 작동 모드에 따라 냉각수 유동을 변경 제어하도록 구성된다.
전장품(205)은 제1 냉각제 루프(253)의 전장 라디에이터(208)를 순환하여 쿨링되거나 제2 냉각제 루프(251)의 칠러(108)를 순환하여 쿨링된다. 아울러, 배터리(201)는 제2 냉각제 루프(251)의 칠러(108)만을 순환하여 쿨링된다. 즉, 배터리(201)는 항상 칠러(108)를 통해서만 쿨링되며, 전장 라디에이터(208)를 통한 쿨링 모드는 구성되지 않는다.
또한, 제1 냉각제 루프(253)와 제2 냉각제 루프(251)를 연통시키는 제3 냉각제 루프(252)가 구비된다. 제3 냉각제 루프(252)는 밸브의 개폐에 따라 선택적으로 제1 냉각제 루프(253)의 냉각수를 제2 냉각제 루프(251)로 연통시키거나 제2 냉각제 루프(251)의 냉각수를 제1 냉각제 루프(253)로 연통시킨다.
더욱 상세하게는, 제3 냉각제 루프(252)는 제1 냉각제 루프(253)의 전장품(205)의 하류와 전장 라디에이터(208)의 상류 사이에서 분지되어 제2 냉각제 루프(251)의 칠러(108)의 하류와 배터리(201)의 상류 사이로 합류한다. 아울러, 제3 냉각제 루프(252)는 제2 냉각제 루프(251)의 배터리(201)의 하류와 칠러(108)의 상류 사이에서 분지되어 제1 냉각제 루프(253)의 전장 라디에이터(208)의 하류와 전장품(205)의 상류로 합류한다.
제1 냉각제 루프(253)와 제3 냉각제 루프(252) 연결 부위에는 제1 냉각제 밸브(207)가 구비된다. 제1 냉각제 밸브(207)는 냉각제 유동 방향으로 전장품(205)의 하류 쪽에 배치되는 삼방향(3Way) 밸브로 구성되며, 전장 라디에이터(208)와 칠러(108)로 유동하는 냉각제의 양을 제어한다. 제1 냉각제 밸브(207)는 전장품(205)과 전장 라디에이터(208)의 사이에 배치되어, 전장품(205)을 통과한 냉각수를 전장 라디에이터(208)로 보내거나 제3 냉각제 루프(252)를 통해 제2 냉각제 루프(251) 쪽으로 보낸다.
제2 냉각제 루프(251)와 제3 냉각제 루프(252) 연결 부위에는 제2 냉각제 밸브(204)가 구비된다. 제2 냉각제 밸브(204)는 삼방향(3Way) 밸브로 구성되며, 배터리(201)와 칠러(108)와 전장품(205)으로 유동하는 냉각제의 양을 제어한다. 제2 냉각제 밸브(204)는 제2 냉각제 루프(251)를 기준으로 한 냉각제의 유동 방향으로 칠러(108)의 상류 쪽에 구비된다. 아울러, 제2 냉각제 밸브(204)는 제3 냉각제 루프(252)로부터 제2 냉각제 루프(251)로 유동하는 냉각제의 유동 방향으로는 칠러(108)의 하류 쪽에 배치된다.
제2 냉각제 밸브(204)는 배터리(201)와 칠러(108)의 사이에 배치되어, 배터리(201)를 통과한 냉각수를 선택적으로 칠러(108)로 보내거나 제3 냉각제 루프(252)를 통해 제1 냉각제 루프(253) 쪽으로 보낸다. 아울러, 제2 냉각제 밸브(204)는 제1 냉각제 밸브(207)를 통해 제2 냉각제 루프(251) 쪽으로 유동하는 냉각수를 선택적으로 칠러(108)로 보내거나 배터리(201)로 보낸다.
제2 냉각제 루프(251)의 배터리(201)를 통과한 냉각제는 제3 냉각제 루프(252)를 통해 제1 냉각제 루프(253)의 전장품(205)으로 유동한다. 또한, 제1 냉각제 루프(253)의 전장품(205)을 통과한 냉각제는 제3 냉각제 루프(252)를 통해 칠러(108)와 제2 냉각제 루프(251)의 배터리(201)로 선택적으로 유동한다.
제1 냉각제 루프(253)와 제2 냉각제 루프(251)의 냉각제 유동방향은 서로 반대로 형성된다. 즉, 제1 냉각제 루프(253)를 순환하는 냉각제는 전장 라디에이터(208), 전장품(205), 제1 워터 펌프(206) 및 제1 냉각제 밸브(207)를 순환한다. 아울러, 제2 냉각제 루프(251)를 순환하는 냉각제는 배터리(201), 히터(202), 제2 워터 펌프(203), 제2 냉각제 밸브(204) 및 칠러(108)를 순환한다. 이와 같이, 제1 냉각제 루프(253)를 순환하는 냉각제의 유동 방향과 제2 냉각제 루프(251)를 순환하는 냉각제의 유동방향은 서로 반대이다.
한편, 배터리(201)는 제1 냉각제 루프(253)의 전장품(205)을 순환하여 전장품(205)의 폐열을 이용해 승온되도록 제어될 수 있다. 이 경우, 제2 냉각제 루프(251)의 냉각수는 제2 냉각제 밸브(204)의 제어에 의해 제3 냉각제 루프(252)를 통해 전장품(205)을 통하도록 제어된다. 즉, 배터리(201)를 통과한 냉각제는 칠러(108)를 바이패스하고 전장품(205)을 통과하며, 전장품(205)을 통과한 냉각제는 전장 라디에이터(208)를 바이패스하고 다시 배터리(201)로 순환된다.
이러한 구성을 통해, 별도의 히터 가동없이 전장품(205)의 폐열을 이용해 배터리(201)를 승온시킬 수 있어 에너지 효율이 향상된다. 이 모드에 대해서는 이후에 도면을 참조하여 다시 상세히 설명할 것이다.
또한, 배터리(201)는 제2 냉각제 루프(251)만을 순환하여 승온되도록 제어될 수 있다. 이 경우, 제2 냉각제 루프(251)의 냉각수는 제2 냉각제 밸브(204)의 제어에 의해 전장품(205)으로 통하지 않고 칠러(108)를 순환하여 제2 냉각제 루프(251)만을 순환하도록 제어된다.
이러한 구성을 통해, 냉각수가 제2 냉각제 루프(251)만을 순환하면서 히터(202)에 의해 가열되므로 에너지 손실을 최소화할 수 있다. 이 모드에 대해서는 이후에 도면을 참조하여 다시 상세히 설명할 것이다.
정리하면, 배터리 승온 모드 시, 압축기(101), 실외 열교환기(106)를 통과한 냉매는 증발기(112)를 바이패스하여 제2 냉매 배관(155)을 통해 칠러(108)를 통과한 후 압축기(101)로 순환된다. 아울러, 배터리(201)를 통과한 냉각제는 칠러(108)를 지나 냉매와 열교환한 후 배터리(201)로 순환하거나, 칠러(108)를 바이패스하고 전장품(205)을 지나 공기와 열교환한 후 배터리(201)로 순환한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 냉방 모드를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 냉방 모드 시, 압축기(101)에서 토출된 냉매는 제3 팽창밸브(104)를 그대로 통과한 후 실외 열교환기(106)를 지나 응축되고, 일부는 제1 팽창밸브(111)에서 교축된 후 증발기(112)를 지나 공기와 열교환되어 공기를 냉각시키고 압축기(101)로 복귀하며, 다른 일부는 제2 팽창밸브(107)에서 교축된 후 칠러(108)를 지나 냉각수와 열교환되어 냉각수를 냉각시키고 압축기(101)로 복귀한다. 제2 냉각제 루프(251)와는 독립적으로 제1 냉각제 루프(253)에서 냉각수는 전장 라디에이터(208)와 전장품(205)을 순환하며, 전장품(205)은 외기에 의해 냉각된다.
냉방 모드 시, 제1 팽창밸브(111)에서 냉매가 팽창하여 차량 실내의 냉방이 수행된다. 또한, 배터리(201)의 냉각이 필요할 경우, 제2 팽창밸브(107)를 이용하여 칠러(108) 측으로 냉매를 흘려 냉각수를 냉각시킨다. 결국, 냉각수 라인은 전장품 냉각 라인과 배터리 칠러 냉각 라인이 독립적으로 작동된다. 이 경우, 배터리 냉각은 항상 칠러를 통해서만 구현되며, 배터리의 냉각 시 전장 라디에이터를 이용하지 않는다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 히트펌프 모드를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 히트펌프 모드(난방 모드) 시, 압축기(101)에서 토출된 냉매는 실내 열교환기(102)를 지나 공기와 열교환하여 응축되며, 제3 팽창밸브(104)에서 팽창된 후 실외 열교환기(106)를 지나 증발기(112)를 바이패스하고 칠러(108)를 통과한다. 칠러(108)를 통과하는 냉매는 냉각수와 열교환하여 흡열한다. 이 경우, 제2 팽창밸브(107)는 교축 작용하지 않고 그대로 냉매를 흘려 보낸다. 칠러(108)에서 열교환된 냉매는 다시 압축기(101)로 복귀하여 루프를 순환한다.
아울러, 전장품(205)을 통과한 냉각수는 전장 라디에이터(208) 쪽으로 흐르지 않고 제3 냉각제 루프(252)를 통해 일부는 칠러(108)를 통과하고 다른 일부는 배터리(201)를 통과하여 다시 전장품(205)으로 순환한다. 히트펌프 모드 시, 실내 열교환기(102)를 통해 냉매측 열에너지를 방열하여 실내 난방을 수행한다. 아울러, 냉매는 실외 열교환기(106)를 통한 공기 열원, 전장품(205) 폐열 및 배터리(201) 폐열을 통한 수열원을 회수한다.
즉, 제3 팽창밸브(104)에서 냉매는 팽창하며 실외 열교환기(106)에서 공기 열원을 회수한 후 칠러(108)에서 수열원을 회수한다. 만약, 배터리(201)에서 폐열의 회수가 불가능한 상황인 경우, 제2 냉각제 밸브(204)를 제어하여 배터리(201) 측으로 흐르는 냉각수를 차단하는 것도 가능하다. 이 경우, 냉매는 공기 열원 및 전장품 폐열만을 회수하는 모드로 작동한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 실외기 바이패스 모드를 도시한 것이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 실외기 바이패스 모드 시, 압축기(101)에서 토출된 냉매는 실내 열교환기(102)를 지나 공기와 열교환하여 응축된다. 이후에, 냉매는 냉매 밸브(105)를 통해 실외 열교환기(106)를 바이패스하고 증발기(112)를 바이패스하여 칠러(108)로 흐른 후 압축기(101)로 복귀한다.
이 경우, 냉매는 도 7에 도시된 것처럼 제3 팽창밸브(104)에서 팽창한 후 제2 팽창밸브(107)를 그대로 흘러 칠러(108)를 통과하거나, 도 8에 도시된 것처럼 제3 팽창밸브(104)를 그대로 흘러 제2 팽창밸브(107)에서 팽창한 후 칠러(108)를 통과할 수 있다. 또한, 냉각제 루프를 유동하는 냉각수의 흐름은 도 6과 동일하다.
이와 같이, 히트펌프 전 모드에서 제1 냉각제 밸브(207)와 제2 냉각제 밸브(204)를 제어하여, 전장품(205)의 폐열 또는 전장품(205) 및 배터리(201)의 폐열을 선택적으로 이용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 난방 및 제습 모드를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 난방 및 제습 모드 시, 압축기(101)에서 토출된 냉매는 실내 열교환기(102)를 지나 공기와 열교환하여 응축되며, 제3 팽창밸브(104)에서 팽창된 후 실외 열교환기(106)를 지나 일부는 증발기(112)를 통과하여 공기와 열교환한 후 압축기(101)로 복귀하며, 다른 일부는 칠러(108)를 통과하여 냉각수와 열교환한 후 압축기(101)로 복귀한다. 또한, 냉각제 루프를 유동하는 냉각수의 흐름은 도 6과 동일하다. 이 경우, 실외 열교환기(106)를 바이패스하는 모드에서도 제1 팽창밸브(111)를 이용하여 제습 효과를 구현할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 배터리 승온 모드를 도시한 것이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 배터리 승온 모드 시, 압축기(101)에서 토출된 냉매는 실내 열교환기(102)를 지나 공기와 열교환하여 응축되며, 제3 팽창밸브(104)에서 팽창된 후 실외 열교환기(106)를 지나 증발기(112)를 바이패스하고 칠러(108)를 통과한다. 칠러(108)를 통과하는 냉매는 냉각수와 열교환하여 흡열한다. 칠러(108)에서 열교환된 냉매는 다시 압축기(101)로 복귀하여 루프를 순환한다.
이 경우, 냉각수의 흐름은 도 10에 도시된 것처럼 전체 냉각수 라인으로 제어되거나, 도 11에 도시된 것처럼 부분 냉각수 라인으로 제어될 수 있다.
즉, 도 10에 도시된 것처럼, 전장품(205)을 통과한 냉각수는 전장 라디에이터(208) 쪽으로 흐르지 않고 제3 냉각제 루프(252)를 통해 배터리(201)로 흐른다. 이 경우, 냉각수는 칠러(108) 쪽으로 흐르지 않고 모두 배터리(201)로만 흐른 후 다시 전장품(205)으로 복귀 순환한다.
전체 냉각수 라인 모드에서는, 배터리(201)는 제1 냉각제 루프(253)의 전장품(205)을 순환하여 전장품(205)의 폐열을 이용해 승온된다. 제2 냉각제 루프(251)의 냉각수는 제2 냉각제 밸브(204)의 제어에 의해 제3 냉각제 루프(252)를 통해 전장품(205)을 통하도록 제어된다.
아울러, 도 11에 도시된 것처럼, 배터리(201)는 제2 냉각제 루프(251)만을 순환하여 승온된다. 제2 냉각제 루프(251)의 냉각수는 제2 냉각제 밸브(204)의 제어에 의해 전장품(205)으로 통하지 않고 칠러(108)를 순환하여 제2 냉각제 루프(251)만을 순환한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템은 다양한 작동 모드의 구현이 가능하면서 부품수를 크게 절감할 수 있다. 아울러, 전장폐열 칠러와 배터리 칠러 기능을 통합하여, 냉방 모드 시 배터리 칠러로 기능하며 히트펌프 모드 시 전장폐열 칠러로 기능한다. 즉, 1개의 냉매 밸브와 3개의 팽창밸브를 이용하여 다양한 모드를 구현 가능하며 2개의 냉각제 밸브를 이용하여 각 모드에 대응하는 냉각수 루프를 구현 가능하다.
구현 가능한 작동 모드로는 냉방 모드, 냉방 및 배터리 쿨링 모드, 공기 열원 및 수열원을 이용한 난방 모드, 실외기 바이패스 모드, 난방 및 제습 모드, 실외기 바이패스 및 제습 모드, 배터리 승온 모드, 난방 및 배터리 승온 모드 등이다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 열관리 시스템은 전장 라디에이터, 전장품 모듈, 칠러, 배터리를 병렬로 배치하여, 각 모드에 맞게 냉각수 라인을 변경 가능하다. 즉, 전장 라디에이터를 이용한 전장품 모듈 독립 라인 및 배터리 냉각 독립 라인을 구성하고, 배터리 승온 시 독립 라인 및 전장품 모듈까지 포함하는 전체 라인을 구성 가능하다. 또한, 히트펌프 폐열 회수 시 전장폐열만 회수하는 라인 및 전장 폐열 및 배터리 폐열을 함께 회수하는 라인을 구성 가능하며, 배터리 승온 시 히트펌프와 동시에 작동할 수 있도록 냉각수 라인을 구성한다. 아울러, 난방 및 제습 모드 시에는 제1 팽창밸브의 개도량을 조절하여 제습 효과를 구현할 수 있다.
한편, 도 13은 도 4의 다른 변형 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 변형 예에 따른 차량용 열관리 시스템은 전술한 실시 예와 비교하여 다른 구성은 모두 동일하며, 가열용 열교환기 및 가열 수단(103)의 변경과 별도의 냉각수 라인(173)이 추가된 점에서 차이가 있다.
즉, 가열용 열교환기는 수냉 컨덴서(170)로 구성된다. 수냉 컨덴서(170)는 냉매와 냉각수 라인(173)의 냉각수를 열교환시킨다. 가열 수단(103)은 히터코어로 구성된다. 히터코어는 냉각수 라인(173)의 냉각수를 공기와 열교환시켜 차량 실내를 난방한다. 냉각수 라인(173)에는 수냉 컨덴서(170), 히터(171), 가열 수단(히터코어:103), 워터 펌프(172)가 순차로 구성된다.
본 발명의 변형 예에 따른 차량용 열관리 시스템은 전기 자동차에 적용되는 것으로서, 수가열 컨덴서를 이용하여 냉각수 측으로 냉매의 에너지를 전달한다. 열전달 경로는 냉매에서 냉각수로, 냉각수에서 공기로 이어진다.
도 14는 도 13의 히트펌프 모드를 도시한 것이다. 도 14를 참조하면, 히트펌프 모드(난방 모드) 시, 압축기(101)에서 토출된 냉매는 수냉 컨덴서(170)를 지나 냉각수 라인(173)의 냉각수와 열교환하여 응축되며, 제3 팽창밸브(104)에서 팽창된 후 실외 열교환기(106)를 지나 증발기(112)를 바이패스하고 칠러(108)를 통과한다. 칠러(108)를 통과하는 냉매는 냉각제 루프의 냉각수와 열교환하여 흡열한다.
도 15는 도 13의 변형 예에 따른 차량용 열관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 변형 예에 따른 차량용 열관리 시스템은 내연기관을 갖는 하이브리드 차량 등에 작용되는 것으로서, 냉각수 라인(173)이 차량의 엔진(176)을 선택적으로 통과하도록 하는 엔진 라인(175)을 더 구비한다. 아울러, 엔진(176)으로 유동하는 냉매의 양과 엔진(176)을 바이패스하는 냉매의 양을 제어하는 냉각수 밸브(174)를 구비한다.
즉, 냉각수 라인(173)에 냉각수 밸브(174)를 이용하여 엔진(176)을 통과하거나 엔진(176)을 바이패스하도록 라인을 구성한다. 엔진이 작동할 경우에는 엔진(176)으로 냉각수를 흘려주고, 전기차 모드와 같이 엔진(176)이 작동 안하는 조건에서는 엔진(176)을 바이패스하도록 라인을 구성한다.
이와 같이, 냉각수를 이용하여 차량 실내의 난방을 수행함으로써 전기 자동차 뿐 아니라 하이브리드 차량용에도 히트펌프 시스템을 적용할 수 있다. 아울러, 내연기관용 히터코어를 그대로 이용함으로써 공조장치의 별도 개발 없이 내연기관용 공조장치를 공용화 가능하다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 열관리 시스템은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
101: 압축기 102: 실내 열교환기
103: 가열 수단 104: 제3 팽창밸브
105: 냉매 밸브 106: 실외 열교환기
107: 제2 팽창밸브 108: 칠러
109: 어큐뮬레이터 110: 공조케이스
111: 제1 팽창밸브 112: 증발기
119: 템프도어 151: 제1 냉매 배관
155: 제2 냉매 배관 201: 배터리
202: 히터 204: 제2 냉각제 밸브
205: 전장품 207: 제1 냉각제 밸브
208: 전장 라디에이터 251: 제2 냉각제 루프
252: 제3 냉각제 루프 253: 제1 냉각제 루프

Claims (23)

  1. 냉매를 순환시켜 공조케이스(110) 내의 공기와 열교환 함으로써 차량 실내의 공조를 수행하는 냉매 순환 루프를 구비한 차량용 열관리 시스템에 있어서,
    차량의 전장품(205)을 쿨링하기 위한 제1 냉각제 루프(253); 및
    차량의 배터리(201)를 쿨링하기 위한 제2 냉각제 루프(251)를 구비하며,
    상기 제1 냉각제 루프(253)와 제2 냉각제 루프(251)는 독립적으로 구성되되, 상기 제1 냉각제 루프(253)를 유동하는 냉각제가 선택적으로 제2 냉각제 루프(251)를 순환하도록 구성되는 차량용 열관리 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 냉각제 루프(253)는 외기와 냉각제를 열교환시키는 전장 라디에이터(208)를 구비하며,
    상기 제2 냉각제 루프(251)는 냉각제와 상기 냉매 순환 루프의 냉매를 열교환시키는 칠러(108)를 구비하는 차량용 열관리 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 전장 라디에이터(208), 전장품(205), 칠러(108) 및 배터리(201)는 병렬로 배치되어, 각 작동 모드에 따라 냉각수 유동을 변경 제어하는 차량용 열관리 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 전장품(205)은 제1 냉각제 루프(253)의 전장 라디에이터(208)를 순환하여 쿨링되거나 제2 냉각제 루프(251)의 칠러(108)를 순환하여 쿨링되며,
    상기 배터리(201)는 제2 냉각제 루프(251)의 칠러(108)만을 순환하여 쿨링되는 차량용 열관리 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 배터리(201)는 제1 냉각제 루프(253)의 전장품(205)을 순환하여 전장품(205)의 폐열을 이용해 승온되는 차량용 열관리 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 냉각제 루프(251)는 배터리(201)를 가열하기 위한 히터(202)를 구비하고,
    상기 배터리(201)는 상기 제2 냉각제 루프(251)만을 순환하여 승온되는 차량용 열관리 시스템.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 냉각제 루프(253)와 제2 냉각제 루프(251)를 연통시키는 제3 냉각제 루프(252)를 구비하는 차량용 열관리 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    제1 냉각제 루프(253)와 제3 냉각제 루프(252) 연결 부위에 구비되어 전장 라디에이터(208)와 칠러(108)로 유동하는 냉각제의 양을 제어하는 제1 냉각제 밸브(207)를 포함하는 차량용 열관리 시스템.
  9. 제7 항에 있어서,
    제2 냉각제 루프(251)와 제3 냉각제 루프(252) 연결 부위에 구비되어 배터리(201)와 칠러(108)와 전장품(205)으로 유동하는 냉각제의 양을 제어하는 제2 냉각제 밸브(204)를 포함하는 차량용 열관리 시스템.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 냉각제 밸브(207)는 냉각제 유동 방향으로 전장품(205)의 하류 쪽에 배치되는 삼방향 밸브로 구성되는 차량용 열관리 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 냉각제 밸브(204)는,
    제2 냉각제 루프(251)를 기준으로 한 냉각제의 유동 방향으로 칠러(108)의 상류 쪽에 구비되며, 제3 냉각제 루프(252)로부터 제2 냉각제 루프(251)로 유동하는 냉각제의 유동 방향으로는 칠러(108)의 하류 쪽에 배치되는 삼방향 밸브로 구성되는 차량용 열관리 시스템.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 냉매 순환 루프는:
    압축기(101), 실외 열교환기(106), 제1 팽창밸브(111) 및 증발기(112)가 순차로 구성되는 제1 냉매 배관(151); 및
    상기 제1 냉매 배관(151)에서 분지되어 상기 증발기(112)를 바이패스하고 냉매를 상기 제2 냉각제 루프(251)의 냉각제와 열교환시키는 칠러(108)를 통과하는 제2 냉매 배관(155)을 구비하는 차량용 열관리 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    냉매 유동 방향으로 상기 칠러(108)의 상류 측에 제2 팽창밸브(107)를 구비하는 차량용 열관리 시스템.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 압축기(101)와 실외 열교환기(106) 사이에 히트펌프 모드 시 방열하는 가열용 열교환기를 구비하는 차량용 열관리 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 가열용 열교환기와 실외 열교환기(106) 사이에 제3 팽창밸브(104)를 구비하는 차량용 열관리 시스템.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 가열용 열교환기는 공조케이스(110) 내에 구비되어 냉매와 공기를 열교환시키는 실내 열교환기(102)로 구성되는 차량용 열관리 시스템.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 공조케이스(110) 내에 가열 수단(103)을 구비하고, 상기 가열 수단(103)은 냉각수 라인(173)의 냉각수를 공기와 열교환시키는 히터코어로 구성되며,
    상기 가열용 열교환기는 냉매와 상기 냉각수 라인(173)의 냉각수를 열교환시키는 수냉 컨덴서(170)로 구성되는 차량용 열관리 시스템.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 냉각수 라인(173)은 차량의 엔진(176)을 선택적으로 통과하도록 하는 엔진 라인(175)을 구비하고, 엔진(176)으로 유동하는 냉매의 양과 엔진(176)을 바이패스하는 냉매의 양을 제어하는 냉각수 밸브(174)를 포함하는 차량용 열관리 시스템.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 냉배 배관(151)은 실외 열교환기(106)를 통과하는 실외기 배관(152)과, 실외 열교환기(106)를 바이패스하는 실외기 바이패스 배관(153)을 구비하며, 상기 실외기 배관(152)과 실외기 바이패스 배관(153)으로 유동하는 냉매의 양을 제어하는 냉매 밸브(105)를 포함하는 차량용 열관리 시스템.
  20. 제1 항에 있어서,
    제1 냉각제 루프(253)와 제2 냉각제 루프(251)의 냉각제 유동방향은 서로 반대로 형성되는 차량용 열관리 시스템.
  21. 제5 항에 있어서,
    배터리(201)를 통과한 냉각제는 칠러(108)를 바이패스하고 전장품(205)을 통과하며, 전장품(205)을 통과한 냉각제는 전장 라디에이터(208)를 바이패스하고 다시 배터리(201)로 순환되는 차량용 열관리 시스템.
  22. 제7 항에 있어서,
    제2 냉각제 루프(251)의 배터리(201)를 통과한 냉각제는 제3 냉각제 루프(252)를 통해 제1 냉각제 루프(253)의 전장품(205)으로 유동하며,
    제1 냉각제 루프(253)의 전장품(205)을 통과한 냉각제는 제3 냉각제 루프(252)를 통해 칠러(108)와 제2 냉각제 루프(251)의 배터리(201)로 선택적으로 유동하는 차량용 열관리 시스템.
  23. 제12 항에 있어서,
    배터리 승온 모드 시,
    압축기(101), 실외 열교환기(106)를 통과한 냉매는 증발기(112)를 바이패스하여 제2 냉매 배관(155)을 통해 칠러(108)를 통과한 후 압축기(101)로 순환되며,
    배터리(201)를 통과한 냉각제는 상기 칠러(108)를 지나 냉매와 열교환한 후 배터리(201)로 순환하거나, 상기 칠러(108)를 바이패스하고 전장품(205)을 지나 공기와 열교환한 후 배터리(201)로 순환하는 차량용 열관리 시스템.
KR1020180051542A 2018-05-04 2018-05-04 차량용 열관리 시스템 KR20190127219A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180051542A KR20190127219A (ko) 2018-05-04 2018-05-04 차량용 열관리 시스템
PCT/KR2019/005309 WO2019212275A1 (ko) 2018-05-04 2019-05-03 차량용 열관리 시스템
US17/041,580 US11458798B2 (en) 2018-05-04 2019-05-03 Thermal management system for vehicle
CN201980029963.5A CN112074425B (zh) 2018-05-04 2019-05-03 车用热管理系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180051542A KR20190127219A (ko) 2018-05-04 2018-05-04 차량용 열관리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190127219A true KR20190127219A (ko) 2019-11-13

Family

ID=68386962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180051542A KR20190127219A (ko) 2018-05-04 2018-05-04 차량용 열관리 시스템

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11458798B2 (ko)
KR (1) KR20190127219A (ko)
CN (1) CN112074425B (ko)
WO (1) WO2019212275A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11173769B2 (en) 2019-05-09 2021-11-16 Hyundai Motor Company Thermal management system for vehicle
US11192429B2 (en) 2019-04-30 2021-12-07 Hyundai Motor Company Thermal management system for vehicle
US11192425B2 (en) 2019-08-19 2021-12-07 Hyundai Motor Company Integrated thermal management module for vehicle
US11305611B2 (en) 2019-04-25 2022-04-19 Hyundai Motor Company Air-conditioning apparatus for vehicle
KR20220080556A (ko) 2020-12-07 2022-06-14 현대자동차주식회사 차량의 통합열관리 시스템

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11021037B2 (en) * 2017-11-07 2021-06-01 Hanon Systems Thermal management system
KR20190124899A (ko) * 2018-04-27 2019-11-06 한온시스템 주식회사 열관리 시스템
JP7153174B2 (ja) * 2018-05-28 2022-10-14 サンデン株式会社 車両用空気調和装置
KR20210000117A (ko) * 2019-06-24 2021-01-04 현대자동차주식회사 차량용 히트펌프 시스템
US11654747B2 (en) * 2020-02-07 2023-05-23 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling fluid temperature in a thermal system
KR20220021200A (ko) * 2020-08-13 2022-02-22 현대자동차주식회사 차량용 히트펌프 시스템
KR20220135340A (ko) * 2021-03-30 2022-10-07 현대자동차주식회사 차량용 열 관리 시스템
CA3203881A1 (en) * 2021-08-10 2023-02-16 Peter Buckingham A cooling system for cooling the battery of an electric vehicle
CN113715576A (zh) * 2021-09-01 2021-11-30 浙江吉利控股集团有限公司 电动车辆及其热管理装置
CN113895205B (zh) * 2021-10-11 2023-11-17 安徽江淮松芝空调有限公司 一种带余热回收的经济型热泵系统
WO2023060352A1 (en) * 2021-10-13 2023-04-20 Litens Automotive Partnership Coolant-refrigerant heat exchanger and thermal management system
DE102021131736A1 (de) 2021-12-02 2023-06-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kühlanordnung
CN114523816B (zh) * 2022-03-10 2022-11-11 江西新电汽车空调系统有限公司 一种集成式车用热泵空调与热管理系统及其控制方法
WO2024092646A1 (zh) * 2022-11-03 2024-05-10 宁德时代(上海)智能科技有限公司 一种交通设备及其热管理系统和热管理方法
CN117075529B (zh) * 2023-10-18 2024-01-05 中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司 整车热系统控制开发平台及方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7789176B2 (en) * 2007-04-11 2010-09-07 Tesla Motors, Inc. Electric vehicle thermal management system
US8336319B2 (en) * 2010-06-04 2012-12-25 Tesla Motors, Inc. Thermal management system with dual mode coolant loops
KR101241223B1 (ko) * 2011-03-23 2013-03-25 기아자동차주식회사 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법
KR101261988B1 (ko) * 2011-07-01 2013-05-08 현대자동차주식회사 전기자동차의 난방 제어 방법
KR101859512B1 (ko) * 2014-01-21 2018-06-29 한온시스템 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
US9731577B2 (en) * 2014-10-21 2017-08-15 Atieva, Inc. EV multi-mode thermal management system
KR101703604B1 (ko) * 2015-10-19 2017-02-07 현대자동차 주식회사 차량용 배터리 냉각 시스템
KR101875651B1 (ko) * 2016-09-13 2018-07-06 현대자동차 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11305611B2 (en) 2019-04-25 2022-04-19 Hyundai Motor Company Air-conditioning apparatus for vehicle
US11192429B2 (en) 2019-04-30 2021-12-07 Hyundai Motor Company Thermal management system for vehicle
US11173769B2 (en) 2019-05-09 2021-11-16 Hyundai Motor Company Thermal management system for vehicle
US11192425B2 (en) 2019-08-19 2021-12-07 Hyundai Motor Company Integrated thermal management module for vehicle
KR20220080556A (ko) 2020-12-07 2022-06-14 현대자동차주식회사 차량의 통합열관리 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US11458798B2 (en) 2022-10-04
US20210016625A1 (en) 2021-01-21
WO2019212275A1 (ko) 2019-11-07
CN112074425A (zh) 2020-12-11
CN112074425B (zh) 2023-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190127219A (ko) 차량용 열관리 시스템
CN108698469B (zh) 车用热泵系统
CN109291763B (zh) 一种热泵空调系统及其控制方法和汽车
KR102182343B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR102183499B1 (ko) 자동차용 히트 펌프 시스템
KR101313593B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
JP6108322B2 (ja) 車両用空調装置
KR101669826B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
WO2015011919A1 (ja) 車両用空調装置
KR20120103054A (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR20190051742A (ko) 열관리 시스템
KR102318996B1 (ko) 차량용 히트펌프 시스템
CN107499086A (zh) 车辆热管理系统和车辆
KR102456826B1 (ko) 차량용 히트펌프 시스템
CN113474190A (zh) 热管理系统
KR20120024273A (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR102495460B1 (ko) 전기자동차용 냉난방 시스템
KR20190124931A (ko) 차량용 열교환 시스템
WO2014136446A1 (ja) 車両用空調装置
JPWO2015008463A1 (ja) 車両用空調装置およびその構成ユニット
KR102245149B1 (ko) 차량용 공조장치
KR20140001318A (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR20180114388A (ko) 차량용 공조장치
KR101703666B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR20210126905A (ko) 차량의 열관리 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination