KR20220089163A - 모빌리티 통합열관리 시스템 - Google Patents

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KR20220089163A
KR20220089163A KR1020200179540A KR20200179540A KR20220089163A KR 20220089163 A KR20220089163 A KR 20220089163A KR 1020200179540 A KR1020200179540 A KR 1020200179540A KR 20200179540 A KR20200179540 A KR 20200179540A KR 20220089163 A KR20220089163 A KR 20220089163A
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김귀택
정우석
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현대자동차주식회사
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Abstract

엔진의 구동력을 통해 구동되는 기계식압축부와 전동기의 구동력을 통해 구동되는 전동식압축부로 구성되며, 전동식압축부에는 블로어가 연결된 하이브리드압축기; 하이브리드압축기, 콘덴서, 팽창밸브를 순환하는 냉매순환라인; 블로어를 통해 도입된 공기를 냉각 또는 가열하여 실내로 토출하고, 냉매순환라인의 팽창밸브 하류지점에 연결된 냉방코어 및 엔진의 배기가스 토출라인과 연결된 난방코어가 구비된 실내공조부;를 포함하는 모빌리티 통합열관리 시스템이 소개된다.

Description

모빌리티 통합열관리 시스템 {INTERGRATED THERMAL MANEGEMENT SYSTEM FOR MOBILITY}
본 발명은 모빌리티 통합 열관리 시스템에 관한 것으로, 하이브리드 압축기를 이용하여 모빌리티의 승객실, 전장부품, 배터리의 냉/난방을 수행하기 위한 열관리 시스템에 관한 것이다.
모빌리티는 사람 또는 화물을 운송할 수 있는 모든 수단을 지칭하는데, 모빌리티가 구동되는 방법은 여러가지이다. 가장 클래식한 방법으로는 내연기관이 있으며 최근에는 환경문제의 대두로 리튬이온배터리를 함께 사용하는 하이브리드 기관부터 리튬이온배터리만으로 구동되거나, 수소연료전지만으로 구동되는 친환경적인 방법이 있다.
내연기관과 배터리를 사용하는 하이브리드 모빌리티에 있어 배터리의 냉각, 전장장비의 냉각, 모빌리티 객실 내부의 공조를 하기 위한 냉각 시스템을 꾸리기 위해 적절한 구성의 결합이 필요하다.
만약 회로가 독립적으로 구성될 경우 실내 냉/난방 및 전장장비의 냉각을 위한 압축기 뿐만 아니라 배터리 냉각수 냉각을 위한 압축기가 추가적으로 요구되며, 모빌리티 외부에 공기와 접촉해야하는 독립된 열교환기가 다수 요구되어 모빌리티의 중량 증가, 중량 증가에 따른 운행거리 감소, 원가 증가라는 문제점이 수반된다.
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 10-2012-0019730 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 터보엔진이 적용된 하이브리드 모빌리티의 통합적인 환경 제어를 하기 위한 열관리 시스템을 을 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모빌리티 통합열관리 시스템은 엔진의 구동력을 통해 구동되는 기계식압축부와 전동기의 구동력을 통해 구동되는 전동식압축부로 구성되며, 전동식압축부에는 블로어가 연결된 하이브리드압축기; 하이브리드압축기, 콘덴서, 팽창밸브를 순환하는 냉매순환라인; 블로어를 통해 도입된 공기를 냉각 또는 가열하여 실내로 토출하고, 냉매순환라인의 팽창밸브 하류지점에 연결된 냉방코어 및 엔진의 배기가스 토출라인과 연결된 난방코어가 구비된 실내공조부;를 포함한다.
냉방코어는, 모빌리티 내부 승객실에 공급되는 공기를 냉각하기 위한 제1증발기; 및 모빌리티 내부 전장장비에 공급되는 공기를 냉각하기 위한 제2증발기;를 포함할 수 있다.
실내공조부 내부에는 전기히터가 마련되고, 전기히터는 난방코어의 온도가 충분히 높지 않은 경우 가동될 수 있다.
모빌리티 내부에는 모빌리티를 구동하는 배터리; 워터펌프를 통해 배터리를 순환하는 냉각수순환라인; 및 냉매와 냉각수의 열교환을 위해 냉각수순환라인에 마련된 제1열교환기;를 더 포함될 수 있다.
냉각수순환라인의 냉각수는 배터리를 통과한 후 제1제어밸브를 통해 제1열교환기로 유입되며, 제1제어밸브는 냉각수의 온도에 따라 개도될 수 있다.
냉각수순환라인은 배기가스와 냉각수의 열교환을 위해 제2열교환기;를 더 포함하며, 배터리의 승온이 필요한 경우에는 제2열교환기를 통해 냉각수를 가열해 배터리를 승온시킬 수 있다.
배기가스 토출라인은 제2제어밸브가 더 포함되어 배터리의 승온이 필요한 경우에는 개도가 제어될 수 있다.
본 발명의 모빌리티 통합열관리 시스템에 따르면, 엔진의 동력을 이용하여 실내 냉방, 전장 장비 냉각 및 배터리 냉각을 위한 시스템 운용이 가능하며, 엔진이 운용되지 않을 경우에는 전동기를 이용하여 시스템을 운용하여 실내에 지속적으로 외기를 공급할 수 있다. 또한, 엔진에서 발생하는 폐열을 배터리 초기 가열 및 실내 난방에 활용할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 압축기의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 압축기가 적용된 냉매순환라인 및 실내 공조를 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티 통합열관리 시스템의 회로도.
이하, 상술한 목적을 달성하고 문제점을 해결하기 위한 본 발명 일 실시예를 도면을 활용해 상세히 설명한다. 한편, 본 발명을 이해하는데 있어 동일 분야의 공지된 기술에 대한 상세한 설명이 발명의 핵심 내용을 이해하는데 도움이 되지 않는 경우 그 설명을 생략하기로 하며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않고 통상의 기술자에 의해 변경되어 다양하게 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 압축기의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 압축기가 적용된 냉매순환라인 및 실내 공조를 나타낸 회로도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티 통합열관리 시스템의 회로도이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모빌리티 통합열관리 시스템은엔진(A)의 구동력을 통해 구동되는 기계식압축부(110)와 전동기(140)의 구동력을 통해 구동되는 전동식압축부(120)로 구성되며, 전동식압축부(120)에는 블로어(130)가 연결된 하이브리드압축기(100); 하이브리드압축기(100), 콘덴서(150), 팽창밸브(160)를 순환하는 냉매순환라인(101); 블로어(130)를 통해 도입된 공기를 냉각 또는 가열하여 실내로 토출하고, 냉매순환라인(101)의 팽창밸브(160) 하류지점에 연결된 냉방코어(170) 및 엔진의 배기가스 토출라인(201)과 연결된 난방코어(180)가 구비된 실내공조부;를 포함한다.
도 1 과 도 2를 참조하면, 먼저 도 1은 하이브리드압축기(100)의 상세한 구성을 도시한 것이다. 하이브리드압축기(100)는 엔진(A)의 샤프트축의 회전력을 전달받아 구동되는 기계식압축부(110)와 전동기(140)의 구동력을 통해 구동되는 전동식압축부(120)를 포함한다. 기계식압축부(110)와 전동식압축부(120) 모두 모빌리티 내부에서 냉매를 압축기하기 위한 역할을 수행한다. 즉, 냉매가 하이브리드압축기(100)를 통해 고온, 고압으로 압축되고 콘덴서(150)에서 방열되어 저온, 고압으로 응축되고, 팽창밸브(160)를 통해 저온, 저압 상태가 되는 것을 반복하며 냉매순환라인(101)을 유동한다.
이때 전동기(140)는 압축기 뿐만 아니라 블로어(130)와 연결된다. 도 2를 참조하면, 블로어(130)에 의해 공기도 함께 가압하여 모빌리티 내부로 공급하게 되는데, 가압된 공기는 냉매와 열교환을 통해 실내를 공조할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티 통합열관리 시스템의 회로도이며, 도 3을 참조하여 엔진의 배기가스의 폐열을 활용하여 실내를 공조하는 제어를 설명한다.
엔진(A) 내부에서 연료(Fuel)와 인테이크 공기의 혼합과 연소 배기가 반복되며 고온의 배기가스가 생성된다. 이때, 고온의 배기가스를 난방코어(180)로 유동시켜 블로어(130)에 의해 가압된 공기를 난방코어(180)로 전송하면 배기가스와 가압 공기의 열교환을 통해 가압 공기가 가열되고 실내 난방이 수행될 수 있다.
상기 내용을 요약하자면, 기본적으로 전동기(140)를 이용하여 실내를 공조할 수 있도록 공기를 가압하고, 가압된 공기가 실내 냉방을 수행할 수 있도록 하이브리드압축기(100)에서 냉매를 순환시키며, 실내 난방이 필요할 경우에는 엔진의 배기가스 폐열을 이용해 실내 공조를 할 수 있다는 것이다.
또한 실내 난방을 수행하기 위해 실내측에 보조적인 콘덴서를 마련하여 실내 난방을 할 수 있음은 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있는 것으로 자명한 것이다.
모빌리티의 공조가 필요한 부분은 크게 실내와 전장장비 그리고 배터리 세 부분으로 볼 수 있다. 위 세 부분을 적절하게 냉/난방을 수행하기 위해 각 부분마다 공조 시스템을 설치한다면 모빌리티의 원가가 증가하고 중량이 증가하며 이는 모빌리티의 주행거리 감소로 이어진다. 따라서 본 발명인 모빌리티 통합열관리 시스템에서는 하이브리드압축기(100)를 사용하여 모빌리티의 공조를 담당하는 구성의 중량과 부피를 최소화 하여 모빌리티의 효율적인 운행이 가능하도록 한다. 즉, 엔진(A)에서 발생하는 배기가스의 폐열, 엔진의 회전력을 이용한 냉매의 순환 시스템을 적절하게 결합하여 모빌리티 환경제어를 할 수 있는 것이다.
나아가, 냉방코어(170)는 모빌리티 내부 승객실에 공급되는 공기를 냉각하기 위한 제1증발기(171); 및 모빌리티 내부 전장장비에 공급되는 공기를 냉각하기 위한 제2증발기(172);를 포함할 수 있다.
제1증발기(171)는 블로어(130)에 의해 가압된 공기를 전달받아 저온의 냉매와 열교환시켜 승객실의 냉방을 수행할 수 있다.
제2증발기(172)는 제1증발기(171)와 마찬가지로 공기를 전달받아 저온의 냉매와 열교환시켜 전장장비의 냉각을 수행한다. 다만, 제2증발기(172)에 공급되는 공기는 블로어(130)에 의해 공급될 수 있으나, 전장장비의 냉각에 있어서 공기의 압력이 그다지 중요하지 않기 때문에 별도의 라인을 두어 공기를 제2증발기(172)에 공급할 수 있다. 즉, 주행풍 정도의 압력만으로 충분하기 때문에 블로어를 통해 가압되지 않아도 된다.
도 3에서는 제2증발기(172)로 유입되는 공기가 별도의 라인을 통해 전장장비를 냉각하는 회로를 도시한 것이다.
실내공조부 내부에는 전기히터(181)가 마련되고, 전기히터(181)는 난방코어(180)의 온도가 충분히 높지 않은 경우 가동될 수 있다.
구체적으로, 엔진의 배기가스 폐열만으로 난방코어(180)에서 공기를 가열하기 충분하지 않은 경우에는 전기히터(181)를 가동해 추가적인 가열을 시도할 수 있다.
혹은 엔진(A)이 미가동인 경우에는 전기히터(181) 단독으로 블로어(130)로부터 가압된 공기를 가열하여 난방을 수행할 수 있고, 모빌리티 실내 제습에 활용할 수 있다.
모빌리티 내부에는 모빌리티를 구동하는 배터리(B); 워터펌프(330)를 통해 배터리를 순환하는 냉각수순환라인(301); 및 냉매와 냉각수의 열교환을 위해 냉각수순환라인(301)에 마련된 제1열교환기(310);를 더 포함될 수 있다.
구체적으로, 모빌리티는 전력에 의해 구동되거나 엔진에 의해 구동될 수 있는 하이브리드 모빌리티일 수 있다. 모빌리티가 전력에 의해 구동될 경우 배터리(B)는 발열하여 온도가 상승하고 이를 억제해야 한다. 따라서 모빌리티는 배터리를 냉각하기 위해 배터리를 순환하는 냉각수가 유동하는 냉각수순환라인(301)과 저온의 냉매와 배터리를 냉각하고 가열된 냉각수가 열교환을 할 수 있는 제1열교환기(310)를 더 포함하여 배터리(B)를 냉각할 수 있는 것이다.
냉각수순환라인(301)의 냉각수는 배터리를 통과한 후 제1제어밸브(340)를 통해 제1열교환기(310)로 유입되며, 제1제어밸브(340)는 냉각수의 온도에 따라 개도될 수 있다.
구체적으로, 냉각수순환라인은 라디에이터(Radiator)를 더 포함할 수 있다. 라디에이터는 냉각수가 가진 열을 외부에 방열하는 역할을 한다. 즉, 라디에이터의 역할 또한 가열된 냉각수를 재냉각하는 것이다. 모빌리티의 초기 시동인 경우에는 냉매가 원활하게 순환하지 못하는 경우가 있어 배터리의 냉각이 원활이 수행되지 않을 것으로 예상되는 경우에는 냉각수가 라디에이터를 통해 방열하도록 해야할 필요가 있고, 냉매만으로 냉각수의 재냉각이 어려울 경우 라디에이터를 보조적으로 활용하여 냉각수의 방열을 도울 수 있는 것이다.
제1제어밸브(340)는 상기와 같이 냉각수가 유동할 수 있도록 냉각수의 온도에 따라 개도가 제어될 수 있는 것이다.
한편, 냉각수순환라인(301)은 배기가스와 냉각수의 열교환을 위해 제2열교환기(320);를 더 포함하며, 배터리(B)의 승온이 필요한 경우에는 제2열교환기(320)를 통해 냉각수를 가열해 배터리를 승온시킬 수 있다.
배터리(B)가 적정온도 구간에서 구동되도록 하기 위해 초기 시동시 배터리(B)의 온도가 낮다면 배터리(B)의 온도를 높혀주어야 한다. 따라서 기온이 낮은 겨울철, 초기 시동시에는 엔진을 작동시켜 고온의 배기가스를 생성하고 배기가스의 폐열을 이용해 배터리(B)를 승온시킬 수 있다.
구체적으로, 냉각수순환라인(301)은 배기가스와 냉각수의 열교환을 통해 냉각수를 가열하기 위한 제2열교환기(320)를 더 포함하며, 배터리가 구동되기 적절한 온도가 되면 배터리(B)를 이용하여 모빌리티가 구동될 수 있다.
배기가스 토출라인(201)은 제2제어밸브(240)가 더 포함되어 배터리(B)의 승온이 필요한 경우에는 개도가 제어될 수 있는데, 배터리(B)의 승온이 필요한 겨울 초기 시동시에는 제2열교환기(320)로 배기가스를 전송하도록 제2제어밸브(240)가 제어될 수 있는 것이다. 제2제어밸브(240)는 배터리(B)의 승온이 필요한 정도에 따라 배기가스의 유량을 조절할 수 있으며, 배터리(B)의 승온이 급격하게 필요한 상황에서는 배터리 방향으로 모든 배기가스를 전송하여 배터리를 승온시킬 수 있다. 승온이 필요하지 않은 상황이 되면 배기가스가 제2열교환기(320)를 지나지 않는 방향으로 토출할 수 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.
엔진 : A
하이브리드압축기 : 100
냉매순환라인 : 101
냉방코어 : 170
배기가스 토출라인 : 201
냉각수순환라인 : 301

Claims (7)

  1. 엔진의 구동력을 통해 구동되는 기계식압축부와 전동기의 구동력을 통해 구동되는 전동식압축부로 구성되며, 전동식압축부에는 블로어가 연결된 하이브리드압축기;
    하이브리드압축기, 콘덴서, 팽창밸브를 순환하는 냉매순환라인;
    블로어를 통해 도입된 공기를 냉각 또는 가열하여 실내로 토출하고, 냉매순환라인의 팽창밸브 하류지점에 연결된 냉방코어 및 엔진의 배기가스 토출라인과 연결된 난방코어가 구비된 실내공조부;를 포함하는 모빌리티 통합열관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    냉방코어는,
    모빌리티 내부 승객실에 공급되는 공기를 냉각하기 위한 제1증발기; 및
    모빌리티 내부 전장장비에 공급되는 공기를 냉각하기 위한 제2증발기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티 통합열관리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    실내공조부 내부에는 전기히터가 마련되고, 전기히터는 난방코어의 온도가 충분히 높지 않은 경우 가동되는 것을 특징으로 하는 모빌리티 통합열관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    모빌리티 내부에는 모빌리티를 구동하는 배터리;
    워터펌프를 통해 배터리를 순환하는 냉각수순환라인; 및
    냉매와 냉각수의 열교환을 위해 냉각수순환라인에 마련된 제1열교환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티 통합열관리 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    냉각수순환라인의 냉각수는 배터리를 통과한 후 제1제어밸브를 통해 제1열교환기로 유입되며, 제1제어밸브는 냉각수의 온도에 따라 개도되는 것을 특징으로 하는 모빌리티 통합열관리 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    냉각수순환라인은 배기가스와 냉각수의 열교환을 위해 제2열교환기;를 더 포함하며,
    배터리의 승온이 필요한 경우에는 제2열교환기를 통해 냉각수를 가열해 배터리를 승온시키는 것을 특징으로 하는 모빌리티 통합열관리 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    배기가스 토출라인은 제2제어밸브가 더 포함되어 배터리의 승온이 필요한 경우에는 개도가 제어되는 것을 특징으로 하는 모빌리티 통합열관리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115284972A (zh) * 2022-07-25 2022-11-04 三一专用汽车有限责任公司 一种混合动力车辆及其热管理装置、方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120019730A (ko) 2010-08-26 2012-03-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 열 관리 시스템 및 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4511061B2 (ja) * 2001-02-15 2010-07-28 サンデン株式会社 車両用空調装置
FR2998265B1 (fr) 2012-11-19 2016-02-05 Turbomeca Procede et systeme de conditionnement d'air pour aeronef
US10611487B2 (en) 2018-01-16 2020-04-07 The Boeing Company Vehicle air conditioning pack with air cycle assembly
US11661198B2 (en) 2018-03-21 2023-05-30 The Boeing Company Cooling system, air conditioning pack, and method for conditioning air
US11118552B2 (en) * 2019-03-21 2021-09-14 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control
KR102222970B1 (ko) 2019-08-13 2021-03-04 한국생산기술연구원 제습 냉방 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120019730A (ko) 2010-08-26 2012-03-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 열 관리 시스템 및 방법

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