KR20220156208A

KR20220156208A - 차량용 듀얼 압축기

Info

Publication number: KR20220156208A
Application number: KR1020210063905A
Authority: KR
Inventors: 김재연; 김연호; 안호찬; 김재완; 정승빈; 김상수; 남동림
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사; 두원중공업(주)
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2022-11-25
Also published as: US20220371408A1; US11807076B2; DE102021211595A1; CN115371276A

Abstract

차량용 듀얼 압축기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기는 전원 인가여부에 따라 작동하는 제1 모터; 상기 제1 모터의 회전력을 전달하도록 상기 제1 모터와 연결되는 제1 샤프트; 상기 제1 모터의 작동에 따라 냉매를 압축하도록 상기 제1 샤프트에 연결되는 제1 압축부; 전원 인가여부에 따라 작동하는 제2 모터; 상기 제2 모터의 회전력을 전달하도록 상기 제2 모터와 연결되는 제2 샤프트; 상기 제2 모터의 작동에 따라 냉매를 압축하도록 상기 제2 샤프트에 연결되는 제2 압축부; 및 차량에서 공급되는 직류 전원을 교류로 변환시켜 상기 제1, 및 제2 모터를 구동시키도록 상기 제1, 및 제2 모터와 각각 전기적으로 연결되며, 상기 제1 모터 또는 상기 제2 모터에 인가되는 전력을 조절하여 상기 제1 압축부, 또는 상기 제2 압축부의 출력을 제어하는 인버터; 를 포함한다.

Description

차량용 듀얼 압축기{DUAL COMPRESSOR FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 듀얼 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 개의 압축부를 일체형으로 구성하고 독립적으로 제어할 수 있도록 하는 차량용 듀얼 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공기조화 시스템은 자동차의 실내를 난방하거나 냉방하기 위하여 냉매를 순환시키는 에어컨 장치를 포함한다.

이러한 에어컨 장치는 외부의 온도변화에 관계없이 자동차 실내의 온도를 적당한 온도로 유지하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 하는 것으로 압축기의 구동에 의하여 토출되는 냉매가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 응축기와 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 난방 또는 냉방하도록 구성된다.

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.

여기서, 압축기가 엔진으로부터 구동력을 전달받아 동작되는 기계식일 경우, 엔진의 회전수나 차속에 따라 성능이 달라진다. 즉, 엔진 회전수가 높은 경우에는 압축기 성능이 높지만 엔진 회전수가 낮은 경우에는 에어컨 장치의 압축기 성능 또한 상대적으로 낮아진다.

따라서 차량에서는 온도조절도어의 개도를 조절함으로써 낮아진 성능을 보상하고 있다.

한편, 하이브리드 차량, 또는 전기 자동차의 에어컨 장치에는 전동 압축기가 사용된다.

상기 전동 압축기는 일반적인 압축기와 구성이나 동작원리에 큰 차이가 없지만, 배터리에 충전된 전원을 구동력으로 사용하여 구동되는 모터의 회전력을 전달받아 냉매를 토출한다.

이러한 경우 전동 압축기는 배터리에 충전된 전원을 이용하여 구동되므로 차량의 차속이나 엔진 회전수에 무관하게 일정한 성능을 발휘할 수 있는 특징이 있다.

따라서, 전동 압축기를 구비한 공조장치의 경우, 기계식 압축기를 구비한 공조장치와 달리 차속 및 엔진 회전수가 낮은 차량 아이들(idle) 상태에서도 고속주행 상태에서와 같은 출력으로 전동 압축기를 제어할 수 있다.

그러나, 이러한 전동 압축기는 전원 소모가 크기 때문에 차량의 부하가 증대될 수 있고, 배터리의 전력소모 속도가 증가함에 따라 주행에 요구되는 전원 공급에 악영향을 줄 수 있다.

한편, 최근에는 에어컨 장치의 냉방 또는 난방 성능을 향상시키기 위하여 냉매가 순환되는 냉매 사이클의 다단화가 요구되고 있다.

여기서, 냉매 사이클의 다단화란 하나의 에어컨 장치에 서로 다른 냉매가 순환하는 적어도 두 개의 냉매 사이클을 적용하는 것이다.

그러나 다단화 냉매 사이클이 적용된 에어컨 장치는 복수의 냉매 사이클을 구성하기 위한 추가 구성요소들이 증가되어 장착공간의 확보가 어렵고, 두 개의 전동 압축기가 적용됨에 따라 배터리의 전력소모가 증가되는 단점이 있다.

또한, 각각의 냉매 사이클에 적용되는 전동 압축기들은 차량으로부터 공급되는 직류 전원을 교류로 전환하기 위한 각각의 인버터가 요구되는 바, 전체적인 제작원가가 상승되는 동시에, 중량이 증가되는 단점도 있다.

한편, 이러한 단점을 해소하기 위해 하나의 모터를 공용으로 사용하는 듀얼 압축기가 적용되기도 하지만, 하나의 모터로 두 개의 압축기를 독립 제어하기 어려운 문제점도 있다.

이 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.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 두 개의 압축부를 일체형으로 구성하고, 이 압축부들을 하나의 인버터로 독립적으로 제어할 수 있도록 하는 차량용 듀얼 압축기를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기는 전원 인가여부에 따라 작동하는 제1 모터; 상기 제1 모터의 회전력을 전달하도록 상기 제1 모터와 연결되는 제1 샤프트; 상기 제1 모터의 작동에 따라 냉매를 압축하도록 상기 제1 샤프트에 연결되는 제1 압축부; 전원 인가여부에 따라 작동하는 제2 모터; 상기 제2 모터의 회전력을 전달하도록 상기 제2 모터와 연결되는 제2 샤프트; 상기 제2 모터의 작동에 따라 냉매를 압축하도록 상기 제2 샤프트에 연결되는 제2 압축부; 차량에서 공급되는 직류 전원을 교류로 변환시켜 상기 제1, 및 제2 모터를 구동시키도록 상기 제1, 및 제2 모터와 각각 전기적으로 연결되며, 상기 제1 모터 또는 상기 제2 모터에 인가되는 전력을 조절하여 상기 제1 압축부, 또는 상기 제2 압축부의 출력을 제어하는 인버터; 를 포함한다.

상기 인버터는 상기 제1 모터, 또는 상기 제2 모터 중, 어느 하나의 모터를 독립적으로 제어하거나, 상기 제1, 및 제2 모터를 동시에 제어할 수 있다.

상기 인버터는 상기 제1 모터, 또는 상기 제2 모터에 서로 다른 전압이 입력되도록 제어할 수 있다.

상기 제1, 및 제2 압축부는 전동식 압축기일 수 있다.

상기 인버터는 상기 제1 모터, 또는 상기 제2 모터를 제어하는 모터 컨트롤 유닛; 및 상기 모터 컨트롤 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 모터, 또는 상기 제2 모터와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor); 를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 절연 게이트 양극성 트랜지스터는 상기 제1 모터와 전기적으로 연결되는 제1 절연 게이트 양극성 트랜지스터; 및 상기 제2 모터와 전기적으로 연결되는 제2 절연 게이트 양극성 트랜지스터; 를 포함할 수 있다.

상기 제1 모터는 상기 제2 모터와 다른 종류의 모터일 수 있다.

상기 제1 모터의 용량은 상기 제2 모터의 용량과 다른 용량으로 형성될 수 있다.

상기 제1 압축부와 상기 제2 압축부는 상기 제1, 및 제2 모터의 용량에 따라 서로 다른 용량을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 제1 모터와 상기 제2 모터 중, 어느 하나의 모터 용량은 다른 하나의 모터 용량보다 큰 용량으로 형성될 수 있다.

상기 제1 모터는 브러시리스 모터(brushless direct current motor)이고, 상기 제2 모터는 유도 모터, 또는 DC 모터(direct current motor), 또는 AC 모터(alternating current motor)일 수 있다.

적어도 하나의 증발기로부터 상기 제1 모터, 또는 상기 제2 모터를 통과하여 상기 제1 압축부, 또는 상기 제2 압축부로 유입되는 각각의 냉매를 이용해 상기 인버터를 냉각하는 적어도 하나의 냉매 유로; 를 더 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 냉매 유로는 상기 인버터의 작동 시에 상기 인버터로부터 발생된 열을 냉각하도록 상기 인버터에 근접한 위치에 배치될 수 있다.

상기 적어도 하나의 냉매 유로는 상기 적어도 하나의 증발기로부터 상기 냉매라인을 통해 냉매를 공급받아 상기 인버터를 냉각하고, 상기 제1 압축부 또는 상기 제2 압축부에 냉매를 유입시킬 수 있다.

상기 제1 모터, 상기 제1 샤프트, 상기 제1 압축부, 상기 제2 모터, 상기 제2 샤프트, 상기 제2 압축부, 상기 인버터, 및 상기 냉매 유로는 하나의 하우징 내부에 구비되어 일체형으로 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기에 의하면, 두 개의 압축부를 일체형으로 구성하고, 이 압축부들을 하나의 인버터로 독립적으로 제어함으로써, 사용 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 인버터를 통해 조건에 따라 높은 효율 구간에서 각각의 압축기를 운용할 수 있어 배터리의 전력소모량을 최소화할 수 있고, 차량의 전체적인 주행거리를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 두 개의 압축부를 일체형으로 구성하여 전체 구성요소의 간소화를 통해 제작원가 절감 및 중량 축소가 가능하고, 공간 활용성 및 패키지성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 본 발명은 각각의 압축부로 공급되는 냉매를 이용해 효율적으로 인버터를 냉각시킴으로써, 전체적인 내구성, 및 수명을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기의 계략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기에 적용되는 인버터의 계략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기에서 냉매 유로로 유동되는 냉매의 유동 경로를 계략적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기의 계략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기는 제1 모터(10), 제1 샤프트(12), 제1 압축부(20), 제2 모터(30), 제2 샤프트(32), 제2 압축부(40), 및 인버터(50)를 포함한다.

먼저, 상기 제1 모터(10)는 전원 인가여부에 따라 작동하는 전동 모터로서, 차량의 배터리로부터 공급되는 전원을 이용하여 회전력을 발생시킬 수 있다.

상기 제1 샤프트(12)는 상기 제1 모터(10)의 회전력을 전달하도록 상기 제1 모터(10)와 연결된다.

그리고 상기 제1 압축부(20)는 상기 제1 모터(10)의 작동에 따라 냉매를 압축하도록 상기 제1 샤프트(12)에 연결된다.

즉, 상기 제1 압축부(20)는 상기 제1 모터(10)에 의해 구동되는 전동식 압축기 일 수 있다. 이러한 제1 압축부(20)는 스크롤 방식의 전동식 압축기를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 모터(30)는 전원 인가여부에 따라 작동하는 전동 모터로서, 차량의 배터리로부터 공급되는 전원을 이용하여 회전력을 발생시킬 수 있다.

상기 제2 샤프트(32)는 상기 제2 모터(30)의 회전력을 전달하도록 상기 제2 모터(30)와 연결된다.

그리고 상기 제2 압축부(40)는 상기 제2 모터(30)의 작동에 따라 냉매를 압축하도록 상기 제2 샤프트(32)에 연결된다.

즉, 상기 제2 압축부(40)는 상기 제2 모터(30)에 의해 구동되는 전동식 압축기 일 수 있다. 이러한 제2 압축부(40)는 스크롤 방식의 전동식 압축기를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 모터(10)는 상기 제2 모터(30)와 다른 종류의 모터일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 모터(10)는 브러시리스 모터(brushless direct current motor)일 수 있다. 그리고 상기 제2 모터(30)는 유도 모터, 또는 DC 모터(direct current motor), 또는 AC 모터(alternating current motor)일 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 제1 모터(10)가 브러시리스 모터이고, 상기 제2 모터(30)가 유도 모터, 또는 DC 모터, AC 모터인 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 제1, 및 제2 모터(10, 30)의 종류는 변경하여 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기 제1, 및 제2 압축부(20, 40)가 스크롤 방식의 전동식 압축기인 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 다른 방식의 전동식 압축기로 적용될 수도 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 제1 모터(10)의 용량은 상기 제2 모터(30)의 용량과 다른 용량으로 형성된다.

즉, 상기 제1 모터(10)와 상기 제2 모터(30) 중, 어느 하나의 모터 용량은 다른 하나의 모터 용량보다 큰 용량으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 압축부(20)와 상기 제2 압축부(40)는 상기 제1, 및 제2 모터(10, 30)의 용량에 따라 서로 다른 용량을 갖도록 형성된다.

예를 들어, 상기 제1 모터(10)의 용량이 상기 제2 모터(30)의 용량보다 큰 용량일 경우, 상기 제1 압축부(20)의 용량은 상기 제2 압축부(40)의 용량보다 큰 용량을 가질 수 있다.

이와는 반대로, 상기 제1 모터(10)의 용량이 상기 제2 모터(30)의 용량보다 작은 용량일 경우, 상기 제1 압축부(20)의 용량은 상기 제2 압축부(40)의 용량보다 작은 용량을 가질 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 상기 듀얼 압축기는 차량의 실내 온도를 조절하는 공조장치에 적용되는 냉매 사이클, 또는 냉매 사이클의 성능 및 효율을 향상시키기 위해 보조 열원을 공급하는 서브 냉매 사이클에서 냉매의 유량이 더 많이 요구되는 사이클에 용량이 큰 압축기를 적용할 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 듀얼 압축기는 공조 장치에 적용되는 냉매 사이클, 또는 배터리의 온도를 제어하기 위한 냉매 사이클, 또는 보조 열원을 공급하는 서브 냉매 사이클에 선택적으로 적용할 수 있다.

이에 따라, 상기 제1 압축부(20), 또는 상기 제2 압축부(40)는 차량의 실내 온도 제어, 또는 배터리의 온도 제어, 또는 보조 열원의 공급제어에 선택적으로 사용될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 인버터(50)는 차량에서 공급되는 직류 전원을 교류로 변환시켜 상기 제1, 및 제2 모터(10, 30)를 구동시키도록 상기 제1, 및 제2 모터(10, 30)와 각각 전기적으로 연결된다.

이러한 인버터(50)는 상기 제1 모터(10) 또는 상기 제2 모터(30)에 인가되는 전력을 조절하여 상기 제1 압축부(20), 또는 상기 제2 압축부(30)의 출력을 제어할 수 있다.

여기서, 상기 인버터(50)는 상기 제1 모터(10), 또는 상기 제2 모터(30)에 서로 다른 전압이 입력되도록 제어할 수 있다.

즉, 상기 제1 모터(10)의 용량이 상기 제2 모터(20)의 용량보다 큰 용량으로 형성될 경우, 상기 인버터(50)는 상기 제1 모터(10)에 고전압을 인가하고, 상기 제2 모터(30)에 저전압을 인가할 수 있다.

이와는 반대로, 상기 제1 모터(10)의 용량이 상기 제2 모터(20)의 용량보다 작은 용량으로 형성될 경우, 상기 인버터(50)는 상기 제1 모터(10)에 저전압을 인가하고, 상기 제2 모터(30)에 고전압을 인가할 수 있다.

여기서, 상기 인버터(50)는 상기 제1 모터(10), 또는 상기 제2 모터(20) 중, 어느 하나의 모터를 독립적으로 제어하거나, 상기 제1, 및 제2 모터(10, 20)를 동시에 제어할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 인버터(50)의 구성을 첨부한 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기에 적용되는 인버터의 계략적인 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 인버터(50)는 상기 제1 모터(10), 또는 상기 제2 모터(30)를 제어하는 모터 컨트롤 유닛(52)과, 상기 모터 컨트롤 유닛(52)과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 모터(10), 또는 상기 제2 모터(20)와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 적어도 하나의 절연 게이트 양극성 트랜지스터는 상기 제1 모터(10)와 전기적으로 연결되는 제1 절연 게이트 양극성 트랜지스터(54)와, 상기 제2 모터(30)와 전기적으로 연결되는 제2 절연 게이트 양극성 트랜지스터(56)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 인버터(50)는 상기 모터 컨트롤 유닛(52)의 제어에 따라 용량이 상대적으로 큰 상기 제1 모터(10)에 고전압이 인가되도록 상기 제1 절연 게이트 양극성 트랜지스터(54)에 고전압을 인가할 수 있다.

또한, 상기 인버터(50)는 상기 모터 컨트롤 유닛(52)의 제어에 따라 용량이 상대적으로 작은 상기 제2 모터(30)에 저전압이 인가되도록 상기 제2 절연 게이트 양극성 트랜지스터(54)에 저전압을 인가할 수 있다.

한편, 첨부한 도 2에서는 상기 인버터(50)가 상기 제1 모터(10)의 용량이 상기 제2 모터(30)의 용량보다 큰 용량으로 형성되는 경우를 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 제1 모터(10)의 용량이 상기 제2 모터(20)의 용량보다 작은 용량으로 형성될 경우, 상기 인버터(50)는 상기 제1 모터(10)에 저전압을 인가하고, 상기 제2 모터(30)에는 고전압을 인가할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 상기 인버터(50)는 상이한 용량을 갖는 상기 제1, 및 제2 모터(10, 30)에 각기 다른 전압이 인가되도록 상기 모터 컨트롤 유닛(52)의 제어를 통해 상기 제1, 및 제2 절연 게이트 양극성 트랜지스터(54, 52)로 고전압과 저전압을 입력할 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 듀얼 압축기는 적어도 하나의 증발기로부터 상기 제1 모터(10), 또는 상기 제2 모터(30)를 통과하여 상기 제1 압축부(20), 또는 상기 제2 압축부(40)로 유입되는 각각의 냉매를 이용해 상기 인버터(50)를 냉각하기 위한 적어도 하나의 냉매 유로(81)를 더 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기에서 냉매 유로로 유동되는 냉매의 유동 경로를 계략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 적어도 하나의 냉매 유로(81)는 상기 제1 압축부(20) 또는 상기 제2 압축부(40)로 유입되는 각각의 냉매를 이용해 상기 인버터(50)를 냉각할 수 있다.

이러한 냉매 유로(81)는 상기 인버터(50)의 작동 시에 상기 인버터(50)로부터 발생된 열을 냉각하도록 상기 인버터(50)에 근접한 위치에 배치될 수 있다.

이러한 냉매 유로(81)는 상기 적어도 하나의 증발기와, 상기 제1 압축부(20) 또는 상기 제2 압축부(40)를 연결할 수 있다.

즉, 상기 적어도 하나의 냉매 유로(81)는 상기 제1 모터(10)와 상기 제2 모터(30)를 통과하여 상기 제1 압축부(20)와 상기 제2 압축부(40)에 연결되도록 상기 인버터(50)를 사이에 두고 각각 배치된다.

상기 제1 압축부(20) 측에 배치되는 상기 냉매 유로(81)는 상기 제1 모터(10)를 통과하여 상기 제1 압축부(20)와 연결되는 제1 증발기(82)와 연결된다.

그리고 상기 제2 압축부(40) 측에 배치되는 상기 냉매 유로(81)는 상기 제2 모터(30)를 통과하여 상기 제2 압축부(40)와 연결되는 제2 증발기(84)와 연결될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 냉매 유로(81)는 상기 제1, 및 제2 증발기(82, 84)로부터 선택적으로 공급되는 냉매를 유동시키면서 상기 인버터(50)를 냉각할 수 있다.

그런 후, 상기 인버터(50)를 냉각한 냉매는 상기 제1 모터(10), 또는 상기 제2 모터(30)를 통과하여 상기 제1 압축부(20) 또는 상기 제2 압축부(40)로 유입시킬 수 있다.

즉, 상기 냉매 유로(81)는 상기 제1 증발기(82), 또는 상기 제2 증발기(84)로부터 상기 제1 압축부(20), 또는 상기 제2 압축부(40)로 공급되는 냉매를 이용하여 상기 인버터(50)를 효율적으로 냉각할 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 제1 모터(10), 상기 제1 샤프트(12), 상기 제1 압축부(20), 상기 제2 모터(30), 상기 제2 샤프트(32), 상기 제2 압축부(40), 상기 인버터(50), 및 상기 냉매 유로(81)는 하나의 하우징(100) 내부에 구비되어 일체형으로 구성될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 상기 듀얼 압축기는 상기 하우징(100)의 내부에 각각의 구성요소가 모두 구비된 일체형으로 구성됨에 따라, 장착공간을 줄이고, 패키지성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 듀얼 압축기는 용량이 서로 다른 상기 제1 모터(10)와 상기 제2 모터(30)를 모두 제어하거나, 독립적으로 제어하는 상기 인버터(50)를 하나만 사용할 수 있다.

더불어 상기 듀얼 압축기는 상기 제1, 및 제2 모터(10, 30)의 용량에 따라, 상기 제1, 및 제2 압축부(20, 40)의 용량을 상이하게 구성하여 효율이 높은 구간에서 상기 제1 압축부(20), 또는 상기 제2 압축부(40)를 각각 작동시킬 수 있기 때문에 하나의 모터를 사용하는 듀얼 압축기에 비해 효율이 높은 운용이 가능할 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 듀얼 압축기에 의하면, 상기 제1, 및 제2 모터(10, 30)와 각각 연결되는 상기 제1, 및 제2 압축부(20, 40)를 일체형으로 구성하고, 상기 제1, 및 제2 압축부(20, 40)와 연결된 상기 제1, 및 제2 모터(10, 30)들을 하나의 상기 인버터(50)로 독립적으로 제어함으로써, 사용 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 인버터(50)를 통해 조건에 따라 높은 효율 구간에서 상기 제1 압축부(20), 또는 상기 제2 압축부(40)를 운용할 수 있어 배터리의 전력소모량을 최소화할 수 있고, 차량의 전체적인 주행거리를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 제1, 및 제2 압축부(20, 40)를 일체형으로 구성하여 전체 구성요소의 간소화를 통해 제작원가 절감 및 중량 축소가 가능하고, 공간 활용성 및 패키지성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기 제1, 및 제2 압축부(20, 40)로 각각 공급되는 냉매를 이용해 상기 인버터(50)를 냉각하도록 냉매가 유동되는 상기 냉매 유로(81)를 상기 인버터(50)에 근접하게 배치하고, 냉매를 이용해 효율적으로 상기 인버터(50)를 냉각시킴으로써, 전체적인 내구성, 및 수명을 증대시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : 제1 모터
12 : 제1 샤프트
20 : 제1 압축부
30 : 제2 모터
32 : 제2 샤프트
40 : 제2 압축부
50 : 인버터
52 : 모터 컨트롤 유닛
54, 56 : 제1, 및 제2 절연 게이트 양극성 트랜지스터
81 : 냉매 유로
82 : 제1 증발기
84 : 제2 증발기

Claims

전원 인가여부에 따라 작동하는 제1 모터;
상기 제1 모터의 회전력을 전달하도록 상기 제1 모터와 연결되는 제1 샤프트;
상기 제1 모터의 작동에 따라 냉매를 압축하도록 상기 제1 샤프트에 연결되는 제1 압축부;
전원 인가여부에 따라 작동하는 제2 모터;
상기 제2 모터의 회전력을 전달하도록 상기 제2 모터와 연결되는 제2 샤프트;
상기 제2 모터의 작동에 따라 냉매를 압축하도록 상기 제2 샤프트에 연결되는 제2 압축부; 및
차량에서 공급되는 직류 전원을 교류로 변환시켜 상기 제1, 및 제2 모터를 구동시키도록 상기 제1, 및 제2 모터와 각각 전기적으로 연결되며, 상기 제1 모터 또는 상기 제2 모터에 인가되는 전력을 조절하여 상기 제1 압축부, 또는 상기 제2 압축부의 출력을 제어하는 인버터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제1항에 있어서,
상기 인버터는
상기 제1 모터, 또는 상기 제2 모터 중, 어느 하나의 모터를 독립적으로 제어하거나, 상기 제1, 및 제2 모터를 동시에 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제1항에 있어서,
상기 인버터는
상기 제1 모터, 또는 상기 제2 모터에 서로 다른 전압이 입력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1, 및 제2 압축부는
전동식 압축기인 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제1항에 있어서,
상기 인버터는
상기 제1 모터, 또는 상기 제2 모터를 제어하는 모터 컨트롤 유닛; 및
상기 모터 컨트롤 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 모터, 또는 상기 제2 모터와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 절연 게이트 양극성 트랜지스터는
상기 제1 모터와 전기적으로 연결되는 제1 절연 게이트 양극성 트랜지스터; 및
상기 제2 모터와 전기적으로 연결되는 제2 절연 게이트 양극성 트랜지스터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 모터는
상기 제2 모터와 다른 종류의 모터인 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 모터의 용량은
상기 제2 모터의 용량과 다른 용량으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제8항에 있어서,
상기 제1 압축부와 상기 제2 압축부는
상기 제1, 및 제2 모터의 용량에 따라 서로 다른 용량을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 모터와 상기 제2 모터 중, 어느 하나의 모터 용량은
다른 하나의 모터 용량보다 큰 용량으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 모터는 브러시리스 모터(brushless direct current motor)이고,
상기 제2 모터는 유도 모터, 또는 DC 모터(direct current motor), 또는 AC 모터(alternating current motor)인 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 증발기로부터 상기 제1 모터, 또는 상기 제2 모터를 통과하여 상기 제1 압축부 또는 상기 제2 압축부로 유입되는 각각의 냉매를 이용해 상기 인버터를 냉각하는 적어도 하나의 냉매 유로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제12항에 있어서,
상기 적어도 하나의 냉매 유로는
상기 인버터 작동 시에 상기 인버터로부터 발생된 열을 냉각하도록 상기 인버터에 근접한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제13항에 있어서,
상기 적어도 하나의 냉매 유로는
상기 적어도 하나의 증발기로부터 냉매를 공급받아 상기 인버터를 냉각하고, 상기 제1 압축부 또는 상기 제2 압축부에 냉매를 유입시키는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.
제12항에 있어서,
상기 제1 모터, 상기 제1 샤프트, 상기 제1 압축부, 상기 제2 모터, 상기 제2 샤프트, 상기 제2 압축부, 상기 인버터, 및 상기 냉매 유로는
하나의 하우징 내부에 구비되어 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼 압축기.