KR20210084319A - 차량의 열관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 냉매-냉각수 칠러와 냉매,냉각수 흐름 제어를 통해, 냉매와 냉각수의 흐름 경로와 열에너지를 효과적으로 관리함으로써, 별도의 에너지 소비 없이도 냉,난방 성능을 개선시킬 수 있고, 이를 통해, 차실내의 냉,난방 성능 개선과 차량의 연비 개선 효과를 동시에 도모할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 압축기와 고압측 실내열교환기와 히트펌프모드용 팽창밸브와 실외열교환기와 에어컨모드용 팽창밸브와 저압측 실내열교환기를 구비하는 히트펌프식 냉매순환라인 및, 라디에이터와 특정 냉각대상물 사이에서 냉각수를 순환시키는 냉각수순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 실외열교환기에서 저압측 실내열교환기측으로 이송되는 냉매순환라인의 냉매와, 특정 냉각대상물을 순환한 냉각수순환라인의 냉각수를 상호 열교환시킬 수 있는 냉매-냉각수 칠러를 더 구비한다.

Description

차량의 열관리 시스템{HEAT MANAGEMENT SYSTEM OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉매-냉각수 칠러와 냉매,냉각수 흐름 제어를 통해, 냉매와 냉각수의 흐름경로와 열에너지를 효과적으로 관리함으로써, 별도의 에너지 소비 없이도 냉,난방 성능을 개선시킬 수 있고, 이를 통해, 차실내의 냉,난방 성능 개선과 차량의 연비 개선 효과를 동시에 도모할 수 있는 차량의 열관리 시스템에 관한 것이다.

친환경 차량의 일례로서, 전기자동차, 하이브리드(Hybrid) 자동차, 연료전지 자동차(이하, "차량"이라 통칭함) 등이 있다.

이러한 차량은, 다양한 열관리 장치들을 갖추고 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 차실내를 냉,난방하는 공조장치(10)와, 차량의 특정 냉각대상물(20)을 수냉식으로 냉각시키는 수냉식 냉각장치, 예를 들면, 배터리와 전장부품모듈 등의 전기부품을 냉각시키기 위한 수냉식 냉각장치(30) 등이 있다.

공조장치(10)는, 히트펌프식(Heat Pump Type)으로서, 냉매순환라인(12)을 구비하며, 상기 냉매순환라인(12)은, 압축기(12a)와 고압측 실내열교환기(12b)와 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)와 실외열교환기(12d)와 에어컨모드용 가변식 팽창밸브(12e)와, 저압측 실내열교환기(12f)를 구비한다.

이러한 냉매순환라인(12)은, 에어컨 모드 시에는, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)를 개방시킴으로써, 내부의 냉매가 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창되지 않으면서 순환될 수 있게 하고, 이러한 냉매 순환을 통해 저압측 실내열교환기(12f)에 저온의 냉기를 발생시키며, 발생된 냉기를 차실내에 공급하여 냉방한다.

그리고 히트펌프 모드 시에는, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)를 온(ON)시킴으로써, 내부의 냉매가 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창되면서 순환될 수 있게 하고, 이러한 냉매 순환을 통해 고압측 실내열교환기(12b)에 고온의 열을 발생시키며, 발생된 열을 차실내로 공급하여 난방한다.

수냉식 냉각장치(30)는, 공조장치(10)의 냉매를 이용하여 특정 냉각대상물(20), 예를 들면, 배터리를 냉각시키는 것으로, 공조장치(10)의 냉매를 도입하여 팽창시키는 수냉식 냉각장치용 팽창밸브(32)와, 수냉식 냉각장치용 팽창밸브(32)의 냉매를 도입하여 냉기를 발생시키는 칠러(Chiller)(34)와, 칠러(34)에서 발생된 냉기를 특정 냉각대상물(20), 예를 들면, 배터리 등의 전기부품에 전달하는 냉각수순환라인(36)을 포함한다.

특히, 냉각수순환라인(36)은, 칠러(34)와 특정 냉각대상물(20) 사이에서 냉각수를 순환시킨다. 따라서, 칠러(34)에서 발생된 냉기를 특정 냉각대상물(20)에 전달하여 상기 특정 냉각대상물(20)을 냉각시킨다.

한편, 이러한 차량의 열관리 시스템은, 냉매와 냉각수의 흐름경로와 열에너지를 효과적으로 제어 및 관리하여, 별도의 에너지 소비 없이도 냉,난방 성능을 개선시키는 것이 중요한 과제로 되고 있다.

특히, 에너지 소비 없이도 공조장치(10)의 냉,난방 성능을 개선함으로써, 차량의 연비 상승 없이도 차실내의 냉,난방 효과를 개선시키는 것이 매우 중요한 과제로 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 냉매와 냉각수의 흐름경로와 열에너지를 효과적으로 제어 및 관리함으로써, 별도의 에너지 소비 없이도 냉,난방 성능을 개선시킬 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 에너지 소비 없이도 냉,난방 성능을 개선시킬 수 있도록 구성함으로써, 차실내의 냉,난방 성능 개선과 차량의 연비 개선 효과를 동시에 도모할 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템은, 압축기와 고압측 실내열교환기와 히트펌프모드용 팽창밸브와 실외열교환기와 에어컨모드용 팽창밸브와 저압측 실내열교환기를 구비하는 히트펌프식 냉매순환라인 및, 라디에이터와 특정 냉각대상물 사이에서 냉각수를 순환시키는 냉각수순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 상기 실외열교환기에서 상기 저압측 실내열교환기측으로 이송되는 상기 냉매순환라인의 냉매와, 상기 특정 냉각대상물을 순환한 상기 냉각수순환라인의 냉각수를 상호 열교환시킬 수 있는 냉매-냉각수 칠러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 냉매-냉각수 칠러는, 차실내의 냉방모드 시에, 상기 실외열교환기에서 상기 저압측 실내열교환기로 도입되는 상기 냉매순환라인의 냉매와, 상기 냉매에 비해 상대적으로 낮은 온도의 상기 냉각수순환라인의 냉각수를 상호 열교환시켜, 상기 저압측 실내열교환기로 도입되는 냉매의 온도를 추가적으로 낮추는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 냉매-냉각수 칠러의 상류측에 설치되는 가변식 팽창밸브를 더 포함하며; 상기 가변식 팽창밸브는, 차실내의 냉방모드 시에, 상기 특정 냉각대상물의 온도가 미리 설정된 온도 이상 상승될 시에, 상기 냉매-냉각수 칠러에 도입되는 냉매를 감압,팽창시켜, 상기 냉매-냉각수 칠러에서 저온의 냉기가 발생될 수 있게 하고, 발생된 냉기가 상기 냉각수순환라인의 냉각수를 통해 상기 특정 냉각대상물에 전달되면서 냉각시킬 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 차실내의 난방모드 시에, 상기 냉매-냉각수 칠러로부터 배출되는 상기 냉매순환라인의 냉매를 상기 압축기의 입구측으로 직접 바이패스할 수 있는 바이패스 라인과 바이패스 밸브를 더 포함하며; 상기 냉매-냉각수 칠러는, 차실내의 난방모드 시에, 상기 바이패스 라인과 바이패스 밸브를 통해 상기 압축기로 도입되는 상기 냉매순환라인의 냉매와, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉각수를 상호 열교환시켜, 상기 압축기로 도입되는 상기 냉매순환라인의 냉매가 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 회수할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 공조모드 상태에 따라, 상기 냉매-냉각수 칠러에 대한 상기 냉매순환라인의 냉매와, 냉각수순환라인의 냉각수 흐름을 제어하는 냉매-냉각수 흐름제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 냉매-냉각수 흐름제어부는, 상기 냉매-냉각수 칠러를 사이에 두고 상기 냉매-냉각수 칠러의 상,하류측 냉매순환라인에 설치되는 복수의 냉매순환라인측 흐름제어밸브들과; 상기 상기 바이패스 라인에 설치되는 상기 바이패스 밸브와; 상기 특정 냉각대상물의 하류측 상기 냉각수순환라인에 설치되는 냉각수순환라인측 흐름제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템에 의하면, 차실내의 냉방모드 시에, 냉매-냉각수 칠러를 통해, 저압측 실내열교환기로 도입되는 냉매순환라인의 고온 냉매와, 냉각수순환라인의 저온 냉각수를 상호 열교환시키는 구조이므로, 차실내의 냉방모드 시에, 저압측 실내열교환기로 도입되는 냉매의 온도를 추가적으로 낮출 수 있고, 이를 통해, 저압측 실내열교환기의 냉방효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 차실내의 난방모드 시에, 냉매-냉각수 칠러를 통해, 압축기로 도입되는 냉매순환라인의 저온 냉매와, 배터리와 전장부품모듈의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인의 냉각수를 상호 열교환시키는 구조이므로, 차실내의 난방모드 시에, 압축기로 도입되는 냉매가 배터리와 전장부품모듈의 폐열을 회수할 수 있게 하며, 이를 통해, 압축기측에서의 냉매 압축효율이 개선되면서 히트펌프 모드 효율이 개선될 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 냉매-냉각수 칠러를 이용한 냉매와 냉각수의 효과적인 열에너지 관리를 통해, 저압측 실내열교환기의 냉방효율과 히트펌프 모드 효율을 개선시키는 구조이므로, 별도의 에너지 소비 없이도 차실내의 냉,난방 성능을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 에너지 소비 없이도 차실내의 냉,난방 성능을 개선시킬 수 있도록 구성함으로써, 차실내의 냉,난방 성능 개선과 차량의 연비 개선 효과를 동시에 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량의 열관리 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내의 냉방모드 시에 본 발명을 구성하는 냉매-냉각수 칠러가 저압측 실내열교환기로 도입되는 냉매를 냉각시키는 모습을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내의 난방모드 시에 본 발명을 구성하는 냉매-냉각수 칠러가 압축기로 도입되는 냉매에 배터리와 전장부품모듈의 폐열을 전달하여 폐열을 회수하는 모습을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내의 난방모드 시에 배터리와 전장부품모듈의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인의 냉각수가 라디에이터 측으로 순환되는 모습을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 배터리와 전장부품모듈 쿨링모드 단독 진입 시에, 냉매순환라인의 냉매와 냉각수순환라인의 냉각수 순환 구조를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내의 냉방모드 조건 하에서 배터리와 전장부품모듈 쿨링모드 진입 시에, 냉매순환라인의 냉매와 냉각수순환라인의 냉각수 순환 구조를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내의 난방모드 시에, 냉매순환라인의 냉매와 냉각수순환라인의 냉각수 순환 구조를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내의 난방모드 조건 하에서 실외열교환기의 제상모드 진입 시에, 냉매순환라인의 냉매와 냉각수순환라인의 냉각수 순환 구조를 나타내는 도면,
도 10은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내의 난방모드 조건 하에서 차실내의 제습모드 진입 시에, 냉매순환라인의 냉매 순환 구조를 나타내는 도면,
도 11은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내의 난방모드 조건 하에서 차실내의 제습모드 진입 시에, 냉매순환라인의 냉매와 냉각수순환라인의 냉각수 순환 구조를 나타내는 도면,
도 12는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내 제습모드와 실외열교환기 제상모드의 동시 진입 시에, 냉매순환라인의 냉매와 냉각수순환라인의 냉각수 순환 구조를 나타내는 도면,
도 13은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내의 제습모드 단독 집입 시에, 냉매순환라인의 냉매 순환 구조를 나타내는 도면,
도 14는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 차실내의 제습모드 조건 하에서 배터리와 전장부품모듈 쿨링모드 진입 시에, 냉매순환라인의 냉매와 냉각수순환라인의 냉각수 순환 구조를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).

먼저, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2를 참조하여 차량의 열관리 시스템에 대해 간략하게 설명한다.

차량의 열관리 시스템은, 차실내를 냉,난방하는 공조장치(10)와, 차량의 특정 냉각대상물(20), 예를 들면, 배터리(22)와 전장부품모듈(24) 등의 전기부품을 수냉식으로 냉각시키기 위한 수냉식 냉각장치(40)를 포함한다.

공조장치(10)는, 히트펌프식으로서, 냉매순환라인(12)을 구비하며, 상기 냉매순환라인(12)은, 압축기(12a)와 고압측 실내열교환기(12b)와 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)와 실외열교환기(12d)와 에어컨모드용 가변식 팽창밸브(12e)와, 저압측 실내열교환기(12f)를 구비한다.

이러한 냉매순환라인(12)은, 에어컨 모드 시에는, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)를 개방시킴으로써, 저압측 실내열교환기(12f)에 저온의 냉기를 발생시키고, 발생된 냉기를 차실내에 공급하여 냉방한다.

그리고 히트펌프 모드 시에는, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)를 온(ON)시킴으로써, 고압측 실내열교환기(12b)에 고온의 열을 발생시키고, 발생된 열을 차실내로 공급하여 난방한다.

수냉식 냉각장치(40)는, 냉각수순환라인(42)과 라디에이터(44)을 갖추고 있는 것으로, 냉각수를 라디에이터(44)와 특정 냉각대상물(20), 예를 들면, 배터리(22)와 전장부품모듈(24) 사이에서 순환시킨다.

따라서, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 냉각수로 흡수하고, 냉각수에 흡수된 폐열을 라디에이터(44)를 통해 방열시키며, 이러한 냉각수의 흡열과 발열 작용을 통해 상기 배터리(22)와 전장부품모듈(24)을 냉각시킨다.

다음으로, 본 발명에 따른 차량 열관리 시스템의 특징부를 도 2 내지 도 14를 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 열관리 시스템은, 실외열교환기(12d)에서 저압측 실내열교환기(12f)로 이송되는 냉매순환라인(12)의 냉매와, 특정 냉각대상물(20)을 통과한 냉각수순환라인(42)의 냉각수를 상호 열교환시킬 수 있는 냉매-냉각수 칠러(50)를 더 포함한다.

냉매-냉각수 칠러(50)는, 냉매순환라인(12)의 냉매가 도입되어 통과할 수 있는 제 1내부유로(52)와, 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 도입되어 통과할 수 있는 제 2내부유로(54)를 갖추고 있다.

상기 제 1 및 제 2내부유로(52, 54)는, 서로 대응되게 형성되어, 실외열교환기(12d)에서 저압측 실내열교환기(12f)로 이송되는 냉매순환라인(12)의 냉매와, 냉각수순환라인(42)의 냉각수를 상호 열교환시킨다.

특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 차실내의 냉방모드 시에, 실외열교환기(12d)에서 저압측 실내열교환기(12f)로 이송되는 냉매순환라인(12)의 고온 냉매와, 상기 냉매에 비해 상대적으로 낮은 온도의 냉각수순환라인(42)측 냉각수를 상호 열교환시킨다.

따라서, 저압측 실내열교환기(12f)로 도입되는 냉매의 온도가 낮아질 수 있게 한다. 이로써, 저압측 실내열교환기(12f)로 도입되는 냉매의 온도를 추가적으로 낮추어 과냉시킨다. 그 결과, 저압측 실내열교환기(12f)의 냉방효율을 향상시킨다.

결과적으로, 냉매-냉각수 칠러(50)는, 차실내의 냉방모드 시에, 실외열교환기(12d)측에서 온도가 낮아진 냉매의 온도를 다시 한번 낮춰주는 보조 응축기의 역할을 수행하며, 이러한 보조 응축기의 역할에 따라 공조장치(10)의 냉방성능을 개선시킨다.

특히, 별도의 에너지 소비없이 공조장치(10)의 냉방성능을 개선시킬 수 있으며, 따라서, 차실내의 냉,난방 성능 개선과 차량의 연비 개선 효과를 동시에 도모할 수 있다.

한편, 냉매-냉각수 칠러(50)의 상류측에는, 가변식 팽창밸브(56)가 설치된다.

상기 가변식 팽창밸브(56)는, 특정 냉각대상물(20), 예를 들면, 배터리(22)의 온도가 미리 설정된 온도 이상 상승될 시에, 냉매-냉각수 칠러(50)에 도입되는 냉매를 감압,팽창시킨다.

따라서, 냉매-냉각수 칠러(50)에서 저온의 냉기가 발생될 수 있게 하고, 발생된 냉기가 냉각수순환라인(42)의 냉각수로 전달되면서 상기 배터리(22)까지 전달될 수 있게 한다. 이로써, 배터리(22)를 냉각시킨다.

다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 열관리 시스템은, 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)로부터 배출되는 냉매를 압축기(12a)의 입구측으로 바이패스할 수 있는 바이패스 라인(60)을 더 포함한다.

상기 바이패스 라인(60)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 차실내의 난방모드 시에, 냉각수순환라인(42)의 냉각수와 열교환된 상기 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)측 냉매를 압축기(12a)의 입구측으로 바이패스한다.

특히, 차실내의 난방모드 시에는, 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)측 냉매의 온도가, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 흡수한 제 2내부유로(54)의 냉각수순환라인(42)측 냉각수 온도 보다 낮은 상태를 유지하므로, 냉매-냉각수 칠러(50)에서는 제 1내부유로(52)의 냉매가 제 2내부유로(54)의 냉각수 폐열을 흡수하게 되는데, 이렇게 냉각수 폐열을 흡수한 냉매를 압축기(12a)의 입구측으로 바이패스한다.

따라서, 냉각수 폐열을 흡수한 냉매가, 온도 상승되면서 압축기(12a)로 복귀하게 되며, 이로써, 압축기(12a)측에서의 냉매 압축효율이 높아지면서 히트펌프 모드 효율이 개선된다.

결과적으로, 바이패스 라인(60)과 냉매-냉각수 칠러(50)는, 차실내의 난방모드 시에, 실외열교환기(12d)측의 냉매를 압축기(12a)측으로 복귀시키되, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)에서 발생된 폐열을 회수하면서 가열될 수 있게 하고, 가열된 냉매가 공조장치(10)의 히트펌프 모드 효율을 높여 차실내의 난방성능을 개선시킬 수 있게 한다.

한편, 바이패스 라인(60)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 특정 냉각대상물(20)의 쿨링모드 단독 진입 시에, 냉각수순환라인(42)의 냉각수와 열교환된 상기 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)측 냉매를 압축기(12a)의 입구측으로 바이패스하기도 한다.

다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 열관리 시스템은, 공조모드 상태에 따라, 상기 냉매-냉각수 칠러(50)에 대한 냉매순환라인(12)의 냉매와, 냉각수순환라인(42)의 냉각수 흐름을 제어하는 냉매-냉각수 흐름제어부(70)를 더 포함한다.

상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 냉매-냉각수 칠러(50)를 사이에 두고 상기 냉매-냉각수 칠러(50)의 상,하류측 냉매순환라인(12)에 설치되는 냉매순환라인측 흐름제어밸브(72)들과, 상기 바이패스 라인(60)에 설치되는 바이패스 밸브(74)와, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 하류측 냉각수순환라인(42)에 설치되는 냉각수순환라인측 흐름제어밸브(76)를 포함한다.

이러한 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 차실내의 냉방모드 시에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 실외열교환기(12d)에서 배출된 냉매순환라인(12)의 냉매가, 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)를 거쳐 저압측 실내열교환기(12f)로 도입될 수 있게 제어함과 아울러 배터리(22)와 전장부품모듈(24)을 통과한 냉각수순환라인(42)의 냉매가 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 2내부유로(54)로 순환될 수 있게 제어한다.

따라서, 차실내의 냉방모드 시에, 상기 냉매-냉각수 칠러(50)에서 상기 냉매순환라인(12)의 냉매와 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 한다.

그리고 이러한 냉매-냉각수 간의 상호 열교환작용 과정에서 저압측 실내열교환기(12f)로 도입되는 냉매의 온도를 더 낮춰 저압측 실내열교환기(12f)의 냉방성능을 개선시키거나, 또는 배터리(22)와 전장부품모듈(24)로 도입되는 냉각수의 온도를 낮춰 배터리(22)와 전장부품모듈(24)을 냉각시킬 수 있게 한다.

또한, 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 차실내의 난방모드 시에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 실외열교환기(12d)에서 배출된 냉매순환라인(12)의 냉매가, 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)를 거쳐 압축기(12a)측으로 바이패스될 수 있게 제어함과 아울러 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인(42)의 냉매가 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 2내부유로(54)로 순환될 수 있게 제어한다.

따라서, 차실내의 난방모드 시에, 냉매-냉각수 칠러(50)에서 상기 냉매순환라인(12)의 냉매와 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 한다.

그리고 이러한 냉매-냉각수 간의 상호 열교환작용 과정에서 압축기(12a)로 복귀하는 냉매가 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 회수하면서 공조장치(10)의 히트펌프 모드 효율을 높일 수 있게 한다.

또한, 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 차실내의 난방모드 시에, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열 온도가 미리 설정된 온도보다 낮을 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 실외열교환기(12d)에서 배출된 냉매순환라인(12)의 냉매가, 압축기(12a)측으로 직접 도입될 수 있게 제어함과 아울러 배터리(22)와 전장부품모듈(24)측의 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 라디에이터(44)측으로 순환될 수 있게 제어한다.

따라서, 차실내의 난방모드 시에, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열 온도가 낮은 조건에서는, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열회수 없이 실외열교환기(12d)측의 냉매가 압축기(12a)측으로 직접 복귀함과 동시에, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)을 통과한 냉각수순환라인(42)의 냉매가 라디에이터(44)를 순환하면서 냉각될 수 있게 한다.

또한, 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 특정 냉각대상물(20)의 쿨링모드 단독 진입 시에, 도 6에 도시된 바와 같이, 실외열교환기(12d)에서 배출된 냉매순환라인(12)의 냉매가, 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)를 거쳐 압축기(12a)측으로 바이패스될 수 있게 제어함과 아울러 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인(42)의 냉매가 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 2내부유로(54)로 순환될 수 있게 제어한다.

따라서, 특정 냉각대상물 쿨링모드 단독 진입 시에, 상기 냉매-냉각수 칠러(50)에서 상기 냉매순환라인(12)의 저온 냉매와 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 한다.

그리고 이러한 냉매-냉각수 간의 상호 열교환작용 과정에서 특정 냉각대상물(20)로 순환되는 냉각수가 낮은 온도를 유지하면서 상기 특정 냉각대상물(20)을 냉각시킬 수 있게 한다.

다시, 도 2를 참조하면, 상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 냉매-냉각수 칠러(50)의 상류측 냉매순환라인(12)부분으로부터 분지되어, 냉매-냉각수 칠러(50) 하류측의 냉매순환라인측 흐름제어밸브(72)와 연결되는 연결라인(80)을 더 포함한다.

상기 연결라인(80)은, 상기 냉매순환라인측 흐름제어밸브(72)의 제어에 의해, 냉매-냉각수 칠러(50)의 상류측 냉매 일부 또는 전부를 저압측 실내열교환기(12f)측으로 도입시킨다.

특히, 공조모드 상태에 따라, 상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)의 제어를 받아, 실외열교환기(12d)에서 배출된 냉매의 일부 또는 전부를 저압측 실내열교환기(12f)로 도입시킨다.

따라서, 공조모드 상태에 따라, 상기 실외열교환기(12d)에서 배출된 냉매가 저압측 실내열교환기(12f)측으로 도입될 수 있게 하거나, 또는 상기 냉매-냉각수 칠러(50)측과 저압측 실내열교환기(12f)측에 동시에 도입될 수 있게 한다.

예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 차실내의 냉방모드 조건 하에서 특정 냉각대상물(20)의 쿨링모드 진입 시에, 실외열교환기(12d)에서 배출된 냉매순환라인(12)의 냉매가, 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)와 저압측 실내열교환기(12f)로 동시에 도입될 수 있게 한다.

아울러, 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 특정 냉각대상물(20), 예를 들면, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인(42)의 냉매가 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 2내부유로(54)로 순환될 수 있게 제어한다.

따라서, 차실내의 냉방모드 조건 하에서 특정 냉각대상물(20)의 쿨링모드 진입 시에, 저압측 실내열교환기(12f)에서 냉기가 발생되면서 차실내를 냉방할 수 있게 하고, 아울러, 상기 냉매-냉각수 칠러(50)에서 상기 냉매순환라인(12)의 저온 냉매와 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 한다.

그리고 이러한 냉매-냉각수 간의 상호 열교환작용 과정에서 특정 냉각대상물(20)로 순환되는 냉각수가 낮은 온도를 유지하면서 상기 특정 냉각대상물(20)을 냉각시킬 수 있게 한다.

다시, 도 2를 참조하면, 상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 냉매순환라인(12)의 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c) 하류측으로부터 분지되어, 상기 냉매-냉각수 칠러(50)의 상류측 냉매순환라인(12) 상의 연결라인(80) 분지점에 연결되는 분지라인(90)을 더 포함한다.

상기 분지라인(90)은, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)을 통과한 냉매가 상기 냉매-냉각수 칠러(50)측과 저압측 실내열교환기(12f)측으로 도입될 수 있게 한다.

특히, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 냉매-냉각수 칠러(50)측과 저압측 실내열교환기(12f)측으로 도입될 수 있게 한다.

한편, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)의 하류측 분지라인(90)의 분지점에는 삼방향 흐름제어밸브(100)가 설치된다.

상기 삼방향 흐름제어밸브(100)는, 상류의 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)와 일체로 구성되어 팽창밸브의 기능을 동시에 갖춘 것으로, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매를, 실외열교환기(12d)측과 분지라인(90) 중 적어도 어느 하나로 도입시킨다.

특히, 공조모드 상태에 따라, 상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)의 각 밸브(72, 74, 76)들과 함께 협동하면서 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매를, 상기 실외열교환기(12d)측과 냉매-냉각수 칠러(50)측과 저압측 실내열교환기(12f) 중 적어도 어느 하나로 도입시킨다.

예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 차실내의 난방모드 시에, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기(12d)측과 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)측으로 동시에 도입될 수 있게 한다.

아울러, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인(42)의 냉매가 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 2내부유로(54)로 순환될 수 있게 제어한다.

따라서, 차실내의 난방모드 시에, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기(12d)를 거쳐 압축기(12a)로 직접 도입될 수 있게 제어함과 동시에, 냉매-냉각수 칠러(50)에서 상기 냉매순환라인(12)의 냉매와 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 한다.

그리고 이러한 냉매-냉각수 간의 상호 열교환작용 과정에서 압축기(12a)로 복귀하는 냉매가 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 회수하면서 공조장치(10)의 히트펌프 모드 효율을 높일 수 있게 한다.

또한, 상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 차실내의 난방모드 조건 하에서 실외열교환기(12d)의 제상모드 진입 시에, 도 9에 도시된 바와 같이, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 실외열교환기(12d)를 거치지 않고 상기 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)측으로 도입될 수 있게 한다.

아울러, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인(42)의 냉매가 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 2내부유로(54)로 순환될 수 있게 제어한다.

따라서, 차실내의 난방모드 조건 하에서 실외열교환기(12d)의 제상모드 진입 시에, 실외열교환기(12d)로의 냉매 순환을 제한하여, 상기 실외열교환기(12d)의 표면 결빙이 제거 처리될 수 있게 한다.

아울러, 냉매-냉각수 칠러(50)에서 상기 냉매순환라인(12)의 냉매와 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 하고, 이러한 냉매-냉각수 간의 상호 열교환작용 과정에서 압축기(12a)로 복귀하는 냉매가 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 회수하면서 공조장치(10)의 히트펌프 모드 효율을 높일 수 있게 한다.

또한, 상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 차실내의 난방모드 조건 하에서 차실내의 제습모드 진입 시에, 도 10에 도시된 바와 같이, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 실외열교환기(12d)측과 저압측 실내열교환기(12f)측에 동시에 도입될 수 있게 한다.

따라서, 고압측 실내열교환기(12b)에서 열기가 발생됨과 동시에 저압측 실내열교환기(12f)에서 냉기가 발생될 수 있게 한다.

이로써, 고압측 실내열교환기(12b)의 열기를 통한 차실내 난방과, 저압측 실내열교환기(12f)의 냉기를 통한 차실내의 제습이 동시에 이루어질 수 있게 한다.

또한, 상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 차실내의 난방모드 조건 하에서 차실내의 제습모드 진입 시에, 도 11에 도시된 바와 같이, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 실외열교환기(12d)측과 저압측 실내열교환기(12f)측과 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)측으로 동시에 도입될 수 있게 한다.

아울러, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인(42)의 냉매가 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 2내부유로(54)로 순환될 수 있게 제어한다.

따라서, 차실내의 난방모드 조건 하에서 차실내의 제습모드 시에, 고압측 실내열교환기(12b)에서는 열기가 발생되고, 저압측 실내열교환기(12f)에서는 냉기가 발생되며, 냉매-냉각수 칠러(50)에서는 상기 냉매순환라인(12)의 냉매와 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 한다.

이로써, 고압측 실내열교환기(12b)의 열기를 통한 차실내 난방과, 저압측 실내열교환기(12f)의 냉기를 통한 차실내의 제습이 동시에 이루어질 수 있게 함과 아울러, 냉매-냉각수 칠러(50)에서의 냉매와 냉각수 상호간의 열교환을 통해 압축기(12a)로 복귀하는 냉매가 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 회수하면서 공조장치(10)의 히트펌프 모드 효율을 높일 수 있게 한다.

또한, 상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 차실내의 제습모드와 실외열교환기(12d)의 제상모드가 동시에 진입할 시에, 도 12에 도시된 바와 같이, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 실외열교환기(12d)를 거치지 않고 상기 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)측과 저압측 실내열교환기(12f)측으로 동시에 도입될 수 있게 한다.

아울러, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인(42)의 냉매가 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 2내부유로(54)로 순환될 수 있게 제어한다.

따라서, 차실내 제습모드와 실외열교환기 제상모드의 동시 진입 시에, 실외열교환기(12d)로의 냉매 순환은 제한하고, 저압측 실내열교환기(12f)에서는 냉기가 발생되며, 냉매-냉각수 칠러(50)에서는 상기 냉매순환라인(12)의 냉매와 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 한다.

이로써, 냉매 순환 제한을 통한 실외열교환기(12d)의 표면 결빙 제거와, 저압측 실내열교환기(12f)의 냉기를 통한 차실내의 제습이 동시에 이루어질 수 있게 함과 아울러, 냉매-냉각수 칠러(50)에서의 냉매와 냉각수 상호간의 열교환을 통해 압축기(12a)로 복귀하는 냉매가 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 회수하면서 공조장치(10)의 히트펌프 모드 효율을 높일 수 있게 한다.

또한, 상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 차실내의 제습모드 단독 집입 시에, 도 13에 도시된 바와 같이, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 실외열교환기(12d)와 저압측 실내열교환기(12f)를 순차적으로 도입될 수 있게 한다.

따라서, 차실내 제습모드 단독 진입 시에, 저압측 실내열교환기(12f)에서 냉기가 발생되게 한다.

이로써, 저압측 실내열교환기(12f)의 냉기를 통한 차실내의 제습이 이루어질 수 있게 한다.

여기서, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 실외열교환기(12d)와 저압측 실내열교환기(12f)를 순차적으로 도입될 시에, 상기 저압측 실내열교환기(12f)로 도입되는 냉매는, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)와 에어컨모드용 가변식 팽창밸브(12e)를 순차적으로 통과하면서 2번 감압, 팽창된다.

따라서, 2번 감압, 팽창된 냉매는, 저압측 실내열교환기(12f)의 냉각성능을 향상시킨다. 이로써, 차실내의 제습 효율을 개선시킨다.

또한, 상기 냉매-냉각수 흐름제어부(70)는, 차실내의 제습모드 조건 하에서 특정 냉각대상물(20)의 쿨링모드 진입 시에, 도 14에 도시된 바와 같이, 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브(12c)에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 실외열교환기(12d)를 거친 후, 상기 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 1내부유로(52)측과 저압측 실내열교환기(12f)측으로 동시에 도입될 수 있게 한다.

아울러, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인(42)의 냉매가 냉매-냉각수 칠러(50)의 제 2내부유로(54)로 순환될 수 있게 제어한다.

따라서, 차실내의 제습모드 조건 하에서 특정 냉각대상물(20)의 쿨링모드 진입 시에, 저압측 실내열교환기(12f)에서는 냉기가 발생되며, 냉매-냉각수 칠러(50)에서는 상기 냉매순환라인(12)의 냉매와 냉각수순환라인(42)의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 한다.

이로써, 저압측 실내열교환기(12f)의 냉기를 통한 차실내의 제습이 이루어질 수 있게 함과 아울러, 냉매-냉각수 칠러(50)에서의 냉매와 냉각수 상호간의 열교환을 통해 특정 냉각대상물(20)로 순환되는 냉각수가 낮은 온도를 유지하면서 상기 특정 냉각대상물(20)을 냉각시킬 수 있게 한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열관리 시스템에 의하면, 차실내의 냉방모드 시에, 냉매-냉각수 칠러(50)를 통해, 저압측 실내열교환기(12f)로 도입되는 냉매순환라인(12)의 고온 냉매와, 냉각수순환라인(42)의 저온 냉각수를 상호 열교환시키는 구조이므로, 차실내의 냉방모드 시에, 저압측 실내열교환기(12f)로 도입되는 냉매의 온도를 추가적으로 낮출 수 있고, 이를 통해, 저압측 실내열교환기(12f)의 냉방효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 차실내의 난방모드 시에, 냉매-냉각수 칠러(50)를 통해, 압축기(12a)로 도입되는 냉매순환라인(12)의 저온 냉매와, 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 흡수한 냉각수순환라인(42)의 냉각수를 상호 열교환시키는 구조이므로, 차실내의 난방모드 시에, 압축기(12a)로 도입되는 냉매가 배터리(22)와 전장부품모듈(24)의 폐열을 회수할 수 있게 하며, 이를 통해, 압축기(12a)측에서의 냉매 압축효율이 개선되면서 히트펌프 모드 효율이 개선될 수 있게 한다.

또한, 냉매-냉각수 칠러(50)를 통한 냉매와 냉각수의 효과적인 열에너지 관리를 통해, 저압측 실내열교환기(12f)의 냉방효율과 히트펌프 모드 효율을 개선시키는 구조이므로, 별도의 에너지 소비 없이도 차실내의 냉,난방 성능을 개선시킬 수 있다.

또한, 에너지 소비 없이도 차실내의 냉,난방 성능을 개선시킬 수 있도록 구성함으로써, 차실내의 냉,난방 성능 개선과 차량의 연비 개선 효과를 동시에 도모할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 공조장치 12: 냉매순환라인(Line)
12a: 압축기 12b: 고압측 실내열교환기
12c: 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브
12d: 실외열교환기 12e: 에어컨모드용 가변식 팽창밸브
12f: 저압측 실내열교환기 20: 특정 냉각대상물
22: 배터리(Battery) 24: 전장부품모듈(Module)
40: 수냉식 냉각장치 42: 냉각수순환라인
44: 라디에이터(Radiator) 50: 냉매-냉각수 칠러(Chiller)
52: 제 1내부유로 54: 제 2내부유로
56: 가변식 팽창밸브 60: 바이패스 라인(Bypass Line)
70: 냉매-냉각수 흐름제어부 72: 냉매순환라인측 흐름제어밸브
74: 바이패스 밸브(Bypass Valve) 76: 냉각수순환라인측 흐름제어밸브
80: 연결라인 90: 분지라인
100: 삼방향 흐름제어밸브

Claims (20)

1. 압축기와 고압측 실내열교환기와 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브와 실외열교환기와 에어컨모드용 가변식 팽창밸브와 저압측 실내열교환기를 구비하는 히트펌프식 냉매순환라인 및, 라디에이터와 특정 냉각대상물 사이에서 냉각수를 순환시키는 냉각수순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서,
   상기 실외열교환기에서 상기 저압측 실내열교환기측으로 이송되는 상기 냉매순환라인의 냉매와, 상기 특정 냉각대상물을 순환한 상기 냉각수순환라인의 냉각수를 상호 열교환시킬 수 있는 냉매-냉각수 칠러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 냉매-냉각수 칠러는,
   차실내의 냉방모드 시에, 상기 실외열교환기에서 상기 저압측 실내열교환기로 도입되는 상기 냉매순환라인의 냉매와, 상기 냉매에 비해 상대적으로 낮은 온도의 상기 냉각수순환라인의 냉각수를 상호 열교환시켜,
   상기 저압측 실내열교환기로 도입되는 냉매의 온도를 추가적으로 낮추는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 냉매-냉각수 칠러의 상류측에 설치되는 가변식 팽창밸브를 더 포함하며;
   상기 가변식 팽창밸브는,
   차실내의 냉방모드 시에, 상기 특정 냉각대상물의 온도가 미리 설정된 온도 이상 상승될 시에, 상기 냉매-냉각수 칠러에 도입되는 냉매를 감압,팽창시켜, 상기 냉매-냉각수 칠러에서 저온의 냉기가 발생될 수 있게 하고, 발생된 냉기가 상기 냉각수순환라인의 냉각수를 통해 상기 특정 냉각대상물에 전달되면서 상기 특정 냉각대상물을 냉각시킬 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
4. 제 3항에 있어서,
   차실내의 난방모드 시에, 상기 냉매-냉각수 칠러로부터 배출되는 상기 냉매순환라인의 냉매를 상기 압축기의 입구측으로 직접 바이패스할 수 있는 바이패스 라인과 바이패스 밸브를 더 포함하며;
   상기 냉매-냉각수 칠러는,
   차실내의 난방모드 시에, 상기 바이패스 라인과 바이패스 밸브를 통해 상기 압축기로 도입되는 상기 냉매순환라인의 냉매와, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉각수를 상호 열교환시켜,
   상기 압축기로 도입되는 상기 냉매순환라인의 냉매가 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 회수할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
5. 제 4항에 있어서,
   공조모드 상태에 따라, 상기 냉매-냉각수 칠러에 대한 상기 냉매순환라인의 냉매와, 냉각수순환라인의 냉각수 흐름을 제어하는 냉매-냉각수 흐름제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
   상기 냉매-냉각수 칠러를 사이에 두고 상기 냉매-냉각수 칠러의 상,하류측 냉매순환라인에 설치되는 복수의 냉매순환라인측 흐름제어밸브들과;
   상기 상기 바이패스 라인에 설치되는 상기 바이패스 밸브와;
   상기 특정 냉각대상물의 하류측 상기 냉각수순환라인에 설치되는 냉각수순환라인측 흐름제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
   차실내의 냉방모드 시에는, 상기 실외열교환기에서 배출된 상기 냉매순환라인의 냉매가, 상기 냉매-냉각수 칠러를 통과하여 상기 저압측 실내열교환기로 도입될 수 있게 제어함과 아울러, 상기 특정 냉각대상물을 순환한 상기 냉각수순환라인의 냉매가 상기 냉매-냉각수 칠러로 순환될 수 있게 제어하여;
   차실내의 냉방모드 시에, 상기 냉매-냉각수 칠러에서 상기 저압측 실내열교환기로 도입되는 상기 냉매순환라인의 냉매와 상기 특정 냉각대상물을 순환한 상기 냉각수순환라인의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
   차실내의 난방모드 시에는, 상기 실외열교환기에서 배출된 상기 냉매순환라인의 냉매가, 상기 냉매-냉각수 칠러를 통과하여 상기 압축기로 바이패스될 수 있게 제어함과 아울러, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉매가 상기 냉매-냉각수 칠러로 순환될 수 있게 제어하여,
   차실내의 난방모드 시에, 냉매-냉각수 칠러에서 상기 압축기로 도입되는 상기 냉매순환라인의 냉매와, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
   차실내의 난방모드 시에, 상기 특정 냉각대상물의 폐열 온도가 미리 설정된 온도보다 낮을 경우, 상기 실외열교환기에서 배출된 상기 냉매순환라인의 냉매가, 상기 압축기측으로 직접 도입될 수 있게 제어함과 아울러, 상기 특정 냉각대상물을 순환한 상기 냉각수순환라인의 냉각수가 상기 라디에이터측으로 순환될 수 있게 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
    특정 냉각대상물의 쿨링모드 단독 진입 시에, 상기 실외열교환기에서 배출된 냉매순환라인의 냉매가, 상기 냉매-냉각수 칠러를 거쳐 상기 압축기로 바이패스될 수 있게 제어함과 아울러, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉매가 상기 냉매-냉각수 칠러로 순환될 수 있게 제어하여,
    특정 냉각대상물 쿨링모드 단독 진입 시에, 상기 냉매-냉각수 칠러에서 상기 압축기로 도입되는 상기 냉매순환라인의 저온 냉매와, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉각수가 상호 열교환되면서 상기 특정 냉각대상물의 폐열이 방출될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
    차실내의 냉방모드 조건 하에서 특정 냉각대상물의 쿨링모드 진입 시에, 상기 실외열교환기에서 배출된 냉매순환라인의 냉매가, 상기 냉매-냉각수 칠러와 상기 저압측 실내열교환기로 동시에 도입될 수 있게 제어함과 아울러, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉매가 상기 냉매-냉각수 칠러로 순환될 수 있게 제어하여,
    차실내의 냉방모드 조건 하에서 특정 냉각대상물의 쿨링모드 진입 시에, 상기 저압측 실내열교환기에서 냉기가 발생되면서 차실내를 냉방할 수 있게 함과 아울러 상기 냉매-냉각수 칠러에서 상기 압축기로 도입되는 냉매순환라인의 저온 냉매와, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉각수가 상호 열교환되면서 상기 특정 냉각대상물의 폐열이 방출될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
    상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브의 하류측 냉매순환라인 상에 설치되는 삼방향 흐름제어밸브를 더 포함하며,
    상기 삼방향 흐름제어밸브는,
    공조모드 상태에 따라 상기 냉매순환라인측 흐름제어밸브들과 상기 바이패스 밸브와 협동하여, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브에 의해 감압, 팽창된 냉매를, 상기 실외열교환기측과 상기 냉매-냉각수 칠러측과 상기 저압측 실내열교환기측 중 적어도 어느 하나에 도입시키는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
    차실내의 난방모드 시에, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기측과 상기 냉매-냉각수 칠러측으로 동시에 도입되면서 상기 압축기로 복귀될 수 있게 제어함과 아울러, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉매가 상기 냉매-냉각수 칠러로 순환될 수 있게 제어하여,
    차실내의 난방모드 시에, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기를 거쳐 상기 압축기로 직접 도입될 수 있게 제어함과 아울러,
    상기 냉매-냉각수 칠러에서 상기 압축기로 도입되는 냉매순환라인의 냉매와, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 하는 차량의 열관리 시스템.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
    차실내의 난방모드 조건 하에서 실외열교환기의 제상모드 진입 시에, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기를 거치지 않고 상기 냉매-냉각수 칠러측으로 도입되면서 상기 압축기로 복귀될 수 있게 제어함과 아울러, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉매가 상기 냉매-냉각수 칠러로 순환될 수 있게 제어하여,
    차실내의 난방모드 조건 하에서 실외열교환기의 제상모드 진입 시에, 상기 실외열교환기로의 냉매 순환을 제한하여, 상기 실외열교환기의 표면 결빙을 제거 처리함과 아울러,
    상기 냉매-냉각수 칠러에서 상기 압축기로 도입되는 냉매순환라인의 냉매와, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 하는 차량의 열관리 시스템.
15. 제 14항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
    차실내의 난방모드 조건 하에서 차실내의 제습모드 진입 시에, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기측과 상기 저압측 실내열교환기측에 동시에 도입될 수 있게 제어하여,
    차실내의 난방모드 조건 하에서 차실내의 제습모드 진입 시에, 상기 고압측 실내열교환기에서는 열기가, 상기 저압측 실내열교환기에서는 냉기가 각각 발생되면서, 차실내 난방과 차실내의 제습이 동시에 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
16. 제 15항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
    차실내의 난방모드 조건 하에서 차실내의 제습모드 진입 시에, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기측과 상기 저압측 실내열교환기측과 상기 냉매-냉각수 칠러측으로 동시에 도입되면서 상기 압축기로 복귀될 수 있게 제어함과 아울러, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉매가 상기 냉매-냉각수 칠러로 순환될 수 있게 제어하여,
    차실내의 난방모드 조건 하에서 차실내의 제습모드 시에, 상기 고압측 실내열교환기에서는 열기가, 상기 저압측 실내열교환기에서는 냉기가 각각 발생되어 차실내 난방과 제습이 동시에 이루어질 수 있게 하고,
    상기 냉매-냉각수 칠러에서는 상기 압축기로 도입되는 냉매순환라인의 냉매와, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 하는 차량의 열관리 시스템.
17. 제 16항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
    차실내 제습모드와 실외열교환기 제상모드의 동시 진입 시에, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기를 거치지 않고 상기 냉매-냉각수 칠러측과 상기 저압측 실내열교환기측으로 동시에 도입되면서 상기 압축기로 복귀될 수 있게 제어함과 아울러, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉매가 상기 냉매-냉각수 칠러로 순환될 수 있게 제어하여,
    차실내 제습모드와 실외열교환기 제상모드의 동시 진입 시에, 상기 실외열교환기로의 냉매 순환은 제한하고, 상기 저압측 실내열교환기에서는 냉기가 발생되어, 상기 실외열교환기의 표면 결빙 제거와, 차실내의 제습이 동시에 이루어질 수 있게 함과 아울러,
    상기 냉매-냉각수 칠러에서 상기 압축기로 도입되는 냉매순환라인의 냉매와, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉각수가 상호 열교환될 수 있게 하는 차량의 열관리 시스템.
18. 제 17항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
    차실내의 제습모드 단독 진입 시에, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기와 상기 저압측 실내열교환기를 순차적으로 도입될 수 있게 제어하여,
    차실내 제습모드 단독 진입 시에, 상기 저압측 실내열교환기에서 냉기가 발생되어, 차실내의 제습이 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
19. 제 18항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 흐름제어부는,
    차실내 제습모드 조건 하에서 특정 냉각대상물의 쿨링모드 진입 시에, 상기 히트펌프모드용 가변식 팽창밸브에 의해 감압, 팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기를 거친 후, 상기 냉매-냉각수 칠러측과 상기 저압측 실내열교환기측으로 동시에 도입되면서 상기 압축기로 복귀될 수 있게 제어함과 아울러, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉매가 상기 냉매-냉각수 칠러로 순환될 수 있게 제어하여,
    차실내 제습모드 조건 하에서 특정 냉각대상물의 쿨링모드 진입 시에, 상기 저압측 실내열교환기에서 냉기를 발생시켜 차실내를 제습함과 아울러,
    상기 냉매-냉각수 칠러에서 상기 압축기로 도입되는 냉매순환라인의 냉매와, 상기 특정 냉각대상물의 폐열을 흡수한 상기 냉각수순환라인의 냉각수가 상호 열교환되면서 상기 특정 냉각대상물의 폐열이 방출될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 특정 냉각대상물은,
    배터리, 전장부품모듈 중 어느 하나 또는 둘 다인 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.

Images