KR20220138988A - Control system of air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 공조장치 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원가 상승을 최소화 하면서도, 전방 및 후방 공조장치의 독립 제어가 가능하게 하는 차량의 공조장치 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner control system for a vehicle, and more particularly, to a vehicle air conditioner control system that enables independent control of front and rear air conditioners while minimizing an increase in cost.
일반적으로, 차량용 공기조화 시스템은 자동차의 실내를 난방하거나, 또는 냉방하기 위하여 냉매를 순환시키는 에어컨 장치를 포함한다.In general, an air conditioning system for a vehicle includes an air conditioner that circulates a refrigerant to heat or cool the interior of the vehicle.
이러한 에어컨 장치는 외부의 온도변화에 관계없이 자동차 실내의 온도를 적당한 온도로 유지하여 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있도록 하는 것으로서, 압축기의 구동에 의하여 토출되는 냉매가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창 밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 난방 또는 냉방하도록 구성된다.Such an air conditioner device maintains a comfortable indoor environment by maintaining the interior temperature of the vehicle at an appropriate temperature regardless of external temperature changes. It is configured to heat or cool the interior of the vehicle by heat exchange by the evaporator in the process of circulation back to the compressor.
즉, 에어컨 장치는 여름철 냉방모드 시에는 압축기로부터 압축된 고온, 고압의 기상냉매가 응축기를 통하여 응축된 후 리시버 드라이어 및 팽창밸브를 거쳐 증발기에서의 증발을 통하여 실내의 온도 및 습도를 낮추게 된다.That is, in the air conditioner in the summer cooling mode, the high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant compressed from the compressor is condensed through the condenser, and then the temperature and humidity of the room are lowered through evaporation in the evaporator through the receiver dryer and the expansion valve.
한편, 최근 에너지 효율과 환경오염 문제에 대한 관심이 날로 커지면서 내연기관 자동차를 실질적으로 대체할 수 있는 친환경 자동차의 개발이 요구되고 있고, 이러한 친환경 자동차는 보통 연료전지나 전기를 동력원으로 하여 구동되는 전기 자동차나, 엔진과 배터리를 이용하여 구동되는 하이브리드 자동차로 구분될 수 있다.On the other hand, as interest in energy efficiency and environmental pollution issues is growing day by day, the development of an eco-friendly vehicle that can substantially replace an internal combustion engine vehicle is required. I, it can be divided into a hybrid vehicle driven using an engine and a battery.
이러한 친환경 차량 중, 차량 또는 하이브리드 차량에는 일반 차량의 공기조화장치와는 달리 별도의 히터가 사용되지 않으며, 친환경 차량에 적용되는 공기조화장치를 통상적으로 히트펌프 시스템이라 한다.Among these eco-friendly vehicles, a separate heater is not used in a vehicle or a hybrid vehicle unlike an air conditioner of a general vehicle, and an air conditioner applied to an eco-friendly vehicle is generally referred to as a heat pump system.
한편, 전기 자동차의 경우에는 산소와 수소의 화학적 반응 에너지를 전기 에너지로 전환하여 구동력을 발생시키게 되며, 이 과정에서 연료전지 내의 화학적 반응에 의해 열에너지가 발생되는 바, 발생된 열을 효과적으로 제거하는 것이 연료전지의 성능 확보에 있어 필수적이다.On the other hand, in the case of an electric vehicle, a driving force is generated by converting the chemical reaction energy of oxygen and hydrogen into electrical energy. It is essential for securing the performance of fuel cells.
그리고, 하이브리드 자동차에서도 일반적인 연료로 작동하는 엔진과 함께, 상기한 연료전지나, 전기 배터리로부터 공급되는 전기를 이용해 모터를 구동시켜 구동력을 발생시키게 되는 바, 연료전지나 배터리, 및 모터로부터 발생되는 열을 효과적으로 제거해야만 모터의 성능을 확보할 수 있게 된다.In addition, even in a hybrid vehicle, along with an engine operated with a general fuel, a motor is driven using electricity supplied from the fuel cell or an electric battery to generate a driving force, and heat generated from the fuel cell or battery and the motor is effectively removed Only by removing it can the performance of the motor be secured.
이에 따라, 종래 기술에 따른 하이브리드 차량이나, 또는 전기 자동차에서는 모터와 전장품, 및 연료전지를 포함하는 배터리의 발열을 방지하도록 냉각수단, 및 히트펌프 시스템과 함께, 배터리 냉각 시스템을 각각 별도 밀폐회로로 구성해야만 한다.Accordingly, in the hybrid vehicle or electric vehicle according to the prior art, the battery cooling system is formed as a separate sealed circuit together with the cooling means and the heat pump system to prevent heat generation of the battery including the motor, the electric components, and the fuel cell. have to be configured
따라서, 차량 전방에 배치되는 쿨링모듈의 크기 및 중량이 증가되고, 엔진룸 내부에서 각각의 히트펌프 시스템과, 냉각수단 및 배터리 냉각 시스템으로 냉매 또는 냉각수를 공급하는 연결배관들의 레이아웃이 복잡해지는 단점이 있다.Accordingly, the size and weight of the cooling module disposed in front of the vehicle increases, and the layout of the connection pipes for supplying refrigerant or coolant to each heat pump system, cooling means, and battery cooling system inside the engine room becomes complicated. have.
또한, 배터리가 최적성능을 발휘되도록 차량의 상태에 따라 배터리를 승온 또는 냉각시키는 배터리 냉각 시스템이 별도로 구비되는 바, 각 연결배관과 연결하기 위한 다수개의 밸브가 적용되고, 이 밸브들의 빈번한 개폐작동으로 인한 소음 및 진동이 차량 실내로 전달되어 승차감이 저하되는 단점도 있다.In addition, a battery cooling system for heating or cooling the battery according to the state of the vehicle is separately provided so that the battery exhibits optimal performance, a plurality of valves for connecting to each connection pipe are applied, and frequent opening and closing of these valves is provided. There is also a disadvantage in that the noise and vibration caused by the transmission are transmitted to the interior of the vehicle, and the riding comfort is deteriorated.
이러한 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in the background section are prepared to promote understanding of the background of the invention, and may include matters not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.
본 발명의 목적은, 컨덴서로부터 냉매가 이동하는 냉매라인에 전방 공조장치 및 후방 공조장치를 각각 연결하되, 그 분기되는 위치에 3-WAY 밸브를 설치하여, 3-WAY 밸브가 개방됨에 따라 전방 공조장치 및 후방 공조장치를 향한 냉매 공급이 선택적으로 이루어지게 함으로써, 전방 공조장치 및 후방 공조장치에 대한 각각의 독립 제어가 가능하게 하는 차량의 공조장치 제어 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention is to connect a front air conditioner and a rear air conditioner to the refrigerant line through which the refrigerant moves from the condenser, respectively, and install a 3-way valve at the branching position, so that the front air conditioning unit is opened as the 3-way valve is opened. An object of the present invention is to provide an air conditioner control system for a vehicle that enables independent control of the front air conditioner and the rear air conditioner by selectively supplying refrigerant to the device and the rear air conditioner.
본 발명에 따른 차량의 공조장치 제어시스템은 응축기와 열교환기를 연결하는 냉매 라인에서, 전방 공조장치의 제1열교환기와 연결되며, 상기 냉매 라인으로부터 분배된 냉매가 이동하는 제1연결 라인, 상기 냉매 라인에서, 후방 공조장치의 제2열교환기와 연결되며, 상기 냉매 라인으로부터 분배된 냉매가 이동하는 제2연결 라인 및 상기 냉매 라인에서, 상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인으로 분기되는 분기 위치에 설치되며, 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기 중 적어도 어느 하나 이상으로 냉매가 이동하게 제어하여, 상기 전방 공조장치 및 상기 후방 공조장치에 대한 선택적인 작동이 이루어지게 하는 제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.A vehicle air conditioner control system according to the present invention is connected to the first heat exchanger of the front air conditioner in a refrigerant line connecting a condenser and a heat exchanger, and a first connection line through which the refrigerant distributed from the refrigerant line moves, the refrigerant line In the second connection line connected to the second heat exchanger of the rear air conditioner and through which the refrigerant distributed from the refrigerant line moves and the refrigerant line, at a branching position where the first connection line and the second connection line are branched and a control valve installed to control the refrigerant to move to at least one of the first heat exchanger and the second heat exchanger to selectively operate the front air conditioner and the rear air conditioner. characterized in that
한편, 상기 제어 밸브는 상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인이 분기되는 상기 냉매 라인의 분기 위치에 설치되며, 3-WAY 밸브인 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the control valve is installed at a branch position of the refrigerant line where the first connection line and the second connection line are branched, and is a 3-way valve.
그리고, 상기 제어 밸브는 상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인이 상기 냉매 라인 중 순환 라인에서 분기되는 분기 위치에 설치되며, 3-WAY 밸브인 것을 특징으로 한다.The control valve is installed at a branching position where the first connection line and the second connection line are branched from the circulation line among the refrigerant lines, and is a 3-way valve.
여기서, 상기 순환 라인은 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기의 출구에서 배출되는 냉매가 에어컨 시스템의 압축기를 통과하여 상기 전방 공조장치 및 상기 후방 공조장치의 내부 응축기로 순환하는 경로인 것을 특징으로 한다.Here, the circulation line is a path in which the refrigerant discharged from the outlets of the first heat exchanger and the second heat exchanger passes through a compressor of the air conditioner system and circulates to the internal condensers of the front air conditioner and the rear air conditioner. do it with
또한, 본 발명에 따른 차량의 공조장치 제어시스템은 상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인에 각각 설치되며, 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기로 이동하는 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브를 더 포함한다.In addition, the vehicle air conditioner control system according to the present invention further includes an expansion valve installed in the first connection line and the second connection line, respectively, to expand the refrigerant moving to the first heat exchanger and the second heat exchanger. include
또한, 본 발명에 따른 차량의 공조장치 제어시스템은 상기 냉매 라인의 분기 위치에서 칠러의 입구와 연결되며, 상기 냉매 라인으로부터 분배된 냉매가 상기 칠러로 이동하게 하는 제3연결 라인을 더 포함한다.In addition, the vehicle air conditioner control system according to the present invention further includes a third connection line connected to the inlet of the chiller at the branching position of the refrigerant line and allowing the refrigerant distributed from the refrigerant line to move to the chiller.
이러한 상기 제어 밸브는 상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인과 함께, 상기 제3연결 라인이 분기되는 분기 위치에 설치되며, 4-WAY 밸브인 것을 특징으로 한다.The control valve is installed at a branching position where the third connection line is branched along with the first connection line and the second connection line, and is a 4-way valve.
또한, 상기 제3연결 라인은 상기 칠러로 이동하는 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브를 구비한다.In addition, the third connection line includes an expansion valve for expanding the refrigerant moving to the chiller.
한편, 본 발명에 따른 차량의 공조장치 제어시스템은 상기 냉매 라인 중 순환 라인에서 분기되는 분기 위치에서 칠러의 출구와 연결되며, 상기 냉매 라인에서 분배된 냉매가 상기 칠러로 이동하게 하는 제4연결 라인을 더 포함한다.On the other hand, in the vehicle air conditioner control system according to the present invention, a fourth connection line is connected to the outlet of the chiller at a branch position branching from the circulation line among the refrigerant lines, and the refrigerant distributed from the refrigerant line moves to the chiller. further includes
여기서, 상기 제어 밸브는 상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인과 함께, 상기 제4연결 라인이 상기 냉매 라인 중 순환 라인에서 분기되는 분기 위치에 설치되며, 4-WAY 밸브인 것을 특징으로 한다.Here, the control valve is installed at a branching position where the fourth connection line is branched from the circulation line among the refrigerant lines, along with the first connection line and the second connection line, and is a 4-way valve. .
본 발명은, 컨덴서로부터 냉매가 이동하는 냉매라인에 전방 공조장치 및 후방 공조장치를 각각 연결하되, 그 분기되는 위치에 3-WAY 밸브를 설치하여, 3-WAY 밸브가 개방됨에 따라 전방 공조장치 및 후방 공조장치를 향한 냉매 공급이 선택적으로 이루어지게 함으로써, 전방 공조장치 및 후방 공조장치에 대한 각각의 독립 제어가 가능하게 하는 효과를 갖는다.According to the present invention, a front air conditioner and a rear air conditioner are respectively connected to a refrigerant line through which the refrigerant moves from a condenser, and a 3-way valve is installed at the branching position, and as the 3-way valve is opened, the front air conditioner and By selectively supplying the refrigerant toward the rear air conditioner, it has the effect of enabling independent control of the front air conditioner and the rear air conditioner.
그리고, 본 발명은 컨덴서로부터 냉매가 이동하는 냉매라인에 전방 공조장치 및 후방 공조장치를 각각 연결하되, 그 분기되는 위치에 4-WAY 밸브를 설치하여 4-WAY 밸브가 개방됨에 따라 전방 공조장치, 후방 공조장치 및 칠러를 향한 냉매 공급이 선택적으로 이루어지게 함으로써, 전방 공조장치, 후방 공조장치 및 칠러에 대한 각각의 독립적인 제어가 가능하게 하는 효과를 갖는다.In addition, the present invention connects the front air conditioner and the rear air conditioner to the refrigerant line through which the refrigerant moves from the condenser, respectively, but installs a 4-way valve at the branching position to open the 4-way valve, the front air conditioner, By selectively supplying refrigerant to the rear air conditioner and the chiller, it has the effect of enabling independent control of each of the front air conditioner, the rear air conditioner and the chiller.
또한, 본 발명은 전방 공조장치 및 후방 공조장치의 증발기로부터 배출되는 냉매라인과, 칠러로부터 배출되는 냉매라인을 통합하고, 그 위치에 4-WAY 밸브를 설치함으로써, 전방 공조장치, 후방 공조장치, 칠러로부터 배출되는 냉매의 순환 제어가 이루어지게 하는 효과는 갖는다.In addition, the present invention integrates the refrigerant line discharged from the evaporator of the front air conditioner and the rear air conditioner and the refrigerant line discharged from the chiller, and installs a 4-way valve at the position, thereby providing a front air conditioner, a rear air conditioner, There is an effect of controlling the circulation of the refrigerant discharged from the chiller.
도 1 은 비교예의 차량용 공조장치 제어시스템을 보여주기 위한 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어시스템에 대한 제1연결 라인 및 제2연결 라인을 보여주기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어시스템에 대한 전방 공조장치 및 후방 공조장치의 작동 상태를 보여주기 위한 도면이다.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어시스템에 대한 제어 밸브 작동의 제1실시예를 보여주기 위한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어시스템에 대한 제어 밸브 작동의 제2실시예를 보여주기 위한 도면이다.
도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어시스템에 대한 제어 밸브 작동의 제3실시예를 보여주기 위한 도면이다.1 is a view for showing an air conditioner control system for a vehicle of a comparative example.
FIG. 2 is a diagram illustrating a first connection line and a second connection line for a vehicle air conditioner control system according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are diagrams for showing operating states of a front air conditioner and a rear air conditioner for a vehicle air conditioner control system according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a first embodiment of an operation of a control valve for a control system for an air conditioner for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a second embodiment of the operation of the control valve for the control system for the vehicle air conditioner according to the embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a third embodiment of an operation of a control valve for an air conditioner control system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and a method for achieving the same, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.However, the present invention is not limited by the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, in the description of the present invention, when it is determined that related known techniques may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 비교예에 따른 열관리 시스템의 구성에 대해 설명하기로 한다.First, a configuration of a thermal management system according to a comparative example will be described in order to facilitate understanding of the present invention.
도 1은 비교예에 따른 차량용 열관리 시스템을 도시한 구성도로서, 도 1을 참조하면, 열관리를 수행하는 부품들, 그리고 냉각수와 냉매가 흐르는 냉각수 라인(114,127)과 냉매 라인(155)을 포함하는 냉각 회로가 도시되어 있다. 1 is a configuration diagram illustrating a thermal management system for a vehicle according to a comparative example. Referring to FIG. 1 , parts for performing thermal management, and
도시된 바와 같이, 차량의 열관리 시스템은, 공조 장치의 에어컨 시스템(140)과 함께, 차량 구동을 위한 전력전자(Power Electronic, PE) 부품 및 배터리의 열관리와 냉각을 수행하는 수냉식 냉각 시스템을 포함한다. 여기서, 냉각 시스템은 냉각수를 순환시켜 전력전자 부품 및 배터리를 냉각하거나 가열하여 전력계통의 열을 관리할 수 있도록 구성된다. 이러한 냉각 시스템은 냉각수를 냉각하거나 가열하는 부품을 포함할 수 있다. As shown, the thermal management system of the vehicle includes a water-cooled cooling system that performs thermal management and cooling of power electronic (PE) components and batteries for driving the vehicle, together with the
냉각 시스템은, 냉각수가 저장되며, 하나 또는 하나 이상으로 구비되는 리저버 탱크(111,121), 냉각수의 순환을 위해 냉각수를 압송하는 전동식 워터펌프(112,122,123), 냉각수의 방열을 위한 라디에이터(113,124) 및 쿨링팬(130), 냉각수의 냉각을 위한 칠러(chiller)(125), 냉각수의 가열을 위한 냉각수 히터(126), 냉각수의 유동을 제어하기 위한 밸브(116,129)들, 그리고 이들 부품 사이를 연결하는 냉각수 라인(114,127)을 포함하여 구성되는 냉각 회로(110,120)와, 상기 냉각 회로(110,120)의 냉각수 온도 및 냉각수 유동 제어를 수행하는 제어기(미도시)를 포함한다. The cooling system includes one or
여기서, 제어기는 전동식 워터펌프(112,122,123), 냉각수 히터(126), 후술하는 내부 히터(142), 압축기(144), 쿨링팬(130), 개폐 도어(143) 등의 작동을 제어하고, 더불어 열관리 시스템의 밸브(116,129,147,152,159,162)들을 제어한다. 예컨대, 제어기는 3-웨이(way) 밸브인 제1 밸브(116)와 제2 밸브(129)의 작동을 제어하여 냉각수의 유동 방향을 제어할 수 있다.Here, the controller controls the operation of the
상기 냉각 시스템은 차량 구동을 위한 전력전자 부품(171-175)의 냉각수 통로, 및 이 전력전자 부품에 작동 전력을 공급하는 배터리(176)의 냉각수 통로를 따라 냉각수를 통과시켜 전력전자 부품(171-175)과 배터리(176)의 온도를 제어한다. 또한, 냉각 시스템은 필요에 따라 전력전자 부품(171-175)과 배터리(176)를 분리하여 개별 냉각하거나 또는 전력전자 부품과 배터리를 통합하여 냉각하도록 구성될 수 있다. The cooling system passes the coolant along the coolant passage of the power
도 1의 열관리 시스템에서, 냉각 시스템은, 차량의 항속거리를 증가시키고 전비를 향상시키기 위해, 차량 전단부에 2개의 라디에이터(113,124)를 배치하고, 각 라디에이터를 순환하는 병렬의 냉각수 라인(114,127)을 구성하여, 전력전자(PE) 부품(171-175)과 배터리(176)를 분리하여 냉각할 수 있도록 한 병렬형 분리 냉각 시스템이 될 수 있다. In the thermal management system of FIG. 1 , the cooling system arranges two
여기서, 냉각 대상이 되는 전력전자 부품은, 차량을 구동하기 위한 구동원인 전륜 모터(175)와 후륜 모터(174), 이 전륜 모터(175)와 후륜 모터(174)를 구동 및 제어하기 위한 전륜 인버터(171)와 후륜 인버터(172), 배터리(176)를 충전하기 위한 차량 내 충전기(On-Board Charger, OBC) 및 저전압 DC-DC 컨버터(Low voltage DC-DC Conveter, LDC)(173)를 포함할 수 있다. Here, the power electronic components to be cooled include the
도 1을 참조하면, 두 개의 라디에이터, 즉 제1 라디에이터(HTR)(113)와 제2 라디에이터(LTR)(124)에 개별적으로 냉각수 라인(114,127)이 연결됨을 볼 수 있다. 제1 라디에이터(113)와 제2 라디에이터(124)는 쿨링팬(130)에 의해 흡입되는 외기와 각 라디에이터 내 냉각수 사이의 열교환에 의해 각 냉각수 라인(114,127)을 순환하는 냉각수로부터 열을 방출하고 냉각수를 냉각한다.Referring to FIG. 1 , it can be seen that the
병렬형 분리 냉각 시스템에서, 운전 온도(냉각수 온도)에 따라, 상기 제1 라디에이터(113)는 상대적으로 고온의 냉각수를 통과시켜 방열 및 냉각하는 고온 라디에이터(High Temperature Radiator, HTR)이다. 상기 제2 라디에이터(124)는 제1 라디에이터(113)에 비해 상대적으로 저온의 냉각수를 통과시켜 방열 및 냉각하는 저온 라디에이터(Low Temperature Radiator, LTR)이다. 이때, 저온 라디에이터인 제2 라디에이터(124)가 고온 라디에이터인 제1 라디에이터(113)의 전방에 배치될 수 있다.In the parallel type separate cooling system, according to the operating temperature (coolant temperature), the
상기 제1 라디에이터(113)와 리저버 탱크(111), 전륜 인버터(171)와 후륜 인버터(172), 차량 내 충전기(OBC) 및 저전압 DC-DC 컨버터(LDC)(173), 후륜 모터(174) 및 전륜 모터(175) 등의 전력전자(PE) 부품 사이에는 냉각수가 순환될 수 있도록 제1 냉각수 라인(114)이 연결된다. The
또한, 제1 냉각수 라인(114)에는 냉각수의 순환을 위해 냉각수를 압송하는 제1 전동식 워터펌프(112)가 설치되고, 제1 라디에이터(113) 전단 및 후단의 냉각수 라인 사이를 연결하는 제1 바이패스 라인(115), 및 제1 라디에이터(113)로 냉각수를 선택적으로 흐르게 하기 위한 제1 밸브(116)가 설치된다. 여기서, 제1 밸브(116)는 유량 분배가 가능한 3-웨이 밸브일 수 있다. In addition, a first
이로써, 제1 냉각수 라인(114)을 통해 냉각수를 순환시켜 전력전자 부품(171-175)들을 냉각하는 제1 냉각 회로(110)가 구성된다. 제1 냉각 회로(110)에서는 제1 전동식 워터펌프(112)에 의해 압송된 냉각수가 제1 냉각수 라인(114)을 따라 순환하면서 전륜 인버터(171), 후륜 인버터(172), 충전기(OBC) 및 저전압 DC-DC 컨버터(LDC)(173), 후륜 모터(174), 전륜 모터(175) 등의 전력전자(PE) 부품들을 차례로 통과한다. 냉각수가 각 전력전자 부품(171-175) 내 냉각수 통로를 통과하는 동안 전력전자 부품들을 차례로 냉각하며, 전력전자 부품(171-175)들을 냉각한 고온의 냉각수는 제1 라디에이터(113)를 통과하는 동안 공기와의 열교환 및 방열을 통해 냉각된다.Accordingly, the
한편, 제2 라디에이터(124)와 리저버 탱크(121), 배터리(176), 냉각수 히터(126), 칠러(125) 사이에 냉각수가 순환되도록 제2 냉각수 라인(127)이 연결된다. 여기서, 배터리(176)는 전륜 모터(175)와 후륜 모터(174) 등의 전력전자 부품들에 작동 전력을 공급한다. 이를 위해, 도면에 전기 배선에 대해서는 도시를 생략하였으나, 배터리(176)가 전력전자 부품(171-175)들에 전기 배선을 통해 연결된다. 예를 들면, 배터리(176)는 전륜 인버터(171)와 후륜 인버터(172)를 통해 각각 전륜 모터(175)와 후륜 모터(174)에 충, 방전 가능하게 연결된다. 또한, 배터리(176)는 차량 내 충전기(OBC) 및 저전압 DC-DC 컨버터(173)에 전기 배선을 통해 연결된다.Meanwhile, the
또한, 제2 냉각수 라인(127)에는 냉각수의 순환을 위해 냉각수를 압송하는 전동식 워터펌프(122,123)가 설치되고, 제2 라디에이터(124) 전단 및 후단의 냉각수 라인 사이를 연결하는 제2 바이패스 라인(128), 및 제2 라디에이터(124)로 냉각수를 선택적으로 흐르게 하기 위한 제2 밸브(129)가 설치된다. 여기서, 제2 밸브(129)는 유량 분배가 가능한 3-웨이 밸브일 수 있다. 이로써, 제2 냉각수 라인(127)을 통해 냉각수를 순환시켜 배터리(176)를 냉각하는 제2 냉각 회로(120)가 구성된다. 제2 냉각 회로(120)에서는 복수 개의 전동식 워터펌프, 즉 제2 전동식 워터펌프(122)와 제3 전동식 워터펌프(123)가 제2 냉각수 라인(127)에 설치될 수 있다. In addition, electric water pumps 122 and 123 for pumping coolant for circulation of the coolant are installed in the
이러한 제2 냉각 회로(120)에서는 전동식 워터펌프(122,123)에 의해 압송된 냉각수가 제2 냉각수 라인(127)을 따라 순환하면서 배터리(176)의 냉각수 통로를 통과하고, 냉각수가 배터리(176)의 냉각수 통로를 통과하는 동안 냉각수에 의해 배터리(176)가 냉각된다. 또한, 배터리(176)를 냉각한 고온의 냉각수는 제2 라디에이터(124)를 통과하는 동안 공기와의 열교환 및 방열을 통해 냉각된다.In the
이와 같이 배터리(176)를 냉각한 냉각수의 온도는 전력전자 부품(171-175)을 냉각한 냉각수의 온도에 비해서는 상대적으로 저온이다. 따라서, 상대적으로 저온의 냉각수 방열이 이루어지는 제2 라디에이터(124)는 저온 라디에이터(LTR)라 할 수 있고, 상대적으로 고온의 냉각수 방열이 이루어지는 제1 라디에이터(113)는 고온 라디에이터(HTR)라 할 수 있다.As described above, the temperature of the coolant for cooling the
도 1에서 도면부호 126은 냉각수 히터(126)로서, 이는 배터리(176)와 칠러(125) 사이의 제2 냉각수 라인(127)에 설치될 수 있다. 냉각수 히터(126)는 배터리(176)의 승온이 요구될 경우 온(on) 작동되며, 제2 냉각수 라인(127)을 따라 순환되는 냉각수를 가열하여 가열된 냉각수가 배터리(176) 내 냉각수 유로로 유입될 수 있도록 한다. 냉각수 히터(126)는 전력을 공급받아 작동하는 전기식 히터일 수 있다.In FIG. 1 ,
또한, 비교예의 열관리 시스템은 에어컨 시스템(140)을 포함할 수 있다. 에어컨 시스템(140)은, 냉매를 압축하는 압축기(144), 압축기(144)에서 압축된 냉매를 응축하여 액화시키는 외부 응축기(COND)(146), 외부 응축기(146)에서 응축되어 액화된 냉매를 급속히 팽창시키는 제1 팽창밸브(147), 그리고 제1 팽창밸브(147)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 차량 실내로 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기(EVAP) 등을 주요한 구성요소로 포함한다. In addition, the thermal management system of the comparative example may include the
여기서, 외부 응축기(COND)(146)는 차량 전단부에 배치되어 외기가 통과하도록 구비된다. 이때, 공조 케이스(141)의 내부에서 열교환기에 해당하는 증발기(EVAP)(153)의 후방으로 내부 응축기(ICOND)(145)가 배치되고, 이에 미도시된 공조 블로어에 의해 송풍되는 공기가 증발기(153)와 내부 응축기(145)를 차례로 통과한 뒤 차량 실내로 토출될 수 있도록 되어 있다. 도면부호 142는 선택적으로 작동하는 내부 히터(PTC 히터)(142)를 나타내고, 내부 히터(142)는 실내 난방을 위한 것이다. Here, the external condenser (COND) 146 is disposed at the front end of the vehicle and is provided to allow outside air to pass therethrough. At this time, an internal condenser (ICOND) 145 is disposed in the rear of the evaporator (EVAP) 153 corresponding to the heat exchanger in the
이로써, 난방 모드(히트 펌프 모드)에서는 내부 히터(142)를 작동시켜 공조 블로어에 의해 송풍되는 공기가 내부 히터에 의해 가열된 뒤 차량 실내로 토출되도록 하고, 이에 차량 실내 난방이 이루어질 수 있다. 반면, 냉방 모드(에어컨 모드)에서는 압축기(144)를 작동시켜 냉매를 순환시킴으로써 공조 블로어에 의해 송풍되는 공기가 증발기(153)에 의해 냉각(냉매와의 열교환)된 뒤 차량 실내로 토출되도록 하고, 이에 차량 실내 냉방이 이루어질 수 있다.Accordingly, in the heating mode (heat pump mode), the
또한, 공조 케이스(141) 내에서 증발기(153)와 내부 응축기(145) 사이에는 개폐 도어(143)가 배치되고, 이 개폐 도어(143)는 내부 응축기(145)를 통과하는 통로를 선택적으로 개폐한다. 개폐 도어(143)의 작동에 있어서, 차량의 난방 모드에서는 증발기(153)를 통과한 공기가 내부 응축기(145)와 내부 히터(142)를 통과하도록 개방되고, 차량의 냉방 모드에서는 증발기(153)를 통과하면서 냉각된 공기가 내부 응축기(145)와 내부 히터(142)를 거치지 않고 바로 차량 실내로 토출되도록 내부 응축기(145)와 내부 히터(142)측을 폐쇄한다. In addition, an opening/
에어컨 시스템(140)에서, 압축기(144), 외부 응축기(146), 제1 팽창밸브(147), 증발기(153) 사이에는 냉매가 순환되도록 냉매 라인(155)이 연결되며, 외부 응축기(146)는 차량 전단부에서 제1 라디에이터(113) 및 제2 라디에이터(124)의 전방에 배치될 수 있다. 또한, 압축기(144)와 증발기(153) 사이의 냉매 라인(155)에는 어큐뮬레이터(accumulator)(154)가 설치될 수 있다.In the
또한, 내부 응축기(145)가 냉매 라인(155)을 통해 외부 응축기(146)에 연결될 수 있고, 내부 응축기(145)는 압축기(144)와 외부 응축기(146) 사이의 냉매 라인(155)에 배치될 수 있다. 내부 응축기(145)는 공조 케이스(141)의 내부에서 증발기(153)의 후방 및 내부 히터(142)의 전방으로 배치될 수 있는데, 도 1을 참조하면 증발기(153)와 내부 히터(142) 사이에 내부 응축기(145)가 배치됨을 볼 수 있다.Also, an
결국, 에어컨 시스템(140)에서는 냉매가 압축기(144), 내부 응축기(145), 외부 응축기(146), 제1 팽창밸브(147), 증발기(153), 어큐뮬레이터(154), 그리고 다시 압축기(144)의 경로로 순환하게 된다. 압축기(144)는 내부 응축기(145)와 증발기(153) 사이의 냉매 라인(155)에 설치되어 기체 상태의 냉매를 고온, 고압으로 압축한다. 어큐뮬레이터(154)는 압축기(144)와 증발기(153) 사이의 냉매 라인(155)에 설치되어 압축기(144)에 기체 상태의 냉매만이 공급되도록 함으로써 압축기(144)의 효율 및 내구성을 향상시킨다. As a result, in the
외부 응축기(146)는 내부 응축기(145)와 냉매 라인(155)을 통해 연결되고, 압축기(144)로부터 압축된 냉매를 내부 응축기(145)를 통해 공급받아 쿨링팬(130)에 의해 흡입된 외기와 상호 열교환시켜 응축한다. 제1 팽창밸브(147)는 외부 응축기(146)에 의해 응축된 냉매를 공급받아 팽창시키며, 제1 팽창밸브(147)를 통과한 저온, 저압의 냉매는 증발기(153)로 공급된다. 이에 증발기(153)에서 제1 팽창밸브(147)에 의해 팽창된 냉매와 공조 블로어에 의해 송풍되는 공기 간 열교환이 이루어지며, 열교환을 통해 냉각된 공기가 차량 실내로 토출되어 실내 냉방이 이루어지게 된다. 제1 팽창밸브(147)는 솔레노이드 밸브 일체형 팽창밸브가 될 수 있다. The
한편, 비교예의 열관리 시스템은 배터리(176)의 냉각을 위해 제2 냉각수 라인(127)을 따라 순환하는 냉각수를 냉매와의 열교환을 통해 냉각하는 칠러(125)를 포함한다. 상기 칠러(125)는 제2 냉각수 라인(127)과 냉매 라인(155)에 설치될 수 있다. 보다 구체적으로는, 칠러(125)는 배터리(176)를 냉각하기 위한 제2 냉각수 라인(127)과 에어컨 시스템(140)의 냉매 라인(155)에 설치될 수 있다. 여기서, 칠러(125)가 설치되는 냉매 라인(155)은 에어컨 시스템(140)의 냉매 라인(155)으로부터 분기된 별도의 분기 냉매 라인(156,157)이 될 수 있다. Meanwhile, the thermal management system of the comparative example includes the
여기서, 칠러(125)가 설치되는 분기 냉매 라인(156,157)은 외부 응축기(146)와 제1 팽창밸브(147) 사이의 냉매 라인(155)으로부터 분기되어 증발기(153)와 어큐뮬레이터(154) 사이의 냉매 라인(155)으로 연결되는 분기 냉매 라인일 수 있다. 이때, 칠러(125)의 냉매 입구는 제3 팽창밸브(152) 및 입구측 분기 냉매 라인(156)을 통해 외부 응축기(146)와 제1 팽창밸브(147) 사이의 냉매 라인(155)으로 연결된다. 또한, 칠러(125)의 냉매 출구는 출구측 분기 냉매 라인(157)을 통해 증발기(153)와 어큐뮬레이터(154) 사이의 냉매 라인(155)으로 연결된다. Here, the
즉, 상기 입구측 분기 냉매 라인(156)은 외부 응축기(146)와 제1 팽창밸브(147) 사이의 냉매 라인(155)으로부터 분기되어 제3 팽창밸브(152)를 통해 칠러(125)의 냉매 입구로 연결되는 분기 냉매 라인이고, 출구측 분기 냉매 라인(157)은 증발기(153)와 어큐뮬레이터(154) 사이의 냉매 라인(155)으로부터 분기되어 칠러(125)의 냉매 출구로 연결되는 분기 냉매 라인이다.That is, the inlet branched
제3 팽창밸브(152)는 칠러(125)의 냉매 입구나 입구측 분기 냉매 라인(156)에 설치될 수 있고, 냉방 모드 시 냉매 라인(155)으로부터 분기된 입구측 분기 냉매 라인(156)을 통해 칠러(125)로 유입되는 냉매를 팽창시킨다. 이에 입구측 분기 냉매 라인(156)을 통해 제3 팽창밸브(152)로 유입된 냉매가 팽창과 동시에 온도가 저하된 상태로 칠러(125)에 유입될 수 있게 된다. 이에 따라 외부 응축기(146)에 의해 응축된 냉매가 냉매 라인(155)으로부터 입구측 분기 냉매 라인(156)을 통해 제3 팽창밸브(152)로 유입되고, 제3 팽창밸브(152)를 통과하는 동안 팽창된 저온, 저압의 냉매가 칠러(125)로 유입되면, 이어 냉매는 칠러(125)의 내부를 통과한 뒤 출구측 분기 냉매 라인(157)을 통해 다시 냉매 라인(155)으로 배출된다. The
전술한 바와 같이, 칠러(125)는 제2 냉각수 라인(127)에 설치된다. 이에 칠러(125)의 내부에는 배터리(176)의 냉각을 위해 제2 냉각수 라인(127)을 따라 순환하는 냉각수가 통과하도록 되어 있다. 결국, 칠러(125)의 내부를 통과하는 냉각수와 저온의 냉매 사이에 열교환이 이루어질 수 있고, 칠러(125)에서 냉매와의 열교환에 의해 냉각된 냉각수가 제2 냉각수 라인(127)을 따라 순환될 수 있으며, 냉각된 냉각수에 의해 배터리(176)가 냉각될 수 있다.As described above, the
그리고 비교예의 열관리 시스템은, 제2 냉각수 라인(127)에 설치되어 냉각수와 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 수냉식 열교환기, 즉 상기 칠러(125)와 별도로, 상기 두 냉각수 라인(114,127)과 냉매 라인(155) 사이에 설치되어 냉각수와 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 열교환기(158)를 더 포함할 수 있다.In addition, the thermal management system of the comparative example is a water-cooled heat exchanger installed in the
상기 제1 라디에이터(113)에 연결된 제1 냉각수 라인(114)에서 열교환기(158)가 설치되는 위치는, 전력전자 부품(171-175)들을 통과한 냉각수가 제1 라디에이터(113)로 흐르는 냉각수 라인 위치, 즉 전력전자 부품(171-175)들로부터 제1 라디에이터(113)의 입구로 연결되는 라디에이터 전단 냉각수 라인의 위치가 될 수 있다. 또한, 상기 제2 라디에이터(124)에 연결된 제2 냉각수 라인(127)에서 열교환기(158)가 설치되는 위치는, 칠러(125)를 통과한 냉각수가 제2 라디에이터(124)로 흐르는 냉각수 라인 위치, 즉 칠러(125)로부터 제2 라디에이터(124)의 입구로 연결되는 라디에이터 전단 냉각수 라인의 위치가 될 수 있다. At a position where the
또한, 냉매 라인(155)에서 열교환기(158)가 설치되는 위치는 내부 응축기(145)와 외부 응축기(146) 사이의 냉매 라인이 될 수 있다. 이때, 열교환기(158)의 입구가 냉매 라인(155)을 통해 내부 응축기(145)에 연결되고, 열교환기(158)의 출구가 냉매 라인(155)을 통해 외부 응축기(146)에 연결된다.In addition, a position at which the
또한, 열교환기(158)의 입구에 연결된 입구측 냉매 라인(155)에 제2 팽창밸브(151)가 설치될 수 있다. 또한, 입구측 냉매 라인(155)에서 제습 라인(161)이 분기되어 제1 팽창밸브(147)와 증발기(153) 사이의 냉매 라인(155)으로 연결될 수 있다. 상기 입구측 냉매 라인(155)에서 제습 라인(161)이 분기되는 위치는 열교환기(158)의 입구와 제2 팽창밸브(151) 사이의 냉매 라인이 될 수 있다. 이에 제습 라인(161)은 열교환기(158)의 입구와 제2 팽창밸브(151) 사이의 냉매 라인(155)으로부터 제1 팽창밸브(147)와 증발기(153) 사이의 냉매 라인(155)으로 연결되는 별도 냉매 라인이 된다. In addition, the
그리고 상기 열교환기(158)의 출구 또는 이 출구에서 외부 응축기(146)로 연결되는 냉매 라인(155)에는 제3 밸브(159)가 설치될 수 있고, 제3 밸브(159)는 3-웨이 밸브일 수 있다. 또한, 열교환기(158)의 입구측 냉매 라인(155)으로부터 분기된 제습 라인(161)에는 제4 밸브(162)가 설치될 수 있고, 제4 밸브(162)는 냉매 라인(155)을 개폐하는 2-웨이 밸브일 수 있다. In addition, a
또한, 상기 제3 밸브(159)에는 증발기(153)와 어큐뮬레이터(154) 사이의 냉매 라인(155)으로 연결되는 별도의 연결 라인(160)이 연결된다. 즉, 열교환기(158)의 출구측에 위치되는 상기 제3 밸브(159)에는 열교환기(158)의 출구와 상기 연결 라인(160), 그리고 외부 응축기(146)로의 냉매 라인(155)이 연결된다. In addition, a
이와 같은 제3 밸브(159)는 열교환기(158)를 통과한 냉매의 유동 방향을 제어하는데, 열교환기(158)를 통과한 냉매를 연결 라인(160)과 외부 응축기(146)로의 냉매 라인(155) 중 선택된 하나로만 흐르도록 냉매의 유동 방향을 제어할 수 있다. 상기 연결 라인(160)은 열교환기(158)를 통과한 냉매를 외부 응축기(146)를 통과하지 않도록 바이패스 시키는 일종의 바이패스 라인이라 할 수 있다. The
또한, 열관리 시스템에서 열교환기(158)는 냉방 모드 시 수냉식 응축기의 역할을 한다. 즉, 냉각수에 의해 냉매의 응축이 이루어지도록 하는 것이다. 냉방 모드 시, 상기 두 냉각수 라인(114, 127)을 따라 흐르는 냉각수가 열교환기(158)를 통과하고, 내부 응축기(145)를 통과한 냉매가 냉매 라인(155) 및 제2 팽창밸브(151)를 통해 열교환기(158)를 통과하는 동안, 냉각수와 냉매 간의 열교환이 이루어지는데, 이때의 열교환은 열이 냉매에서 냉각수로 전달되어 냉각수에 의한 냉매의 추가적인 응축(냉매 냉각)이 이루어지도록 하는 열교환이다. In addition, in the thermal management system, the
반면, 난방 모드 시, 두 냉각수 라인(114,127)을 따라 흐르는 냉각수가 열교환기(158)를 통과하고, 내부 응축기(145)를 통과한 뒤 냉매 라인(155) 및 제2 팽창밸브(151)를 통해 공급된 냉매가 열교환기(158)를 통과하는 동안, 냉각수와 냉매 간의 열교환이 이루어지는데, 이때의 열교환은 열이 냉각수에서 냉매로 전달되어 냉각수에 의한 냉매의 가열이 이루어지도록 하는 열교환이다.On the other hand, in the heating mode, the coolant flowing along the two
이와 같이 난방 모드 시에는 열교환기(158)가 냉각수의 열이 냉매로 전달되도록 하여 냉각수 및 냉매를 통해 폐열을 회수하는 수냉식 폐열 회수 칠러의 역할을 한다. 또한, 난방 모드 시에는 열관리 시스템에서 냉각수와 냉매가 순환하는 구성들이 히트 펌프 시스템으로 작동하고, 히트 펌프 시스템으로 작동하는 동안 전력전자 부품(171-175)과 배터리(176)의 폐열을 냉각수와 냉매를 통해 회수하여 내부 응축기(145)를 통해 차량 실내 난방에 이용할 수 있게 된다.In this way, in the heating mode, the
상기 히트 펌프 시스템은, 공조 케이스(141) 내에 설치되어 에어컨 시스템의 압축기(144)에 의해 압축된 냉매가 통과하도록 구비된 내부 응축기(145), 상기 냉각 시스템의 냉각수 라인(114,127)과 상기 내부 응축기(145)에서 외부 응축기(146)로 연결되는 냉매 라인(155)이 통과하도록 구비되어 냉각수와 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 열교환기(158), 및 상기 내부 응축기(145)와 열교환기(158) 사이의 냉매 라인(155)에 설치되는 제2 팽창밸브(151)를 포함한다.The heat pump system includes an
이상으로 비교예의 차량용 열관리 시스템에 대해 도 1을 참조로 설명하였다. 도 1과 같은 열관리 시스템에서 저온 라디에이터(LTR)인 제2 라디에이터(124)를 별도로 분리한 이유는, 외기온도가 낮은 조건에서 제2 라디에이터를 통과한 냉각수의 온도가 40℃ 미만이기 때문에, 단순히 냉각수만으로 배터리(176)를 냉각할 수 있도록 하기 위함이다. 이 경우 압축기를 작동시키지 않아도 되므로 소모 전력을 저감할 수 있게 되고, 실사용 조건에서 차량 전비가 개선될 수 있게 된다.As described above, the thermal management system for a vehicle of the comparative example has been described with reference to FIG. 1 . The reason for separately separating the
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1연결 라인(155a)은 외부 응축기(146)와 열교환기(158)을 연결하는 냉매 라인(155)에서, 전방 공조장치(141)에 구비되는 제1열교환기(153)와 연결되며, 그에 따라 냉매 라인(155)으로부터 분배된 냉매가 이동하는 이동 경로를 형성한다.Meanwhile, as shown in FIG. 2 , the
또한, 제2연결 라인(155b)는 냉매 라인(155)에서 제1연결 라인(155a)과 함께 분기되고, 후방 공조장치(141')에 구비되는 제2열교환기(153')와 연결되며, 그에 따라 냉매 라인(155)으로부터 분배된 냉매가 이동하는 이동 경로를 형성한다.In addition, the
종래에는, 냉매 라인(155)이 전방 공조장치(141)의 제1연결 라인(155a)을 통과하도록 연결되어 있으므로, 전방 공조장치(141)로 냉매가 이동함에 따라, 공조 블로어에 의해 송풍되는 공기가 증발기(153)와 내부 응축기(145)를 차례로 통과한 뒤 전방 공조장치(141)를 통해 차량 실내로 토출될 수 있도록 되어 있다.Conventionally, since the
하지만, 이러한 구조를 가지는 공조장치로는 후방 공조장치(141')에 대한 제어를 함께 수행할 수 없기 때문에, 제1연결 라인(155a)과 제2연결 라인(155b)이 냉매 라인(155)으로부터 분기되게, 다시 말해 각각이 병렬로 구성되도록 하여 전방 공조장치(141) 및 후방 공조장치(141')와 연결되게 함으로써, 전방 공조장치(141) 및 후방 공조장치(141')에 대한 독립 제어가 가능하게 할 수 있다.However, since the air conditioner having this structure cannot control the
이를 위해, 본 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어시스템은 제어 밸브(180)를 포함할 수 있다.To this end, the vehicle air conditioner control system according to the present embodiment may include a
제어 밸브(180)는 냉매 라인(155)에서, 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)으로 분기되는 위치에 설치되며, 제1열교환기(153) 및 제2열교환기(153') 중 적어도 어느 하나 이상으로 냉매가 이동하게 제어함으로써, 전방 공조장치(141) 및 후방 공조장치(141')에 대한 선택적인 작동이 이루어지게 한다.The
더 바람직하게는, 제어 밸브(180)는 제1열교환기(153) 및 제2열교환기(153')의 입구와 각각 연결된 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)이 분기되는 냉매 라인(155)의 분기 위치에 설치되며, 3-WAY 밸브로 이루어진다.More preferably, the
따라서, 제어 밸브(180)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1연결 라인(155a)을 개방하고, 제2연결 라인(155b)을 차단함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 분배되는 냉매가 제1연결 라인(155a)으로만 공급되게 함으로써, 전방 공조장치(141)에 대한 독립적인 구동 제어가 이루어지게 한다.Accordingly, as shown in FIG. 3 , the
그리고, 제어 밸브(180)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1연결 라인(155a)을 차단하고, 제2연결 라인(155b)을 개방함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 분배되는 냉매가 제2연결 라인(155b)으로만 공급되게 함으로써, 후방 공조장치(141')에 대한 독립적인 구동 제어가 이루어지게 한다.And, as shown in FIG. 4 , the
아울러, 제어 밸브(180)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)을 함께 개방함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)으로 분배 및 공급되게 함으로써, 전방 공조장치(141) 및 후방 공조장치(141') 모두에 대한 구동 제어가 이루어지게 한다.In addition, as the
결과적으로, 본 실시예에서는 제어 밸브(180)를 선택적으로 개방시키고, 그에 따라 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)을 통해 전방 공조장치(141) 및 후방 공조장치(141')의 입구를 향해 이동하는 냉매의 이동 경로를 서로 다르게 설정함으로써, 전방 공조장치(141) 및 후방 공조장치(141') 각각에 대한 독립적인 구동 제어가 가능하게 할 수 있다.As a result, in this embodiment, the
이외에도, 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b) 상에는 모두 제1 팽창 밸브(147)가 설치될 수 있는데, 이러한 팽창 밸브(147)는 외부 응축기(146)에서 응축되어 액화 상태로 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)을 따라 이동하는 냉매를 급속히 팽창시키는 역할을 한다.In addition, a
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어 밸브(180)는 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)이 냉매 라인(155)에 형성된 순환 라인(155c)에서 분기되는 분기 위치에 설치되며, 3-WAY 밸브로 이루어진다.On the other hand, as shown in FIG. 6 , the
여기서, 순환 라인(155c)은 제1열교환기(153) 및 제2열교환기(153')의 출구에서 배출되는 냉매가 에어컨 시스템(140) 압축기(144)를 통과하여 전방 공조장치(141) 및 후방 공조장치(141')의 내부 응축기(145)로 순환하는 경로일 수 있다.Here, in the
이러한 제어 밸브(180)는 순환 라인(155c) 상에서 제1열교환기(153)의 출구와 연결된 제1연결 라인(155a)을 개방하고, 제2열교환기(153')의 출구와 연결된 제2연결 라인(155b)을 차단함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 개방된 제1연결 라인(155a)을 따라서만 공급되게 함으로써, 전방 공조장치(141)에 대한 독립적인 구동 제어가 이루어지게 한다.This
그리고, 제어 밸브(180)는 순환 라인(155c) 상에서 제1열교환기(153)의 출구와 연결된 제1연결 라인(155a)을 차단하고, 제2열교환기(153')의 출구와 연결된 제2연결 라인(155b)을 개방함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 개방된 제2연결 라인(155b)을 따라서만 공급되게 함으로써, 후방 공조장치(141')에 대한 독립적인 구동 제어가 이루어지게 한다.Then, the
또한, 제어 밸브(180)는 순환 라인(155c) 상에서 제1열교환기(153) 및 제2열교환기(153')의 출구와 연결된 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)을 함께 개방함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 개방된 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)을 따라 공급되게 함으로써, 전방 공조장치(141) 및 후방 공조장치(141') 모두에 대한 독립적인 구동 제어가 이루어지게 한다.In addition, the
결과적으로, 본 실시예에서는 제어 밸브(180)에 대한 선택적인 개방을 통해 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)의 출구에서 순환 라인(155c)을 따라 이동하는 냉매의 이동 경로를 전술된 바와 같이 서로 다르게 설정함으로써, 전방 공조장치(141) 및 후방 공조장치(141') 각각에 대한 독립적인 구동 제어가 가능하게 할 수 있다.As a result, in this embodiment, the refrigerant moving along the
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량의 공조장치 제어시스템은 냉매 라인(155)의 분기 위치에서 칠러(125)의 입구와 연결되며, 냉매 라인(155)으로부터 분배된 냉매가 배터리를 냉각시키기 위한 칠러(125)로 이동하게 하는 제3연결 라인(155d)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 7 , the vehicle air conditioner control system according to the present embodiment is connected to the inlet of the
여기서, 제어 밸브(180)는 제1열교환기(153) 및 제2열교환기(153')의 입구와 각각 연결된 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)과 함께, 제3연결 라인(155d)이 분기되는 분기 위치에 설치되며, 4-WAY 밸브로 이루어진다.Here, the
더 바람직하게는, 제어 밸브(180)는 냉매 라인(155)의 제1연결 라인(155a), 제2연결 라인(155c) 및 제3연결 라인(155d)이 분기되는 분기 위치에 설치된다.More preferably, the
그에 따라, 제어 밸브(180)는 제1연결 라인(155a)을 개방하고, 제2연결 라인(155b) 및 제3연결 라인(155d)을 차단함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 제1연결 라인(155a)으로만 공급되게 함으로써, 전방 공조장치(141)에 대한 독립적인 구동 제어가 이루어지게 한다.Accordingly, as the
그리고, 제어 밸브(180)는 제2연결 라인(155b)을 개방하고, 제1연결 라인(155a) 및 제3연결 라인(155d)을 차단함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 제2연결 라인(155b)으로만 공급되게 함으로써, 후방 공조장치(141')에 대한 독립적인 구동 제어가 이루어지게 한다.And, as the
아울러, 제어 밸브(180)는 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)을 함께 개방하고, 제3연결 라인(155d)을 차단함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 제1연결 라인(141) 및 제2연결 라인(141')으로 분배 및 공급되게 함으로써, 전방 공조장치(141) 및 후방 공조장치(141') 모두에 대한 구동 제어가 이루어지게 한다.In addition, as the
또한, 제어 밸브(180)는 제3연결 라인(155d)을 개방하고, 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)을 함께 차단함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 제3연결 라인(155d)으로 선택적으로 공급되게 함으로써, 배터리의 냉각이 필요한 경우 냉매가 칠러(125)의 냉각을 위해 사용되게 할 수 있다.In addition, as the
결과적으로, 본 실시예에서는 제어 밸브(180)에 대한 선택적인 개방을 통해 전방 공조장치(141), 후방 공조장치(141') 및 칠러(125)의 입구를 향해 이동하는 냉매의 이동 경로를 서로 다르게 설정함으로써, 전방 공조장치(141), 후방 공조장치(141') 및 칠러(125) 각각에 대한 독립적인 구동 제어가 가능하게 할 수 있다.As a result, in this embodiment, through the selective opening of the
제3연결 라인(155d)에는 팽창 밸브(148)가 설치될 수 있는데, 이러한 팽창 밸브(148)는 외부 응축기(146)에서 응축되어 액화 상태로 선택적으로 칠러(125)로 이동하는 냉매를 급속히 팽창시키는 역할을 한다.An
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량의 공조장치 제어시스템은 순환 라인(155c)에서 분기되는 분기 위치에서 칠러(125)의 출구와 연결되며, 냉매 라인(155)에서 분배된 냉매가 칠러(125)로 이동하게 하는 제4연결 라인(155e)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 8 , the control system for the vehicle air conditioning system according to the present embodiment is connected to the outlet of the
이러한 제어 밸브(180)는 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)과 함께, 제4연결 라인(155e)이, 냉매 라인(155) 중 순환 라인(155c)에서 분기되는 분기 위치에 설치되며, 4-WAY 밸브로 이루어진다.The
여기서, 제어 밸브(180)는 순환 라인(155c) 상에서 제1열교환기(153)의 출구와 연결된 제1연결 라인(155a)을 개방하고, 제2열교환기(153')의 출구와 연결된 제2연결 라인(155b) 및 칠러(125)의 출구와 연결된 제4연결 라인(155e)을 차단함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 개방된 제1연결 라인(155a)을 따라서만 공급되게 함으로써, 전방 공조장치(141)에 대한 독립적인 구동 제어가 이루어지게 한다.Here, the
그리고, 제어 밸브(180)는 순환 라인(155c) 상에서 제2연결 라인(155b)을 개방하고, 제1연결 라인(155a) 및 제4연결 라인(155e)을 개방함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 개방된 제2연결 라인(155b)을 따라서만 공급되게 함으로써, 후방 공조장치(141')에 대한 독립적인 구동 제어가 이루어지게 한다.And, as the
또한, 제어 밸브(180)는 순환 라인(155c) 상에서 제4연결 라인(155e)을 개방하고, 제1연결 라인(155a) 및 제2연결 라인(155b)을 모두 차단함에 따라, 냉매 라인(155)으로부터 이동하는 냉매가 체크 밸브(159)의 개방을 통해 제3연결 라인(155d), 칠러(125) 및 제4연결 라인(155e)을 따라 이동하게 함으로써, 배터리 냉각이 필요한 경우 냉매가 칠러(125)의 냉각을 위해 사용되게 할 수 있다.In addition, as the
결과적으로, 본 실시예에서는 제어 밸브(180)에 대한 선택적인 개방을 통해 전방 공조장치(141), 후방 공조장치(141') 및 칠러(125)의 출구로 이동하는 냉매의 이동 경로를 서로 다르게 설정함으로써, 전방 공조장치(141), 후방 공조장치(141') 및 칠러(125) 각각에 대한 독립적인 구동 제어가 가능하게 할 수 있다.As a result, in the present embodiment, through the selective opening of the
본 발명은, 컨덴서로부터 냉매가 이동하는 냉매라인에 전방 공조장치 및 후방 공조장치를 각각 연결하되, 그 분기되는 위치에 3-WAY 밸브를 설치하여, 3-WAY 밸브가 개방됨에 따라 전방 공조장치 및 후방 공조장치를 향한 냉매 공급이 선택적으로 이루어지게 함으로써, 전방 공조장치 및 후방 공조장치에 대한 각각의 독립 제어가 가능하게 하는 효과를 갖는다.According to the present invention, a front air conditioner and a rear air conditioner are respectively connected to a refrigerant line through which the refrigerant moves from a condenser, and a 3-way valve is installed at the branching position, and as the 3-way valve is opened, the front air conditioner and By selectively supplying the refrigerant toward the rear air conditioner, it has the effect of enabling independent control of the front air conditioner and the rear air conditioner.
그리고, 본 발명은 컨덴서로부터 냉매가 이동하는 냉매라인에 전방 공조장치 및 후방 공조장치를 각각 연결하되, 그 분기되는 위치에 4-WAY 밸브를 설치하여 4-WAY 밸브가 개방됨에 따라 전방 공조장치, 후방 공조장치 및 칠러를 향한 냉매 공급이 선택적으로 이루어지게 함으로써, 전방 공조장치, 후방 공조장치 및 칠러에 대한 각각의 독립적인 제어가 가능하게 하는 효과를 갖는다.In addition, the present invention connects the front air conditioner and the rear air conditioner to the refrigerant line through which the refrigerant moves from the condenser, respectively, but installs a 4-way valve at the branching position to open the 4-way valve, the front air conditioner, By selectively supplying refrigerant to the rear air conditioner and the chiller, it has the effect of enabling independent control of each of the front air conditioner, the rear air conditioner and the chiller.
또한, 본 발명은 전방 공조장치 및 후방 공조장치의 증발기로부터 배출되는 냉매라인과, 칠러로부터 배출되는 냉매라인을 통합하고, 그 위치에 4-WAY 밸브를 설치함으로써, 전방 공조장치, 후방 공조장치, 칠러로부터 배출되는 냉매의 순환 제어가 이루어지게 하는 효과는 갖는다.In addition, the present invention integrates the refrigerant line discharged from the evaporator of the front air conditioner and the rear air conditioner and the refrigerant line discharged from the chiller, and installs a 4-way valve at the position, thereby providing a front air conditioner, a rear air conditioner, There is an effect of controlling the circulation of the refrigerant discharged from the chiller.
이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.Although the present invention has been described above with reference to the embodiment(s) shown in the drawings, this is only exemplary, and various modifications may be made therefrom by those skilled in the art, and the above-described embodiment It will be understood that all or part of (s) may optionally be combined. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
110 : 제1 냉각 회로
111 : 제1 리저버 탱크
112 : 제1 전동식 워터펌프
113 : 제1 라디에이터
114 : 제1 냉각수 라인
115 : 제1 바이패스 라인
116 : 제1 밸브
120 : 제2 냉각 회로
121 : 제2 리저버 탱크
122 : 제2 전동식 워터펌프
123 : 제3 전동식 워터펌프
124 : 제2 라디에이터
125 : 칠러
126 : 냉각수 히터
127 : 제2 냉각수 라인
128 : 제2 바이패스 라인
129 : 제2 밸브
130 : 쿨링팬
140 : 에어컨 시스템
141 : 전방 공조장치
141' : 후방 공조장치
142, 142' : 내부 히터
143 : 개폐 도어
144, 144' : 압축기
145, 145' : 내부 응축기
146 : 외부 응축기
147 : 제1 팽창밸브
148 : 팽창밸브
149 : 체크 밸브
151 : 제2 팽창밸브
152 : 제3 팽창밸브
153, 153' : 제1 및 제2열교환기
154 : 어큐뮬레이터
155 : 냉매 라인
155a : 제1연결 라인
155b : 제2연결 라인
155c : 순환 라인
155d : 제3연결 라인
155e : 제4연결 라인
156 : 입구측 분기 냉매 라인
157 : 출구측 분기 냉매 라인
158 : 열교환기
159 : 제3 밸브
160 : 연결 라인
161 : 제습 라인
162 : 제4 밸브
163: 제습용 팽창밸브
164 : 오리피스부
171 : 전륜 인버터
172 : 후륜 인버터
173 : 충전기(OBC) 및 저전압 DC-DC 컨버터(LDC)
174 : 후륜 모터
175 : 전륜 모터
176 : 배터리110: first cooling circuit 111: first reservoir tank
112: first electric water pump 113: first radiator
114: first coolant line 115: first bypass line
116: first valve
120: second cooling circuit 121: second reservoir tank
122: second electric water pump 123: third electric water pump
124: second radiator 125: chiller
126: coolant heater 127: second coolant line
128: second bypass line 129: second valve
130: cooling fan 140: air conditioning system
141: front air conditioner 141': rear air conditioner
142, 142': internal heater 143: open/close door
144, 144' :
146: external condenser 147: first expansion valve
148: expansion valve 149: check valve
151: second expansion valve 152: third expansion valve
153, 153': first and second heat exchangers 154: accumulator
155:
155b:
155d:
156: inlet branch refrigerant line 157: outlet branch refrigerant line
158: heat exchanger 159: third valve
160: connection line 161: dehumidification line
162: fourth valve 163: expansion valve for dehumidification
164: orifice 171: front wheel inverter
172: rear wheel inverter
173: Charger (OBC) and Low Voltage DC-DC Converter (LDC)
174: rear wheel motor 175: front wheel motor
176: battery
Claims (10)
상기 냉매 라인에서, 후방 공조장치의 제2열교환기와 연결되며, 상기 냉매 라인으로부터 분배된 냉매가 이동하는 제2연결 라인; 및
상기 냉매 라인에서, 상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인으로 분기되는 분기 위치에 설치되며, 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기 중 적어도 어느 하나 이상으로 냉매가 이동하게 제어하여, 상기 전방 공조장치 및 상기 후방 공조장치에 대한 선택적인 작동이 이루어지게 하는 제어 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조장치 제어시스템.
a first connection line connected to the first heat exchanger of the front air conditioner in the refrigerant line connecting the condenser and the heat exchanger, and through which the refrigerant distributed from the refrigerant line moves;
a second connection line connected to the second heat exchanger of the rear air conditioner in the refrigerant line and through which the refrigerant distributed from the refrigerant line moves; and
In the refrigerant line, it is installed at a branching position branching to the first connection line and the second connection line, and controls the refrigerant to move to at least one of the first heat exchanger and the second heat exchanger, and a control valve for selectively operating the front air conditioner and the rear air conditioner.
상기 제어 밸브는,
상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인이 분기되는 상기 냉매 라인의 분기 위치에 설치되며, 3-WAY 밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 공조장치 제어시스템.
The method of claim 1,
The control valve is
The air conditioner control system of a vehicle, characterized in that it is a 3-way valve installed at a branch position of the refrigerant line to which the first connection line and the second connection line are branched.
상기 제어 밸브는,
상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인이 상기 냉매 라인 중 순환 라인에서 분기되는 분기 위치에 설치되며, 3-WAY 밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 공조장치 제어시스템.
The method of claim 1,
The control valve is
The air conditioning system control system for a vehicle, wherein the first connection line and the second connection line are installed at a branching position branching from a circulation line among the refrigerant lines, and are 3-way valves.
상기 순환 라인은,
상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기의 출구에서 배출되는 냉매가 에어컨 시스템의 압축기를 통과하여 상기 전방 공조장치 및 상기 후방 공조장치의 내부 응축기로 순환하는 경로인 것을 특징으로 하는 차량의 공조장치 제어시스템.
4. The method of claim 3,
The circulation line is
and a path in which the refrigerant discharged from the outlets of the first heat exchanger and the second heat exchanger passes through a compressor of the air conditioner system and circulates to the internal condensers of the front air conditioner and the rear air conditioner. control system.
상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인에 각각 설치되며, 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기로 이동하는 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조장치 제어시스템.
The method of claim 1,
and an expansion valve installed on the first connection line and the second connection line, respectively, to expand the refrigerant moving to the first heat exchanger and the second heat exchanger.
상기 냉매 라인의 분기 위치에서 칠러의 입구와 연결되며, 상기 냉매 라인으로부터 분배된 냉매가 상기 칠러로 이동하게 하는 제3연결 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조장치 제어시스템.
The method of claim 1,
and a third connection line connected to the inlet of the chiller at the branching position of the refrigerant line and allowing the refrigerant distributed from the refrigerant line to move to the chiller.
상기 제어 밸브는,
상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인과 함께, 상기 제3연결 라인이 분기되는 분기 위치에 설치되며, 4-WAY 밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 공조장치 제어시스템.
7. The method of claim 6,
The control valve is
The air conditioner control system of a vehicle, characterized in that it is installed at a branching position where the third connection line is branched together with the first connection line and the second connection line, and is a 4-way valve.
상기 제3연결 라인은,
상기 칠러로 이동하는 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조장치 제어시스템.
7. The method of claim 6,
The third connection line is
and an expansion valve for expanding the refrigerant moving to the chiller.
상기 냉매 라인 중 순환 라인에서 분기되는 분기 위치에서 칠러의 출구와 연결되며, 상기 냉매 라인에서 분배된 냉매가 상기 칠러로 이동하게 하는 제4연결 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조장치 제어시스템.
The method of claim 1,
and a fourth connection line connected to the outlet of the chiller at a branching position branching from the circulation line among the refrigerant lines and allowing the refrigerant distributed from the refrigerant line to move to the chiller. system.
상기 제어 밸브는,
상기 제1연결 라인 및 상기 제2연결 라인과 함께, 상기 제4연결 라인이 상기 냉매 라인 중 순환 라인에서 분기되는 분기 위치에 설치되며, 4-WAY 밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 공조장치 제어시스템.10. The method of claim 9,
The control valve is
The fourth connection line, together with the first connection line and the second connection line, is installed at a branching position branching from a circulation line among the refrigerant lines, and is a 4-way valve. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210045039A KR20220138988A (en) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | Control system of air conditioner for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210045039A KR20220138988A (en) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | Control system of air conditioner for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220138988A true KR20220138988A (en) | 2022-10-14 |
Family
ID=83599956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210045039A KR20220138988A (en) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | Control system of air conditioner for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20220138988A (en) |
-
2021
- 2021-04-07 KR KR1020210045039A patent/KR20220138988A/en active Search and Examination
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