KR20200130554A - 차량용 열관리시스템 - Google Patents

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Abstract

차량용 열관리 분야에서 실내 공조 또는 전장부품의 냉각 또는 배터리의 냉난방에 필요한 에너지를 효율적으로 관리하는 차량용 열관리시스템이 소개된다.

Description

차량용 열관리시스템 {THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 열관리 분야에서 실내 공조 또는 전장부품의 냉각 또는 배터리의 냉난방에 필요한 에너지를 효율적으로 관리하는 차량용 열관리시스템에 관한 것이다.
최근 환경친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제해결을 사회적 이슈로 대두되고 있는 것이 전기자동차이다. 전기자동차는 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 출력하는 모터를 이용하여 작동한다. 따라서, 이산화탄소의 배출이 없고, 소음이 아주 작으며, 모터의 에너지효율은 엔진의 에너지효율보다 높은 장점이 있어 친환경 자동차로 각광받고 있다.
이런 전기자동차를 구현함에 있어 핵심기술은 배터리 모듈과 관련한 기술이며, 최근 배터리의 경량, 소형화, 짧은 충전시간 등에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 배터리 모듈은 최적의 온도환경에서 사용하여야 최적의 성능과 긴 수명을 유지할 수 있다. 그러나 구동 중 발생하는 열과 외부의 온도변화에 의해 최적의 온도환경에서 사용하기 어려운 실정이다.
또한, 전기자동차는 내연기관처럼 별도의 엔진에서 연소시 발생되는 폐열원이 없어 전기식 난방장치로 겨울철 차량 실내난방을 수행하고, 또한 혹한기 시 배터리 충방전 성능을 향상시키기 위해 웜업이 필요하므로, 별도의 냉각수 가열식 전기 히터를 각각 구성하여 사용한다. 즉, 배터리 모듈의 최적의 온도환경 유지를 위해 배터리 모듈 온도조절을 위한 냉난방 시스템을 차량 실내 공조를 위한 냉난방 시스템과는 별도로 운용하는 기술을 채택하고 있다. 다시 말하면, 독립된 2개의 냉난방 시스템을 구축하여 하나는 실내 냉난방에 사용하고, 다른 하나는 배터리 모듈 온도조절을 위한 용도로 활용하고 있는 것이다.
그러나 상기와 같은 방법으로 운영하는 경우 에너지를 효율적으로 관리하지 못하므로, 항속거리가 짧아 장거리 운행이 불가하며, 주행거리가 여름철 냉방시 30%, 겨울철 난방시 40% 이상 축소되어 내연기관에서 문제되지 않았던 겨울철 난방 문제가 더욱 심각해진다. 겨울철 난방 시 발생되는 문제점을 해소하기 위하여 고용량 PTC가 구비되는 경우 주행거리 단축 및 히트펌프의 사용으로 인한 원가 및 중량이 과다해지는 문제가 발생된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1448656 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량용 열관리 분야에서 실내 공조 또는 전장부품의 냉각 또는 배터리의 냉난방에 필요한 에너지를 효율적으로 관리하는 차량용 열관리시스템을 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은,
제1라디에이터와 고전압배터리코어가 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 배터리라인; 압축기, 팽창밸브, 응축기 및 증발기가 구비된 냉매라인; 실내공조용 냉각코어가 제1열교환기를 통해 증발기와 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 실내냉각라인; 실내공조용 가열코어가 제2열교환기를 통해 응축기와 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 실내가열라인; 제2라디에이터와 전장부품코어가 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 전장부품라인; 제3라디에이터와 연결되며, 일단이 제1밸브를 통해 실내가열라인 중 제2열교환기 상류지점에 연결되고, 타단이 실내가열라인 중 제2열교환기 하류지점에 제4밸브를 통해 연결된 제3라디에이터라인; 일단이 제2밸브를 통해 실내냉각라인 중 제1열교환기 상류지점에 연결되며, 타단이 제3밸브를 통해 전장부품라인의 전장부품코어 하류지점에 연결된 제1바이패스라인; 배터리라인 중 제1라디에이터 상류지점에서 분기되며 제2밸브를 통해 실내냉각라인과 제1바이패스라인에 연결된 제1유입라인 및 배터리라인 중 제1유입라인과 동일한 지점에서 분기되며 제4밸브를 통해 실내가열라인과 제3라디에이터라인에 연결된 제2유입라인; 및 압축기와 복수의 밸브의 동작을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
실내냉각라인 중 냉각코어의 하류지점에서 분기되어 배터리라인 중 고전압배터리코어의 상류지점과 연결되며, 냉각코어를 통과한 냉각수의 고전압배터리코어로의 도입 여부를 조절하는 냉각조절밸브가 마련된 제1배터리냉각라인; 및
실내가열라인 중 가열코어의 상류지점에서 분기되어 배터리라인 중 고전압배터리코어의 상류지점과 연결되며, 고전압배터리코어를 통과한 냉각수의 가열코어로의 도입 여부를 조절하는 가열조절밸브가 마련된 제1배터리가열라인;을 더 포함할 수 있다.
배터리라인 중 제1라디에이터 상류지점에서 분기되며, 전장부품라인 중 제2라디에이터 상류지점에 연결된 제1분기라인; 및 배터리라인 중 제1분기라인과 동일한 지점에서 분기되며, 전장부품라인 중 제3라디에이터라인 중 제3라디에이터 상류지점에 연결된 제2분기라인;을 더 포함하고, 제1분기라인 및 제2분기라인은 제5밸브를 통해 배터리라인에 연결될 수 있다.
배터리라인 중 제1라디에이터 하류지점에서 분기되며, 전장부품라인 중 제2라디에이터 하류지점에 연결된 제3분기라인; 및 배터리라인 중 제3분기라인과 동일한 지점에서 분기되며, 제3라디에이터라인 중 제3라디에이터 하류지점에 연결된 제4분기라인;을 더 포함하고, 제3분기라인 및 제4분기라인은 제6밸브를 통해 배터리라인에 연결될 수 있다.
고전압배터리코어를 냉각시키며 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제1모드인 경우, 제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제1밸브 및 제4밸브 및 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기가 제1라디에이터 및 제2라디에이터 및 제3라디에이터와 선택적으로 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 냉각조절밸브 및 제2밸브를 제어하여 증발기와 연결된 냉각코어를 통과한 냉각수가 냉각코어를 통과하며 실내를 먼저 냉방하고, 고전압배터리코어로 도입된 후 다시 제1열교환기로 회수되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제2모드인 경우, 제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제1밸브 및 제4밸브 및 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기가 제1라디에이터 및 제2라디에이터 및 제3라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 냉각조절밸브 및 제2밸브를 제어하여 증발기와 연결된 제1열교환기를 통과한 냉각수가 냉각코어를 통과한 후 다시 제1열교환기로 회수되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
차량의 외기를 이용하여 고전압배터리코어 및 전장부품코어를 냉각시키며 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제3모드인 경우, 제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 제1, 2분기라인 및 제3, 4분기라인에서 냉각수가 순환되지 않도록 하며 고전압배터리코어와 제1라디에이터가 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제3밸브를 제어하여 전장부품코어가 제2라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제1밸브 및 제4밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기가 제3라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브 및 제2밸브를 제어하여 증발기와 연결된 제1열교환기를 통과한 냉각수가 냉각코어를 통과한 후 다시 제1열교환기로 회수되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
차량의 외기를 이용하여 전장부품코어를 냉각시키며 냉매라인을 이용하여 고전압배터리코어를 냉각시키고 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제4모드인 경우, 제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 제1, 2분기라인 및 제3, 4분기라인에서 냉각수가 순환되지 않도록 하고, 제3밸브를 제어하여 전장부품코어가 제2라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제1밸브 및 제4밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기가 제3라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브 및 제2밸브를 제어하여 증발기와 연결된 제1열교환기를 통과한 냉각수가 냉각코어를 통과하며 실내를 먼저 냉방하고, 고전압배터리코어로 도입된 후 다시 제1열교환기로 회수되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
일단이 제7밸브를 통해 실내냉각라인 중 제1열교환기 하류지점에 연결되며, 타단이 전장부품라인 중 전장부품코어 상류지점에 연결된 제2바이패스라인; 및 일단이 제8밸브를 통해 전장부품라인 중 제2라디에이터 하류지점에 연결되며, 타단이 전장부품라인 중 제2라디에이터 상류지점에 연결된 제3바이패스라인;을 더 포함할 수 있다.
고전압배터리코어 및 전장부품코어를 냉각시키며 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출시키는 제5모드인 경우, 제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 제1, 2분기라인 및 제3, 4분기라인에서 냉각수가 순환되지 않도록 하고, 제3밸브 및 제8밸브를 제어하여 전장부품코어를 통과한 냉각수가 분기되어 제1바이패스라인 및 제2라디에이터로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브 및 제2밸브 및 제7밸브를 제어하여 제1열교환기를 통과한 냉각수가 분기되어 제2바이패스라인 및 냉각코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키고, 고전압배터리코어가 제1라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
일단이 전장부품라인 중 제3분기라인과 제8밸브 사이 지점에 연결되고, 타단이 제3밸브에 연결된 제4바이패스라인;을 더 포함할 수 있다.
고전압배터리코어를 승온시키며 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출시키는 제6모드인 경우, 제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제2밸브 및 제3밸브 및 제5밸브 및 제6밸브 및 제7밸브 및 제8밸브를 제어하여 증발기와 연결된 제1열교환기가 제1, 2, 3라디에이터와 선택적으로 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 가열조절밸브 및 제1밸브 및 제2밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기를 통과한 냉각수가 분기되어 가열조절밸브 및 고전압배터리코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 고전압배터리코어를 통과한 냉각수는 가열조절밸브로 도입된 후 가열코어로 도입되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
차량의 실내공간으로 제습된 공기를 토출시키는 제7모드인 경우, 제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 가열조절밸브 및 제1밸브 및 제4밸브를 제어하여 제2열교환기를 통과한 냉각수가 가열코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브 및 제2밸브 및 제7밸브를 제어하여 제1열교환기를 통과한 냉각수가 냉각코어로 도입되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
전장부품코어를 냉각시키며 고전압배터리코어를 승온시키고 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출시키는 제8모드인 경우, 제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제2밸브 및 제3밸브 및 제5밸브 및 제6밸브 및 제7밸브 및 제8밸브를 제어하여 제1열교환기 및 전장부품코어가 제1라디에이터 및 제2라디에이터 및 제3라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 가열조절밸브 및 제1밸브 및 제2밸브를 제어하여 제2열교환기를 통과한 냉각수가 분기되어 가열조절밸브 및 고전압배터리코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 고전압배터리코어를 통과한 냉각수는 가열조절밸브로 도입된 후 가열코어로 도입되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
차량의 외기를 이용하여 전장부품코어를 냉각시키는 제9모드인 경우, 제어부는 제3밸브 및 제8밸브를 제어하여 전장부품코어가 제2라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
차량의 외기를 이용하여 고전압배터리코어를 냉각시키는 제10모드인 경우, 제어부는 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 고전압배터리코어가 제1라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
차량의 외기를 이용하여 전장부품코어 및 고전압배터리코어를 냉각시키는 제11모드인 경우, 제어부는 제3밸브 및 제8밸브를 제어하여 전장부품코어가 제2라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 고전압배터리코어가 제1라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
본 발명의 차량용 열관리시스템에 따르면, 차량용 열관리 분야에서 실내 공조 또는 전장부품의 냉각 또는 배터리의 냉난방에 필요한 에너지를 효율적으로 관리할 수 있다.
특히, 복수의 라디에이터를 효과적으로 분할 또는 통합하여 사용함으로써 냉난방 효율을 극대화하고, 열관리시스템이 통합됨으로써 냉매의 사용량을 현저히 축소시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리시스템을 나타낸 도면.
도 2 내지 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리시스템의 각 모드를 나타낸 도면.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리시스템을 나타낸 도면이며, 도 2 내지 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리시스템의 각 모드를 나타낸 도면이다.
본 발명의 경우 제어부(100)가 마련된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어부(100)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
그리고, 제어부(100)는 제1펌프(P1), 제2펌프(P2), 제3펌프(P3), 제4펌프(P4) 및 제5펌프(P5)의 동작을 제어하여, 각각의 펌프가 배치된 냉각수 라인 상에서 냉각수의 유통을 조절한다. 그리고, 제어부(100)는 냉매라인(20)의 압축기(21)의 동작을 제어하여 냉매라인(20) 상에서 냉매의 유통을 조절한다. 제1밸브(V1), 제2밸브(V2), 제3밸브(V3), 제4밸브(V4), 제5밸브(V5), 제6밸브(V6), 제7밸브(V7), 제8밸브(V8), 냉각조절밸브(V80) 및 가열조절밸브(V90)는 각각 제어부(100)에 의해 제어되어 각각의 밸브가 연결된 냉각수 라인을 선택적으로 연결하거나 유량을 제어하게 된다. 그리고, 각각의 밸브는 멀티웨이밸브로 마련된다.
도 1과 같이 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 제1라디에이터(R1)와 고전압배터리코어(B)가 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 배터리라인(10); 압축기(21), 팽창밸브(22), 응축기(23) 및 증발기(24)가 구비된 냉매라인(20); 실내공조용 냉각코어(32)가 제1열교환기(34)를 통해 증발기(24)와 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 실내냉각라인(30); 실내공조용 가열코어(42)가 제2열교환기(44)를 통해 응축기(23)와 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 실내가열라인(40); 제2라디에이터(R2)와 전장부품코어(M)가 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 전장부품라인(150); 제3라디에이터(R3)와 연결되며, 일단이 제1밸브(V1)를 통해 실내가열라인(40) 중 제2열교환기(44) 상류지점에 연결되고, 타단이 실내가열라인(40) 중 제2열교환기(44) 하류지점에 제4밸브(V4)를 통해 연결된 제3라디에이터라인(50); 일단이 제2밸브(V2)를 통해 실내냉각라인(30) 중 제1열교환기(34) 상류지점에 연결되며, 타단이 제3밸브(V3)를 통해 전장부품라인(150)의 전장부품코어(M) 하류지점에 연결된 제1바이패스라인(60); 배터리라인(10) 중 제1라디에이터(R1) 상류지점에서 분기되며 제2밸브(V2)를 통해 실내냉각라인(30)과 제1바이패스라인(60)에 연결된 제1유입라인(71) 및 배터리라인(10) 중 제1유입라인(71)과 동일한 지점에서 분기되며 제4밸브(V4)를 통해 실내가열라인(40)과 제3라디에이터라인(50)에 연결된 제2유입라인(72); 및 압축기(21)와 복수의 밸브의 동작을 제어하는 제어부(100);를 포함한다.
보다 상세하게는 배터리라인(10)에는 고전압배터리코어(B)가 구비되고, 고전압배터리코어(B)를 외기를 이용하여 냉각하기 위한 제1라디에이터(R1)가 구비된다. 그리고, 배터리라인(10) 상에는 제어부(100)에 의해 구동 및 정지가 제어되며 냉각수의 순환을 위한 제1펌프(P1)가 구비된다. 이와 같은 고전압배터리코어(B)는 고전압배터리와 직접적으로 연결된 방열부일 수도 있고, 별도의 냉각수라인을 통해 고전압배터리와 간접적으로 연결된 방열부를 모두 포함하는 개념이다.
그리고, 압축기(21), 팽창밸브(22), 응축기(23) 및 방열기로 구성된 냉매라인(20)에는 냉매가 순환하면서 다른 냉각수 라인들과 열적으로 연결된다. 압축기(21)는 제어부(100)에 의해 구동이 제어되며, 냉매가 압축기(21), 응축기(23), 팽창밸브(22) 및 증발기(24)를 순환하고, 증발기(24)와 응축기(23)는 각각 제1열교환기(34)와 제2열교환기(44)를 통해 냉각수 라인들과 열교환하는 것이다. 이러한 구조를 통해 냉매라인(20)은 매우 컴팩트하게 구성하여 냉매의 사용량을 줄이고, 필요한 지점은 냉각수를 통해 간접적으로 공조함으로써 친환경적인 시스템을 구성할 수 있게 된다. 그리고, 냉매라인(20)에는 IHX(25)가 마련되어 팽창밸브(22)로 도입되기 전의 냉매와 증발기(24)를 통과한 후의 냉매와 열교환됨으로써 증발기(24)에서 좀 더 많은 흡열을 할 수도 있을 것다. 그리고, 냉매라인(20)에는 어큐뮬레이터(26)도 함께 구비될 수도 있을 것이다. 어큐뮬레이터(26)는 냉매가 역류하거나 액으로 흡일될 경우 압축기에 손상을 주기때문에 냉매를 일시적으로 저장하는 장치이다.
냉매라인(20)은 실내냉각라인(30) 및 실내가열라인(40)과 열적으로 연결된다. 실내냉각라인(30)에는 실내공조용 냉각코어(32)와 제어부(100)에 의해 구동 및 정지가 제어되며 냉각수의 순환을 위한 제2펌프(P2)가 구비된다. 그리고, 실내냉각라인(30)에는 제1열교환기(34)가 구비되어 냉매라인(20)의 증발기(24)와 열교환됨으로써 실내냉각라인(30)과 냉매라인(20)이 열적으로 연결된다. 또한, 실내공조용 냉각코어(32)를 지나는 공기는 냉각됨으로써 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출할 수 있는 것이다.
실내가열라인(40)에는 실내공조용 가열코어(42)와 제어부(100)에 의해 구동 및 정지가 제어되며 냉각수의 순환을 위한 제3펌프(P3)가 구비된다. 그리고, 실내가열라인(40)에는 제2열교환기(44)가 구비되어 냉매라인(20)의 응축기(23)와 열교환됨으로써 실내가열라인(40)과 냉매라인(20)이 열적으로 연결된다. 또한, 실내공조용 가열코어(42)를 지나는 공기는 승온됨으로써 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출할 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명의 경우 전장부품라인(150)이 마련된다. 전장부품라인(150)은 제2라디에이터(R2)와 전장부품코어(M)가 열교환되도록 연결하고, 제어부(100)에 의해 구동 및 정지가 제어되며 냉각수의 순환을 위한 제4펌프(P4)가 구비된다. 차량에는 ECU, OBC 및 MOTOR 등과 같은 전장부품이 마련된다. 이와 같은 전장부품은 차량의 주행 또는 배터리의 충전시 발열하게 된다. 그리고, 전장부품코어(M)는 전장부품 등과 직접적으로 연결된 방열부일 수도 있고, 별도의 냉각수라인을 통해 전장부품 등과 간접적으로 연결된 방열부를 모두 포함하는 개념이다. 따라서, 차량의 외기를 이용하여 제2라디에이터(R2)를 통해 전장부품코어(M)를 필요에 따라 냉각시킬 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명의 경우 제3라디에이터라인(50)이 마련된다. 제3라디에이터라인(50)에는 제3라디에이터(R3)가 마련된다. 그리고, 제3라디에이터라인(50)의 일단은 제1밸브(V1)를 통해 실내가열라인(40) 중 제2열교환기(44) 상류지점에 연결되고, 타단은 실내가열라인(40) 중 제2열교환기(44) 하류지점에 연결된다. 따라서, 제3라디에이터(R3)가 제2열교환기(44)와 열적으로 연결되어 냉매라인(20)의 응축기(23)가 차량의 외기를 통해 방열을 하도록 한다.
또한, 본 발명의 경우 제1바이패스라인(60)이 마련된다. 제1바이패스라인(60)의 일단은 제2밸브(V2)를 통해 실내냉각라인(30) 중 제1열교환기(34) 상류지점에 연결되며, 타단은 제3밸브(V3)를 통해 전장부품라인(150)의 전장부품코어(M) 하류지점에 연결된다. 따라서, 실내냉각라인(30)과 전장부품라인(150)이 제1바이패스라인(60)을 통해 열적으로 연결될 수 있는 것이다.
이에 따라 전장부품라인(150)과 실내냉각라인(30)은 필요에 따라 제1바이패스라인(60)을 통해 연결되는 것이고, 이러한 연결을 통해 전장부품코어(M)는 차량 외기를 이용한 냉각과 냉매를 이용한 냉각이 선택적으로 적용될 수 있는 것이다. 즉, 만약 전장부품코어(M)가 약한 정도의 냉각만이 필요한 경우에는 제3밸브(V3)의 제어를 통해 전장부품라인(150)과 실내냉각라인(30)이 연결되지 않도록 하고, 전장부품코어(M)가 강한 정도의 냉각이 필요한 경우에는 제3밸브(V3)의 제어 및 제1바이패스라인(60)을 통해 실내냉각라인(30)과 전장부품라인(150)이 연결되도록 하여 좀 더 확실하게 전장부품코어(M)를 냉각하도록 하는 것이다.
특히, 본 발명의 경우 배터리라인(10) 중 제1라디에이터(R1) 상류지점에서 분기된 제1유입라인(71) 및 제2유입라인(72)이 마련된다. 제1유입라인(71)과 제2유입라인(72)은 도시된 것과 같이 동일한 지점에서 분기된다. 그리고 제1유입라인(71)은 일단이 제2밸브(V2)를 통해 실내냉각라인(30)에 연결된다. 이를 통해 실내냉각라인(30)과 배터리라인(10)은 필요에 따라 제1유입라인(71)을 통해 연결되는 것이고, 이러한 연결을 통해 고전압배터리코어(B)는 차량 외기를 이용한 냉각과 냉매를 이용한 냉각이 선택적으로 적용될 수 있는 것이다. 즉, 만약 고전압배터리코어(B)가 약한 정도의 냉각만이 필요한 경우에는 제2밸브(V2)의 제어를 통해 실내냉각라인(30)과 배터리라인(10)이 연결되지 않도록 하고, 고전압배터리코어(B)가 강한 정도의 냉각이 필요한 경우에는 제2밸브(V2)의 제어 및 제1유입라인(71)을 통해 실내냉각라인(30)과 배터리라인(10)이 연결되도록 하여 좀 더 확실하게 고전압배터리코어(B)를 냉각하도록 하는 것이다.
그리고, 제2유입라인(72)은 일단이 제4밸브(V4)를 통해 실내가열라인(40)에 연결되며, 타단이 제3라디에이터라인(50)에 연결된다. 이를 통해 실내가열라인(40)과 배터리라인(10)은 필요에 따라 제2유입라인(72)을 통해 연결되는 것이고, 이러한 고전압배터리코어(B)는 냉매를 이용한 승온이 선택적으로 적용될 수 있는 것이다. 즉, 만약 고전압배터리코어(B)가 승온이 필요한 경우 제4밸브(V4)의 제어를 통해 실내가열라인(40)과 배터리라인(10)이 연결되도록 하는 것이다. 따라서, 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)를 통과하여 승온된 냉각수가 고전압배터리코어(B)로 도입됨으로써 고전압배터리코어(B)를 승온시킬 수 있는 것이다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 도 1과 같이 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 실내냉각라인(30) 중 냉각코어(32)의 하류지점에서 분기되어 배터리라인(10) 중 고전압배터리코어(B)의 상류지점과 연결되며, 냉각코어(32)를 통과한 냉각수의 고전압배터리코어(B)로의 도입 여부를 조절하는 냉각조절밸브(V80)가 마련된 제1배터리냉각라인(80); 및 실내가열라인(40) 중 가열코어(42)의 상류지점에서 분기되어 배터리라인(10) 중 고전압배터리코어(B)의 상류지점과 연결되며, 고전압배터리코어(B)를 통과한 냉각수의 가열코어(42)로의 도입 여부를 조절하는 가열조절밸브(V90)가 마련된 제1배터리가열라인(90);을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 경우 제1배터리냉각라인(80)과 제1배터리가열라인(90)이 마련된다. 구체적으로, 제1배터리냉각라인(80)은 실내냉각라인(30) 중 냉각코어(32)의 하류지점에서 분기되어 배터리라인(10) 중 고전압배터리코어(B)의 상류지점과 연결된다. 따라서, 실내냉각라인(30)의 냉각코어(32)를 통과한 냉각수는 도 2와 같이 제1배터리냉각라인(80)을 통해 배터리라인(10)으로 유통될 수 있는 것이다. 그러므로, 냉각코어(32)를 통과한 냉각수가 고전압배터리코어(B)로 도입될 수 있다. 종래의 차량용 열관리시스템은 실내냉각공조를 위해 냉각수라인과 냉매라인이 구비되고, 고전압배터리를 냉각시키기 위해서는 별도의 냉각수라인과 냉매라인이 필요하였다. 본 발명의 경우 실내냉각라인(30)과 배터리라인(10)이 제1배터리냉각라인(80)을 통해 연결됨으로써 하나의 냉매라인(20)만으로도 실내냉각공조와 고전압배터리코어(B)의 냉각을 수행할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 냉매의 사용양이 현저히 줄게 되어 친환경적인 장점도 있는 것이다. 그리고, 제1배터리냉각라인(80)에는 제어부(100)에 의해 제어되어 선택적으로 유로를 연결하거나 유량을 제어하기 위한 냉각조절밸브(V80)가 마련된다. 따라서, 냉각조절밸브(V80)의 제어에 따라서 냉각코어(32)를 통과한 냉각수의 고전압배터리코어(B)로의 도입 여부를 조절할 수 있는 것이다.
한편, 제1배터리가열라인(90)은 실내가열라인(40) 중 가열코어(42)의 상류지점에서 분기되어 배터리라인(10) 중 고전압배터리코어(B)의 상류지점과 연결된다. 따라서, 도 7과 같이 배터리라인(10)의 고전압배터리코어(B)를 통과한 냉각수가 제1배터리가열라인(90)을 통해 실내가열라인(40)으로 도입될 수 있는 것이다. 그리고, 실내가열라인(40)으로 도입된 냉각수는 실내공조용 가열코어(42)로 도입될 수 있다. 종래의 차량용 열관리시스템은 실내가열공조를 위해 냉각수라인과 냉매라인이 구비되고, 고전압배터리를 승온시키기 위해서는 별도의 냉각수라인과 냉매라인이 필요하였다. 본 발명의 경우 실내가열라인(40)과 배터리라인(10)이 제1배터리가열라인(90)을 통해 연결됨으로써 하나의 냉매라인(20)만으로도 실내가열공조와 고전압배터리코어(B)의 승온을 수행할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 냉매의 사용양이 현저히 줄게 되어 친환경적인 장점도 있는 것이다. 그리고, 제1배터리가열라인(90)에는 제어부(100)에 의해 제어되어 선택적으로 유로를 연결하거나 유량을 제어하기 위한 가열조절밸브(V90)가 마련된다. 따라서, 가열조절밸브(V90)의 제어에 따라서 고전압배터리코어(B)를 통과한 냉각수의 가열코어(42)로의 도입 여부를 조절할 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명의 경우 도 1과 같이 배터리라인(10) 중 제1라디에이터(R1) 상류지점에서 분기되며, 전장부품라인(150) 중 제2라디에이터(R2) 상류지점에 연결된 제1분기라인(111); 및 배터리라인(10) 중 제1분기라인(111)과 동일한 지점에서 분기되며, 전장부품라인(150) 중 제3라디에이터라인(50) 중 제3라디에이터(R3) 상류지점에 연결된 제2분기라인(112);을 더 포함하고, 제1분기라인(111) 및 제2분기라인(112)은 제5밸브(V5)를 통해 배터리라인(10)에 연결될 수 있다.
제1분기라인(111)은 일단이 제5밸브(V5)를 통해 배터리라인(10) 중 제1라디에이터(R1) 상류지점에 연결되고, 타단이 전장부품라인(150) 중 제2라디에이터(R2) 상류지점에 연결된다. 그리고, 제2분기라인(112)은 일단이 배터리라인(10) 중 제1분기라인(111)과 동일한 지점에 연결되며, 타단이 전장부품라인(150) 중 제3라디에이터라인(50) 중 제3라디에이터(R3) 상류지점에 연결된다. 제5밸브(V5)는 제어부(100)에 의해 제어되며 제1분기라인(111), 제2분기라인(112) 및 배터리라인(10)의 냉각수 유통을 조절한다.
또한, 본 발명의 경우 도 1과 같이 배터리라인(10) 중 제1라디에이터(R1) 하류지점에서 분기되며, 전장부품라인(150) 중 제2라디에이터(R2) 하류지점에 연결된 제3분기라인(113); 및 배터리라인(10) 중 제3분기라인(113)과 동일한 지점에서 분기되며, 제3라디에이터라인(50) 중 제3라디에이터(R3) 하류지점에 연결된 제4분기라인(114);을 더 포함하고, 제3분기라인(113) 및 제4분기라인(114)은 제6밸브(V6)를 통해 배터리라인(10)에 연결될 수 있다.
제3분기라인(113)은 일단이 제6밸브(V6)를 통해 배터리라인(10) 중 제1라디에이터(R1) 하류지점에 연결되고, 타단이 전장부품라인(150) 중 제2라디에이터(R2) 하류지점에 연결된다. 그리고, 제4분기라인(114)은 일단이 배터리라인(10) 중 제3분기라인(113)과 동일한 지점에 연결되며, 타단이 전장부품라인(150) 중 제3라디에이터라인(50) 중 제3라디에이터(R3) 하류지점에 연결된다. 제6밸브(V6)는 제어부(100)에 의해 제어되며 제3분기라인(113), 제4분기라인(114) 및 배터리라인(10)의 냉각수 유통을 조절한다.
종래의 차량용 열관리시스템은 복수의 라디에이터가 마련되었으나 이는 각각 방열대상에 개별적으로 연결되어 방열성능의 한계가 있었다. 본 발명의 경우 도 2와 같이 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어함으로써 제1라디에이터(R1), 제2라디에이터(R2) 및 제3라디에이터(R3)를 통합할 수 있다. 또한, 도 3과 같이 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어함으로써 제1라디에이터(R1), 제2라디에이터(R2) 및 제3라디에이터(R3)가 각각 방열대상에만 연결되도록 할 수도 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 경우 라디에이터를 통합할 수도 있으므로 필요시 방열성능을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
도 2 내지 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리시스템의 각 모드를 나타낸 도면이다.
도 2와 같이 고전압배터리코어(B)를 냉각시키며 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제1모드인 경우, 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시키며, 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4) 및 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어하여 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)가 제1라디에이터(R1) 및 제2라디에이터(R2) 및 제3라디에이터(R3)와 선택적으로 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2)를 제어하여 증발기(24)와 연결된 제1열교환기(34)를 통과한 냉각수가 냉각코어(32)를 통과하며 실내를 먼저 냉방하고, 고전압배터리코어(B)로 도입된 후 다시 제1열교환기(34)로 회수되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제1모드는 외기온도가 매우 높아 실내의 냉방이 필요하고, 충전 등의 상황으로써 배터리의 냉각이 필요하며 전장부품은 냉각이 불필요한 경우일 수 있다.
구체적으로, 제1모드시 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시킨다. 그리고, 제어부(100)는 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4) 및 제3펌프(P3)를 제어함으로써 실내가열라인(40)의 일부와 제3라디에이터라인(50)에서 냉각수가 순환되도록 한다. 그리고, 제어부(100)는 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어함으로써 제3라디에이터라인(50)의 냉각수가 제1, 2, 3, 4분기라인(111, 112, 113, 114)을 통해 제1, 2, 3라디에이터(R1, R2, R3)를 모두 순환토록 한다. 따라서, 실내가열라인(40)에 구비된 제2열교환기(44)와 냉매라인(20)의 응축기(23)가 열교환하여 열적으로 연결되고, 제2열교환기(44)에서 승온된 냉각수는 제1, 2, 3라디에이터(R1, R2, R3)에서 외기와 열교환하여 냉각된 후 다시 제2열교환기(44)를 순환한다. 이와 같은 구성을 통해 본 발명은 차량 실내와 배터리가 최대치의 냉각이 필요한 경우, 시스템의 모든 라디에이터를 동원하여 응축기(23)를 방열함으로써 증발기(24)의 냉각효율을 극단적으로 향상시키는 것이다.
그리고, 제어부(100)는 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2) 및 제2펌프(P2)를 제어함으로써 실내냉각라인(30)의 일부, 제1배터리냉각라인(80) 및 제1분기라인(111)에서 냉각수가 순환토록 한다. 따라서, 실내냉각라인(30)에 구비된 제1열교환기(34)와 냉매라인(20)의 증발기(24)가 열교환하여 열적으로 연결되고, 제1열교환기(34)에서 냉각된 냉각수는 냉각코어(32)를 통과하여 제1배터리냉각라인(80)을 통해 고전압배터리코어(B)로 도입된다. 그리고, 고전압배터리코어(B)를 통과한 냉각수는 제1분기라인(111)을 통해 제1열교환기(34)로 도입되는 것이다. 이 경우, 실내공조용 냉각코어(32)를 지나는 공기는 냉각됨으로써 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출할 수 있고, 고전압배터리코어(B)에 냉각된 냉각수가 제공됨으로써 고전압배터리코어(B)를 냉각시킬 수 있는 것이다.
한편, 제1모드의 경우 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4) 및 가열조절밸브(V90)를 제어하여 도 4와 같이 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 제4밸브(V4)에서 분기되어 가열코어(42)로 도입되도록 할 수 있다. 이 경우, 냉각수가 가열코어(42) 측으로 일부 흐름으로써 차가운 공기와 더운 공기를 믹싱하여 적절한 온도로 실내에 토출하는 것도 가능하다.
그리고, 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 도 3과 같이 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제2모드인 경우, 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시키며, 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4) 및 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어하여 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)가 제1라디에이터(R1) 및 제2라디에이터(R2) 및 제3라디에이터(R3)와 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2)를 제어하여 증발기(24)와 연결된 제1열교환기(34)를 통과한 냉각수가 냉각코어(32)를 통과한 후 다시 제1열교환기(34)로 회수되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제2모드는 외기온도가 매우 높아 실내의 냉방이 필요하고, 고전압배터리코어(B) 및 전장부품코어(M)의 냉각이 불필요한 경우일 수 있다.
구체적으로, 제2모드시 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시킨다. 그리고, 제어부(100)는 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4) 및 제3펌프(P3)를 제어함으로써 실내가열라인(40)의 일부와 제3라디에이터라인(50)에서 냉각수가 순환되도록 한다. 그리고, 제어부(100)는 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어함으로써 제3라디에이터라인(50)의 냉각수가 제1, 2분기라인을 통해 제1, 2, 3라디에이터를 모두 순환토록 한다. 따라서, 실내가열라인(40)에 구비된 제2열교환기(44)와 냉매라인(20)의 응축기(23)가 열교환하여 열적으로 연결되고, 제2열교환기(44)에서 승온된 냉각수는 제1, 2, 3라디에이터(R1, R2, R3))에서 외기와 열교환하여 냉각된 후 다시 제2열교환기(44)를 순환한다. 그리고, 제어부(100)는 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2) 및 제2펌프(P2)를 제어함으로써 실내냉각라인(30)에서 냉각수가 순환토록 한다. 따라서, 실내냉각라인(30)에 구비된 제1열교환기(34)와 냉매라인(20)의 증발기(24)가 열교환하여 열적으로 연결되고, 제1열교환기(34)에서 냉각된 냉각수는 냉각코어(32)를 통과한 후 다시 제1열교환기(34)로 도입된다. 이 경우, 실내공조용 냉각코어(32)를 지나는 공기는 냉각됨으로써 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출할 수 있고, 고전압배터리코어(B)에 냉각된 냉각수가 제공됨으로써 고전압배터리코어(B)를 냉각시킬 수 있는 것이다.
한편, 제2모드의 경우 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4) 및 가열조절밸브(V90)를 제어하여 도 5와 같이 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 제4밸브(V4)에서 분기되어 가열코어(42)로 도입되도록 할 수 있다. 이 경우, 냉각수가 가열코어(42) 측으로 일부 흐름으로써 차가운 공기와 더운 공기를 믹싱하여 적절한 온도로 실내에 토출하는 것도 가능하다.
그리고, 도 4와 같이 차량의 외기를 이용하여 고전압배터리코어(B) 및 전장부품코어(M)를 냉각시키며 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제3모드인 경우, 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시키며, 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어하여 제1, 2분기라인(111, 112) 및 제3, 4분기라인(113, 114)에서 냉각수가 순환되지 않도록 하며 고전압배터리코어(B)와 제1라디에이터(R1)가 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제3밸브(V3)를 제어하여 전장부품코어(M)가 제2라디에이터(R2)와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4)를 제어하여 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)가 제3라디에이터(R3)와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2)를 제어하여 증발기(24)와 연결된 제1열교환기(34)를 통과한 냉각수가 냉각코어(32)를 통과한 후 다시 제1열교환기(34)로 회수되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제3모드는 외기온도가 높아 실내의 냉방이 필요하고, 고전압배터리코어(B) 및 전장부품코어(M)의 냉각이 필요한 경우일 수 있다.
구체적으로, 제3모드시 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시킨다. 그리고, 제어부(100)는 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6) 및 제1펌프(P1)를 제어하여 제1, 2분기라인(111, 112) 및 제3, 4분기라인(113, 114)에서 냉각수가 순환되지 않도록 하며, 고전압배터리코어(B)와 제1라디에이터(R1)가 열교환되도록 냉각수를 순환시킨다. 따라서, 고전압배터리코어(B)를 통과하며 승온된 냉각수가 제1라디에이터(R1)를 통해 방열됨으로써 냉각된 후 다시 고전압배터리코어(B)로 도입되는 것이다. 그리고, 제어부(100)는 제3밸브(V3) 및 제4펌프(P4)를 제어함으로써 전장부품라인(150)에서 냉각수가 순환토록 한다. 따라서, 전장부품코어(M)를 통과하며 승온된 냉각수가 제2라디에이터(R2)를 통해 방열됨으로써 냉각된 후 다시 전장부품코어(M)로 도입되는 것이다. 그리고, 제어부(100)는 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4) 및 제3펌프(P3)를 제어함으로써 제2열교환기(44)가 제3라디에이터(R3)와 열교환되도록 냉각수를 순환시킨다. 따라서, 실내가열라인(40)에 구비된 제2열교환기(44)와 냉매라인(20)의 응축기(23)가 열교환하여 열적으로 연결되고, 제2열교환기(44)에서 승온된 냉각수는 제3라디에이터(R3)에서 외기와 열교환하여 냉각된 후 다시 제2열교환기(44)를 순환한다. 그리고, 제어부(100)는 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2) 및 제2펌프(P2)를 제어함으로써 실내냉각라인(30)에서 냉각수가 순환토록 한다. 따라서, 실내냉각라인(30)에 구비된 제1열교환기(34)와 냉매라인(20)의 증발기(24)가 열교환하여 열적으로 연결되고, 제1열교환기(34)에서 냉각된 냉각수는 냉각코어(32)를 통과한 후 다시 제1열교환기(34)로 도입된다. 이 경우, 실내공조용 냉각코어(32)를 지나는 공기는 냉각됨으로써 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출할 수 있고, 고전압배터리코어(B)에 냉각된 냉각수가 제공됨으로써 고전압배터리코어(B)를 냉각시킬 수 있는 것이다.
한편, 제3모드의 경우 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4) 및 가열조절밸브(V90)를 제어하여 도 5와 같이 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 제4밸브(V4)에서 분기되어 가열코어(42)로 도입되도록 할 수 있다. 이 경우, 냉각수가 가열코어(42) 측으로 일부 흐름으로써 차가운 공기와 더운 공기를 믹싱하여 적절한 온도로 실내에 토출하는 것도 가능하다.
그리고, 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 도 5와 같이 차량의 외기를 이용하여 전장부품코어(M)를 냉각시키며 냉매라인(20)을 이용하여 고전압배터리코어(B)를 냉각시키고 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제4모드인 경우, 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시키며, 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어하여 제1, 2분기라인 및 제3, 4분기라인에서 냉각수가 순환되지 않도록 하고, 제3밸브(V3)를 제어하여 전장부품코어(M)가 제2라디에이터(R2)와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4)를 제어하여 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)가 제3라디에이터(R3)와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2)를 제어하여 증발기(24)와 연결된 제1열교환기(34)를 통과한 냉각수가 냉각코어(32)를 통과하며 실내를 먼저 냉방하고, 고전압배터리코어(B)로 도입된 후 다시 제1열교환기(34)로 회수되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제4모드는 외기온도가 높아 실내의 냉방이 필요하고, 전장부품코어(M)의 냉각이 필요하며, 고전압배터리코어(B)의 요구 냉각량이 큰 경우일 수 있다.
구체적으로, 제4모드시 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시킨다. 그리고, 제어부(100)는 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6) 및 제1펌프(P1)를 제어하여 제1, 2분기라인 및 제3, 4분기라인에서 냉각수가 순환되지 않도록 하며, 고전압배터리코어(B)와 제1라디에이터(R1)가 열교환되도록 냉각수를 순환시킨다. 따라서, 고전압배터리코어(B)를 통과하며 승온된 냉각수가 제1라디에이터(R1)를 통해 방열됨으로써 냉각된 후 다시 고전압배터리코어(B)로 도입되는 것이다. 그리고, 제어부(100)는 제3밸브(V3) 및 제4펌프(P4)를 제어함으로써 전장부품라인(150)에서 냉각수가 순환토록 한다. 따라서, 전장부품코어(M)를 통과하며 승온된 냉각수가 제2라디에이터(R2)를 통해 방열됨으로써 냉각된 후 다시 전장부품코어(M)로 도입되는 것이다. 그리고, 제어부(100)는 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4) 및 제3펌프(P3)를 제어함으로써 제2열교환기(44)가 제3라디에이터(R3)와 열교환되도록 냉각수를 순환시킨다. 따라서, 실내가열라인(40)에 구비된 제2열교환기(44)와 냉매라인(20)의 응축기(23)가 열교환하여 열적으로 연결되고, 제2열교환기(44)에서 승온된 냉각수는 제3라디에이터(R3)에서 외기와 열교환하여 냉각된 후 다시 제2열교환기(44)를 순환한다. 그리고, 제어부(100)는 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2) 및 제2펌프(P2)를 제어함으로써 실내냉각라인(30)에서 냉각수가 순환토록 한다. 따라서, 실내냉각라인(30)에 구비된 제1열교환기(34)와 냉매라인(20)의 증발기(24)가 열교환하여 열적으로 연결되고, 제1열교환기(34)에서 냉각된 냉각수는 냉각코어(32)를 통과한 후 다시 제1열교환기(34)로 도입된다. 이 경우, 실내공조용 냉각코어(32)를 지나는 공기는 냉각됨으로써 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출할 수 있고, 고전압배터리코어(B)에 냉각된 냉각수가 제공됨으로써 고전압배터리코어(B)를 냉각시킬 수 있는 것이다.
한편, 제4모드의 경우 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4) 및 가열조절밸브(V90)를 제어하여 도 5와 같이 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 제4밸브(V4)에서 분기되어 제3라디에이터(R3) 및 가열코어(42)로 도입되도록 할 수 있다. 이 경우, 냉각수가 가열코어(42) 측으로 일부 흐름으로써 차가운 공기와 더운 공기를 믹싱하여 적절한 온도로 실내에 토출하는 것도 가능하다.
그리고, 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 도 1과 같이 일단이 제7밸브(V7)를 통해 실내냉각라인(30) 중 제1열교환기(34) 하류지점에 연결되며, 타단이 전장부품라인(150) 중 전장부품코어(M) 상류지점에 연결된 제2바이패스라인(120); 및 일단이 제8밸브(V8)를 통해 전장부품라인(150) 중 제2라디에이터(R2) 하류지점에 연결되며, 타단이 전장부품라인(150) 중 제2라디에이터(R2) 상류지점에 연결된 제3바이패스라인(130);을 더 포함할 수 있다.
본 발명에는 제2바이패스라인(120)과 제3바이패스라인(130)이 마련된다. 제2바이패스라인(120)의 일단은 제7밸브(V7)를 통해 실내냉각라인(30) 중 제1열교환기(34) 하류지점에 연결되며, 타단은 전장부품라인(150) 중 전장부품코어(M) 상류지점에 연결된다. 따라서, 제2바이패스라인(120)을 통해 실내냉각라인(30) 및 전장부품라인(150)이 열적으로 연결될 수 있는 것이다.
그리고, 제3바이패스라인(130)의 일단은 제8밸브(V8)를 통해 전장부품라인(150) 중 제2라디에이터(R2) 하류지점에 연결되며, 타단은 전장부품라인(150) 중 제2라디에이터(R2) 상류지점에 연결된다. 한편, 제3바이패스라인(130)에는 제어부(100)에 의해 구동 및 정지가 제어되며 냉각수의 순환을 위한 제5펌프(P5)가 구비된다.
그리고, 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 도 6과 같이 고전압배터리코어(B) 및 전장부품코어(M)를 냉각시키며 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출시키는 제5모드인 경우, 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시키며, 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어하여 제1, 2분기라인 및 제3, 4분기라인에서 냉각수가 순환되지 않도록 하고, 제3밸브(V3) 및 제8밸브(V8)를 제어하여 전장부품코어(M)를 통과한 냉각수가 분기되어 제1바이패스라인(60) 및 제2라디에이터(R2)로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2) 및 제7밸브(V7)를 제어하여 증발기(24)와 연결된 제1열교환기(34)를 통과한 냉각수가 분기되어 제2바이패스라인(120) 및 냉각코어(32)로 도입되도록 냉각수를 순환시키고, 고전압배터리코어(B)가 제1라디에이터(R1)와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 가열조절밸브(V90) 및 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4)를 제어하여 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 가열코어(42)를 통과한 후 다시 제2열교환기(44)로 회수되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제5모드는 외기온도가 낮아 실내의 승온이 필요하고, 고전압배터리코어(B) 및 전장부품코어(M)의 냉각이 필요한 경우일 수 있다.
구체적으로, 제5모드시 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시킨다. 그리고, 제어부(100)는 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어하여 제1, 2분기라인(111, 112) 및 제3, 4분기라인(113, 114)에서 냉각수가 순환되지 않도록 한다. 그리고, 제어부(100)는 제3밸브(V3) 및 제8밸브(V8) 및 제4펌프(P4)를 제어함으로써 전장부품코어(M)를 통과한 냉각수가 분기되어 제1바이패스라인(60) 및 제2라디에이터(R2)로 도입되도록 냉각수를 순환시킨다. 이 경우, 제2라디에이터(R2)로 도입된 냉각수는 제2라디에이터(R2)에서 방열됨으로써 냉각된 후 다시 전장부품코어(M)로 도입되는 것이다. 그리고, 제어부(100)는 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2) 및 제7밸브(V7) 및 제2펌프(P2)를 제어함으로써 제1열교환기(34)를 통과한 냉각수가 분기되어 제2바이패스라인(120) 및 냉각코어(32)로 도입되도록 냉각수를 순환시킨다. 이 경우, 제1열교환기(34)를 지나며 냉각수는 냉각된 후 제7밸브(V7)에서 분기되어 각각 제2바이패스라인(120) 및 실내공조용 냉각코어(32)로 도입되는 것이다. 그리고, 제어부(100)는 제1펌프(P1)를 제어하여 고전압배터리코어(B)가 제1라디에이터(R1)와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다.
이 경우, 실내공조용 가열코어(42)를 지나는 공기는 승온됨으로써 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출할 수 있는 것이다. 그리고, 전장부품코어(M) 및 고전압배터리코어(M)를 냉각시킬 수 있는 것이다. 한편, 도 6과 같이 제7밸브(V7)를 제어함으로써 제1열교환기(34)를 통과한 냉각수가 분기되어 냉각코어(32)로 도입될 수 있다. 이 경우, 차가운 공기와 더운 공기를 믹싱하여 적절한 온도로 차량의 실내공간으로 토출할 수 있다. 또한, 제7밸브(V7)를 제어함으로써 제1열교환기(34)를 통과한 냉각수가 냉각코어(32)로 도입되지 않도록 제어함으로써 더운 공기만을 차량의 실내공간으로 토출하는 것도 가능하다.
한편, 도 1과 같이 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 일단이 전장부품라인(150) 중 제3분기라인(113)과 제8밸브(V8) 사이 지점에 연결되고, 타단이 제3밸브(V3)에 연결된 제4바이패스라인(140);을 더 포함할 수 있다. 제4바이패스라인(140)은 일단이 전장부품라인(150) 중 제2파디에이터 하류지점에 연결되고, 타단이 제3밸브(V3)에 연결된다. 따라서, 제3밸브(V3)를 통해서 제1바이패스라인(60) 및 제4바이패스라인(140) 및 전장부품라인(150)이 연결될 수 있는 것이다.
그리고, 도 7과 같이 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 고전압배터리코어(B)를 승온시키며 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출시키는 제6모드인 경우, 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시키며, 제2밸브(V2) 및 제3밸브(V3) 및 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6) 및 제7밸브(V7) 및 제8밸브(V8)를 제어하여 증발기(24)와 연결된 제1열교환기(34)가 제1, 2, 3라디에이터와 선택적으로 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 가열조절밸브(V90) 및 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)를 제어하여 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 분기되어 가열조절밸브(V90) 및 고전압배터리코어(B)로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 고전압배터리코어(B)를 통과한 냉각수는 가열조절밸브(V90)로 도입된 후 가열코어(42)로 도입되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제6모드는 외기온도가 낮아 실내의 승온이 필요하고, 고전압배터리코어(B)의 승온이 필요한 경우일 수 있다.
구체적으로, 제6모드시 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시킨다. 그리고, 제어부(100)는 제2밸브(V2) 및 제3밸브(V3) 및 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6) 및 제7밸브(V7) 및 제8밸브(V8) 및 제2펌프(P2) 및 제5펌프(P5)를 제어함으로써 증발기(24)와 연결된 제1열교환기(34)가 제1, 2, 3라디에이터와 선택적으로 열교환되도록 냉각수를 순환시킨다. 그리고, 가열조절밸브(V90) 및 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)를 제어하여 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 분기됨으로써 가열조절밸브(V90) 및 고전압배터리코어(B)로 도입되도록 냉각수를 순환시킨다. 이 경우, 제2열교환기(44)를 통과하며 승온된 냉각수가 고전압배터리코어(B)로 도입됨으로써 고전압배터리코어(B)를 승온시킬 수 있는 것이다. 그리고, 고전압배터리코어(B)를 통과한 냉각수는 가열조절밸브(V90)로 도입된 후 가열코어(42)로 도입된다. 따라서, 가열코어(42)를 통과한 공기가 승온됨으로써 차량의 실내공간으로 승온된 공기가 토출될 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 도 8과 같이 차량의 실내공간으로 제습된 공기를 토출시키는 제7모드인 경우, 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시키며, 가열조절밸브(V90) 및 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4)를 제어하여 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 가열코어(42)로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2) 및 제7밸브(V7)를 제어하여 증발기(24)와 연결된 제1열교환기(34)를 통과한 냉각수가 냉각코어(32)로 도입되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제7모드는 차량의 실내공간으로 제습된 공기를 토출할 필요성이 있는 경우이다.
구체적으로, 제7모드시 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시킨다. 그리고, 제어부(100)는 가열조절밸브(V90) 및 제1밸브(V1) 및 제4밸브(V4)를 제어하여 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 가열코어(42)로 도입되도록 냉각수를 순환시킨다. 그리고, 제어부(100)는 냉각조절밸브(V80) 및 제2밸브(V2) 및 제7밸브(V7)를 제어하여 증발기(24)와 연결된 제1열교환기(34)를 통과한 냉각수가 냉각코어(32)로 도입되도록 냉각수를 순환시킨다. 따라서, 냉각코어(32)를 통과하며 제습 및 냉각된 공기가 가열코어(42)를 통과하며 승온되면서 차량의 실내공간으로 제습된 공기가 토출될 수 있는 것이다. 결국, 차량의 윈드실드에 성에 등이 낀 경우 제7모드의 구현으로 차량 실내공간의 습도를 낮춰 성에 등을 제거할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 도 9와 같이 전장부품코어(M)를 냉각시키며 고전압배터리코어(B)를 승온시키고 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출시키는 제8모드인 경우, 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시키며, 제2밸브(V2) 및 제3밸브(V3) 및 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6) 및 제7밸브(V7) 및 제8밸브(V8)를 제어하여 제1열교환기(34) 및 전장부품코어(M)가 제1라디에이터(R1) 및 제2라디에이터(R2) 및 제3라디에이터(R3)와 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 가열조절밸브(V90) 및 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)를 제어하여 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 분기되어 가열조절밸브(V90) 및 고전압배터리코어(B)로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 고전압배터리코어(B)를 통과한 냉각수는 가열조절밸브(V90)로 도입된 후 가열코어(42)로 도입되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제8모드시, 외기온이 낮아 차량의 실내공간의 승온이 필요하며, 고전압배터리코어(B)의 승온이 필요한 경우이다.
구체적으로, 제8모드시 제어부(100)는 압축기(21)를 작동하여 냉매라인(20)의 냉매를 순환시킨다. 그리고, 제어부(100)는 제2밸브(V2) 및 제3밸브(V3) 및 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6) 및 제7밸브(V7) 및 제8밸브(V8) 및 제2펌프(P2) 및 제5펌프(P5)를 제어함으로써 증발기(24)와 연결된 제1열교환기(34) 및 전장부품코어(M)가 제1, 2, 3라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시킨다. 그리고, 제어부(100)는 가열조절밸브(V90) 및 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2) 및 제3펌프(P3)를 제어함으로써 응축기(23)와 연결된 제2열교환기(44)를 통과한 냉각수가 분기되어 가열조절밸브(V90) 및 고전압배터리코어(B)로 도입되도록 냉각수를 순환시킨다. 그러므로, 제2열교환기(44)에서 승온된 냉각수가 고전압배터리코어(B)로 도입됨으로써 고전압배터리코어(B)를 승온시킬 수 있는 것이다. 그리고, 가열코어(42)로도 냉각수가 도입됨으로써 가열코어(42)를 지나는 공기와 열교환된다. 따라서, 가열코어(42)를 지나는 공기가 승온됨으로써 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출할 수 있는 것이다. 그리고, 제8모드의 경우 필요시 제2밸브(V2) 및 제7밸브(V7)를 제어하여 실내공조용 냉각코어(32)에 냉각수가 흐르게 함으로써 차가운 공기와 뜨거운 공기를 적절한 온도로 믹싱하여 차량의 실내공간으로 토출하는 것도 가능하다.
그리고, 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 도 10과 같이 차량의 외기를 이용하여 전장부품코어(M)를 냉각시키는 제9모드인 경우, 제어부(100)는 제3밸브(V3) 및 제8밸브(V8)를 제어하여 전장부품코어(M)가 제2열교환기(44)와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제9모드는 전장부품코어(M)의 냉각이 필요한 경우이다.
구체적으로, 제9모드시 제어부(100)는 제3밸브(V3) 및 제8밸브(V8) 및 제4펌프(P4)를 제어하여 전장부품코어(M)가 제2라디에이터(R2)와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 즉, 전장부품코어(M)를 지나며 전장부품코어(M)의 폐열을 회수한 냉각수가 제2라디에이터(R2)로 도입되어 제2라디에이터(R2)에서 차량의 외기와 열교환을 통해 방열되는 것이다. 따라서, 제2라디에이터(R2)를 통과하며 냉각된 냉각수가 다시 전장부품코어(M)로 도입되는 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 도 11과 같이 차량의 외기를 이용하여 고전압배터리코어(B)를 냉각시키는 제10모드인 경우, 제어부(100)는 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어하여 고전압배터리코어(B)가 제1열교환기(34)와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제10모드는 고전압배터리코어(B)의 냉각이 필요한 경우이다.
구체적으로, 제10모드시 제어부(100)는 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6) 및 제1펌프(P1)를 제어하여 전장부품코어(M)가 제2라디에이터(R2)와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 즉, 고전압배터리코어(B)를 지나며 고전압배터리코어(B)의 폐열을 회수한 냉각수가 제1라디에이터(R1)로 도입되어 제1라디에이터(R1)에서 차량의 외기와 열교환을 통해 방열되는 것이다. 따라서, 제1라디에이터(R1)를 통과하며 냉각된 냉각수가 다시 고전압배터리코어(B)로 도입되는 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 차량용 열관리시스템은, 도 12와 같이 차량의 외기를 이용하여 전장부품코어(M) 및 고전압배터리코어(B)를 냉각시키는 제11모드인 경우, 제어부(100)는 제3밸브(V3) 및 제8밸브(V8)를 제어하여 전장부품코어(M)가 제2열교환기(44)와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 제어하여 고전압배터리코어(B)가 제1열교환기(34)와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 제11모드는 전장부품코어(M) 및 고전압배터리코어(B)의 냉각이 필요한 경우이다.
구체적으로, 제11모드시 제어부(100)는 제3밸브(V3) 및 제8밸브(V8) 및 제4펌프(P4)를 제어하여 전장부품코어(M)가 제2라디에이터(R2)와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 즉, 전장부품코어(M)를 지나며 전장부품코어(M)의 폐열을 회수한 냉각수가 제2라디에이터(R2)로 도입되어 제2라디에이터(R2)에서 차량의 외기와 열교환을 통해 방열되는 것이다. 따라서, 제2라디에이터(R2)를 통과하며 냉각된 냉각수가 다시 전장부품코어(M)로 도입되는 것이다.
또한, 제어부(100)는 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6) 및 제1펌프(P1)를 제어하여 전장부품코어(M)가 제2라디에이터(R2)와 열교환되도록 냉각수를 순환시킬 수 있다. 즉, 고전압배터리코어(B)를 지나며 고전압배터리코어(B)의 폐열을 회수한 냉각수가 제1라디에이터(R1)로 도입되어 제1라디에이터(R1)에서 차량의 외기와 열교환을 통해 방열되는 것이다. 따라서, 제1라디에이터(R1)를 통과하며 냉각된 냉각수가 다시 고전압배터리코어(B)로 도입되는 것이다.
그리고, 본 발명의 경우 도 1 내지 12와 같이 실내가열라인(40)에는 냉각수를 가열하는 수가열히터(W)가 별도로 마련될 수 있다. 또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 냉각수를 공급하는 리저버탱크를 각각의 라인 상에 별도로 구비하여 냉각수를 공급할 수도 있을 것이다.
본 발명의 차량용 열관리시스템에 따르면, 차량용 열관리 분야에서 실내 공조 또는 전장부품의 냉각 또는 배터리의 냉난방에 필요한 에너지를 효율적으로 관리할 수 있다.
특히, 복수의 라디에이터를 효과적으로 분할 또는 통합하여 사용함으로써 냉난방 효율을 극대화하고, 열관리시스템이 통합됨으로써 냉매의 사용량을 현저히 축소시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 : 배터리라인 20 : 냉매라인
21 : 압축기 22 : 팽창밸브
23 : 응축기 24 : 증발기
30 : 실내냉각라인 32 : 냉각코어
34 : 제1열교환기 40 : 실내가열라인
42 : 가열코어 44 : 제2열교환기
50 : 제3라디에이터라인 60 : 제1바이패스라인
71 : 제1유입라인 72 : 제2유입라인
80 : 제1배터리냉각라인 90 : 제1배터리가열라인
100 : 제어부 111 : 제1분기라인
112 : 제2분기라인 113 : 제3분기라인
114 : 제4분기라인 120 : 제2바이패스라인
130 : 제3바이패스라인 140 : 제4바이패스라인
150 : 전장부품라인 V1~V8 : 제1~8밸브
V80 : 냉각조절밸브 V90 : 가열조절밸브
P1~P5 : 제1~5펌프 R1~R3 : 제1~3라디에이터
M : 전장부품코어 B : 고전압배터리코어
W : 수가열히터

Claims (17)

  1. 제1라디에이터와 고전압배터리코어가 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 배터리라인;
    압축기, 팽창밸브, 응축기 및 증발기가 구비된 냉매라인;
    실내공조용 냉각코어가 제1열교환기를 통해 증발기와 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 실내냉각라인;
    실내공조용 가열코어가 제2열교환기를 통해 응축기와 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 실내가열라인;
    제2라디에이터와 전장부품코어가 열교환되도록 연결하며, 냉각수가 유통되는 전장부품라인;
    제3라디에이터와 연결되며, 일단이 제1밸브를 통해 실내가열라인 중 제2열교환기 상류지점에 연결되고, 타단이 실내가열라인 중 제2열교환기 하류지점에 제4밸브를 통해 연결된 제3라디에이터라인;
    일단이 제2밸브를 통해 실내냉각라인 중 제1열교환기 상류지점에 연결되며, 타단이 제3밸브를 통해 전장부품라인의 전장부품코어 하류지점에 연결된 제1바이패스라인;
    배터리라인 중 제1라디에이터 상류지점에서 분기되며 제2밸브를 통해 실내냉각라인과 제1바이패스라인에 연결된 제1유입라인 및 배터리라인 중 제1유입라인과 동일한 지점에서 분기되며 제4밸브를 통해 실내가열라인과 제3라디에이터라인에 연결된 제2유입라인; 및
    압축기와 복수의 밸브의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 차량용 열관리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    실내냉각라인 중 냉각코어의 하류지점에서 분기되어 배터리라인 중 고전압배터리코어의 상류지점과 연결되며, 냉각코어를 통과한 냉각수의 고전압배터리코어로의 도입 여부를 조절하는 냉각조절밸브가 마련된 제1배터리냉각라인; 및
    실내가열라인 중 가열코어의 상류지점에서 분기되어 배터리라인 중 고전압배터리코어의 상류지점과 연결되며, 고전압배터리코어를 통과한 냉각수의 가열코어로의 도입 여부를 조절하는 가열조절밸브가 마련된 제1배터리가열라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    배터리라인 중 제1라디에이터 상류지점에서 분기되며, 전장부품라인 중 제2라디에이터 상류지점에 연결된 제1분기라인; 및
    배터리라인 중 제1분기라인과 동일한 지점에서 분기되며, 전장부품라인 중 제3라디에이터라인 중 제3라디에이터 상류지점에 연결된 제2분기라인;을 더 포함하고,
    제1분기라인 및 제2분기라인은 제5밸브를 통해 배터리라인에 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    배터리라인 중 제1라디에이터 하류지점에서 분기되며, 전장부품라인 중 제2라디에이터 하류지점에 연결된 제3분기라인; 및
    배터리라인 중 제3분기라인과 동일한 지점에서 분기되며, 제3라디에이터라인 중 제3라디에이터 하류지점에 연결된 제4분기라인;을 더 포함하고,
    제3분기라인 및 제4분기라인은 제6밸브를 통해 배터리라인에 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    고전압배터리코어를 냉각시키며 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제1모드인 경우,
    제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제1밸브 및 제4밸브 및 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기가 제1라디에이터 및 제2라디에이터 및 제3라디에이터와 선택적으로 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 냉각조절밸브 및 제2밸브를 제어하여 증발기와 연결된 냉각코어를 통과한 냉각수가 냉각코어를 통과하며 실내를 먼저 냉방하고, 고전압배터리코어로 도입된 후 다시 제1열교환기로 회수되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제2모드인 경우,
    제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제1밸브 및 제4밸브 및 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기가 제1라디에이터 및 제2라디에이터 및 제3라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 냉각조절밸브 및 제2밸브를 제어하여 증발기와 연결된 제1열교환기를 통과한 냉각수가 냉각코어를 통과한 후 다시 제1열교환기로 회수되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    차량의 외기를 이용하여 고전압배터리코어 및 전장부품코어를 냉각시키며 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제3모드인 경우,
    제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 제1, 2분기라인 및 제3, 4분기라인에서 냉각수가 순환되지 않도록 하며 고전압배터리코어와 제1라디에이터가 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제3밸브를 제어하여 전장부품코어가 제2라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제1밸브 및 제4밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기가 제3라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브 및 제2밸브를 제어하여 증발기와 연결된 제1열교환기를 통과한 냉각수가 냉각코어를 통과한 후 다시 제1열교환기로 회수되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  8. 청구항 4에 있어서,
    차량의 외기를 이용하여 전장부품코어를 냉각시키며 냉매라인을 이용하여 고전압배터리코어를 냉각시키고 차량의 실내공간으로 냉각된 공기를 토출시키는 제4모드인 경우,
    제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 제1, 2분기라인 및 제3, 4분기라인에서 냉각수가 순환되지 않도록 하고, 제3밸브를 제어하여 전장부품코어가 제2라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제1밸브 및 제4밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기가 제3라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브 및 제2밸브를 제어하여 증발기와 연결된 제1열교환기를 통과한 냉각수가 냉각코어를 통과하며 실내를 먼저 냉방하고, 고전압배터리코어로 도입된 후 다시 제1열교환기로 회수되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  9. 청구항 4에 있어서,
    일단이 제7밸브를 통해 실내냉각라인 중 제1열교환기 하류지점에 연결되며, 타단이 전장부품라인 중 전장부품코어 상류지점에 연결된 제2바이패스라인; 및
    일단이 제8밸브를 통해 전장부품라인 중 제2라디에이터 하류지점에 연결되며, 타단이 전장부품라인 중 제2라디에이터 상류지점에 연결된 제3바이패스라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    고전압배터리코어 및 전장부품코어를 냉각시키며 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출시키는 제5모드인 경우,
    제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 제1, 2분기라인 및 제3, 4분기라인에서 냉각수가 순환되지 않도록 하고, 제3밸브 및 제8밸브를 제어하여 전장부품코어를 통과한 냉각수가 분기되어 제1바이패스라인 및 제2라디에이터로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브 및 제2밸브 및 제7밸브를 제어하여 증발기와 연결된 제1열교환기를 통과한 냉각수가 분기되어 제2바이패스라인 및 냉각코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키고, 고전압배터리코어가 제1라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 가열조절밸브 및 제1밸브 및 제4밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기를 통과한 냉각수가 가열코어를 통과한 후 다시 제2열교환기로 회수되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  11. 청구항 9에 있어서,
    일단이 전장부품라인 중 제3분기라인과 제8밸브 사이 지점에 연결되고, 타단이 제3밸브에 연결된 제4바이패스라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    고전압배터리코어를 승온시키며 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출시키는 제6모드인 경우,
    제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제2밸브 및 제3밸브 및 제5밸브 및 제6밸브 및 제7밸브 및 제8밸브를 제어하여 증발기와 연결된 제1열교환기가 제1, 2, 3라디에이터와 선택적으로 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 가열조절밸브 및 제1밸브 및 제2밸브를 제어하여 응축기와 연결된 제2열교환기를 통과한 냉각수가 분기되어 가열조절밸브 및 고전압배터리코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 고전압배터리코어를 통과한 냉각수는 가열조절밸브로 도입된 후 가열코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  13. 청구항 11에 있어서,
    차량의 실내공간으로 제습된 공기를 토출시키는 제7모드인 경우,
    제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 가열조절밸브 및 제1밸브 및 제4밸브를 제어하여 제2열교환기를 통과한 냉각수가 가열코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 냉각조절밸브 및 제2밸브 및 제7밸브를 제어하여 제1열교환기를 통과한 냉각수가 냉각코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  14. 청구항 11에 있어서,
    전장부품코어를 냉각시키며 고전압배터리코어를 승온시키고 차량의 실내공간으로 승온된 공기를 토출시키는 제8모드인 경우,
    제어부는 압축기를 작동하여 냉매라인의 냉매를 순환시키며, 제2밸브 및 제3밸브 및 제5밸브 및 제6밸브 및 제7밸브 및 제8밸브를 제어하여 제1열교환기 및 전장부품코어가 제1라디에이터 및 제2라디에이터 및 제3라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키고, 가열조절밸브 및 제1밸브 및 제2밸브를 제어하여 제2열교환기를 통과한 냉각수가 분기되어 가열조절밸브 및 고전압배터리코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키며, 고전압배터리코어를 통과한 냉각수는 가열조절밸브로 도입된 후 가열코어로 도입되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  15. 청구항 11에 있어서,
    차량의 외기를 이용하여 전장부품코어를 냉각시키는 제9모드인 경우,
    제어부는 제3밸브 및 제8밸브를 제어하여 전장부품코어가 제2라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  16. 청구항 11에 있어서,
    차량의 외기를 이용하여 고전압배터리코어를 냉각시키는 제10모드인 경우,
    제어부는 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 고전압배터리코어가 제1라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
  17. 청구항 11에 있어서,
    차량의 외기를 이용하여 전장부품코어 및 고전압배터리코어를 냉각시키는 제11모드인 경우,
    제어부는 제3밸브 및 제8밸브를 제어하여 전장부품코어가 제2라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키며, 제5밸브 및 제6밸브를 제어하여 고전압배터리코어가 제1라디에이터와 열교환되도록 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리시스템.
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