KR20220167412A - 차량의 열관리 시스템 - Google Patents

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유진영
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 제습 성능 및 히트 펌프의 성능, 에어컨 성능이 향상될 수 있고, 차량의 주행거리 증대 및 전비 향상이 가능하며, 종래의 수냉식 열교환기로 인한 내구성 문제, 3-웨이 밸브 고장 시 과열로 인한 차량 운행 불가 문제 등이 해소될 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 압축기, 외부 응축기, 제1 팽창밸브, 증발기를 포함하는 에어컨 시스템, 라디에이터와 전동식 워터펌프를 포함하고 냉각수를 이용하여 전장 부품 및 배터리를 냉각하는 냉각 시스템, 및 상기 에어컨 시스템의 냉매를 이용하여 차량 실내를 난방하는 히트 펌프 시스템을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 상기 압축기는 입구를 통해 흡입되는 냉매를 독립적으로 압축하는 제1 압축부와 제2 압축부, 상기 각 압축부에 의해 압축된 냉매가 토출되는 2개의 출구를 가지는 듀얼 압축기이고, 상기 압축기에서 제1 압축부에 의해 압축된 냉매가 토출되는 제1 출구에는 상기 에어컨 시스템의 냉매 라인이 연결되며, 상기 압축기에서 제2 압축부에 의해 압축된 냉매가 토출되는 제2 출구에는 상기 히트 펌프 시스템의 냉매 라인이 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템이 개시된다.

Description

차량의 열관리 시스템{Thermal management system for vehicle}
본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제습 성능 및 히트 펌프의 성능, 에어컨 성능이 향상될 수 있고, 차량의 주행거리 증대 및 전비 향상이 가능하며, 종래의 수냉식 열교환기로 인한 내구성 문제, 3-웨이 밸브 고장 시 과열로 인한 차량 운행 불가 문제 등이 해소될 수 있는 차량의 열관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 실내를 난방하거나 냉방하는 공조 장치가 탑재된다. 자동차에서 공조 장치는 외부 온도의 변화에 관계없이 차량 실내 온도를 항상 적정 온도로 유지하여 승객에게 쾌적한 실내 환경을 제공한다.
자동차용 공조 장치는 냉매를 순환시키는 에어컨 시스템을 포함한다. 에어컨 시스템은 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(compressor), 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축하는 응축기(condenser), 응축기에 의해 응축되어 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(expansion valve), 그리고 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 차량 실내로 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기(evaporator)를 주요한 구성요소로 포함한다.
에어컨 시스템에서는 여름철 냉방 모드 시 압축기에 의해 압축된 고온, 고압의 기상 냉매를 응축기를 통해 응축한 뒤 팽창밸브와 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환시킨다. 이때, 팽창밸브는 응축된 액상 냉매를 저온, 저압으로 팽창시키고, 증발기는 상기 팽창된 냉매와의 열교환을 통해 공기를 냉각한 뒤 자동차 실내로 토출하여 실내 냉방이 이루어지도록 한다.
한편, 최근 에너지 효율과 환경오염 문제에 대한 관심이 증가하면서 내연기관 자동차를 실질적으로 대체할 수 있는 친환경 자동차의 개발이 이루어지고 있다. 친환경 자동차는 연료전지나 배터리를 동력원으로 이용하여 구동하는 전기자동차(FCEV,BEV)와, 엔진과 모터를 구동원으로 이용하여 구동하는 하이브리드 자동차(HEV,PHEV)로 구분할 수 있다. 이들 친환경 자동차(xEV)는 넓은 의미의 전기자동차이며, 모두 배터리에 충전된 전력으로 모터를 구동하여 주행하는 모터 구동 차량 및 전동화 차량(electrified vehicle)이라는 공통점을 가진다.
전기자동차에는 차량 전반의 열관리를 수행하기 위한 열관리 시스템이 탑재된다. 열관리 시스템은 공조 장치의 에어컨 시스템 및 난방 시스템, 그리고 냉각수와 냉매를 이용하여 전력계통의 열관리와 냉각을 수행하는 냉각 시스템, 그리고 히트 펌프 시스템을 포함하는 넓은 의미의 시스템으로 정의할 수 있다.
여기서, 히트 펌프 시스템은 공조 장치의 주 난방 장치인 전기 히터(예, PTC 히터)와 별도로 보조 난방 장치로 이용될 수 있는 것으로, 전장 부품이나 배터리 등의 폐열을 회수하여 난방에 이용하도록 구성된 시스템이다.
또한, 냉각 시스템은 냉각수를 순환시켜 전력계통의 부품들을 냉각하거나 가열하여 전력계통의 열을 관리할 수 있는 구성들을 포함한다. 공지의 냉각 시스템은, 냉각수가 저장되는 리저버 탱크, 냉각수를 순환시키기 위해 압송하는 전동식 워터펌프(Electric Water Pump, EWP), 냉각수의 방열을 위한 라디에이터 및 쿨링팬, 냉각수의 냉각을 위한 칠러(chiller), 냉각수의 가열을 위한 냉각수 히터, 냉각수의 유동을 제어하기 위한 밸브들, 이들 장치 사이를 연결하는 호스류(냉각수 라인), 그리고 냉각수의 순환 및 유동 제어, 냉각수의 온도 제어를 위해 냉각 회로의 장치들을 제어하는 제어기를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 칠러는 에어컨 시스템의 냉매를 이용하여 냉각수를 냉각하는 것으로, 냉각 대상 부품의 열이 냉각수에 전해진 상태에서 냉각수와 냉매 사이의 열교환을 통해 냉각수의 열이 냉매로 전달되도록 하는 열교환기이며, 냉매를 통해 냉각수를 냉각하여 궁극적으로 냉각수에 의해 부품이 냉각되도록 해주는 냉각기이다.
그리고, 전기자동차의 냉각 시스템은 차량 구동을 위한 전장 부품의 냉각수 통로, 및 이 전장 부품에 작동 전력을 공급하는 배터리의 냉각수 통로를 따라 냉각수를 순환시켜 전장 부품과 배터리의 온도를 제어한다. 또한, 냉각 시스템은 필요에 따라 전장 부품과 배터리를 분리하여 개별 냉각하거나 또는 전장 부품과 배터리를 통합하여 냉각하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 냉각 시스템은 3-웨이(way) 밸브 등의 작동을 제어하여 냉각수의 유동 방향을 제어할 수 있다.
최근 전기자동차에서는 차량의 항속거리를 증가시키고 전비를 향상시키기 위해 차량 전단부에 2개의 라디에이터, 즉 고온 라디에이터와 저온 라디에이터를 배치하고, 각 라디에이터를 순환하는 병렬의 냉각수 라인을 구성하여 전장 부품과 배터리를 분리하여 냉각하는 병렬형 분리 냉각 시스템이 개발되고 있다.
한편, 공지의 열관리 시스템은 습기가 제거된 공기를 차량 실내에 공급하는 제습 모드로 작동할 수 있고, 이를 위해 공기의 제습을 위한 제습 라인 등의 구성을 포함한다. 그러나, 공지의 열관리 시스템은 제습 성능의 개선이 필요하다.
즉, 종래의 열관리 시스템에서는 히트 펌프 및 제습 작동 시 제습 성능의 불량이 발생할 수 있고, 이는 순환되는 냉매의 유량 부족에 기인하는 것으로, 냉매 회로를 수정하여 솔레노이드 밸브 대신 팽창밸브를 추가하여야 적정 냉매 유량 및 그로 인한 성능 확보가 가능해진다.
또한, 냉매의 유량 부족으로 인해 히트 펌프의 성능이 저하될 수 있고, 그로 인해 효율이 낮은 전기 히터로 부족한 난방 성능을 보완해야 하기 때문에 전력 소비가 과다해지고, 이는 차량의 주행 거리 축소 및 전비 저하 등의 문제로 이어질 수 있다.
그리고, 종래의 열관리 시스템에서는 히트 펌프용 냉매 회로가 부가되어 과도한 통로 저항이 발생하며, 그로 인해 냉매가 통과할 때 열 손실이 발생하여 에어컨 성능이 불량해질 수 있다.
또한, 모터의 오일 쿨러에서 폐열을 흡수하여 히트 펌프를 구동하기 때문에 겨울철 과냉에 의한 모터 마찰 손실이 발생할 수 있고, 모터 과냉으로 인해 차량의 주행거리가 축소될 수 있는 문제가 있다.
또한, 냉각수 흐름을 제어하는 3-웨이 밸브의 작동 변환 시나 전동식 워터펌프(EWP)의 작동 변환 시 냉각수 흐름의 정체나 의도하지 않은 냉각수 흐름이 발생할 수 있는 문제가 있다.
그리고, 수냉식 열교환기에서 열충격으로 인한 내구 성능 저하가 발생할 수 있다. 이는 사용 환경에 따라 여러 가지 열 흐름이 발생하여 열팽창 손실이 발생하기 때문이다. 예를 들면, 히트 펌프 작동 시에는 고온 냉각수에서 저온 냉매로 열 흐름이 발생하고, 에어컨 작동 시에는 냉매에서 냉각수로의 열 흐름이 발생하므로, 소재의 열 팽창 방향이 반대이고, 각종 밸브 등 관련 부품 고장 시 의도하지 않은 온도 변화도 발생할 수 있으므로, 열교환기의 내구 성능 저하가 발생할 수 있다.
또한, 냉각수 유동을 제어하는 3-웨이 밸브의 고장 시 차량이 과열될 수 있다. 예를 들어, 여름철 에어컨 작동 시 밸브 등의 고장으로 인해 고온 라디에이터로 냉각수가 흐르지 못할 경우 과열로 인해 차량 주행이 불가해진다.
또한, 냉각 대상 부품이 추가될 경우 대응이 어렵다는 문제가 있다. 예를 들어, 첨단 운전자 지원 시스템(Advanced Driver Assistance System, ADAS)의 냉각이 추가되거나 후륜 모터가 추가되는 경우, 칠러나 별도의 워터펌프가 추가로 필요할 수 있고, 라디에이터나 압축기의 용량을 증대시킬 필요가 있다. 하지만, 복잡한 회로 구성으로 인해 장치 추가나 용량 증대에 어려움이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 제습 성능 및 히트 펌프의 성능, 에어컨 성능이 향상될 수 있고, 차량의 주행거리 증대 및 전비 향상이 가능하며, 종래의 수냉식 열교환기로 인한 내구성 문제, 3-웨이 밸브 고장 시 과열로 인한 차량 운행 불가 문제 등이 해소될 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 압축기, 외부 응축기, 제1 팽창밸브, 증발기를 포함하는 에어컨 시스템, 라디에이터와 전동식 워터펌프를 포함하고 냉각수를 이용하여 전장 부품 및 배터리를 냉각하는 냉각 시스템, 및 상기 에어컨 시스템의 냉매를 이용하여 차량 실내를 난방하는 히트 펌프 시스템을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 상기 압축기는 입구를 통해 흡입되는 냉매를 독립적으로 압축하는 제1 압축부와 제2 압축부, 상기 각 압축부에 의해 압축된 냉매가 토출되는 2개의 출구를 가지는 듀얼 압축기이고, 상기 압축기에서 제1 압축부에 의해 압축된 냉매가 토출되는 제1 출구에는 상기 에어컨 시스템의 냉매 라인이 연결되며, 상기 압축기에서 제2 압축부에 의해 압축된 냉매가 토출되는 제2 출구에는 상기 히트 펌프 시스템의 냉매 라인이 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템을 제공한다.
이로써, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템에 의하면, 제습 성능 및 히트 펌프의 성능, 에어컨 성능이 향상될 수 있고, 차량의 주행거리 증대 및 전비 향상이 가능하며, 종래의 수냉식 열교환기로 인한 내구성 문제, 3-웨이 밸브 고장 시 과열로 인한 차량 운행 불가 문제 등이 해소될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에서 부품 배치를 달리한 2종의 압축기 구성을 간략 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 열관리 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에서 이종의 냉매를 압축하는 압축기를 예시한 도면이다.
발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 열관리 시스템을 도시한 구성도로서, 열관리를 수행하는 다수의 부품들, 그리고 냉각수가 흐르는 냉각수 라인(114,127,131,134), 및 냉매가 흐르는 냉매 라인(169,171,173,187,188) 등을 포함하는 회로가 도시되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 열관리 시스템은 전기자동차에 적용될 수 있고, 도 1에 예시된 바와 같이 복수 개의 구동모터(145,153)를 가지는 전기자동차에 적용될 수 있다. 여기서, 전기자동차는 연료전지나 배터리(151)를 동력원으로 이용하여 구동하는 전기자동차(FCEV,BEV), 엔진과 구동모터를 이용하여 구동하는 하이브리드 자동차(HEV,PHEV) 등이 될 수 있다.
또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열관리 시스템은, 차량 전단부에 2개의 라디에이터, 즉 제1 라디에이터(HTR)(113)와 제2 라디에이터(LTR)(133)를 배치하고, 각 라디에이터(113,133)를 순환하는 병렬의 냉각수 라인(114,134)을 구성하여, 전장 부품(141,142,143,145)과 이 전장 부품에 작동 전력을 공급하는 배터리(151)를 분리 냉각할 수 있도록 한 병렬형 분리 냉각 시스템의 구성을 가진다.
구성에 대해 좀 더 상세히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열관리 시스템은 공조 장치의 에어컨 시스템(160) 및 난방 시스템을 포함한다. 여기서, 난방 시스템은 주 난방 장치인 전기 히터(190)를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열관리 시스템은 전장 부품(141,142,143,145,153) 및 배터리(151)의 열관리와 냉각을 수행하는 수냉식 냉각 시스템을 포함한다. 상기 수냉식 냉각 시스템은 냉각수를 순환시켜 전장 부품(141,142,143,145,153) 및 배터리(151)를 냉각하거나, 상기 배터리(151)를 가열할 수 있도록 구성된다. 또한, 수냉식 냉각 시스템은 냉각수를 냉각하는 칠러(125,183,184), 및 냉각수를 가열하는 냉각수 히터(124)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 수냉식 냉각 시스템은, 냉각수가 저장되는 리저버 탱크(112,122), 냉각수의 순환을 위해 냉각수를 압송하는 전동식 워터펌프(Electric Water Pump, EWP)(111,121,123), 냉각수의 방열을 위한 라디에이터(113,133) 및 쿨링팬(cooling fan)(135), 냉각수의 냉각을 위한 칠러(chiller)(125), 냉각수의 가열을 위한 냉각수 히터(124), 냉각수의 유동을 제어하기 위한 밸브(126,128), 그리고 이들 장치 사이를 연결하는 냉각수 라인(114,134)을 포함하여 구성되는 냉각 회로(110,120)를 가진다. 이에 더하여, 수냉식 냉각 시스템은 냉각 회로의 냉각수 온도 제어 및 냉각수 유동 제어를 수행하는 제어기(미도시)를 더 가질 수 있다.
여기서, 제어기는 전동식 워터펌프(111,121,123), 냉각수 히터(124), 주 난방 장치인 전기 히터(190), 압축기(162), 쿨링팬(135), 미도시된 개폐 도어 등의 작동을 제어하고, 더불어 열관리 시스템의 밸브(126,128,146,154,167,172,182,185)들을 제어한다. 예컨대, 제어기는 3-웨이(way) 밸브인 제1 냉각수 밸브(126)와 제2 냉각수 밸브(128), 3-웨이 밸브인 냉매 밸브(185), 오일 바이패스 밸브(146,154) 등의 작동을 제어하여 냉각수나 냉매, 오일의 유동 방향을 제어할 수 있다. 또한, 제어기는 냉매가 흐르는 관로에 설치된 팽창밸브(167,172,182)와 냉매 밸브(185)의 작동을 제어하여 냉매의 상태 및 유동을 제어할 수 있다.
상기 냉각 시스템은 냉각수 라인(114,134)과 함께 이들 냉각수 라인 사이의 전장 부품 냉각수 통로 및 배터리 냉각수 통로를 따라 냉각수를 통과시켜 전장 부품(141,142,143,145,153)과 배터리(151)의 온도를 제어한다. 또한, 냉각 시스템은 필요에 따라 전장 부품(141,142,143,145,153)과 배터리(151)를 분리하여 개별 냉각 또는 승온시키거나, 전장 부품(141,142,143,145,153)과 배터리(151)를 통합하여 냉각 또는 승온시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 열관리 시스템에서, 수냉식 냉각 시스템은, 차량의 항속거리를 증가시키고 전비를 향상시키기 위해, 차량 전단부에 2개의 라디에이터(113,133)를 배치하고, 각 라디에이터(113,133)를 순환하는 병렬의 냉각수 라인(114,134)을 구비하여, 전장 부품(141,142,143,145)과 배터리(151)를 분리하여 냉각할 수 있도록 한 병렬형 분리 냉각 시스템의 구성을 가진다.
여기서, 냉각 대상이 되는 전장 부품은, 차량을 구동하기 위한 구동원인 구동모터(145,153), 이 구동모터(145,153)를 구동하고 제어하기 위한 인버터(143), 배터리(151)를 충전하기 위한 차량 내 충전기(On-Board Charger, OBC)(141), 및 저전압 DC-DC 컨버터(Low voltage DC-DC Conveter, LDC)(142)를 포함할 수 있다.
도 1에는 2개의 구동모터(145,153)가 도시되어 있으며, 2개의 구동모터 중 하나는 전륜에 연결되어 전륜을 구동하는 전륜 모터, 나머지 하나는 후륜에 연결되어 후륜을 구동하는 후륜 모터일 수 있다. 또한, 도 1에는 하나의 인버터(143)만 도시되어 있으나, 도시된 인버터(143)는 전륜 모터에 연결되어 전륜 모터를 구동 및 제어하기 위한 전륜 인버터, 및 후륜 모터에 연결되어 후륜 모터를 구동 및 제어하기 위한 후륜 인버터를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 구동모터(145,153)의 경우, 냉각수로 직접 냉각하는 것이 가능하지만(수냉), 도시된 실시예와 같이 구동모터(145,153)를 오일로 냉각하고(유냉), 구동모터(145,153)를 냉각한 오일을 냉각수로 냉각하는 간접 냉각 방식(유냉+수냉)이 적용될 수 있다. 즉, 구동모터(145,153)를 냉각하기 위한 냉매로 오일과 냉각수가 이용되는 것이며, 이때 냉각 시스템은, 냉각수 라인(114,134)을 따라 순환하는 냉각수에 의해 오일이 냉각될 수 있도록 오일과 냉각수 사이의 열교환을 수행하는 오일 쿨러(144,152)를 포함할 수 있다.
도 1에서 오일을 순환시키는 전동식 오일펌프의 도시는 생략되었으며, 미도시된 전동식 오일펌프에 의해 구동모터(145,153)와 오일 쿨러(144,152), 오일 라인 및 오일 통로를 오일이 순환하게 된다. 도 1을 참조하면, 구동모터터(145,153)와 오일 쿨러(144,152) 사이에 오일이 순환될 수 있도록 구비된 오일 라인에 오일 바이패스 밸브(146,154)가 설치됨을 볼 수 있다. 오일 바이패스 밸브(146,154)의 차단 시 오일은 오일 쿨러(144,152)를 통과하지 않고 바이패스(우회)하게 된다.
본 발명의 실시예예서, 제어기는 센서를 통해 감지된 구동모터(145,153)의 온도가 설정온도 이하로 낮은 경우 오일 바이패스 밸브(146,154)를 차단 제어하도록 설정될 수 있다. 이로써, 구동모터(145,153)의 온도가 설정온도 이하로 낮은 경우 구동모터에서 오일 쿨러(144,152)로 오일이 흐르지 않도록 할 수 있고, 구동모터의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있다. 결국, 구동모터에서의 마찰 손실을 축소할 수 있고, 주행거리 증대 및 전비 향상의 효과를 기대할 수 있게 된다.
또한, 도 1을 참조하면, 두 개의 라디에이터, 즉 제1 라디에이터(HTR)(113)와 제2 라디에이터(LTR)(133)에 개별적으로 냉각수 라인이 연결됨을 볼 수 있다. 제1 라디에이터(113)와 제2 라디에이터(133)는 쿨링팬(135)에 의해 흡입되는 외기와 각 라디에이터 내 냉각수 사이의 열교환에 의해 각 냉각수 라인(114,134)을 순환하는 냉각수로부터 열을 방출하고 냉각수를 냉각한다.
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(133)는 제1 라디에이터(113)에 비해 상대적으로 저온의 냉각수를 통과시켜 방열 및 냉각하는 저온 라디에이터(Low Temperature Radiator, LTR)이다. 이때, 저온 라디에이터(LTR)인 제2 라디에이터(133)가 고온 라디에이터(HTR)인 제1 라디에이터(113)의 전방에 배치될 수 있다.
병렬형 분리 냉각 시스템에서, 고온 라디에이터(HTR)인 제1 라디에이터(113)와 함께, 냉각수 순환을 위해 냉각수를 압송하는 제1 전동식 워터펌프(111), 냉각수가 저장되는 제1 리저버 탱크(112), 전장 부품인 차량 내 충전기(OBC)(141), 저전압 DC-DC 컨버터(LDC)(142), 인버터(143), 제1 오일 쿨러(144), 전장 부품용 칠러(184) 사이에 냉각수가 순환될 수 있도록 제1 냉각수 라인(114)이 연결된다.
여기서, 제1 오일 쿨러(144)는, 제1 구동모터(145)를 냉각하기 위해, 제1 구동모터(145)를 냉각하는 오일과 제1 냉각수 라인(114)을 따라 순환하는 냉각수 사이의 열교환이 이루어지도록 구비된 열교환기이다. 또한, 전장 부품용 칠러(184)는 냉매를 이용하여 냉각수를 냉각하기 위한 것으로, 제1 냉각수 라인(114)을 따라 순환하는 냉각수와 에어컨 냉매 사이의 열교환이 이루어지도록 구비된 열교환기이다.
상기 전장 부품용 칠러(184)는 전장 부품(141,142,143,145)을 냉각한 냉각수를 에어컨 냉매를 이용하여 냉각함으로써 궁극적으로 전장 부품을 냉각하는 냉각기이다. 또한, 전장 부품용 칠러(184)는 전장 부품의 열을 냉매로 전달하는 히터 펌프 시스템(180)의 열교환기라 할 수 있다.
이로써, 제1 냉각수 라인(114)을 통해 냉각수를 순환시켜 전장 부품들을 냉각하는 제1 냉각 회로(110)가 구성된다. 제1 냉각 회로(110)에 의해 냉각되는 전장 부품은 배터리(151)를 충전하기 위한 차량 내 충전기(OBC)(141), 저전압 DC-DC 컨버터(LDC)(142), 인버터(INV)(143), 및 제1 구동모터(145)(오일쿨러) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 즉, 제1 냉각 회로(110)에 의해 냉각되는 전장 부품은 충전기(OBC)(141)와 컨버터(LDC)(142), 인버터(INV)(143), 제1 구동모터(145) 중 일부이거나 도시된 바와 같이 전부일 수 있는 것이다.
제1 냉각 회로(110)에서 제1 전동식 워터펌프(111)에 의해 압송된 냉각수가 제1 냉각수 라인(114)을 따라 순환하면서 충전기(OBC)(141)와 컨버터(LDC)(142), 인버터(INV)(143), 제1 구동모터(145)의 냉각을 위한 제1 오일 쿨러(144), 전장 부품용 칠러(184)를 차례로 통과하며, 냉각수가 통과하는 동안 각 전장 부품(141,142,143,145)을 차례로 냉각한다. 또한, 전장 부품들을 냉각한 고온의 냉각수는 제1 라디에이터(113)를 통과하는 동안 공기와의 열교환 및 방열을 통해 냉각된다.
한편, 병렬형 분리 냉각 시스템에서, 제2 전동식 워터펌프(121), 배터리(151), 냉각수 히터(124), 배터리용 칠러(125), 저온 라디에이터(LTR)인 제2 라디에이터(133), 제3 전동식 워터펌프(123), 제2 리저버 탱크(122) 사이에 냉각수가 순환되도록 제2 냉각수 라인(134)이 연결된다. 여기서, 배터리(151)는 구동모터(145,153), 인버터(143) 등 전장 부품들의 작동 전력을 공급하는 것으로서, 제2 냉각수 라인(134)을 따라 순환하는 냉각수는 이 배터리(151)를 냉각하기 위한 것이다.
또한, 제2 냉각수 라인(134)에는 제2 오일 쿨러(152)가 설치될 수 있는데, 상기 제2 오일 쿨러(152)는 제2 냉각수 라인(134)에서 배터리(151) 후단(배터리 냉각수 통로 출구측, 냉각수 흐름 방향을 기준으로 하류측) 위치에 설치될 수 있다. 상기 제2 오일 쿨러(152)는 제2 구동모터(153)를 냉각하는 오일과 제2 냉각수 라인(134)을 따라 순환하는 냉각수 사이의 열교환이 이루어지도록 구비된 것으로서, 제2 구동모터(153)를 냉각하기 위한 것이다. 상기 제2 오일 쿨러(152)에서 냉각수에 의해 오일이 냉각되면, 이 냉각된 오일에 의해 제2 구동모터(153)가 냉각된다.
또한, 3-웨이 밸브인 제2 냉각수 밸브(128)의 출구와 제2 라디에이터(133)의 입구 사이의 제2 냉각수 라인(134)에는 첨단 운전자 지원 시스템(이하 'ADAS'라 칭함)(155)과 ADAS용 칠러(183)가 설치될 수 있다. 이에 제2 냉각수 라인(134)을 따라 순환하는 냉각수는 ADAS(155)의 냉각수 통로를 지나면서 ADAS의 부품을 냉각할 수 있게 된다.
또한, ADAS용 칠러(183)에서 냉각수와 에어컨 냉매 사이의 열교환이 이루어질 수 있다. ADAS용 칠러(183)는 에어컨 냉매를 이용하여 냉각수를 냉각하기 위한 것으로, 제2 냉각수 라인(134)을 따라 순환하는 냉각수와 에어컨 냉매 사이의 열교환이 이루어지도록 구비된 열교환기이다. 또한, ADAS용 칠러(183)는 ADAS(155)의 열을 냉매로 전달하는 히터 펌프 시스템(180)의 열교환기라 할 수 있다.
그리고, 배터리(151)를 통과한 냉각수가 제2 라디에이터(133)를 통과하지 않고 바이패스(우회)하도록, 제2 냉각수 라인(134) 중 제2 라디에이터(133) 전단(입구측, 냉각수 흐름 방향을 기준으로 상류측) 위치와 후단(출구측, 하류측) 위치 사이에 냉각수 바이패스 라인(127)이 연결된다. 구체적으로는, 상기 냉각수 바이패스 라인(127)은, 제2 냉각수 라인(134) 중 배터리용 칠러(125) 후단(출구측, 냉각수 흐름 방향을 기준으로 하류측) 위치로부터 분기되어 제2 리저버 탱크(122)와 제3 전동식 워터펌프(123) 사이의 위치로 연결될 수 있다.
이때, 제2 라디에이터(133) 전단 위치(입구측 위치, 배터리용 칠러 후단 위치임)의 제2 냉각수 라인(134)에서 냉각수 바이패스 라인(127)이 분기되는 분기점에 3-웨이 밸브인 제1 냉각수 밸브(126)가 설치된다. 상기 제1 냉각수 밸브(126)의 입구에는 배터리용 칠러(125) 및 배터리(151)로 연결된 제2 냉각수 라인(134)이 연결되고, 제1 냉각수 밸브(126)의 출구 중 하나는 냉각수 바이패스 라인(127)이 연결되며, 상기 출구 중 나머지 하나는 ADAS(155) 및 제2 라디에이터(133)로 연결된 제2 냉각수 라인(134)이 연결된다.
상기 제1 냉각수 밸브(126)는 미도시된 제어기에 의해 냉각수 바이패스 라인(127)측 유로와 제2 라디에이터(133)측 유로 중 하나가 개방되고 나머지 하나가 폐쇄되도록 제어된다. 이로써, 제어기에 의해 제어되는 제1 냉각수 밸브(126)의 개도 상태에 따라 배터리용 칠러(125)측의 제2 냉각수 라인(제1 냉각수 밸브 입구측의 제2 냉각수 라인임)(134)과 냉각수 바이패스 라인(127)이 연통되거나, 배터리용 칠러(125)측 제2 냉각수 라인(134)과 제2 라디에이터(133)측의 제2 냉각수 라인(134)이 연통될 수 있다.
제1 냉각수 밸브(126)에서 냉각수 바이패스 라인(127)측 유로가 개방되고 제2 라디에이터(133)측 유로가 폐쇄되어, 제1 냉각수 밸브(126)에 의해 배터리용 칠러(125)측의 제2 냉각수 라인(134)과 냉각수 바이패스 라인(127)이 연통되면, 제3 전동식 워터펌프(123), 배터리(151), 제2 오일 쿨러(152), 냉각수 히터(124), 배터리용 칠러(125), 및 이들 사이를 연결하는 제2 냉각수 라인(134)의 일부와 냉각수 바이패스 라인(127)을 포함하는 냉각 회로가, 제2 라디에이터(133)와 ADAS(155), ADAS용 칠러(183), 및 이들 사이를 연결하는 나머지 제2 냉각수 라인(134)을 포함하는 냉각 회로와 분리된다. 따라서, 상기 배터리(151)를 포함하는 분리된 냉각 회로에서 냉각수가 독립적으로 순환될 수 있게 된다.
반면, 제1 냉각수 밸브(126)에서 냉각수 바이패스 라인(127)측 유로가 폐쇄되고 제2 라디에이터(133)측 유로가 개방되어, 제1 냉각수 밸브(126)에 의해 배터리용 칠러(125)측의 제2 냉각수 라인(134)과 제2 라디에이터(133)측의 제2 냉각수 라인(134)이 연통되면, 냉각수가 제2 라디에이터(133)를 통과하는 경로로 흐를 수 있게 된다. 즉, 냉각수가 제3 전동식 워터펌프(123), 배터리(151), 제2 오일 쿨러(152), 냉각수 히터(124), 배터리용 칠러(125), 제1 냉각수 밸브(126), ADAS(155), ADAS용 칠러(183), 제2 라디에이터(133), 제2 전동식 워터펌프(121), 제2 리저버 탱크(122), 제2 냉각수 밸브(128), 제3 전동식 워터펌프(123)의 경로로 순환될 수 있다.
그리고, 제2 냉각수 라인(134) 중 제2 라디에이터(133) 후단(출구측, 하류측) 위치, 구체적으로는, 제2 리저버 탱크(122) 후단(출구측, 하류측) 위치에 3-웨이 밸브인 제2 냉각수 밸브(128)가 설치될 수 있다. 이때, 상기 제2 냉각수 밸브(128)의 입구에 제2 리저버 탱크(122) 후단(출구측)의 제2 냉각수 라인(134)이 연결된다. 또한, 상기 제2 냉각수 밸브(128)의 출구 중 하나는 제2 냉각수 라인(134)을 통해 제3 전동식 워터펌프(123)로 연결되고, 상기 출구 중 나머지 하나는 별도 연결용 냉각수 라인(131)을 통해 ADAS(155) 전단(입구측)의 제2 냉각수 라인(134)으로 연결된다.
상기 제2 냉각수 밸브(128)는 미도시된 제어기에 의해 제3 전동식 워터펌프(123)측 유로와 ADAS(155)측 유로 중 하나가 개방되고 나머지 하나가 폐쇄되도록 제어된다. 이로써, 제어기에 의해 제어되는 제1 냉각수 밸브(126)의 개도 상태에 따라 제2 리저버 탱크(122)측의 제2 냉각수 라인(제2 냉각수 밸브 입구측의 제2 냉각수 라인임)(134)과 ADAS(155)측의 제2 냉각수 라인(134)이 연통되거나, 제2 리저버 탱크(122)측의 제2 냉각수 라인(134)과 제3 전동식 워터펌프(123)측의 제2 냉각수 라인(134)이 연통될 수 있다.
제2 냉각수 밸브(128)에서 ADAS(155)측 유로가 개방되고 제3 전동식 워터펌프(123)측 유로가 폐쇄되어, 제2 냉각수 밸브(128)에 의해 제2 리저버 탱크(122)측의 제2 냉각수 라인(134)과 ADAS(155)측의 제2 냉각수 라인(134)이 연통되면, 제2 전동식 워터펌프(121), 제2 리저버 탱크(122), 제2 냉각수 밸브(128), ADAS(155), ADAS용 칠러(183), 제2 라디에이터(133), 제2 전동식 워터펌프(121)의 경로로 냉각수가 순환될 수 있게 된다.
반면, 제2 냉각수 밸브(128)에서 제3 전동식 워터펌프(123)측의 유로가 개방되고 ADAS(155)측 유로가 폐쇄되어, 제2 냉각수 밸브(128)에 의해 제2 리저버 탱크(122)측의 제2 냉각수 라인(134)과 제3 전동식 워터펌프(123)측의 제2 냉각수 라인(134)이 연통되면, 냉각수가 제3 전동식 워터펌프(123), 배터리(151), 제2 오일 쿨러(152), 냉각수 히터(124), 배터리용 칠러(125), 제1 냉각수 밸브(126), ADAS(155), ADAS용 칠러(183), 제2 라디에이터(133), 제2 전동식 워터펌프(121), 제2 리저버 탱크(122), 제2 냉각수 밸브(128), 제3 전동식 워터펌프(123)의 경로로 순환될 수 있게 된다.
상기 배터리(151)는 구동모터(145,153) 등 전장 부품들에 작동 전력을 공급한다. 이를 위해, 도면에 전기 배선에 대해서는 도시를 생략하였으나, 배터리(151)가 전장 부품들에 전기 배선을 통해 연결된다. 예를 들면, 배터리(151)는 인버터(143)를 통해 구동모터(145)에 충방전 가능하게 연결된다. 또한, 배터리(151)는 차량 내 충전기(OBC)(141) 및 저전압 DC-DC 컨버터(142)에 전기 배선을 통해 연결된다.
이와 같이 하여, 제2 냉각수 라인(134), 그리고 제2 냉각수 라인(134)이 연결된 제2 라디에이터(133), 배터리(151), 제2 오일 쿨러(152), 냉각수 히터(124), 배터리용 칠러(125), 제1 및 제2 냉각수 밸브(126,128), ADAS(155), ADAS용 칠러(183), 제2 리저버 탱크(122), 제2 및 제3 전동식 워터펌프(121,123) 등 등을 포함하는 제2 냉각 회로(120)가 구성될 수 있게 된다.
상기 냉각수 히터(124)는 배터리(151)를 승온시키기 위한 것으로, 배터리(151)의 승온이 요구될 경우 제어기에 의해 온(on) 작동되고, 제2 냉각수 라인(134)을 따라 순환되는 냉각수를 가열하여 가열된 냉각수가 배터리(151) 내 냉각수 통로를 지날 수 있도록 한다. 냉각수 히터(124)는 전력을 공급받아 작동하는 전기식 히터일 수 있다.
또한, 열관리 시스템은 에어컨 시스템(160)을 포함할 수 있다. 에어컨 시스템(160)은, 냉매를 압축하여 냉매 라인(169,187)을 따라 송출하는 압축기(162), 압축기(162)에 의해 압축된 냉매를 응축하여 액화시키는 외부 응축기(COND)(166), 외부 응축기(166)에서 응축되어 액화된 냉매를 급속히 팽창시키는 제1 팽창밸브(167), 그리고 제1 팽창밸브(167)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 자동차 실내로 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기(EVAP)(168) 등을 주요한 구성요소로 포함한다.
본 발명의 실시예에서 에어컨 시스템(160)의 압축기(162)는 1개의 입구(163)와 2개의 출구(167a,167b)를 가지는 것이 될 수 있다. 이때, 압축기(162)의 입구측 부분은 압축 전 냉매가 유입되는 부분이므로 저압부가 되고, 압축기의 출구측 부분은 냉매가 고온, 고압으로 압축된 후 배출되는 부분이므로 고압부가 된다.
본 발명의 실시예에서 압축기(162)는 모터에 의해 구동되는 전동 압축기일 수 있고, 이러한 압축기(162)의 작동 또한 제어기에 의해 제어된다. 그리고, 상기 압축기(162)는 냉매를 압축하는 2개의 압축부(164a,164b)를 가지는 듀얼 압축기일 수 있다. 듀얼 압축기(162)에서 각 압축부(164a,164b)는 스크롤 압축기의 구성을 가질 수 있다. 이때, 각 압축부(164a,164b)는 1개씩의 스크롤 어셈블리(164a',164b')와 모터(165a,165b)를 가지는 것이 될 수 있다.
상기 각 압축부(164a,164b)에서 스크롤 어셈블리(164a',164b')는 모터(165a,165b)의 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 구성부이고, 모터(165a,165b)는 스크롤 어셈블리(164a',164b')에 회전축을 통해 연결되어 회전력을 제공하는 구성부이다. 또한, 각 압축부(164a,164b)는 스크롤 어셈블리(164a',164b')에 의해 압축된 냉매가 토출되는 1개씩의 출구(167a,167b)를 가진다.
도 1을 참조하면, 1개의 입구(163)와 2개의 출구(167a,167b)를 가지는 듀얼 압축기(162)가 채택됨을 볼 수 있고, 도시된 듀얼 압축기(162)는 제1 출구(167a)를 가지는 제1 압축부(164a), 및 제2 출구(167b)를 가지는 제2 압축부(164b)를 가지고 있다.
도 2는 본 발명에서 부품 배치를 달리한 2종의 압축기 구성을 간략 예시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 제1 출구(167a)에는 제1 냉매 라인(169)이, 제2 출구(167b)에는 제2 냉매 라인(187)이 연결된다.
또한, 듀얼 압축기(162)는, 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 스크롤 어셈블리(164a')와 제2 스크롤 어셈블리(164b'), 상기 제1 스크롤 어셈블리(164a')에 회전력을 제공하는 제1 모터(165a), 상기 제2 스크롤 어셈블리(164b')에 회전력을 제공하는 제2 모터(165b), 그리고 상기 2개의 모터(165a,165b)를 구동 및 제어할 수 있는 1개의 통합형 인버터(166)를 가진다.
즉, 제어기가 1개의 통합형 인버터(166)를 통해 2개의 모터(165a,165b)를 구동 및 제어할 수 있도록 구성된 것으로, 통합형 인버터(166)가 2개의 모터(165a,165b)를 개별로 제어함으로써 2개의 스크롤 어셈블리(164a',164b')가 개별로 구동되도록 되어 있다.
본 발명의 실시예에서 제어기에 의해, 에어컨 시스템(160)의 작동 시에는 2개의 압축부 중 제1 압축부(164a)의 제1 모터(165a)와 이에 연결된 제1 스크롤 어셈블리(164a')가 작동하도록 제어된다. 또한, 히트 펌프 시스템(180)의 작동 시 또는 ADAS(155)의 가혹 작동 조건이나 전장 부품의 가혹 작동 조건에서는 제2 압축부(164b)의 제2 모터(165b)와 이에 연결된 제2 스크롤(164b')이 작동하도록 제어된다.
도 2에는 인버터(166)와 제1 모터(165a), 제1 스크롤(164a'), 제2 스크롤(164b'), 제2 모터(165b)가 일렬로 배열된 인라인(inline)형 구성의 압축기(162)와, 인버터(166)가 분리된 L자형 구성의 압축기(162)가 도시되어 있다.
이와 같이 본 발명에서는 2개의 압축부를 가지는 듀얼 압축기가 사용됨으로써 에어컨 시스템용 냉매 유로와 히트 펌프 시스템용 냉매 유로가 분리될 수 있고, 이에 냉매의 통로 저항이 감소되면서 에어컨 성능이 향상되는 효과가 제공될 수 있다. 이는 차량의 주행 거리 증대에 기여하며, 차량 실내 제습 성능도 향상되어 원활한 시야 확보 및 안정성 증대가 가능해진다.
상기 외부 응축기(COND)(166)는 차량 전단부에 배치되어 외기가 통과하도록 구비된다. 이때, 공조 케이스의 내부에서 증발기(EVAP)(168)의 후방으로 히트 펌프 시스템(180)의 내부 응축기(inner condensor, ICOND)(181)가 배치되고, 이에 미도시된 공조 블로워에 의해 송풍되는 공기가 증발기(168), 내부 응축기(181), 주 난방 장치인 전기 히터(190)를 통과한 뒤 차량 실내로 토출될 수 있다.
전기 히터(190)는 실내 난방을 위한 주 난방 장치로 이용되는 것으로서, PTC 히터일 수 있고, 미도시된 제어기에 의해 온, 오프 작동이 제어된다. 이에 난방 모드에서는 전기 히터(190)를 작동시켜 공조 블로워에 의해 송풍되는 공기가 전기 히터(190)에 의해 가열된 뒤 차량 실내로 토출되도록 하고, 이에 차량 실내 난방이 이루어질 수 있다.
반면, 냉방 모드(에어컨 모드)에서는 압축기(162)를 작동시켜 외부 응축기(166), 제1 팽창밸브(167), 증발기(168)의 경로로 냉매를 순환시킴으로써 공조 블로워에 의해 송풍되는 공기가 증발기(168)에 의해 냉각(냉매와의 열교환)된 뒤 차량 실내로 토출되도록 하고, 이에 차량 실내 냉방이 이루어질 수 있다.
또한, 압축기(162)에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매가 내부 응축기(181)의 내부를 통과하는 동안, 이 고온, 고압의 냉매와 공조 블로워에 의해 송풍된 공기 사이의 열교환이 이루어질 수 있고, 이때 공기가 냉매에 의해 가열된 뒤 차량 실내로 토출될 수 있다. 이에 내부 응축기(181)는 주 난방 장치인 전기 히터(190)와 함께 차량 실내 난방에 이용될 수 있다.
그리고, 공조 케이스 내에서 증발기(168)와 내부 응축기(181) 사이에 미도시된 개폐 도어가 배치되고, 이 개폐 도어는 공조 케이스 내에서 내부 응축기(181) 및 전기 히터(190)를 통과하는 통로를 선택적으로 개폐한다. 개폐 도어의 작동에 있어서, 차량의 난방 모드 시에는 증발기(냉매 유동 없음)(168)를 통과한 공기가 내부 응축기(181)와 전기 히터(190)를 통과하도록 개방되고, 차량의 냉방 모드 시에는 증발기(168)를 통과하면서 냉각된 공기가 내부 응축기(181)와 전기 히터(190)를 거치지 않고 바로 차량 실내로 토출되도록 내부 응축기(181) 및 전기 히터(190)측 통로를 폐쇄한다.
에어컨 시스템(160)에서, 압축기(162), 외부 응축기(166), 제1 팽창밸브(167), 증발기(168) 사이에 냉매가 순환되도록 제1 냉매 라인(169)이 연결되며, 이때 압축기(162)의 제1 출구(167a)와 외부 응축기(166)의 입구 사이가 제1 냉매 라인(169)에 의해 연결된다. 외부 응축기(166)는 차량 전단부에서 제1 라디에이터(113) 및 제2 라디에이터(133)의 전방에 배치될 수 있다. 또한, 증발기(168)와 압축기(162) 사이의 제1 냉매 라인(169)에 어큐뮬레이터(accumulator)(161)가 설치될 수 있다.
그리고, 외부 응축기(166)와 제1 팽창밸브(167) 사이의 제1 냉매 라인(169)에서 분기된 입구측 분기 냉매 라인(171)이 배터리용 칠러(125)의 냉매 입구에 연결되고, 배터리용 칠러(125)의 냉매 출구에 연결된 출구측 분기 냉매 라인(173)이 증발기(168)와 어큐뮬레이터(161) 사이의 제1 냉매 라인(169)으로 연결된다. 또한, 배터리용 칠러(125)의 냉매 입구측의 냉매 라인, 즉 상기 입구측 분기 냉매 라인(171)에는 제2 팽창밸브(172)가 설치된다.
이에 따라, 압축기(162)의 제1 압축부(164a)에서 압축된 고온, 고압의 냉매가 제1 출구(167a)를 통해 배출된 뒤 제1 냉매 라인(169)을 따라 외부 응축기(166)를 통과하고, 이어 제1 냉매 라인(169)에서 입구측 분기 냉매 라인(171)으로 이동한 뒤 제2 팽창밸브(172)를 지나게 된다. 이때, 냉매는 제2 팽창밸브(172)를 지나는 동안 저온, 저압 상태로 팽창된다.
이후, 팽창된 저온, 저압의 냉매가 배터리용 칠러(125)를 통과하는 동안 제2 냉각수 라인(134)을 따라 순환되는 냉각수를 냉각하게 된다. 또한, 배터리용 칠러(125)를 통과한 냉매는 이후 출구측 분기 냉매 라인(173)을 따라 제1 냉매 라인(169)으로 이동한 뒤 어큐뮬레이터(161)로 흐르게 된다.
한편, 압축기(162)의 제2 출구(167b)와 내부 응축기(181)의 입구 사이에 제2 냉매 라인(187)이 연결되고, 내부 응축기(181)의 출구에 연결된 제2 냉매 라인(187)은 제3 팽창밸브(182)의 입구로 연결된다. 또한, 제3 팽창밸브(182)의 출구에 연결된 제2 냉매 라인(187)은 3-웨이 밸브인 냉매 밸브(185)의 입구로 연결되고, 제3 팽창밸브(182)와 냉매 밸브(185) 사이의 제2 냉매 라인(187)에는 ADAS용 칠러(183)와 전장 부품용 칠러(184)가 설치된다.
상기 냉매 밸브(185)는 2개의 출구를 가지며, 2개의 출구 중 하나는 제2 냉매 라인(187)을 통해 흡열기(186)의 입구로 연결되고, 이때 흡열기(186)의 출구에 연결된 제2 냉매 라인(187)은 증발기(168)의 출구로부터 연장된 제1 냉매 라인(169)와 합관된 후 어큐뮬레이터(161)로 연결된다. 또한, 상기 냉매 밸브(185)의 출구 중 다른 하나는 냉매 바이패스 라인(188)을 통해 흡열기(186) 출구측의 제2 냉매 라인(187)으로 연결된다.
상기 냉매 밸브(185)의 작동은 제어기에 의해 제어되는데, 이때 냉매 바이패스 라인(188)측 유로와 흡열기(186)측 유로 중 선택된 하나가 개방되고 나머지 다른 하나가 폐쇄되도록 제어된다. 이로써, 냉매 밸브(185)의 개도 상태에 따라 냉매 밸브 입구측(전장 부품용 칠러 출구측)의 제2 냉매 라인(187)과 냉매 바이패스 라인(188)이 연통되거나, 냉매 밸브 입구측의 제2 냉매 라인(187)과 흡열기(186)측으로 연결된 제2 냉매 라인(187)이 연통된다.
즉, 냉매 밸브(185)에서 냉매 바이패스 라인(188)측 유로가 개방되고 흡열기(186)측 유로가 폐쇄되면, 냉매 밸브 입구측의 제2 냉매 라인(187)과 냉매 바이패스 라인(188)이 연통되고, 이때 흡열기(186)측으로 연결된 제2 냉매 라인(187)은 차단된다. 이에 압축기(162)에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매가 압축기(162)의 제2 출구(167b)에서 토출된 후 내부 응축기(181), 제3 팽창밸브(182), ADAS용 칠러(183), 전장 부품용 칠러(184), 냉매 밸브(185), 냉각수 바이패스 라인(127), 어큐뮬레이터(161), 압축기(162)의 경로로 순환된다. 이때, 냉매가 흡열기(186)를 통과하지 않고 바이패스하게 된다.
반면, 냉매 밸브(185)에서 냉매 바이패스 라인(188)측 유로가 폐쇄되고 흡열기(186)측 유로가 개방되면, 냉매 밸브 입구측의 제2 냉매 라인(187)과 흡열기(186)측 냉매 라인이 연통되고, 이때 냉매 바이패스 라인(188)은 차단된다. 이에 흡열기(186)를 통과하는 경로로 냉매가 순환하게 되는데, 압축기(162)에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매가 압축기(162)의 제2 출구(167b)에서 토출된 후 내부 응축기(181), 제3 팽창밸브(182), ADAS용 칠러(183), 전장 부품용 칠러(184), 냉매 밸브(185), 흡열기(186), 어큐뮬레이터(161), 압축기(162)의 경로로 순환된다.
상기 흡열기(186)는 히트 펌프 시스템(180)의 작동 시 대기 중의 열을 냉매를 통해 흡수하기 위한 열교환기로서, 흡열기(186)를 통과하는 경로가 히트 펌프 시스템 작동 시의 기본 냉매 순환 경로가 된다. 즉, 히트 펌프 시스템(180)의 작동 시 제어기는 냉매가 흡열기(186)를 통과할 수 있도록 냉매 밸브(185)의 작동을 제어하며, 이때 냉매 밸브(185) 입구측의 제2 냉매 라인(187)과 흡열기(186)측으로 연결된 제2 냉매 라인(187)이 연통되도록 한다.
반면, 히트 펌프 시스템(180)의 작동 시 제어기가 흡열기(186)에 설치된 적상 감지 센서(미도시)를 통해 일정 수준 이상의 적상이 흡열기(186)에서 발생한 것으로 판단한 경우, 냉매가 흡열기(186)를 바이패스하도록 냉매 밸브(185)의 작동을 제어하며, 이때 냉매 밸브(185) 입구측의 제2 냉매 라인(187)과 냉매 바이패스 라인(188)이 연통된다.
이와 같이 흡열기(186)를 이용하여 대기 중의 열을 냉매가 흡수한 뒤 내부 응축기(181) 등을 포함하는 히트 펌프 시스템(180)의 냉매 라인(제2 냉매 라인)을 따라 순환되도록 하면, 실내 난방 시 내부 응축기(181)에서의 방열량을 증대시킬 수 있고, 이때 전기 히터(190)의 발열량을 줄일 수 있게 된다. 결국, 전기 히터(190)에 의한 전기 소비량을 줄일 수 있게 되어 차량의 주행거리 증대 및 전비 향상에 기여할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열관리 시스템에서는 전술한 바와 같이 ADAS용 칠러(183)와 전장 부품용 칠러(184)를 구비하고, 이들 칠러(183,184)에서 냉매와 냉각수 간 열교환이 이루어지도록 하는바, ADAS용 칠러(183)와 전장 부품용 칠러(184)가, 종래의 열관리 시스템에서 냉매와 냉각수 간 열교환이 이루어지던 수냉식 응축기(수냉식 열교환기)의 역할을 할 수 있게 된다.
즉, ADAS용 칠러(183)와 전장 부품용 칠러(184)가 설치됨으로써 종래의 수냉식 응축기가 삭제될 수 있는 것이며, 이때 각 칠러(183,184)는 내부를 통과하는 냉매가 냉각수의 열을 흡수하는 흡열 기능만을 담당하게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열관리 시스템에서는 ADAS용 칠러(183)와 전장 부품용 칠러(184)가 중간의 밸브 등 없이 제1 라디에이터(113) 또는 제2 라디에이터(133)에 바로 연결되므로, 밸브 고장 시 전장 부품의 열 방출이 불가하던 문제가 개선될 수 있다.
또한, 히트 펌프 시스템(180)의 작동 시 제어기가 제1 전동식 워터펌프(111)의 작동을 중지시키도록 설정될 수 있는데, 이를 통해 전장 부품용 칠러(184)에서 냉각수가 흡열, 제1 라디에이터(113)에서 냉각수가 방열하는 모순이 해결될 수 있다. 충전기(OBC)(141)와 컨버터(LDC)(142), 인버터(INV)(143)는 열 방출량이 적으므로 흡열 불가에 따른 손실은 제1 전동식 워터펌프(111)의 작동 중지로 보완할 수 있으며, 그 외 차량의 액티브 에어 플랩(active air flap)도 라디에이터에서의 방열을 차단하고 있다.
또한, ADAS용 칠러(183)가 히트 펌프 시스템(180)의 냉매 라인(제2 냉매 라인)에 추가로 설치되어 열원으로 이용되므로 히트 펌프 시스템의 안정적인 추가 열원 확보가 가능해진다. 또한, 냉각 대상 부품으로 ADAS를 추가하고 복수 개의 구동모터를 냉각할 수 있도록 함에도 부품 수가 크게 증가하지 않으며, 오히려 구성이 단순화되는 것은 물론 성능 향상을 도모할 수 있게 된다.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 열관리 시스템을 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에서 이종의 냉매를 압축하는 압축기를 예시한 도면이다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 참조로 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 열관리 시스템에 대해 설명하기로 한다.
도 3의 실시예는 2개의 입구(163a,163b)와 2개의 출구(167a,167b)를 가지는 압축기(162)를 사용한 실시예이다. 이때, 압축기(162)의 입구측 부분은 압축 전 냉매가 유입되는 부분이므로 저압부가 되고, 압축기의 출구측 부분은 냉매가 고온, 고압으로 압축된 후 배출되는 부분이므로 고압부가 된다.
도 3의 실시예에서도 압축기(162)는 모터에 의해 구동되는 전동 압축기일 수 있고, 이러한 압축기(162)의 작동 또한 제어기에 의해 제어된다. 그리고, 상기 압축기(162)는 냉매를 압축하는 2개의 압축부(164a,164b)를 가지는 듀얼 압축기일 수 있다. 듀얼 압축기(162)에서 각 압축부(164a,164b)는 스크롤 압축기의 구성을 가질 수 있다. 이때, 각 압축부(164a,164b)는 도 4에 나타낸 바와 같이 1개씩의 스크롤 어셈블리(164a',164b')와 모터(165a,165b)를 가지는 것이 될 수 있다.
상기 각 압축부(164a,164b)에서 스크롤 어셈블리(164a',164b')는 모터(165a,165b)의 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 구성부이고, 모터(165a,165b)는 스크롤 어셈블리(164a',164b')에 회전축을 통해 연결되어 회전력을 제공하는 구성부이다. 또한, 각 압축부(164a,164b)는 스크롤 어셈블리(164a',164b')에 의해 냉매가 흡입되는 1개씩의 입구(163a,163b)와, 압축된 냉매가 토출되는 1개씩의 출구(167a,167b)를 가진다.
도 3을 참조하면, 2개의 입구(163a,163b)와 2개의 출구(167a,167b)를 가지는 듀얼 압축기(162)가 채택됨을 볼 수 있고, 도시된 듀얼 압축기(162)는 제1 입구(163a)와 제1 출구(167a)를 가지는 제1 압축부(164a), 및 제2 입구(163b)와 제2 출구(167b)를 가지는 제2 압축부(164b)를 포함한다.
또한, 도 4를 참조하면, 제1 입구(163a)와 제1 출구(167a)에 제1 냉매 라인(169)이, 제2 입구(163b)와 제2 출구(167b)에 제2 냉매 라인(187)이 연결됨을 볼 수 있다.
도 3 및 도 4의 실시예에서 듀얼 압축기(162)는, 회전력을 전달받아 제1 냉매 라인(169)의 냉매를 압축하는 제1 스크롤 어셈블리(164a'), 회전력을 전달받아 제2 냉매 라인(187)의 냉매를 압축하는 제2 스크롤 어셈블리(164b'), 상기 제1 스크롤 어셈블리(164a')에 회전력을 제공하는 제1 모터(165a), 상기 제2 스크롤 어셈블리(164b')에 회전력을 제공하는 제2 모터(165b), 그리고 상기 2개의 모터(165a,165b)를 구동 및 제어할 수 있는 1개의 통합형 인버터(166)를 가진다.
즉, 제어기가 1개의 통합형 인버터(166)를 통해 2개의 모터(165a,165b)를 구동 및 제어할 수 있도록 구성된 것으로, 통합형 인버터(166)가 2개의 모터(165a,165b)를 개별로 제어함으로써 2개의 스크롤 어셈블리(164a',164b')가 개별로 구동되도록 되어 있다.
도 3의 실시예에서 제어기에 의해, 에어컨 시스템(160)의 작동 시에는 2개의 압축부 중 제1 압축부(164a)의 제1 모터(165a)와 이에 연결된 제1 스크롤 어셈블리(164a')가 작동하도록 제어된다. 또한, 히트 펌프 시스템(180)의 작동 시 또는 ADAS(155)의 가혹 작동 조건이나 전장 부품의 가혹 작동 조건에서는 제2 압축부(164b)의 제2 모터(165b)와 이에 연결된 제2 스크롤(164b')이 작동하도록 제어된다.
도 4에는 인버터(166)와 제1 모터(165a), 제1 스크롤(164a'), 제2 스크롤(164b'), 제2 모터(165b)가 일렬로 배열된 인라인(inline)형 구성의 압축기(162)와, 인버터(166)가 분리된 L자형 구성의 압축기(162)가 도시되어 있다.
이와 같이 도 3의 실시예에서는 2개의 입구(163a,163b)를 가지는 압축기(162)를 사용한 점, 제1 냉매 라인(169)을 순환하는 냉매가 압축기(162)의 제1 입구(163a)를 통해 흡입되어 제1 압축부(164a)에 의해 압축된 뒤 압축기(162)의 제1 출구(167a)를 통해 토출되는 점, 제2 냉매 라인(187)을 순환하는 냉매가 압축기(162)의 제2 입구(163b)를 통해 흡입되어 제2 압축부(164b)에 의해 압축된 뒤 압축기(162)의 제2 출구(167b)를 통해 토출되는 점을 제외하고는, 나머지 구성에 대해서는 도 1의 실시예와 차이가 없으며, 따라서 본 명세서에서 상기 나머지 구성에 대해서는 중복을 피하기 위해 설명을 생략하기로 한다.
그리고, 도 3의 실시예에서는 이종(異種)의 냉매가 사용될 수 있다. 즉, 제1 냉매 라인(169)을 순환하는 에어컨 시스템(160)의 냉매와, 제2 냉매 라인(187)을 순환하는 히트 펌프 시스템(180)의 냉매는 서로 다른 냉매일 수 있는 것이다. 이하의 설명에서 에어컨 시스템(160)의 냉매는 '제1 냉매'라 칭하기로 하며, 히트 펌프 시스템(180)의 냉매는 '제2 냉매'라 칭하기로 한다.
도 3의 실시예에서 제1 냉매로는 R-1234yf 또는 R-134a) 냉매를 사용할 수 있고, 제2 냉매로는 저온에서의 냉매 물성이 우수한 R-744 또는 R-290 냉매를 사용할 수 있다. 이를 통해 혹서지에서의 에어컨 성능을 확보하는 한편 혹한지에서도 히트 펌프 시스템의 가동이 가능해지도록 한다.
결국, 도 3의 실시에에서도 2개의 압축부를 가지는 듀얼 압축기가 사용됨으로써 에어컨 시스템용 냉매 유로와 히트 펌프 시스템용 냉매 유로가 분리되고, 이에 냉매의 통로 저항이 감소되면서 에어컨 성능이 향상되는 효과가 제공될 수 있다. 이는 차량의 주행 거리 증대에 기여하며, 차량 실내 제습 성능도 향상되어 원활한 시야 확보 및 안정성 증대가 가능해진다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
110 : 제1 냉각 회로 111 : 제1 전동식 워터펌프
112 : 제1 리저버 탱크 113 : 제1 라디에이터
114 : 제1 냉각수 라인 120 : 제2 냉각 회로
121 : 제2 전동식 워터펌프 122 : 제2 리저버 탱크
123 : 제3 전동식 워터펌프 124 : 냉각수 히터
125 : 배터리용 칠러 126 : 제1 냉각수 밸브
127 : 냉각수 바이패스 라인 128 : 제2 냉각수 밸브
131 : 연결용 냉각수 라인 133 : 제2 라디에이터
134 : 제2 냉각수 라인 135 : 쿨링팬
141 : 차량 내 충전기(OBC) 142 : 저전압 DC-DC 컨버터(LDC)
143 : 인버터 144 : 제1 오일 쿨러
145 : 제1 구동모터 146 : 오일 바이패스 밸브
151 : 배터리 152 : 제2 오일 쿨러
153 : 제2 구동모터 154 : 오일 바이패스 밸브
155 : ADAS 160 : 에어컨 시스템
161 : 어큐뮬레이터 162 : 압축기
163 : 입구 163a : 제1 입구
163b : 제2 입구 164a : 제1 압축부
164a' : 제1 스크롤 어셈블리 164b : 제2 압축부
164b' : 제2 스크롤 어셈블리 165a : 제1 모터
165b : 제2 모터 166 : 통합형 인버터
167a : 제1 출구 167b : 제2 출구
166 : 외부 응축기 167 : 제1 팽창밸브
168 : 증발기 169 : 제1 냉매 라인
171 : 입구측 분기 냉매 라인 172 : 제2 팽창밸브
173 : 출구측 분기 냉매 라인 180 : 히트 펌프 시스템
181 : 내부 응축기 182 : 제3 팽창밸브
183 : ADAS용 칠러 184 : 전장 부품용 칠러
185 : 냉매 밸브 186 : 흡열기
187 : 제2 냉매 라인 188 : 냉매 바이패스 라인
190 : 전기 히터

Claims (19)

  1. 압축기, 외부 응축기, 제1 팽창밸브, 증발기를 포함하는 에어컨 시스템, 라디에이터와 전동식 워터펌프를 포함하고 냉각수를 이용하여 전장 부품 및 배터리를 냉각하는 냉각 시스템, 및 상기 에어컨 시스템의 냉매를 이용하여 차량 실내를 난방하는 히트 펌프 시스템을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서,
    상기 압축기는 입구를 통해 흡입되는 냉매를 독립적으로 압축하는 제1 압축부와 제2 압축부, 상기 각 압축부에 의해 압축된 냉매가 토출되는 2개의 출구를 가지는 듀얼 압축기이고,
    상기 압축기에서 제1 압축부에 의해 압축된 냉매가 토출되는 제1 출구에는 상기 에어컨 시스템의 냉매 라인이 연결되며,
    상기 압축기에서 제2 압축부에 의해 압축된 냉매가 토출되는 제2 출구에는 상기 히트 펌프 시스템의 냉매 라인이 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 출구에 연결된 냉매 라인이 에어컨 시스템의 외부 응축기로 연결되고,
    상기 제2 출구에 연결된 냉매 라인이 히트 펌프 시스템의 내부 응축기로 연결되어 상기 내부 응축기에서 제2 압축부에 의해 압축된 냉매와 난방용 공기 사이의 열교환이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 압축기는 1개의 입구를 가지며,
    상기 내부 응축기의 출구에 연결된 히트 펌프 시스템의 냉매 라인이,
    냉매를 팽창하는 제3 팽창밸브, 및 상기 제3 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매와 전장 부품의 냉각을 위한 냉각수 사이의 열교환이 이루어지는 전장 부품용 칠러를 거쳐, 상기 압축기의 입구로 연결된 에어컨 시스템의 냉매 라인과 합관되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 압축기는 2개의 입구를 가지며,
    상기 압축기에서 상기 제1 압축부로 냉매가 흡입되는 제1 입구에는 상기 에어컨 시스템의 냉매 라인이 연결되고,
    상기 압축기에서 상기 제2 압축부로 냉매가 흡입되는 제2 입구에는 상기 히트 펌프 시스템의 냉매 라인이 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각 시스템에서,
    상기 배터리의 냉각을 위한 냉각수가 순환하도록 된 제2 냉각수 라인이 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 부품에 연결되어,
    상기 제2 냉각수 라인을 순환하는 배터리 냉각수에 의해 상기 ADAS 부품이 냉각되도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 냉각 시스템은,
    상기 전장 부품의 냉각을 위한 냉각수가 순환되는 제1 냉각수 라인이 연결되어 전장 부품을 냉각한 냉각수의 방열이 이루어지는 제1 라디에이터; 및
    상기 배터리의 냉각을 위한 냉각수가 순환되는 제2 냉각수 라인이 연결되어 배터리를 냉각한 냉각수의 방열이 이루어지는 제2 라디에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 냉각수 라인의 도중에 배터리 냉각수가 통과하도록 된 ADAS용 칠러가 설치되고, 상기 히트 펌프 시스템의 냉매 라인이 상기 ADAS용 칠러에 연결되어,
    상기 ADAS용 칠러에서 상기 제3 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매와 배터리 냉각수 사이의 열교환이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 냉각수 라인의 도중에 배터리 냉각수가 통과하도록 된 배터리용 칠러가 설치되고, 상기 에어컨 시스템의 냉매 라인에서 분기된 분기 냉매 라인의 도중에 상기 배터리용 칠러가 설치되며, 상기 배터리용 칠러의 입구측 분기 냉매 라인에 에어컨 시스템의 냉매를 팽창하는 제2 팽창밸브가 설치되어,
    상기 배터리용 칠러에서 상기 제2 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매와 배터리 냉각수 사이의 열교환이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  9. 청구항 5에 있어서,
    냉각수가 저장되는 제2 리저버 탱크 출구측의 제2 냉각수 라인이 3-웨이 밸브인 제2 냉각수 밸브의 입구에 연결되고, 상기 제2 냉각수 밸브의 출구 중 하나가 연결용 냉각수 라인을 통해 상기 ADAS 부품 입구측의 제2 냉각수 라인으로 연결되며, 상기 제2 냉각수 밸브의 출구 중 나머지 하나에 배터리 입구측의 제2 냉각수 라인이 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 배터리 입구측의 제2 냉각수 라인에 제3 전동식 워터펌프가 설치되고,
    상기 배터리 출구측의 제2 냉각수 라인이 냉각수 히터와 배터리용 칠러를 거쳐 ADAS 부품으로 연결되며,
    상기 배터리용 칠러와 ADAS 부품 사이의 제2 냉각수 라인에서 냉각수 바이패스 라인이 분기되어 상기 제3 전동식 워터펌프 입구측의 제2 냉각수 라인으로 연결되고,
    상기 제2 냉각수 라인에서 바이패스 라인이 분기되는 분기점 위치에 3-웨이 밸브인 제1 냉각수 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  11. 청구항 3에 있어서,
    상기 전장 부품용 칠러를 거쳐 합관을 위해 에어컨 시스템의 냉매 라인으로 연결되는 히트 펌프 시스템의 냉매 라인 도중에 냉매와 외기 간 열교환이 이루어지는 흡열기가 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  12. 청구항 4에 있어서,
    상기 내부 응축기의 출구에 연결된 히트 펌프 시스템의 냉매 라인이,
    냉매를 팽창하는 제3 팽창밸브, 및 상기 제3 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매와 전장 부품의 냉각을 위한 냉각수 사이의 열교환이 이루어지는 전장 부품용 칠러를 거쳐, 상기 압축기의 제2 입구로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 전장 부품용 칠러를 거쳐 상기 압축기의 제2 입구로 연결되는 히트 펌프 시스템의 냉매 라인 도중에 냉매와 외기 간 열교환이 이루어지는 흡열기가 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  14. 청구항 11 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 히트 펌프 시스템의 냉매 라인에서 상기 흡열기의 입구측 위치와 출구측 위치 사이에 냉매가 흡열기를 바이패스하도록 하기 위한 냉매 바이패스 라인이 설치되고, 상기 히트 펌프 시스템의 냉매 라인에서 냉매 바이패스 라인이 분기되는 분기점 위치에 3-웨이 밸브인 냉매 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 냉매 밸브는 제어기에 의해 제어되고,
    상기 제어기는 흡열기에 설치된 적상 감지 센서를 통해 일정 수준 이상의 적상이 흡열기에서 발생한 것으로 판단한 경우 냉매가 상기 냉매 바이패스 라인을 따라 흐르도록 냉매 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  16. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 전장 부품은 차량을 구동하기 위한 구동원인 구동모터, 이 구동모터를 구동하고 제어하기 위한 인버터, 배터리 충전을 위한 충전기, 및 저전압 DC-DC 컨버터(Low voltage DC-DC Conveter, LDC) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 구동모터는 오일 쿨러와의 사이에 순환되는 오일에 의해 냉각되고,
    상기 오일 쿨러에서 오일은 상기 전장 부품의 냉각을 위한 냉각수와의 열교환에 의해 냉각되며,
    상기 구동모터와 오일 쿨러 사이에 구동모터에서 오일 쿨러로의 오일 흐름을 선택적으로 차단하기 위한 오일 바이패스 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  18. 청구항 5에 있어서,
    차량을 구동하기 위한 구동모터가 오일 쿨러와의 사이에 순환되는 오일에 의해 냉각되고,
    상기 오일 쿨러에서 오일은 상기 제2 냉각수 라인을 따라 순환되는 배터리 냉각수와의 열교환에 의해 냉각되며,
    상기 구동모터와 오일 쿨러 사이에는 구동모터에서 오일 쿨러로의 오일 흐름을 선택적으로 차단하기 위한 오일 바이패스 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  19. 청구항 4에 있어서,
    상기 에어컨 시스템의 냉매 라인을 따라 순환하는 냉매와, 상기 히트 펌프 시스템의 냉매 라인을 따라 순환하는 냉매로는 서로 다른 종류의 냉매가 사용되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
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