KR20230174788A - Battery thermal management system for hybrid vehicle - Google Patents

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KR20230174788A
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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템에 관한 것으로, 제1열교환매체가 순환되며 배터리모듈과 열교환하는 열관리유닛과, 제2열교환매체가 순환되며 배기가스로부터 열을 회수하는 배기열회수유닛과, 배기열회수유닛으로부터 제2열교환매체를 전달받아 실내를 난방하는 실내난방유닛 및 배기열회수유닛으로부터 분기되고, 배터리모듈의 온도가 상승되도록 제2열교환매체를 제1열교환매체와 열교환시키는 제1가열유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a battery thermal management system for a hybrid vehicle, comprising: a thermal management unit that circulates a first heat exchange medium and exchanges heat with the battery module; an exhaust heat recovery unit that recovers heat from exhaust gas through which a second heat exchange medium circulates; and an exhaust heat recovery unit. It branches off from an indoor heating unit and an exhaust heat recovery unit that receive the second heat exchange medium from the interior and heat the room, and includes a first heating unit that heat exchanges the second heat exchange medium with the first heat exchange medium to increase the temperature of the battery module. It is characterized by

Description

하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템{BATTERY THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE}Battery thermal management system for hybrid vehicles {BATTERY THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리모듈의 출력 효율 및 연비를 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a battery thermal management system for a hybrid vehicle, and more specifically, to a battery thermal management system for a hybrid vehicle that can improve the output efficiency and fuel efficiency of the battery module.

일반적으로, 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)은 서로 다른 두 종류 이상의 구동원을 사용하는 차량으로서, 일반적으로 연료를 연소시켜 구동력을 생성하는 엔진과, 배터리의 전기에너지로 구동력을 생성하는 모터에 의해 구동되는 차량을 의미한다.In general, a hybrid vehicle (Hybrid Electric Vehicle, HEV) is a vehicle that uses two or more different types of drive sources, typically an engine that generates driving force by burning fuel and a motor that generates driving force with electric energy from a battery. It refers to a vehicle that is driven.

이러한 하이브리드 차량의 고전압 배터리모듈은 12V의 저전압 배터리와, 100V~400V의 고전압 배터리가 하나의 모듈로 구성되어 있다.The high-voltage battery module of these hybrid vehicles consists of a low-voltage battery of 12V and a high-voltage battery of 100V to 400V in one module.

그러나 종래의 하이브리드 차량에는 이러한 배터리모듈의 과열에 따른 열화를 사전 방지하기 위한 저용량 공랭식 냉각시스템(Air-cooledcoolingsystem)만이 설치되어 있을 뿐, 배터리모듈의 열관리를 능동적으로 수행할 수 있는 시스템이 별도로 마련되어 있지 않다.However, conventional hybrid vehicles are only equipped with a low-capacity air-cooled cooling system to prevent deterioration due to overheating of the battery module, and there is no separate system to actively perform thermal management of the battery module. not.

또한, 종래의 하이브리드 차량은 약 -7℃의 저온 환경구간에서는 탑승자의 실내공간의 내부 온도를 올리기 위해 저전압 배터리의 전원 공급을 통해 PTC Heater를 작동시키게 된다. 그러나 이와 같이 초기 시동 조건에서 저전압 배터리를 지속적으로 사용하는 경우, 고전압 배터리측에서 저전압 배터리측으로의 충전량이 증가되고, 결국 차량을 구동하기 위한 고전압배터리의 효율이 감소되는 문제점이 발생한다. 이에 따라 현재 하이브리드 차량에서는 저온환경에서 상온(약 25℃)보다 엔진 내부에 분사되는 연료량을 증가시켜 엔진 냉각수 온도를 80℃ 근방까지 최대한 빨리 승온시킨 후, 승온된 냉각수를 히터 코어를 통해 순환시켜 실내 온도를 증가시킨다. 그러나, 이 과정에서 과도한 연료의 소모로 인해 이산화탄소의 배출이 증가하고, 연비가 저하되는 문제점이 추가적으로 발생된다. In addition, a conventional hybrid vehicle operates the PTC heater through power supply from a low-voltage battery to raise the internal temperature of the passenger's interior space in a low-temperature environment section of about -7°C. However, if the low-voltage battery is continuously used in such initial starting conditions, the amount of charge from the high-voltage battery to the low-voltage battery increases, which ultimately causes a problem in that the efficiency of the high-voltage battery for driving the vehicle is reduced. Accordingly, in current hybrid vehicles, the amount of fuel injected inside the engine is increased from room temperature (about 25℃) in low-temperature environments to raise the engine coolant temperature to around 80℃ as quickly as possible, and then the increased coolant is circulated through the heater core to cool the interior. Increase the temperature. However, in this process, excessive fuel consumption causes additional problems such as increased carbon dioxide emissions and decreased fuel efficiency.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0068893호(2013.06.26 공개, 발명의 명칭: 하이브리드 차량의 전기장치 냉각시스템)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2013-0068893 (published on June 26, 2013, title of the invention: Electric device cooling system for hybrid vehicle).

본 발명은 배터리모듈의 출력 효율 및 연비를 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a battery thermal management system for a hybrid vehicle that can improve the output efficiency and fuel efficiency of the battery module.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템은: 제1열교환매체가 순환되며 배터리모듈과 열교환하는 열관리유닛과; 제2열교환매체가 순환되며 배기가스로부터 열을 회수하는 배기열회수유닛과; 상기 배기열회수유닛으로부터 상기 제2열교환매체를 전달받아 실내를 난방하는 실내난방유닛; 및 상기 배기열회수유닛으로부터 분기되고, 상기 배터리모듈의 온도가 상승되도록 상기 제2열교환매체를 상기 제1열교환매체와 열교환시키는 제1가열유닛;을 포함한다.In order to solve the above-described problem, a battery thermal management system for a hybrid vehicle according to the present invention includes: a thermal management unit in which a first heat exchange medium circulates and exchanges heat with the battery module; an exhaust heat recovery unit that circulates the second heat exchange medium and recovers heat from the exhaust gas; an indoor heating unit that receives the second heat exchange medium from the exhaust heat recovery unit and heats the room; and a first heating unit branched from the exhaust heat recovery unit and heat-exchanging the second heat exchange medium with the first heat exchange medium to increase the temperature of the battery module.

또한, 상기 열관리유닛은, 상기 제1열교환매체가 순환 유동되는 제1순환부; 및 상기 제1순환부에 연결되고, 상기 제1열교환매체를 상기 배터리모듈과 열교환시키는 열관리부재;를 포함한다.Additionally, the heat management unit may include a first circulation section through which the first heat exchange medium circulates; and a heat management member connected to the first circulation unit and heat-exchanging the first heat exchange medium with the battery module.

또한, 상기 배기열회수유닛은, 상기 제2열교환매체가 순환 유동되는 제2순환부; 및 상기 제2순환부와 연결되고, 상기 제2열교환매체를 상기 배기가스와 열교환시키는 배기열회수부재;를 포함한다.In addition, the exhaust heat recovery unit includes a second circulation section through which the second heat exchange medium circulates; and an exhaust heat recovery member connected to the second circulation unit and heat-exchanging the second heat exchange medium with the exhaust gas.

또한, 상기 실내난방유닛은, 상기 제2순환부와 연결되고, 상기 배기열회수부재로부터 배출되는 상기 제2열교환매체가 유동되며 공기를 가열하는 제1히터코어부와; 상기 배터리모듈로부터 전력을 공급받아 공기를 가열하는 가열부재; 및 상기 제1히터코어부와 상기 가열부재에 의해 가열된 공기를 실내로 공급하는 블로워부;를 포함한다.In addition, the indoor heating unit includes a first heater core part connected to the second circulation part and heating air through which the second heat exchange medium discharged from the exhaust heat recovery member flows; A heating member that heats air by receiving power from the battery module; and a blower unit supplying air heated by the first heater core unit and the heating member to the room.

또한, 상기 실내난방유닛은, 엔진과 열교환하는 제4열교환매체가 유동되며 공기를 가열하는 제2히터코어부;를 더 포함한다.In addition, the indoor heating unit further includes a second heater core unit in which a fourth heat exchange medium that exchanges heat with the engine flows and heats the air.

또한, 차량의 실내 온도를 감지하는 실내온도감지유닛; 및 상기 실내온도감지유닛으로부터 감지된 차량의 실내 온도를 기반으로 난방 모드를 결정하고, 결정된 난방 모드에 따라 상기 실내난방유닛의 동작을 제어하는 실내난방제어유닛;을 더 포함한다.Additionally, an indoor temperature sensing unit that detects the indoor temperature of the vehicle; and an interior heating control unit that determines a heating mode based on the interior temperature of the vehicle detected by the interior temperature detection unit and controls the operation of the interior heating unit according to the determined heating mode.

또한, 상기 실내난방제어유닛은, 상기 실내온도감지유닛으로부터 감지된 차량의 실내 온도가 제1설정실내온도 이하인 경우, 상기 엔진의 연료 분사량을 증가시키고, 상기 가열부재를 동작시키는 난방촉진모드;를 실행하고, 상기 실내온도감지유닛으로부터 감지된 차량의 실내 온도가 제2설정실내온도 이상인 경우, 상기 엔진의 연료 분사량을 감소시키고, 상기 가열부재의 동작을 중지시키는 정상난방모드;를 실행한다.In addition, the indoor heating control unit is configured to operate a heating promotion mode in which, when the indoor temperature of the vehicle detected by the indoor temperature detection unit is below the first set indoor temperature, the fuel injection amount of the engine is increased and the heating member is operated. Execute, and when the indoor temperature of the vehicle detected by the indoor temperature detection unit is higher than the second set indoor temperature, a normal heating mode is executed in which the fuel injection amount of the engine is reduced and the operation of the heating member is stopped.

또한, 상기 제1가열유닛은, 상기 제1순환부와 상기 제2순환부에 연결되고, 상기 배기열회수부재로부터 배출되는 상기 제2열교환매체를 상기 제1순환부로 전달하는 제1가열전달부와; 상기 제1순환부와 상기 제2순환부에 연결되고, 상기 열관리부재로부터 배출되는 상기 제2열교환매체를 상기 제2순환부로 회수하는 제1가열회수부; 및 상기 제1가열전달부 및 상기 제1가열회수부를 선택적으로 개폐하는 제1가열개폐부;를 포함한다.In addition, the first heating unit includes a first heat transfer unit that is connected to the first circulation unit and the second circulation unit and transfers the second heat exchange medium discharged from the exhaust heat recovery member to the first circulation unit; ; a first heat recovery unit connected to the first circulation unit and the second circulation unit, and recovering the second heat exchange medium discharged from the heat management member to the second circulation unit; and a first heating opening/closing unit that selectively opens and closes the first heat transfer unit and the first heat recovery unit.

또한, 상기 배터리모듈의 온도를 감지하는 감지유닛; 및 상기 감지유닛으로부터 측정된 상기 배터리모듈의 온도 변화에 기반하여 열관리모드를 결정하고, 결정된 열관리모드에 따라 상기 제1가열유닛의 동작을 제어하는 제어유닛;을 더 포함한다.Additionally, a sensing unit that detects the temperature of the battery module; and a control unit that determines a thermal management mode based on the temperature change of the battery module measured by the sensing unit and controls the operation of the first heating unit according to the determined thermal management mode.

또한, 상기 제어유닛은, 상기 감지유닛으로부터 감지된 상기 배터리모듈의 온도가 제1설정온도 미만인 경우, 상기 제1가열유닛을 동작시키는 제1가열모드;를 실행한다.Additionally, the control unit executes a first heating mode in which the first heating unit is operated when the temperature of the battery module detected by the sensing unit is below the first set temperature.

또한, 상기 제어유닛은, 상기 감지유닛으로부터 감지된 상기 배터리모듈의 온도가 상기 제1설정온도 이상 제2설정온도 미만인 경우, 상기 제1가열유닛의 동작을 중지시키는 제1완충모드;를 실행한다.In addition, the control unit executes a first buffering mode that stops the operation of the first heating unit when the temperature of the battery module detected by the sensing unit is greater than the first set temperature and less than the second set temperature. .

본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템은 제1가열유닛, 제2가열유닛 및 냉각유닛을 통한 열관리모드에 의해 배터리모듈의 온도를 최적 효율 구간에서 능동적으로 유지시킴에 따라 과열, 과냉으로 인한 배터리모듈의 성능 저하를 방지할 수 있다. The battery thermal management system for a hybrid vehicle according to the present invention actively maintains the temperature of the battery module in the optimal efficiency range through a thermal management mode through the first heating unit, the second heating unit, and the cooling unit, thereby preventing the battery module from overheating or overcooling. Performance degradation can be prevented.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템은 실내난방유닛이 배기가스로부터 회수되는 열을 실내 난방을 위한 추가적인 열원으로 활용하도록 구성됨에 따라 실내의 온도를 보다 신속하게 상승시킬 수 있고, 저온 환경에서 실내 온도의 빠른 웜업을 위한 초기 연료의 소모량 및 전력 소모량을 줄여 연비 성능 저하 및 배터리모듈의 전력 효율 저하를 방지할 수 있다.In addition, the battery thermal management system for a hybrid vehicle according to the present invention is configured to use the heat recovered from the exhaust gas as an additional heat source for indoor heating, so that the indoor temperature can be raised more quickly and in a low-temperature environment. By reducing initial fuel consumption and power consumption for quick warm-up of indoor temperature, it is possible to prevent deterioration in fuel efficiency and power efficiency of the battery module.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내난방유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내난방제어유닛에 의한 난방 모드의 작동 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어유닛에 의한 열관리모드의 작동 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1가열모드의 동작 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2가열모드의 동작 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각모드의 동작 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
1 is a block diagram schematically showing the configuration of a battery thermal management system for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram schematically showing the configuration of a battery thermal management system for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram schematically showing the configuration of an indoor heating unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart schematically showing the operation process of the heating mode by the indoor heating control unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flowchart schematically showing the operation process of the thermal management mode by the control unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram schematically showing the operating state of the first heating mode according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram schematically showing the operating state of the second heating mode according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram schematically showing the operating state of the cooling mode according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템의 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a battery thermal management system for a hybrid vehicle according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of lines or sizes of components shown in the drawing may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

또한, 본 명세서에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 접속)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(또는 구비)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 "포함(또는 구비)"할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, in this specification, when a part is said to be "connected (or connected)" to another part, this does not only mean that it is "directly connected (or connected)" but also "connected (or connected)" with another member in between. Also includes cases where there is an “indirect connection (or connection).” In this specification, when a part is said to “include (or include)” a certain component, this does not exclude other components, unless specifically stated to the contrary, but rather “includes (or includes)” other components. It means you can do it.

또한, 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다. 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 특정 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 그 부호들은 다른 도면을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 특정 도면에 참조 부호가 표시되지 않은 부분이 있더라도, 그 부분은 다른 도면들을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 본 출원의 도면들에 포함된 세부 구성요소들의 개수, 형상, 크기 및 크기의 상대적인 차이 등은 이해의 편의를 위해 설정된 것으로서, 실시예들을 제한하지 않으며 다양한 형태로 구현될 수 있다.Additionally, the same reference numerals may refer to the same components throughout this specification. Even if the same or similar reference signs are not mentioned or explained in a particular drawing, the numbers may be explained based on other drawings. Additionally, even if there are parts that are not indicated by reference signs in a specific drawing, those parts can be explained based on other drawings. In addition, the number, shape, size, and relative differences in size of detailed components included in the drawings of the present application are set for convenience of understanding, do not limit the embodiments, and may be implemented in various forms.

또한, 본 명세서 전체에 걸쳐 서술되는 하이브리드 차량은 엔진의 기계적인 동력과 모터의 전기적인 동력을 제어하여 주행하는 일반적인 하이브리드 차량 이외에도 외부의 전력을 이용하여 배터리모듈(10)의 충전을 수행할 수 있는 플러그인 하이브리드 차량일 수 있다.In addition, the hybrid vehicle described throughout this specification is a vehicle that can charge the battery module 10 using external power in addition to a general hybrid vehicle that runs by controlling the mechanical power of the engine and the electrical power of the motor. It may be a plug-in hybrid vehicle.

또한, 배터리모듈(10)은 하이브리드 차량의 모터 구동을 위한 동력을 제공하는 구성으로서, 배터리케이스(미도시) 및 배터리케이스내에 장착된 다수개의 단위배터리(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.Additionally, the battery module 10 is a component that provides power for driving the motor of a hybrid vehicle, and may include a battery case (not shown) and a plurality of unit batteries (not shown) mounted within the battery case.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a battery thermal management system for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of a battery thermal management system for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. .

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템은 열관리유닛(100), 배기열회수유닛(200), 사이클유닛(300), 실내난방유닛(400), 제1가열유닛(500), 제2가열유닛(600), 냉각유닛(700), 감지유닛(800), 제어유닛(900)을 포함한다.1 and 2, the battery heat management system for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes a heat management unit 100, an exhaust heat recovery unit 200, a cycle unit 300, an interior heating unit 400, and a heat management unit 100. It includes a first heating unit 500, a second heating unit 600, a cooling unit 700, a sensing unit 800, and a control unit 900.

열관리유닛(100)은 제1열교환매체(A)가 순환되며 배터리모듈(10)과 열교환한다. 즉, 열관리유닛(100)은 제1열교환매체(A)와 배터리모듈(10)간의 열교환 작용에 의해 배터리모듈(10)의 온도를 조절하는 기능을 수행한다. The heat management unit 100 circulates the first heat exchange medium (A) and exchanges heat with the battery module 10. That is, the heat management unit 100 performs the function of controlling the temperature of the battery module 10 by heat exchange between the first heat exchange medium (A) and the battery module 10.

여기서 제1열교환매체(A)는 열교환 작용에 의해 열에너지를 운반할 수 있는 다양한 종류의 냉각수, 액체 냉매, 기체 냉매 등으로 예시될 수 있다.Here, the first heat exchange medium (A) may be exemplified by various types of coolant, liquid refrigerant, gas refrigerant, etc. that can transport heat energy through heat exchange.

본 발명의 일 실시예에 따른 열관리유닛(100)은 제1순환부(110), 열관리부재(120), 칠러부(130)를 포함한다.The thermal management unit 100 according to an embodiment of the present invention includes a first circulation unit 110, a thermal management member 120, and a chiller unit 130.

제1순환부(110)는 열관리유닛(100)을 순환하는 제1열교환매체(A)의 유동을 안내한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1순환부(110)는 내부를 통해 제1열교환매체(A)가 유동될 수 있는 관의 형태를 갖도록 형성된다. 제1순환부(110)는 연장 방향을 따라 제1열교환매체(A)가 순환 유동될 수 있도록 후술하는 열관리부재(120) 및 칠러부(130)와 함께 폐유로를 형성한다. 제1순환부(110)의 구체적인 길이, 배열 등은 차량의 구조, 열관리부재(120) 및 칠러부(130)의 설치 위치 등에 따라 다양하게 설계 변경이 가능하다.The first circulation unit 110 guides the flow of the first heat exchange medium (A) circulating through the heat management unit 100. The first circulation unit 110 according to an embodiment of the present invention is formed to have the shape of a pipe through which the first heat exchange medium (A) can flow. The first circulation unit 110 forms a closed flow path together with the heat management member 120 and the chiller unit 130, which will be described later, so that the first heat exchange medium (A) can circulate and flow along the extension direction. The specific length and arrangement of the first circulation unit 110 can be changed in various ways depending on the structure of the vehicle, the installation location of the heat management member 120 and the chiller unit 130, etc.

제1순환부(110)에는 제1열교환매체(A)가 제1순환부(110)를 따라 원활하게 유동될 수 있도록 제1열교환매체(A)에 유동력을 제공하는 제1순환펌프(111)가 설치될 수 있다. The first circulation part 110 includes a first circulation pump 111 that provides flow force to the first heat exchange medium (A) so that the first heat exchange medium (A) can flow smoothly along the first circulation part 110. ) can be installed.

열관리부재(120)는 제1순환부(110)에 연결되고, 제1열교환매체(A)를 배터리모듈(10)과 열교환시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 열관리부재(120)는 배터리모듈(10)과 마주보게 설치되어 배터리모듈(10)의 열관리를 수행하는 다양한 종류의 냉각 플레이트로 예시될 수 있다. 열관리부재(120)의 내부에는 제1순환부(110)로부터 유입된 제1열교환매체(A)를 열관리부재(120)의 면적 전체를 순환시키며 배터리모듈(10)과의 열교환 작용을 유도하는 열교환유로(121)이 형성된다. 열교환유로(121)은 양측이 각각 제1순환부(110)와 연결된다. 열교환유로(121)은 일측을 통해 제1순환부(110)로부터 후술하는 칠러부(130)로부터 배출되는 제1열교환매체(A)를 내부로 전달받는다. 열관리유로(121)는 타측을 통해 배터리모듈(10)과의 열교환이 완료된 제1열교환매체(A)를 제1순환부(110)로 다시 전달한다.The heat management member 120 is connected to the first circulation unit 110 and exchanges heat with the first heat exchange medium (A) with the battery module 10. The thermal management member 120 according to an embodiment of the present invention may be exemplified by various types of cooling plates that are installed to face the battery module 10 and perform thermal management of the battery module 10. Inside the heat management member 120, the first heat exchange medium (A) introduced from the first circulation unit 110 circulates throughout the entire area of the heat management member 120 and induces a heat exchange action with the battery module 10. A flow path 121 is formed. Both sides of the heat exchange passage 121 are connected to the first circulation section 110, respectively. The heat exchange passage 121 receives the first heat exchange medium (A) discharged from the chiller unit 130, which will be described later, from the first circulation unit 110 to the inside through one side. The heat management passage 121 delivers the first heat exchange medium (A), which has completed heat exchange with the battery module 10, back to the first circulation unit 110 through the other side.

칠러부(130)는 열관리부재(120)와 이격되게 배치되고, 제1순환부(110)와 연결된다. 칠러부(130)는 제1순환부(110)로부터 전달받은 제1열교환매체(A)와, 후술하는 제2가열유닛(600) 또는 냉각유닛(700)을 따라 유동되는 제3열교환매체(C)를 열교환시켜 열관리부재(120)로 전달되는 제1열교환매체(A)를 가열하거나 냉각시키는 기능을 수행한다. The chiller unit 130 is arranged to be spaced apart from the heat management member 120 and is connected to the first circulation unit 110. The chiller unit 130 includes a first heat exchange medium (A) delivered from the first circulation unit 110, and a third heat exchange medium (C) flowing along the second heating unit 600 or cooling unit 700, which will be described later. ) performs the function of heating or cooling the first heat exchange medium (A) delivered to the heat management member 120 by heat exchanging.

본 발명의 일 실시예에 따른 칠러부(130)는 내부에 서로 독립된 제1칠러유로(131) 및 제2칠러유로(132)가 형성된 다양한 종류의 열교환기로 예시될 수 있다. 제1칠러유로(131)는 양단부가 제1순환부(110)와 연결되어 제1순환부(110)를 유동하는 제1열교환매체(A)를 칠러부(130)의 내부로 유입시키고, 칠러부(130)로부터 배출되는 제1열교환매체(A)를 제1순환부(110)로 다시 전달한다. 제2칠러유로(132)는 양단부가 후술하는 제2가열유닛(600) 및 냉각유닛(700)과 연결되어 제2가열유닛(600) 및 냉각유닛(700)을 유동하는 제3열교환매체(C)를 칠러부(130)의 내부로 유입시키고, 칠러부(130)로부터 배출되는 제3열교환매체(C)를 제2가열유닛(600) 및 냉각유닛(700)으로 다시 전달한다. 제1칠러유로(131)와 제2칠러유로(132)는 서로 인접하게 배치되어 내부를 유동하는 제1열교환매체(A)와 제3열교환매체(C)간의 열교환 작용을 유도한다.The chiller unit 130 according to an embodiment of the present invention may be exemplified by various types of heat exchangers having a first chiller passage 131 and a second chiller passage 132 that are independent of each other formed therein. The first chiller passage 131 is connected at both ends to the first circulation section 110 to allow the first heat exchange medium (A) flowing through the first circulation section 110 to flow into the chiller section 130, and The first heat exchange medium (A) discharged from the unit 130 is delivered back to the first circulation unit 110. The second chiller passage 132 is connected at both ends to the second heating unit 600 and the cooling unit 700, which will be described later, and contains a third heat exchange medium (C) flowing through the second heating unit 600 and the cooling unit 700. ) is introduced into the chiller unit 130, and the third heat exchange medium (C) discharged from the chiller unit 130 is delivered back to the second heating unit 600 and the cooling unit 700. The first chiller passage 131 and the second chiller passage 132 are arranged adjacent to each other and induce a heat exchange action between the first heat exchange medium (A) and the third heat exchange medium (C) flowing inside.

배기열회수유닛(200)은 제2열교환매체(B)가 순환되며 차량의 배기가스(G)로부터 열을 회수한다. 즉, 배기열회수유닛(200)은 제2열교환매체(B)를 매개로 엔진의 구동에 따라 배출되는 배기가스(G)로부터 열에너지를 수집하는 기능을 수행한다.The exhaust heat recovery unit 200 recovers heat from the exhaust gas (G) of the vehicle as the second heat exchange medium (B) circulates. That is, the exhaust heat recovery unit 200 performs the function of collecting heat energy from the exhaust gas (G) discharged as the engine is driven through the second heat exchange medium (B).

여기서, 제2열교환매체(B)는 열교환 작용에 의해 열에너지를 운반할 수 있는 다양한 종류의 냉각수, 액체 냉매, 기체 냉매 등으로 예시될 수 있다. 또한, 제2열교환매체(B)는 제1열교환매체(A)와 동일한 열교환매체일 수 있다.Here, the second heat exchange medium (B) may be exemplified by various types of coolant, liquid refrigerant, gas refrigerant, etc. that can transport heat energy through heat exchange. Additionally, the second heat exchange medium (B) may be the same heat exchange medium as the first heat exchange medium (A).

본 발명의 일 실시예에 따른 배기열회수유닛(200)은 제2순환부(210), 배기열회수부재(220)를 포함한다.The exhaust heat recovery unit 200 according to an embodiment of the present invention includes a second circulation unit 210 and an exhaust heat recovery member 220.

제2순환부(210)는 배기열회수유닛(200)을 순환하는 제2열교환매체(B)의 유동을 안내한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2순환부(210)는 내부를 통해 제2열교환매체(B)가 유동될 수 있는 관의 형태를 갖도록 형성된다. 제2순환부(210)는 연장 방향을 따라 제2열교환매체(B)가 순환 유동될 수 있도록 후술하는 배기열회수부재(220)와 함께 폐유로를 형성한다. 제2순환부(210)의 구체적인 길이, 배열 등은 차량의 구조, 배기열회수부재(220)의 설치 위치 등에 따라 다양하게 설계 변경이 가능하다.The second circulation unit 210 guides the flow of the second heat exchange medium (B) circulating through the exhaust heat recovery unit 200. The second circulation unit 210 according to an embodiment of the present invention is formed to have the shape of a pipe through which the second heat exchange medium (B) can flow. The second circulation unit 210 forms a waste passage with the exhaust heat recovery member 220, which will be described later, so that the second heat exchange medium (B) can circulate in the extending direction. The specific length and arrangement of the second circulation unit 210 can be changed in various ways depending on the structure of the vehicle, the installation location of the exhaust heat recovery member 220, etc.

제2순환부(210)에는 제2열교환매체(B)가 제2순환부(210)를 따라 원활하게 유동될 수 있도록 제2열교환매체(B)에 유동력을 제공하는 제2순환펌프(211)가 설치될 수 있다. The second circulation part 210 includes a second circulation pump 211 that provides flow force to the second heat exchange medium (B) so that the second heat exchange medium (B) can flow smoothly along the second circulation part 210. ) can be installed.

배기열회수부재(220)는 제2순환부(210)와 연결되고, 제2순환부(210)로부터 전달받은 제2열교환매체(B)와, 배기 매니폴드(미도시)로부터 전달받은 배기가스(G)를 열교환시켜 제2열교환매체(B)를 가열하는 기능을 수행한다. The exhaust heat recovery member 220 is connected to the second circulation unit 210, and receives the second heat exchange medium (B) from the second circulation unit 210 and the exhaust gas (not shown) received from the exhaust manifold (not shown). It performs the function of heating the second heat exchange medium (B) by heat exchanging G).

본 발명의 일 실시예에 따른 배기열회수부재(220)는 내부에 서로 독립된 제1배기유로(221) 및 제2배기유로(222)가 형성된 다양한 종류의 열교환기로 예시될 수 있다. 제1배기유로(221)는 양단부가 제2순환부(210)와 연결되어 제2순환부(210)를 유동하는 제2열교환매체(B)를 배기열회수부재(220)의 내부로 유입시키고, 배기열회수부재(220)로부터 배출되는 제2열교환매체(B)를 제2순환부(210)로 다시 전달한다. 제2배기유로(222)는 양단부가 배기 매니폴드와 연결되어 배기 매니폴드를 유동하는 배기가스(G)를 배기열회수부재(220)의 내부로 유입시키고, 배기열회수부재(220)로부터 배출되는 배기가스(G)를 배기 매니폴드로 다시 전달한다. 제1배기유로(221)와 제2배기유로(222)는 서로 인접하게 배치되어 내부를 유동하는 제2열교환매체(B)와 배기가스(G)간의 열교환 작용을 유도한다. The exhaust heat recovery member 220 according to an embodiment of the present invention may be exemplified by various types of heat exchangers having a first exhaust flow path 221 and a second exhaust flow path 222 that are independent of each other formed therein. The first exhaust passage 221 is connected at both ends to the second circulation unit 210 to allow the second heat exchange medium (B) flowing through the second circulation unit 210 to flow into the exhaust heat recovery member 220, The second heat exchange medium (B) discharged from the exhaust heat recovery member 220 is delivered back to the second circulation unit 210. The second exhaust flow path 222 is connected at both ends to the exhaust manifold to allow the exhaust gas (G) flowing through the exhaust manifold to flow into the interior of the exhaust heat recovery member 220, and to allow the exhaust gas discharged from the exhaust heat recovery member 220. Delivers gas (G) back to the exhaust manifold. The first exhaust passage 221 and the second exhaust passage 222 are arranged adjacent to each other to induce heat exchange between the second heat exchange medium (B) and the exhaust gas (G) flowing inside.

사이클유닛(300)은 제3열교환매체(C)가 순환 유동되는 제3순환부(310)와, 제3순환부(310)를 유동하는 제3열교환매체(C)를 고온, 고압의 기체 상태로 압축하는 압축기(320), 외부로 열을 방출하여 압축된 제3열교환매체(C)를 액체 상태로 응축시키는 응축기(330), 응축기(330)에서 응축된 제3열교환매체(C)를 저온, 저압의 액체 상태로 팽창시키는 팽창밸브(340) 및 외부로부터 열을 흡수하여 팽창밸브(340)에서 팽창된 제3열교환매체(C)를 기체 상태로 증발시키는 증발기(350)를 포함하여 구성된다. 또한, 압축기(320)와 증발기(350)의 사이에는 기체 상태의 제3열교환매체(C)만을 압축기(320)로 전달하는 어큐뮬레이터(360)가 설치되고, 응축기(330)와 팽창밸브(340)의 사이에는 액체 상태의 제3열교환매체(C)만을 팽창밸브(340)로 전달하는 리시버 드라이어(370)가 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클유닛(300)은 차량에 설치되는 공조 장치, 전장부품의 냉각 장치 등으로 예시될 수 있다. 여기서, 제3열교환매체(C)는 열교환 작용에 의해 열에너지를 운반할 수 있는 다양한 종류의 냉각수, 액체 냉매, 기체 냉매 등으로 예시될 수 있다.The cycle unit 300 has a third circulation part 310 in which the third heat exchange medium (C) circulates and flows, and the third heat exchange medium (C) flowing in the third circulation part 310 in a high temperature and high pressure gaseous state. A compressor 320 that compresses, a condenser 330 that radiates heat to the outside and condenses the compressed third heat exchange medium (C) into a liquid state, and a low temperature condensed third heat exchange medium (C) in the condenser 330. , It is configured to include an expansion valve 340 that expands to a low-pressure liquid state and an evaporator 350 that absorbs heat from the outside and evaporates the third heat exchange medium (C) expanded in the expansion valve 340 into a gaseous state. . In addition, an accumulator 360 is installed between the compressor 320 and the evaporator 350 to transfer only the gaseous third heat exchange medium (C) to the compressor 320, and the condenser 330 and the expansion valve 340 A receiver dryer 370 that delivers only the third heat exchange medium (C) in a liquid state to the expansion valve 340 may be installed between the. The cycle unit 300 according to an embodiment of the present invention may be exemplified by an air conditioning device installed in a vehicle, a cooling device for electrical components, etc. Here, the third heat exchange medium (C) may be exemplified by various types of coolant, liquid refrigerant, gas refrigerant, etc. that can transport heat energy through heat exchange.

실내난방유닛(400)은 배기열회수유닛(200)으로부터 제2열교환매체(B)를 전달받아 실내를 난방한다. 보다 구체적으로, 실내난방유닛(400)은 엔진(20)으로부터 발생되는 열을 이용하는 기존 실내난방장치에서 배기열회수유닛(200)으로부터 회수된 열을 추가적인 열원으로 활용하여 실내를 난방하는 구성에 해당한다.The indoor heating unit 400 receives the second heat exchange medium (B) from the exhaust heat recovery unit 200 and heats the indoor space. More specifically, the indoor heating unit 400 corresponds to a configuration that heats the room by utilizing the heat recovered from the exhaust heat recovery unit 200 as an additional heat source in an existing indoor heating device that uses heat generated from the engine 20. .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내난방유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.Figure 3 is a diagram schematically showing the configuration of an indoor heating unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 실내난방유닛(400)은 제1히터코어부(410), 제2히터코어부(420), 가열부재(430), 블로워부(440), 실내온도감지유닛(450), 실내난방제어유닛(460)를 포함한다.The indoor heating unit 400 according to an embodiment of the present invention includes a first heater core unit 410, a second heater core unit 420, a heating member 430, a blower unit 440, and an indoor temperature sensing unit ( 450), including an indoor heating control unit 460.

제1히터코어부(410)는 제2순환부(210)와 연결되고, 제2순환부(210)로부터 배기열회수부재(220)로부터 배출되는 제2열교환매체(B)를 전달받는다 제1히터코어부(410)는 내부에서 제2열교환매체(B)가 유동되며 열교환 작용에 의해 실내난방유닛(400) 내부의 공기를 가열한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1히터코어부(410)는 내부에 제1난방유로(411)가 형성된 다양한 종류의 열교환기로 예시될 수 있다. 제1난방유로(411)는 양단부가 제2순환부(210)와 연결되어 제2순환부(210)를 유동하는 제2열교환매체(B)를 제1히터코어부(410)의 내부로 유입시키고, 제1히터코어부(410)로부터 배출되는 제2열교환매체(B)를 제2순환부(210)로 다시 전달한다. 이 과정에서 제1난방유로(411)는 내부를 유동하는 제2열교환매체(B)와 실내난방유닛(400) 내부의 공기의 열교환 작용을 유도하여 공기를 가열한다. The first heater core unit 410 is connected to the second circulation unit 210, and receives the second heat exchange medium (B) discharged from the exhaust heat recovery member 220 from the second circulation unit 210. First heater The core portion 410 has a second heat exchange medium (B) flowing therein and heats the air inside the indoor heating unit 400 through a heat exchange action. The first heater core unit 410 according to an embodiment of the present invention may be exemplified by various types of heat exchangers having a first heating passage 411 formed therein. The first heating passage 411 is connected at both ends to the second circulation unit 210 to introduce the second heat exchange medium (B) flowing through the second circulation unit 210 into the first heater core unit 410. and the second heat exchange medium (B) discharged from the first heater core unit 410 is delivered back to the second circulation unit 210. In this process, the first heating passage 411 heats the air by inducing heat exchange between the second heat exchange medium (B) flowing inside and the air inside the indoor heating unit 400.

제2히터코어부(420)는 엔진(20)과의 열교환 작용에 의해 엔진(20)으로부터 발생되는 열을 흡수하는 제4열교환매체(D)가 순환 유동되는 엔진냉각라인(21)과 연결되고, 엔진냉각라인(21)으로부터 제4열교환매체(D)를 전달받는다. 제2히터코어부(420)는 내부에서 제4열교환매체(D)가 유동되며 열교환 작용에 의해 실내난방유닛(400) 내부의 공기를 가열한다. 여기서, 제4열교환매체(D)는 열교환 작용에 의해 열에너지를 운반할 수 있는 다양한 종류의 냉각수, 액체 냉매, 기체 냉매 등으로 예시될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2히터코어부(420)는 내부에 제2난방유로(421)가 형성된 다양한 종류의 열교환기로 예시될 수 있다. 제2난방유로(421)는 양단부가 엔진냉각라인(21)과 연결되어 엔진냉각라인(21)을 유동하는 제4열교환매체(D)를 제2히터코어부(420)의 내부로 유입시키고, 제2히터코어부(420)로부터 배출되는 제4열교환매체(D)를 엔진냉각라인(21)으로 다시 전달한다. 제2난방유로(421)는 내부를 유동하는 제4열교환매체(D)와 실내난방유닛(400) 내부의 공기의 열교환 작용을 유도하여 공기를 가열한다.The second heater core unit 420 is connected to the engine cooling line 21 through which the fourth heat exchange medium (D), which absorbs heat generated from the engine 20 through heat exchange with the engine 20, circulates. , the fourth heat exchange medium (D) is delivered from the engine cooling line (21). The fourth heat exchange medium (D) flows inside the second heater core unit 420 and heats the air inside the indoor heating unit 400 through a heat exchange action. Here, the fourth heat exchange medium (D) may be exemplified by various types of coolant, liquid refrigerant, gas refrigerant, etc. that can transport heat energy through heat exchange action. The second heater core unit 420 according to an embodiment of the present invention may be exemplified by various types of heat exchangers having a second heating passage 421 formed therein. The second heating passage 421 is connected at both ends to the engine cooling line 21 to allow the fourth heat exchange medium D flowing through the engine cooling line 21 to flow into the second heater core portion 420, The fourth heat exchange medium (D) discharged from the second heater core unit 420 is delivered back to the engine cooling line (21). The second heating passage 421 heats the air by inducing heat exchange between the fourth heat exchange medium D flowing inside and the air inside the indoor heating unit 400.

가열부재(430)는 배터리모듈(10)로부터 전력을 공급받아 실내난방유닛(400) 내부의 공기를 가열한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부재(430)는 배터리모듈(10)과 전기적으로 연결되고, 발열 구동에 의해 배터리모듈(10)로부터 공급되는 전기에너지를 열에너지로 변환하여 출력하는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터 등으로 예시될 수 있다. The heating member 430 receives power from the battery module 10 and heats the air inside the indoor heating unit 400. The heating member 430 according to an embodiment of the present invention is electrically connected to the battery module 10, and converts the electrical energy supplied from the battery module 10 into heat energy by generating heat and outputs positive temperature (PTC) energy. Coefficient) can be exemplified by a heater, etc.

블로워부(440)는 제1히터코어부(410), 제2히터코어부(420) 및 가열부재(430)에 의해 가열된 공기를 실내로 공급한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 블로워부(440)는 실내난방유닛(400) 내부의 가열된 공기를 차량의 실내 공간으로 유동시킬 수 있는 다양한 종류의 송풍 장치로 예시될 수 있다.The blower unit 440 supplies air heated by the first heater core unit 410, the second heater core unit 420, and the heating member 430 to the room. The blower unit 440 according to an embodiment of the present invention may be exemplified as various types of blowing devices that can flow the heated air inside the interior heating unit 400 into the interior space of the vehicle.

실내온도감지유닛(450)은 실내난방유닛(400)의 동작 과정에서 차량의 실내 온도를 감지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 실내온도감지유닛(450)은 차실내에 설치되어 차량의 실내 온도를 감지할 수 있는 다양한 종류의 온도 센서로 예시될 수 있다.The indoor temperature sensing unit 450 detects the indoor temperature of the vehicle during the operation of the indoor heating unit 400. The indoor temperature sensing unit 450 according to an embodiment of the present invention may be exemplified by various types of temperature sensors that are installed inside the vehicle and can detect the indoor temperature of the vehicle.

실내난방제어유닛(460)은 실내온도감지유닛(450)으로부터 감지된 차량의 실내 온도를 기반으로 실내난방유닛(400)의 난방 모드를 결정하고, 결정된 난방 모드에 따라 실내난방유닛(400)의 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 실내난방제어유닛(460)은 가열부재(430), 엔진(20)의 연료 분사 장치와 전기적으로 연결되는 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit), 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), 프로세서(Processor) 또는 SoC(System on Chip)로 구현될 수 있으며, 운영 체제 또는 어플리케이션을 구동하여 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 또한, 실내난방제어유닛(460)은 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행시키고, 그 실행 결과 데이터를 메모리에 저장하도록 구성될 수 있다.The interior heating control unit 460 determines the heating mode of the interior heating unit 400 based on the interior temperature of the vehicle detected by the interior temperature detection unit 450, and operates the interior heating unit 400 according to the determined heating mode. Controls movement. The indoor heating control unit 460 according to an embodiment of the present invention includes a heating member 430, an electronic control unit (ECU) electrically connected to the fuel injection device of the engine 20, and a central processing unit ( CPU: It can be implemented as a Central Processing Unit, Processor, or SoC (System on Chip), and can control multiple hardware or software components by running an operating system or application, and perform various data processing and calculations. It can be done. Additionally, the indoor heating control unit 460 may be configured to execute at least one command stored in the memory and store the execution result data in the memory.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내난방제어유닛(460)에 의한 난방 모드의 작동 과정을 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation process of the heating mode by the indoor heating control unit 460 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내난방제어유닛에 의한 난방 모드의 작동 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.Figure 4 is a flowchart schematically showing the operation process of the heating mode by the indoor heating control unit according to an embodiment of the present invention.

우선, 실내온도감지유닛(450) 차량의 실내 온도를 감지한다(S10).First, the indoor temperature detection unit 450 detects the indoor temperature of the vehicle (S10).

실내난방제어유닛(460)은 실내온도감지유닛(450)으로부터 감지된 온도가 제1설정실내온도(TA) 이하인지 여부를 판단한다(S20). The indoor heating control unit 460 determines whether the temperature detected by the indoor temperature detection unit 450 is below the first set indoor temperature (TA) (S20).

실내온도감지유닛(450)으로부터 감지된 온도가 제1설정실내온도(TA) 이하인 경우, 실내난방제어유닛(460)은 난방촉진모드를 실행한다(S30). 여기서, 제1설정실내온도(TA)는 약 -7℃로 예시될 수 있다.If the temperature detected by the indoor temperature detection unit 450 is below the first set indoor temperature (TA), the indoor heating control unit 460 executes the heating promotion mode (S30). Here, the first set room temperature (TA) may be exemplified to be about -7°C.

보다 구체적으로, 난방촉진모드에서 실내난방제어유닛(460)은 엔진(20)의 연료 분사량을 증가시켜 제2히터코어부(420)로 전달되는 제4열교환매체(D)의 온도가 보다 빠르게 가열되도록 유도한다.More specifically, in the heating promotion mode, the indoor heating control unit 460 increases the fuel injection amount of the engine 20 so that the temperature of the fourth heat exchange medium (D) delivered to the second heater core unit 420 is heated more quickly. encourage it as much as possible.

이와 동시에 난방촉진모드에서 실내난방제어유닛(460)은 가열부재(430)를 동작시킨다.At the same time, the indoor heating control unit 460 operates the heating member 430 in the heating promotion mode.

실내난방유닛(400) 내부의 공기는 제1히터코어부(410)를 유동하는 제2열교환매체(B), 제2히터코어부(420)를 유동하는 제4열교환매체(D) 및 가열부재(430)로부터 발생되는 열에너지에 의해 가열된다.The air inside the indoor heating unit 400 is composed of a second heat exchange medium (B) flowing through the first heater core unit 410, a fourth heat exchange medium (D) flowing through the second heater core unit 420, and a heating member. It is heated by thermal energy generated from (430).

가열된 공기는 블로워부(440)에 의해 실내로 공급되고, 차량의 실내 공간의 온도를 상승시킨다.Heated air is supplied into the interior by the blower unit 440 and increases the temperature of the interior space of the vehicle.

이러한 난방촉진모드는 실내온도감지유닛(450)으로부터 감지된 실내 온도가 제2설정실내온도(TB)에 도달하는 시점까지 유지된다. 여기서, 제1설정실내온도(TA)는 약 25℃로 예시될 수 있다.This heating promotion mode is maintained until the indoor temperature detected by the indoor temperature detection unit 450 reaches the second set indoor temperature (TB). Here, the first set room temperature (TA) may be exemplified to be about 25°C.

이후, 실내난방제어유닛(460)은 실내온도감지유닛(450)으로부터 감지된 온도가 제2설정실내온도(TB) 이하인지 여부를 판단한다(S40). Thereafter, the indoor heating control unit 460 determines whether the temperature detected by the indoor temperature detection unit 450 is below the second set indoor temperature (TB) (S40).

실내온도감지유닛(450)으로부터 감지된 온도가 제2설정실내온도(TB) 이상인 경우, 실내난방제어유닛(460)은 정상난방모드를 실행한다(S50).If the temperature detected by the indoor temperature detection unit 450 is higher than the second set indoor temperature (TB), the indoor heating control unit 460 executes the normal heating mode (S50).

보다 구체적으로, 정상난방모드에서 실내난방제어유닛(460)은 난방촉진모드에서 증가된 엔진(20)의 연료 분사량을 감소시키고, 가열부재(430)의 동작을 중지시킨다.More specifically, in the normal heating mode, the indoor heating control unit 460 reduces the fuel injection amount of the engine 20, which was increased in the heating promotion mode, and stops the operation of the heating member 430.

실내난방유닛(400) 내부의 공기는 제1히터코어부(410)를 유동하는 제2열교환매체(B), 제2히터코어부(420)를 유동하는 제4열교환매체(D)에 의해 가열된다.The air inside the indoor heating unit 400 is heated by the second heat exchange medium (B) flowing through the first heater core portion 410 and the fourth heat exchange medium (D) flowing through the second heater core portion 420. do.

가열된 공기는 블로워부(440)에 의해 실내로 공급되고, 차량의 실내 공간의 온도를 상승시킨다.Heated air is supplied into the interior by the blower unit 440 and increases the temperature of the interior space of the vehicle.

이 과정에서 실내난방유닛(400)은 기존 난방 시스템 대비 배기열회수유닛(200)으로부터 회수한 제2열교환매체(B)를 추가적인 열원으로 활용함으로써, 저온의 환경에서 차량의 실내 온도가 제2설정실내온도(TB)에 도달하는 시간 즉, 난방촉진모드에서 정상난방모드로 전환되는 시간을 단축시킬 수 있다. 난방촉진모드가 유지되는 시간이 단축됨에 따라, 실내난방유닛(400)은 난방촉진모드의 실행 과정에서 제4열교환매체(D)의 급속 가열을 위한 연료의 소모량을 줄여 연비를 향상시킬 수 있고, 가열부재(430)의 동작을 위한 배터리모듈(10)의 전력소모량을 줄여 배터리모듈(10)의 효율을 향상시킬 수 있다.In this process, the interior heating unit 400 uses the second heat exchange medium (B) recovered from the exhaust heat recovery unit 200 as an additional heat source compared to the existing heating system, so that the interior temperature of the vehicle in a low temperature environment is maintained within the second setting interior. The time to reach the temperature (TB), that is, the time to switch from the accelerated heating mode to the normal heating mode, can be shortened. As the time for which the heating promotion mode is maintained is shortened, the indoor heating unit 400 can improve fuel efficiency by reducing the amount of fuel consumed for rapid heating of the fourth heat exchange medium (D) during the execution of the heating promotion mode, The efficiency of the battery module 10 can be improved by reducing the power consumption of the battery module 10 for operating the heating member 430.

제1가열유닛(500)은 배기열회수유닛(200)으로부터 분기되고, 제2열교환매체(B)를 제1열교환매체(A)와 열교환시켜 배터리모듈(10)의 온도를 1차적으로 상승시키는 구성으로서 기능한다.The first heating unit 500 is branched from the exhaust heat recovery unit 200 and primarily increases the temperature of the battery module 10 by heat exchanging the second heat exchange medium (B) with the first heat exchange medium (A). It functions as

본 발명의 일 실시예에 따른 제1가열유닛(500)은 제1가열전달부(510), 제1가열회수부(520), 제1가열개폐부(530)를 포함한다.The first heating unit 500 according to an embodiment of the present invention includes a first heat transfer unit 510, a first heat recovery unit 520, and a first heating opening/closing unit 530.

제1가열전달부(510)는 제1순환부(110)와 제2순환부(210)에 연결되고, 배기열회수부재(220)로부터 배출되는 제2열교환매체(B)를 제1순환부(110)로 전달한다. 즉, 제1가열전달부(510)는 제2순환부(210)를 유동하는 제2열교환매체(B)의 흐름을 제1순환부(110)로 우회시켜 제1열교환매체(A)와 제2열교환매체(B)의 열교환 작용을 유도하는 구성으로서 기능한다. The first heat transfer unit 510 is connected to the first circulation unit 110 and the second circulation unit 210, and transfers the second heat exchange medium (B) discharged from the exhaust heat recovery member 220 to the first circulation unit ( 110). That is, the first heat transfer unit 510 diverts the flow of the second heat exchange medium (B) flowing through the second circulation unit 210 to the first circulation unit 110 to form the first heat exchange medium (A) and the second heat exchange medium (A). 2It functions as a configuration that induces the heat exchange action of the heat exchange medium (B).

이하에서는 제1가열전달부(510)는 제1열교환매체(A)와 제2열교환매체(B)를 제1순환부(110)의 내부에서 직접적으로 혼합시켜 제1열교환매체(A)와 제2열교환매체(B)의 열교환을 유도하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 그러나 제1가열전달부(510)는 이에 한정되는 것은 아니고, 제2열교환매체(B)와 제1열교환매체(A)를 서로 인접한 위치에서 독립적으로 유동시켜 제1열교환매체(A)와 제2열교환매체(B)의 열교환을 유도하는 것도 가능하다. Hereinafter, the first heat transfer unit 510 directly mixes the first heat exchange medium (A) and the second heat exchange medium (B) inside the first circulation unit 110 to form the first heat exchange medium (A) and the second heat exchange medium (B). 2. Inducing heat exchange in the heat exchange medium (B) will be explained using an example. However, the first heat transfer unit 510 is not limited to this, and independently flows the second heat exchange medium (B) and the first heat exchange medium (A) at positions adjacent to each other, thereby forming the first heat exchange medium (A) and the second heat exchange medium (A). It is also possible to induce heat exchange in the heat exchange medium (B).

본 발명의 일 실시예에 따른 제1가열전달부(510)는 일단이 칠러부(130)의 유입구 측에 연결된 제1순환부(110)와 연통되고, 타단이 배기열회수부재(220)의 배출구 측에 연결된 제2순환부(210)와 연통되는 관의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 제1가열전달부(510)의 타단은 실내난방유닛(400)의 제1히터코어부(410)의 배출구 측에 연결된 제2순환부(210)와 연통되는 것도 가능하다. The first heat transfer unit 510 according to an embodiment of the present invention has one end in communication with the first circulation unit 110 connected to the inlet side of the chiller unit 130, and the other end is connected to the outlet of the exhaust heat recovery member 220. It may be formed to have the shape of a pipe in communication with the second circulation unit 210 connected to the side. The other end of the first heat transfer unit 510 may be in communication with the second circulation unit 210 connected to the outlet side of the first heater core unit 410 of the indoor heating unit 400.

제1가열회수부(520)는 제1순환부(110)와 제2순환부(210)에 연결되고, 열관리부재(120)로부터 배출되는 제2열교환매체(B)를 제2순환부(210)로 회수한다. 즉, 제1가열전달부(510)는 제1열교환매체(A)와의 제2열교환매체(B)이 완료된 제2열교환매체(B)를 배기열회수부재(220)로 회수하는 구성으로서 기능한다.The first heat recovery unit 520 is connected to the first circulation unit 110 and the second circulation unit 210, and transfers the second heat exchange medium (B) discharged from the heat management member 120 to the second circulation unit 210. ) is recovered. That is, the first heat transfer unit 510 functions as a component for recovering the second heat exchange medium (B), in which the first heat exchange medium (A) and the second heat exchange medium (B) have been completed, to the exhaust heat recovery member 220.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1가열회수부(520)는 일단이 칠러부(130)의 배출구 측에 연결된 제1순환부(110)와 연통되고, 타단이 배기열회수부재(220)의 유입구 측에 연결된 제2순환부(210)와 연통되는 관의 형태를 갖도록 형성될 수 있다.The first heat recovery unit 520 according to an embodiment of the present invention has one end in communication with the first circulation unit 110 connected to the outlet side of the chiller unit 130, and the other end is the inlet of the exhaust heat recovery member 220. It may be formed to have the shape of a pipe in communication with the second circulation unit 210 connected to the side.

제1가열개폐부(530)는 제1가열전달부(510) 및 제1가열회수부(520)를 선택적으로 개폐한다. The first heating opening and closing unit 530 selectively opens and closes the first heat transfer unit 510 and the first heat recovery unit 520.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1가열개폐부(530)는 제1가열전달개폐부(531), 제1가열회수개폐부(532)를 포함한다.The first heating switch 530 according to an embodiment of the present invention includes a first heat transfer switch 531 and a first heat recovery switch 532.

제1가열전달개폐부(531)는 제1가열전달부(510)에 연결되어 제1가열전달부(510)의 개폐 상태를 조절한다. 제1가열전달개폐부(531)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 제1가열전달개폐부(531) 중 어느 하나는 제1가열전달부(510)의 일단 및 제1순환부(110)의 사이에 연결되어 제1가열전달부(510)와 제1순환부(110)의 연통 상태를 조절한다. 또한 한 쌍의 제1가열전달개폐부(531) 중 나머지 하나는 제1가열전달부(510)의 타단 및 제2순환부(210)의 사이에 연결되어 제1가열전달부(510)와 제2순환부(210)의 연통 상태를 조절한다. 이 경우, 한 쌍의 제1가열전달개폐부(531)는 3개의 유로에 대한 유체의 유동 방향을 조절할 수 있는 3-way 밸브로 예시될 수 있다. 한 쌍의 제1가열전달개폐부(531)는 후술하는 제어유닛(900)에 의해 동작이 제어되며 제1가열전달부(510)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.The first heat transfer opening/closing unit 531 is connected to the first heat transfer unit 510 and adjusts the opening/closing state of the first heat transfer unit 510. The first heat transfer opening/closing unit 531 may be provided as a pair. One of the pair of first heat transfer openings and closing units 531 is connected between one end of the first heat transfer unit 510 and the first circulation unit 110 to connect the first heat transfer unit 510 and the first circulation unit. Controls the communication state of unit 110. In addition, the other one of the pair of first heat transfer openings and closing units 531 is connected between the other end of the first heat transfer unit 510 and the second circulation unit 210 to connect the first heat transfer unit 510 and the second circulation unit 210. Controls the communication state of the circulation unit 210. In this case, the pair of first heat transfer openings and closing units 531 may be exemplified as a 3-way valve capable of controlling the flow direction of fluid for three flow paths. The operation of the pair of first heat transfer openings and closing units 531 is controlled by a control unit 900, which will be described later, and can open or close the first heat transfer unit 510.

제1가열회수개폐부(532)는 제1가열회수부(520)에 연결되어 제1가열회수부(520)의 개폐 상태를 조절한다. 제1가열회수개폐부(532)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 제1가열회수개폐부(532) 중 어느 하나는 제1가열회수부(520)의 일단 및 제1순환부(110)의 사이에 연결되어 제1가열회수부(520)와 제1순환부(110)의 연통 상태를 조절한다. 또한, 한 쌍의 제1가열회수개폐부(532) 중 나머지 하나는 제1가열회수부(520)의 타단 및 제2순환부(210)의 사이에 연결되어 제1가열회수부(520)와 제2순환부(210)의 연통 상태를 조절한다. 이 경우, 한 쌍의 제1가열회수개폐부(532)는 3개의 유로에 대한 유체의 유동 방향을 조절할 수 있는 3-way 밸브로 예시될 수 있다. 한 쌍의 제1가열회수개폐부(532)는 후술하는 제어유닛(900)에 의해 동작이 제어되며 제1가열전달부(510)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.The first heat recovery opening/closing unit 532 is connected to the first heating recovery unit 520 and adjusts the opening/closing state of the first heating recovery unit 520. The first heat recovery opening/closing unit 532 may be provided as a pair. One of the pair of first heat recovery openings and closing units 532 is connected between one end of the first heat recovery unit 520 and the first circulation unit 110 to connect the first heat recovery unit 520 and the first circulation unit. Controls the communication state of unit 110. In addition, the other one of the pair of first heat recovery openings and closing units 532 is connected between the other end of the first heat recovery unit 520 and the second circulation unit 210 to connect the first heat recovery unit 520 and the second circulation unit 210. 2 Controls the communication state of the circulation unit 210. In this case, the pair of first heat recovery openings and closing units 532 may be exemplified as a 3-way valve capable of controlling the flow direction of fluid for three flow paths. The operation of the pair of first heat recovery openings and closing units 532 is controlled by a control unit 900, which will be described later, and can open or close the first heat transfer unit 510.

제2가열유닛(600)은 사이클유닛(300)으로부터 분기되고, 제1가열유닛(500)의 동작 이후, 압축기(320)로부터 배출된 고온, 고압 상태의 제3열교환매체(C)를 제1열교환매체(A)와 열교환시켜 배터리모듈(10)의 온도를 2차적으로 상승시키는 구성으로서 기능한다.The second heating unit 600 is branched from the cycle unit 300, and after the operation of the first heating unit 500, the high-temperature, high-pressure third heat exchange medium C discharged from the compressor 320 is transferred to the first heating unit 500. It functions as a configuration that secondarily increases the temperature of the battery module 10 by exchanging heat with the heat exchange medium (A).

본 발명의 일 실시예에 따른 제2가열유닛(600)은 제2가열전달부(610), 제2가열회수부(620), 제2가열개폐부(630)를 포함한다.The second heating unit 600 according to an embodiment of the present invention includes a second heat transfer unit 610, a second heat recovery unit 620, and a second heating opening/closing unit 630.

제2가열전달부(610)는 압축기(320)와 응축기(330)의 사이에 연결된 제3순환부(310)로부터 분기되고, 압축기(320)로부터 배출되는 고온, 고압 상태의 제3열교환매체(C)를 칠러부(130)로 전달한다. 즉, 제2가열전달부(610)는 압축기(320)로부터 배출되어 고온, 고압의 상태로 제3순환부(310)를 유동하는 제3열교환매체(C)의 흐름을 칠러부(130)로 우회시키는 구성으로서 기능한다.The second heat transfer unit 610 is branched from the third circulation unit 310 connected between the compressor 320 and the condenser 330, and the high temperature and high pressure third heat exchange medium discharged from the compressor 320 ( C) is delivered to the chiller unit 130. That is, the second heat transfer unit 610 directs the flow of the third heat exchange medium (C), which is discharged from the compressor 320 and flows through the third circulation unit 310 at high temperature and high pressure, to the chiller unit 130. It functions as a detour configuration.

본 발명의 일 실시예에 따른 제2가열전달부(610)는 일단이 압축기(320)와 응축기(330)의 사이에 연결된 제3순환부(310)와 연통되는 관의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 제2가열전달부(610)는 타단이 증발기(350)와 어큐뮬레이터(360)의 사이에 연결된 제3순환부(310) 및 후술하는 냉각전달부(710)의 일단과 연통 된다. 즉, 제2가열전달부(610)는 냉각전달부(710)와 상호 연결되어 제3열교환매체(C)를 칠러부(130)로 전달하기 위한 경로의 일부를 냉각전달부(710)와 공유한다. 이에 따라 제2가열전달부(610)는 제3열교환매체(C)를 칠러부(130)로 전달하기 위한 배관의 개수를 감소시킬 수 있고, 칠러부(130)의 구조를 단순화시킬 수 있다.The second heat transfer unit 610 according to an embodiment of the present invention may be formed to have the shape of a pipe with one end in communication with the third circulation unit 310 connected between the compressor 320 and the condenser 330. there is. The second heat transfer unit 610 communicates with the third circulation unit 310, the other end of which is connected between the evaporator 350 and the accumulator 360, and one end of the cooling transfer unit 710, which will be described later. That is, the second heat transfer unit 610 is interconnected with the cooling transfer unit 710 and shares a portion of the path for transferring the third heat exchange medium (C) to the chiller unit 130 with the cooling transfer unit 710. do. Accordingly, the second heat transfer unit 610 can reduce the number of pipes for delivering the third heat exchange medium (C) to the chiller unit 130 and simplify the structure of the chiller unit 130.

제2가열회수부(620)는 압축기(320)와 증발기(350)의 사이에 연결된 제3순환부(310)로부터 분기되고, 칠러부(130)로부터 배출되는 제3열교환매체(C)를 제3순환부(310)로 회수한다. 즉, 제2가열전달부(610)는 칠러부(130)에서 제1열교환매체(A)와 열교환이 완료된 제3열교환매체(C)를 제3순환부(310)로 회수하는 구성으로서 기능한다. The second heat recovery unit 620 branches off from the third circulation unit 310 connected between the compressor 320 and the evaporator 350, and collects the third heat exchange medium (C) discharged from the chiller unit 130. It is recovered to the 3rd circulation unit (310). That is, the second heat transfer unit 610 functions as a component for recovering the third heat exchange medium (C), which has completed heat exchange with the first heat exchange medium (A) in the chiller unit 130, to the third circulation unit 310. .

본 발명의 일 실시예에 따른 제2가열회수부(620)는 일단이 증발기(350)와 어큐뮬레이터(360)의 사이에 연결된 제3순환부(310)와 연통되는 관의 형태를 갖도록 형성될 있다. 이에 따라 제2가열회수부(620)는 칠러부(130)로부터 배출되는 제3열교환매체(C)를 압축기(320)로 다시 전달함에 따라 제1열교환매체(A)와의 열교환 작용에 의해 온도가 감소된 제3열교환매체(C)가 다시 고온, 고압의 상태로 복귀되도록 유도할 수 있다. 제2가열회수부(620)는 타단이 칠러부(130)에 구비되는 제2칠러유로(132)의 배출구와 연통된다.The second heat recovery unit 620 according to an embodiment of the present invention is formed to have the shape of a pipe with one end in communication with the third circulation unit 310 connected between the evaporator 350 and the accumulator 360. . Accordingly, the second heat recovery unit 620 delivers the third heat exchange medium (C) discharged from the chiller unit 130 back to the compressor 320, thereby increasing the temperature through heat exchange with the first heat exchange medium (A). The reduced third heat exchange medium (C) can be induced to return to a state of high temperature and high pressure. The other end of the second heat recovery unit 620 communicates with the outlet of the second chiller passage 132 provided in the chiller unit 130.

제2가열개폐부(630)는 제2가열전달부(610) 및 제2가열회수부(620)를 선택적으로 개폐한다. The second heating opening and closing unit 630 selectively opens and closes the second heat transfer unit 610 and the second heat recovery unit 620.

본 발명의 일 실시예에 따른 제2가열개폐부(630)는 제2가열전달개폐부(631), 제2가열회수개폐부(632)를 포함한다.The second heating switch 630 according to an embodiment of the present invention includes a second heat transfer switch 631 and a second heat recovery switch 632.

제2가열전달개폐부(631)는 제2가열전달부(610)를 선택적으로 개폐한다. 제2가열전달개폐부(631)는 제2가열전달부(610)의 일단 및 제3순환부(310)의 사이에 연결되어 제2가열전달부(610)와 제3순환부(310)의 연통 상태를 조절한다. 이 경우, 제2가열전달개폐부(631)는 3개의 유로에 대한 제3열교환매체(C)의 유동 방향을 조절할 수 있는 3개의 유로에 대한 유체의 유동 방향을 조절할 수 있는 3-way 밸브로 예시될 수 있다. 제2가열전달개폐부(631)는 후술하는 제어유닛(900)에 의해 동작이 제어되며 제2가열전달부(610)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.The second heat transfer opening/closing unit 631 selectively opens and closes the second heat transfer unit 610. The second heat transfer opening/closing unit 631 is connected between one end of the second heat transfer unit 610 and the third circulation unit 310 to communicate with the second heat transfer unit 610 and the third circulation unit 310. Adjust the condition. In this case, the second heat transfer opening/closing unit 631 is exemplified as a 3-way valve capable of controlling the flow direction of the fluid for the three flow paths and controlling the flow direction of the third heat exchange medium (C) for the three flow paths. It can be. The operation of the second heat transfer opening/closing unit 631 is controlled by a control unit 900, which will be described later, and can open or close the second heat transfer unit 610.

제2가열회수개폐부(632)는 제2가열회수부(620)를 선택적으로 개폐한다. 제2가열회수개폐부(632)는 제2가열회수부(620)의 일단 및 제3순환부(310)의 사이에 연결되어 제2가열회수부(620)와 제3순환부(310)의 연통 상태를 조절한다. 이 경우, 제2가열회수개폐부(632)는 3개의 유로에 대한 유체의 유동 방향을 조절할 수 있는 3-way 밸브로 예시될 수 있다. 제2가열회수개폐부(632)는 후술하는 제어유닛(900)에 의해 동작이 제어되며 제2가열회수부(620)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.The second heat recovery opening/closing unit 632 selectively opens and closes the second heating recovery unit 620. The second heat recovery opening/closing unit 632 is connected between one end of the second heating recovery unit 620 and the third circulation unit 310 to communicate with the second heating recovery unit 620 and the third circulation unit 310. Adjust the condition. In this case, the second heat recovery opening/closing unit 632 may be exemplified as a 3-way valve capable of controlling the flow direction of fluid for three flow paths. The operation of the second heat recovery opening/closing unit 632 is controlled by a control unit 900, which will be described later, and can open or close the second heating recovery unit 620.

냉각유닛(700)은 사이클유닛(300)으로부터 분기되고, 증발기(350)로부터 배출되는 저온, 저압 상태의 제3열교환매체(C)를 제1열교환매체(A)와 열교환시켜 배터리모듈(10)의 온도를 하강시키는 구성으로서 기능한다.The cooling unit 700 is branched from the cycle unit 300 and exchanges heat with the low-temperature, low-pressure third heat exchange medium (C) discharged from the evaporator 350 with the first heat exchange medium (A) to form the battery module (10). It functions as a component that lowers the temperature.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각유닛(700)은 냉각전달부(710), 냉각회수부(720), 냉각개폐부(730)를 포함한다.The cooling unit 700 according to an embodiment of the present invention includes a cooling transmission unit 710, a cooling recovery unit 720, and a cooling opening/closing unit 730.

냉각전달부(710)는 압축기(320)와 증발기(350)의 사이에 연결된 제3순환부(310)로부터 분기되고, 증발기(350)로부터 배출되는 제3열교환매체(C)를 칠러부(130)로 전달한다. 즉, 냉각전달부(710)는 증발기(350)로부터 배출되어 저온, 저압의 상태로 제3순환부(310)를 유동하는 제3열교환매체(C)의 흐름을 칠러부(130)로 우회시키는 구성으로서 기능한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각전달부(710)는 일단이 증발기(350)와 어큐뮬레이터(360)의 사이에 연결된 제3순환부(310)와 연통되고, 타단이 제2칠러유로(132)의 유입구와 연통되는 관의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. The cooling transfer unit 710 branches off from the third circulation unit 310 connected between the compressor 320 and the evaporator 350, and transfers the third heat exchange medium (C) discharged from the evaporator 350 to the chiller unit 130. ) is transmitted. That is, the cooling transfer unit 710 diverts the flow of the third heat exchange medium (C), which is discharged from the evaporator 350 and flows through the third circulation unit 310 at low temperature and low pressure, to the chiller unit 130. It functions as a composition. The cooling transfer unit 710 according to an embodiment of the present invention has one end in communication with the third circulation unit 310 connected between the evaporator 350 and the accumulator 360, and the other end with the second chiller passage 132. It may be formed to have the shape of a pipe communicating with the inlet.

냉각전달부(710)의 일단은 제2가열전달부(610)의 타단과도 연통된다. 이 경우, 냉각전달부(710)는 후술하는 냉각전달개폐부(731)의 동작에 의해 증발기(350)로부터 배출되는 제3열교환매체(C)를 칠러부(130)로 전달하는 통로의 역할을 수행함과 동시에 제2가열전달부(610)를 따라 유동되는 제3열교환매체(C)를 칠러부(130)로 전달하는 통로의 역할도 수행할 수 있다. 이에 따라 냉각전달부(710)는 제3열교환매체(C)를 칠러부(130)로 전달하기 위한 배관의 개수를 감소시킬 수 있고, 칠러부(130)의 구조를 단순화시킬 수 있다.One end of the cooling transfer unit 710 also communicates with the other end of the second heat transfer unit 610. In this case, the cooling transfer unit 710 serves as a passage for transferring the third heat exchange medium (C) discharged from the evaporator 350 to the chiller unit 130 by the operation of the cooling transfer opening and closing unit 731, which will be described later. At the same time, it can also serve as a passage for delivering the third heat exchange medium (C) flowing along the second heat transfer unit 610 to the chiller unit 130. Accordingly, the cooling transfer unit 710 can reduce the number of pipes for delivering the third heat exchange medium (C) to the chiller unit 130 and simplify the structure of the chiller unit 130.

냉각전달부(710)에는 냉각전달부(710)를 따라 유동하는 제3열교환매체(C)를 팽창시켜 칠러부(130)로 공급하기 위한 전달팽창밸브(711)가 추가로 설치될 수 있다.A transfer expansion valve 711 may be additionally installed in the cooling transfer unit 710 to expand the third heat exchange medium (C) flowing along the cooling transfer unit 710 and supply it to the chiller unit 130.

냉각회수부(720)는 압축기(320)와 증발기(350)의 사이에 연결된 제3순환부(310)로부터 분기되고, 칠러부(130)로부터 배출되는 제3열교환매체(C)를 제3순환부(310)로 회수한다. 즉, 제2가열전달부(610)는 칠러부(130)에서 제1열교환매체(A)와 열교환이 완료된 제3열교환매체(C)를 제3순환부(310)로 회수하는 구성으로서 기능한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각회수부(720)는 제2가열회수부(620)와 서로 동일한 구성으로 예시될 수 있다. 즉, 냉각회수부(720)와 제2가열회수부(620)는 제3열교환매체(C)의 유동 경로를 모두 공유하는 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라 냉각회수부(720)와 제2가열회수부(620)는 제3열교환매체(C)를 제3순환부(310)로 회수하기 위한 배관의 개수를 감소시킬 수 있고, 칠러부(130)의 구조를 단순화시킬 수 있다. 이와 달리 냉각회수부(720)는 제2가열회수부(620)와 분리된 형태로 형성되는 것도 가능하다. The cooling recovery unit 720 branches off from the third circulation unit 310 connected between the compressor 320 and the evaporator 350, and transfers the third heat exchange medium (C) discharged from the chiller unit 130 into the third circulation unit. Recover to unit 310. That is, the second heat transfer unit 610 functions as a component for recovering the third heat exchange medium (C), which has completed heat exchange with the first heat exchange medium (A) in the chiller unit 130, to the third circulation unit 310. . The cooling recovery unit 720 according to an embodiment of the present invention may have the same configuration as the second heating recovery unit 620. That is, the cooling recovery unit 720 and the second heating recovery unit 620 may be formed to share the flow path of the third heat exchange medium (C). Accordingly, the cooling recovery unit 720 and the second heating recovery unit 620 can reduce the number of pipes for recovering the third heat exchange medium (C) to the third circulation unit 310, and the chiller unit 130 ) can be simplified. Alternatively, the cooling recovery unit 720 may be formed separately from the second heating recovery unit 620.

냉각개폐부(730)는 냉각전달부(710) 및 냉각회수부(720)를 선택적으로 개폐한다.The cooling opening/closing unit 730 selectively opens and closes the cooling transfer unit 710 and the cooling recovery unit 720.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각개폐부(730)는 냉각전달개폐부(731), 냉각회수개폐부(732)를 포함한다.The cooling opening and closing unit 730 according to an embodiment of the present invention includes a cooling transfer opening and closing unit 731 and a cooling recovery opening and closing unit 732.

냉각전달개폐부(731)는 냉각전달부(710)를 선택적으로 개폐한다. 냉각전달개폐부(731)는 제3순환부(310), 제2가열전달부(610)의 타단 및 냉각전달부(710)의 일단이 서로 교차하는 지점에 연결되어 제3순환부(310), 제2가열전달부(610) 및 냉각전달부(710)간의 연통 상태를 조절한다. 이 경우, 냉각전달개폐부(731)는 4개의 유로에 대한 유체의 유동 방향을 조절할 수 있는 4-way 밸브로 예시될 수 있다. 냉각전달개폐부(731)는 후술하는 제어유닛(900)에 의해 동작이 제어될 수 있다.The cooling transfer opening/closing unit 731 selectively opens and closes the cooling transfer unit 710. The cooling transfer opening/closing unit 731 is connected to the point where the third circulation unit 310, the other end of the second heat transfer unit 610, and one end of the cooling transfer unit 710 intersect, forming the third circulation unit 310, The communication state between the second heat transfer unit 610 and the cooling transfer unit 710 is adjusted. In this case, the cooling transfer opening/closing unit 731 may be exemplified as a 4-way valve capable of controlling the flow direction of fluid for four flow paths. The operation of the cooling transfer opening/closing unit 731 may be controlled by a control unit 900, which will be described later.

냉각회수개폐부(732)는 냉각회수부(720)를 선택적으로 개폐한다. 냉각회수개폐부(732)는 냉각회수부(720)와 제2가열회수부(620)가 동일한 구성으로 예시됨에 따라, 제2가열회수개폐부(632)와 동일한 구성으로 예시될 수 있다.The cooling recovery opening/closing unit 732 selectively opens and closes the cooling recovery unit 720. The cooling recovery opening/closing unit 732 may have the same configuration as the second heating recovery opening/closing unit 632, as the cooling recovery unit 720 and the second heating recovery unit 620 are illustrated to have the same configuration.

감지유닛(800)은 배터리모듈(10)의 온도를 감지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 감지유닛(800)은 배터리모듈(10)측에 설치되어 배터리모듈(10)의 온도를 감지할 수 있는 다양한 종류의 온도 센서로 예시될 수 있다. The sensing unit 800 detects the temperature of the battery module 10. The sensing unit 800 according to an embodiment of the present invention may be installed on the battery module 10 side and may be exemplified by various types of temperature sensors capable of detecting the temperature of the battery module 10.

제어유닛(900)은 감지유닛(800)으로부터 측정된 배터리모듈(10)의 온도 변화에 기반하여 열관리모드를 결정하고, 결정된 열관리모드에 따라 제1가열유닛(500), 제2가열유닛(600) 및 냉각유닛(700)의 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어유닛(900)은 제1가열개폐부(530), 제2가열개폐부(630), 냉각개폐부(730)와 전기적으로 연결되어 이들의 동작을 제어하는 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit), 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), 프로세서(Processor) 또는 SoC(System on Chip)로 구현될 수 있으며, 운영 체제 또는 어플리케이션을 구동하여 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 또한, 제어유닛(900)은 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행시키고, 그 실행 결과 데이터를 메모리에 저장하도록 구성될 수 있다.The control unit 900 determines a thermal management mode based on the temperature change of the battery module 10 measured by the sensing unit 800, and operates the first heating unit 500 and the second heating unit 600 according to the determined thermal management mode. ) and controls the operation of the cooling unit 700. The control unit 900 according to an embodiment of the present invention is an electronic control unit ( It can be implemented as an Electronic Control Unit (ECU), Central Processing Unit (CPU), processor, or System on Chip (SoC), and runs an operating system or application to connect multiple hardware or software components. It can be controlled and various data processing and calculations can be performed. Additionally, the control unit 900 may be configured to execute at least one command stored in the memory and store execution result data in the memory.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어유닛에 의한 열관리모드의 작동 과정을 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation process of the thermal management mode by the control unit according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어유닛에 의한 열관리모드의 작동 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.Figure 5 is a flowchart schematically showing the operation process of the thermal management mode by the control unit according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 우선, 감지유닛(800)은 배터리모듈(10)의 온도를 감지한다(S100).Referring to FIG. 5, first, the sensing unit 800 detects the temperature of the battery module 10 (S100).

감지유닛(800)으로부터 감지된 배터리모듈(10)의 온도가 제1설정온도(T1) 미만인 경우(S200), 제어유닛(900)은 제1가열모드를 실행한다(S210). 여기서, 제1설정온도(T1)은 25℃로 예시될 수 있다.When the temperature of the battery module 10 detected by the sensing unit 800 is less than the first set temperature T1 (S200), the control unit 900 executes the first heating mode (S210). Here, the first set temperature (T1) may be exemplified as 25°C.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1가열모드의 동작 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.Figure 6 is a diagram schematically showing the operating state of the first heating mode according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 제1가열모드에서 제어유닛(900)은 제1가열유닛(500)을 동작시키고 제2가열유닛(600) 및 냉각유닛(700)의 동작을 중지시킨다.Referring to FIG. 6, in the first heating mode, the control unit 900 operates the first heating unit 500 and stops the second heating unit 600 and cooling unit 700 from operating.

보다 구체적으로, 제어유닛(900)은 제1가열전달개폐부(531)와 제1가열회수개폐부(532)를 동작시켜 제1가열전달부(510)와 제1가열회수부(520)의 양단을 개방하고, 제1가열전달부(510)와 제1가열회수부(520)를 제1순환부(110) 및 제2순환부(210)와 연통시킨다. More specifically, the control unit 900 operates the first heat transfer switch 531 and the first heat recovery switch 532 to close both ends of the first heat transfer unit 510 and the first heat recovery unit 520. It is opened, and the first heat transfer unit 510 and the first heat recovery unit 520 are communicated with the first circulation unit 110 and the second circulation unit 210.

한편, 제1가열전달부(510)와 제1가열회수부(520)의 일단 사이에 연결된 제1순환부(110)와, 제1가열전달부(510)와 제1가열회수부(520)의 타단 사이에 연결된 제2순환부(210)는 폐쇄된다.Meanwhile, a first circulation unit 110 connected between one end of the first heat transfer unit 510 and the first heat recovery unit 520, the first heat transfer unit 510 and the first heat recovery unit 520 The second circulation section 210 connected between the other ends is closed.

이후, 배기가스(G)의 열을 흡수하여 배기열회수부재(220)로부터 배출된 고온의 제2열교환매체(B)는 제1가열전달부(510)를 통해 열관리부재(120)의 배출구 측에 연결된 제1순환부(110)로 전달된다. 이 경우, 제1순환부(110)로 전달된 제2열교환매체(B)는 약 50℃ 내지 60℃의 온도를 가질 수 있다.Thereafter, the high-temperature second heat exchange medium (B), which absorbs the heat of the exhaust gas (G) and is discharged from the exhaust heat recovery member 220, is transferred to the outlet side of the heat management member 120 through the first heat transfer unit 510. It is delivered to the connected first circulation unit 110. In this case, the second heat exchange medium (B) delivered to the first circulation unit 110 may have a temperature of about 50°C to 60°C.

제1순환부(110)로 전달된 고온의 제2열교환매체(B)는 제1열교환매체(A)와 혼합되고, 제1열교환매체(A)와의 열교환 작용에 의해 제1순환부(110)를 유동하는 제1열교환매체(A)의 온도를 상승시킨다. 이 경우, 대략 -7℃의 저온 환경에 놓인 제1열교환매체(A)는 제2열교환매체(B)와의 열교환 작용에 의해 온도가 약 25℃ 내지 30℃로 상승될 수 있다.The high temperature second heat exchange medium (B) delivered to the first circulation unit (110) is mixed with the first heat exchange medium (A), and the first circulation unit (110) undergoes heat exchange with the first heat exchange medium (A). The temperature of the first heat exchange medium (A) flowing through is increased. In this case, the temperature of the first heat exchange medium (A) placed in a low temperature environment of approximately -7°C may be increased to about 25°C to 30°C by heat exchange with the second heat exchange medium (B).

온도가 상승된 제1열교환매체(A)는 열관리유로(121)의 유입구 측을 통해 열관리부재(120)의 내부로 유입되고, 배터리모듈(10)과 열교환되며 배터리모듈(10)의 온도를 상승시킨다.The first heat exchange medium (A) with an increased temperature flows into the interior of the heat management member 120 through the inlet side of the heat management passage 121, exchanges heat with the battery module 10, and increases the temperature of the battery module 10. I order it.

한편, 제어유닛(900)은 제1가열모드에서 제2가열전달개폐부(631)와 제2가열회수개폐부(632)를 동작시켜 제2가열전달부(610)와 제2가열회수부(620)의 양단을 폐쇄하고, 냉각전달개폐부(731)와 냉각회수개폐부(732)를 동작시켜 냉각전달부(710)와 냉각회수부(720)의 양단을 폐쇄함으로써 제3열교환매체(C)는 칠러부(130)로 유입되는 것을 차단한다. 이에 따라 제1가열모드에서 제1열교환매체(A)의 온도는 제1가열유닛(500)을 통해 전달되는 제2열교환매체(B)에 의해서만 결정될 수 있다.Meanwhile, the control unit 900 operates the second heat transfer switch 631 and the second heat recovery switch 632 in the first heating mode to operate the second heat transfer unit 610 and the second heat recovery unit 620. By closing both ends of the cooling transfer opening and closing unit 731 and the cooling recovery opening and closing unit 732 to close both ends of the cooling transfer unit 710 and the cooling recovery unit 720, the third heat exchange medium (C) is connected to the chiller unit. Block the inflow into (130). Accordingly, in the first heating mode, the temperature of the first heat exchange medium (A) can be determined only by the second heat exchange medium (B) delivered through the first heating unit 500.

한편, 제2가열회수부(620) 및 냉각회수부(720), 제2가열회수개폐부(632) 및 냉각회수개폐부(732)가 서로 동일한 구성으로 이루어지는 경우, 제2가열회수부(620) 및 냉각회수부(720)는 제2가열회수개폐부(632) 또는 냉각회수개폐부(732)의 단일 동작에 의해 동시에 폐쇄될 수 있다. On the other hand, when the second heating recovery unit 620, the cooling recovery unit 720, the second heating recovery opening/closing unit 632, and the cooling recovery opening/closing unit 732 have the same configuration, the second heating recovery unit 620 and The cooling recovery unit 720 can be closed simultaneously by a single operation of the second heating recovery opening/closing unit 632 or the cooling recovery opening/closing unit 732.

이후, 감지유닛(800)으로부터 감지된 배터리모듈(10)의 온도가 제1설정온도(T1) 이상, 제2설정온도(T2) 미만인 경우(S300), 제어유닛(900)은 제1완충모드를 실행한다(S310). 여기서, 제2설정온도(T2)는 26℃로 예시될 수 있다.Thereafter, when the temperature of the battery module 10 detected by the sensing unit 800 is above the first set temperature (T1) and below the second set temperature (T2) (S300), the control unit 900 operates in the first buffering mode. Execute (S310). Here, the second set temperature (T2) may be exemplified as 26°C.

제1완충모드에서 제어유닛(900)은 제1가열유닛(500)의 동작을 중지시킨다. In the first buffer mode, the control unit 900 stops the operation of the first heating unit 500.

보다 구체적으로, 제어유닛(900)은 제1가열전달개폐부(531) 및 제1가열회수개폐부(532)를 동작시켜 제1가열전달부(510) 및 제1가열회수부(520)를 폐쇄한다. More specifically, the control unit 900 operates the first heat transfer opening and closing unit 531 and the first heat recovery opening and closing unit 532 to close the first heat transfer unit 510 and the first heat recovery unit 520. .

이 경우, 제2가열유닛(600) 및 냉각유닛(700)은 제1가열모드에서와 같이 제어유닛(900)에 의해 동작이 중지된 상태로 유지된다.In this case, the second heating unit 600 and the cooling unit 700 are maintained in a state in which their operation is stopped by the control unit 900 as in the first heating mode.

즉, 제1완충모드는 제어유닛(900)에 의한 열관리모드가 제1가열모드와 후술하는 제2가열모드로 상호 전환되기 위한 온도에 일정한 간격을 부여하는 모드로서 기능한다. That is, the first buffer mode functions as a mode that provides a constant interval in temperature for the heat management mode by the control unit 900 to be switched between the first heating mode and the second heating mode, which will be described later.

이에 따라 제어유닛(900)은 제1가열모드와 제2가열모드가 상호 전환되는 과정에서 제1가열유닛(500)과 제2가열유닛(600)이 동시에 동작되며 배터리모듈(10)의 온도가 의도하지 않은 방향으로 가변되는 것을 방지할 수 있고, 단일 온도를 경계로 제1가열유닛(500)과 제2가열유닛(600)이 반복적으로 동작 또는 중지되며 부품의 내구성이 저하되거나 또는 에너지의 불필요하게 소모하는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the control unit 900 operates the first heating unit 500 and the second heating unit 600 simultaneously in the process of switching between the first heating mode and the second heating mode, and the temperature of the battery module 10 is increased. It is possible to prevent changes in unintended directions, and the first heating unit 500 and the second heating unit 600 are repeatedly operated or stopped based on a single temperature, resulting in reduced durability of parts or unnecessary energy. This can prevent unnecessary consumption.

이후, 감지유닛(800)으로부터 감지된 배터리모듈(10)의 온도가 제2설정온도(T2) 이상, 제3설정온도(T3) 미만인 경우(S400), 제어유닛(900)은 제2가열모드를 실행한다(S410). 여기서, 제3설정온도(T3)는 35℃로 예시될 수 있다.Thereafter, when the temperature of the battery module 10 detected by the sensing unit 800 is above the second set temperature (T2) but below the third set temperature (T3) (S400), the control unit 900 operates in the second heating mode. Execute (S410). Here, the third set temperature (T3) may be exemplified as 35°C.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2가열모드의 동작 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.Figure 7 is a diagram schematically showing the operating state of the second heating mode according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 제2가열모드에서 제어유닛(900)은 제2가열유닛(600)을 동작시키고 제1가열유닛(500) 및 냉각유닛(700)의 동작을 중지시킨다.Referring to FIG. 7, in the second heating mode, the control unit 900 operates the second heating unit 600 and stops the operation of the first heating unit 500 and cooling unit 700.

보다 구체적으로, 제2가열모드에서 제어유닛(900)은 제2가열전달개폐부(631)와 제2가열회수개폐부(632)를 동작시켜 제2가열전달부(610)와 제2가열회수부(620)의 양단을 개방하고, 제2가열전달부(610)와 제2가열회수부(620)의 일단을 제3순환부(310)와 연통시킨다. More specifically, in the second heating mode, the control unit 900 operates the second heat transfer switch 631 and the second heat recovery switch 632 to operate the second heat transfer unit 610 and the second heat recovery unit ( Both ends of 620 are opened, and one end of the second heat transfer unit 610 and the second heat recovery unit 620 are communicated with the third circulation unit 310.

한편, 제2가열전달부(610)와 냉각전달부(710)가 상호 연결됨에 따라, 제어유닛(900)은 냉각전달개폐부(731)를 동작시켜 제2가열전달부(610)의 타단과 냉각전달부(710)의 일단을 연통시킨다.Meanwhile, as the second heat transfer unit 610 and the cooling transfer unit 710 are connected to each other, the control unit 900 operates the cooling transfer opening and closing unit 731 to cool the other end of the second heat transfer unit 610. One end of the transmission unit 710 is communicated.

이후, 압축기(320)로부터 배출된 고온의 제3열교환매체(C)는 제2가열전달부(610)와 냉각전달부(710)를 순차적으로 거쳐 제2칠러유로(132)의 유입구를 통해 칠러부(130)의 내부로 전달된다. 이 경우, 칠러부(130)로 전달된 제3열교환매체(C)의 온도는 약 60℃ 내지 70℃의 온도를 가질 수 있다.Thereafter, the high-temperature third heat exchange medium (C) discharged from the compressor 320 sequentially passes through the second heat transfer unit 610 and the cooling transfer unit 710 and passes through the inlet of the second chiller passage 132. It is transmitted to the inside of unit 130. In this case, the temperature of the third heat exchange medium (C) delivered to the chiller unit 130 may be about 60°C to 70°C.

칠러부(130)로 전달된 고온의 제3열교환매체(C)는 칠러부(130)의 내부에서 제1칠러유로(131)를 따라 유동하는 제1열교환매체(A)와 열교환되며 제1열교환매체(A)의 온도를 상승시킨다. 이 경우, 대략 제1열교환매체(A)는 제3열교환매체(C)와의 열교환 작용에 의해 온도가 약 30℃ 내지 35℃로 상승될 수 있다.The high-temperature third heat exchange medium (C) delivered to the chiller unit 130 exchanges heat with the first heat exchange medium (A) flowing along the first chiller passage 131 inside the chiller unit 130 and performs the first heat exchange. Raise the temperature of medium (A). In this case, the temperature of the first heat exchange medium (A) may be increased to approximately 30°C to 35°C by heat exchange with the third heat exchange medium (C).

온도가 상승되어 칠러부(130)로부터 배출되는 제1열교환매체(A)는 열관리유로(121)의 유입구 측을 통해 열관리부재(120)의 내부로 유입되고, 배터리모듈(10)과 열교환되며 배터리모듈(10)의 온도를 상승시킨다.The first heat exchange medium (A), whose temperature is raised and discharged from the chiller unit 130, flows into the interior of the heat management member 120 through the inlet side of the heat management passage 121, exchanges heat with the battery module 10, and exchanges heat with the battery module 10. Raise the temperature of the module 10.

한편, 제어유닛(900)은 제2가열모드에서 제1가열전달개폐부(531)와 제1가열회수개폐부(532)를 동작시켜 제1가열전달부(510)와 제1가열회수부(520)의 양단을 폐쇄함으로써 제2열교환매체(B)가 제1순환부(110)로 유입되는 것을 차단한다.Meanwhile, the control unit 900 operates the first heat transfer switch 531 and the first heat recovery switch 532 in the second heating mode to operate the first heat transfer unit 510 and the first heat recovery unit 520. By closing both ends, the second heat exchange medium (B) is blocked from flowing into the first circulation unit (110).

이와 동시에, 제어유닛(900)은 냉각전달개폐부(731)를 동작시켜 증발기(350) 및 어큐뮬레이터(360) 사이에 연결된 제3순환부(310)와, 냉각전달부(710)의 연통을 차단함으로써 증발기(350)로부터 배출되는 저온의 제3열교환매체(C)가 칠러부(130)로 유입되는 것을 차단한다. 이에 따라 제2가열모드에서 제1열교환매체(A)의 온도는 제2가열유닛(600)을 통해 전달되는 고온의 제3열교환매체(C)에 의해서만 결정될 수 있다.At the same time, the control unit 900 operates the cooling transfer opening/closing unit 731 to block communication between the third circulation unit 310 connected between the evaporator 350 and the accumulator 360 and the cooling transfer unit 710. The low-temperature third heat exchange medium (C) discharged from the evaporator 350 is blocked from flowing into the chiller unit 130. Accordingly, in the second heating mode, the temperature of the first heat exchange medium (A) can be determined only by the high temperature third heat exchange medium (C) delivered through the second heating unit 600.

한편, 제2가열회수부(620) 및 냉각회수부(720), 제2가열회수개폐부(632) 및 냉각회수개폐부(732)가 서로 동일한 구성으로 이루어지는 경우, 냉각회수부(720)는 개방된 상태로 유지될 수 있다.On the other hand, when the second heating recovery unit 620, the cooling recovery unit 720, the second heating recovery opening/closing unit 632, and the cooling recovery opening/closing unit 732 have the same configuration, the cooling recovery unit 720 is open. can be maintained.

이후, 감지유닛(800)으로부터 감지된 배터리모듈(10)의 온도가 제3설정온도(T3) 이상, 제4설정온도(T4) 미만인 경우(S500), 제어유닛(900)은 제2완충모드를 실행한다(S510). 여기서, 제4설정온도(T4)는 36℃로 예시될 수 있다.Thereafter, when the temperature of the battery module 10 detected by the sensing unit 800 is above the third set temperature (T3) but below the fourth set temperature (T4) (S500), the control unit 900 operates in the second buffering mode. Execute (S510). Here, the fourth set temperature (T4) may be exemplified as 36°C.

제2완충모드에서 제어유닛(900)은 제2가열유닛(600)의 동작을 중지시킨다. In the second buffer mode, the control unit 900 stops the operation of the second heating unit 600.

보다 구체적으로, 제어유닛(900)은 제2가열전달개폐부(631) 및 제2가열회수개폐부(632)를 동작시켜 제2가열전달부(610) 및 제2가열회수부(620)를 폐쇄한다. More specifically, the control unit 900 operates the second heat transfer opening/closing unit 631 and the second heat recovery opening/closing unit 632 to close the second heat transfer unit 610 and the second heat recovery unit 620. .

이와 동시에 제어유닛(900)은 냉각전달개폐부(731)를 동작시켜 제2가열전달부(610) 및 냉각전달부(710)의 연통을 차단한다. At the same time, the control unit 900 operates the cooling transfer opening/closing unit 731 to block communication between the second heat transfer unit 610 and the cooling transfer unit 710.

이 경우, 제1가열유닛(500) 및 냉각유닛(700)은 제2가열모드에서와 같이 제어유닛(900)에 의해 동작이 중지된 상태로 유지된다.In this case, the first heating unit 500 and the cooling unit 700 are maintained in a state in which their operation is stopped by the control unit 900 as in the second heating mode.

즉, 제2완충모드는 제어유닛(900)에 의한 열관리모드가 제2가열모드와 후술하는 냉각모드로 상호 전환되기 위한 온도에 일정한 간격을 부여하는 모드로서 기능한다. That is, the second buffer mode functions as a mode that provides a certain interval to the temperature for the heat management mode by the control unit 900 to be switched between the second heating mode and the cooling mode described later.

이에 따라 제어유닛(900)은 제2가열모드와 냉각모드가 상호 전환되는 과정에서 제2가열유닛(600)과 냉각유닛(700)이 동시에 동작되며 배터리모듈(10)의 온도가 의도하지 않은 방향으로 가변되는 것을 방지할 수 있고, 단일 온도를 경계로 제2가열유닛(600)과 냉각유닛(700)이 반복적으로 동작 또는 중지되며 부품의 내구성이 저하되거나 또는 에너지의 불필요하게 소모하는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the control unit 900 operates the second heating unit 600 and the cooling unit 700 simultaneously in the process of switching between the second heating mode and the cooling mode, and the temperature of the battery module 10 moves in an unintended direction. It is possible to prevent the second heating unit 600 and the cooling unit 700 from repeatedly operating or stopping based on a single temperature, thereby preventing the durability of the parts from deteriorating or unnecessary consumption of energy. You can.

이후, 감지유닛(800)으로부터 감지된 배터리모듈(10)의 온도가 제4설정온도(T4) 이상인 경우(S600), 제어유닛(900)은 냉각모드를 실행한다(S610).Thereafter, when the temperature of the battery module 10 detected by the sensing unit 800 is higher than the fourth set temperature T4 (S600), the control unit 900 executes the cooling mode (S610).

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각모드의 동작 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.Figure 8 is a diagram schematically showing the operating state of the cooling mode according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 냉각모드에서 제어유닛(900)은 냉각유닛(700)을 동작시키고 제1가열유닛(500) 및 제2가열유닛(600)의 동작을 중지시킨다.Referring to FIG. 8, in the cooling mode, the control unit 900 operates the cooling unit 700 and stops the operation of the first heating unit 500 and the second heating unit 600.

보다 구체적으로, 냉각모드에서 제어유닛(900)은 냉각전달개폐부(731)와 냉각회수개폐부(732)를 동작시켜 냉각전달부(710), 냉각회수부(720)를 제3순환부(310)와 연통시킨다. More specifically, in the cooling mode, the control unit 900 operates the cooling transfer opening and closing unit 731 and the cooling recovery opening and closing unit 732 to connect the cooling transfer unit 710 and the cooling recovery unit 720 to the third circulation unit 310. communicate with

한편, 제2가열전달부(610)와 냉각전달부(710)가 상호 연결됨에 따라, 제어유닛(900)은 냉각전달개폐부(731)를 동작시켜 제2가열전달부(610)의 타단과 냉각전달부(710)의 일단의 연통을 차단한다.Meanwhile, as the second heat transfer unit 610 and the cooling transfer unit 710 are connected to each other, the control unit 900 operates the cooling transfer opening and closing unit 731 to cool the other end of the second heat transfer unit 610. One end of communication of the transmission unit 710 is blocked.

이후, 증발기(350)로부터 배출된 저온의 제3열교환매체(C)는 제3순환부(310)와 냉각전달부(710)를 순차적으로 거쳐 제2칠러유로(132)의 유입구를 통해 칠러부(130)의 내부로 전달된다. 이 경우, 칠러부(130)로 전달된 제3열교환매체(C)의 온도는 약 7℃ 내지 10℃의 온도를 가질 수 있다.Thereafter, the low-temperature third heat exchange medium (C) discharged from the evaporator 350 sequentially passes through the third circulation unit 310 and the cooling transfer unit 710 and passes through the inlet of the second chiller passage 132 to the chiller unit. It is delivered to the interior of (130). In this case, the temperature of the third heat exchange medium (C) delivered to the chiller unit 130 may be about 7°C to 10°C.

칠러부(130)로 전달된 저온의 제3열교환매체(C)는 칠러부(130)의 내부에서 제1칠러유로(131)를 따라 유동하는 제1열교환매체(A)와 열교환되며 제1열교환매체(A)의 온도를 하강시킨다. 이 경우, 대략 제1열교환매체(A)는 제3열교환매체(C)와의 열교환 작용에 의해 온도가 약 36℃ 이하로 하강될 수 있다.The low-temperature third heat exchange medium (C) delivered to the chiller unit 130 exchanges heat with the first heat exchange medium (A) flowing along the first chiller passage 131 inside the chiller unit 130 and performs the first heat exchange. The temperature of medium (A) is lowered. In this case, the temperature of the first heat exchange medium (A) may be lowered to approximately 36° C. or lower due to heat exchange with the third heat exchange medium (C).

온도가 하강되어 칠러부(130)로부터 배출되는 제1열교환매체(A)는 열관리유로(121)의 유입구 측을 통해 열관리부재(120)의 내부로 유입되고, 배터리모듈(10)과 열교환되며 배터리모듈(10)의 온도를 하강시킨다.The first heat exchange medium (A), whose temperature is lowered and discharged from the chiller unit 130, flows into the interior of the heat management member 120 through the inlet side of the heat management passage 121, exchanges heat with the battery module 10, and exchanges heat with the battery module 10. The temperature of the module 10 is lowered.

한편, 제어유닛(900)은 냉각모드에서 제1가열전달개폐부(531)와 제1가열회수개폐부(532)를 동작시켜 제1가열전달부(510)와 제1가열회수부(520)의 양단을 폐쇄함으로써 제2열교환매체(B)가 제1순환부(110)로 유입되는 것을 차단한다.Meanwhile, the control unit 900 operates the first heat transfer switch 531 and the first heat recovery switch 532 in the cooling mode to connect both ends of the first heat transfer unit 510 and the first heat recovery unit 520. By closing, the second heat exchange medium (B) is blocked from flowing into the first circulation unit (110).

이와 동시에, 제어유닛(900)은 냉각전달개폐부(731)를 동작시켜 증발기(350) 및 어큐뮬레이터(360) 사이에 연결된 제3순환부(310)와 제2가열전달부(610)의 연통 을 차단한다. 이에 따라 냉각모드에서 제1열교환매체(A)의 온도는 냉각유닛(700)을 통해 전달되는 저온의 제3열교환매체(C)에 의해서만 결정될 수 있다.At the same time, the control unit 900 operates the cooling transfer opening and closing unit 731 to block communication between the third circulation unit 310 and the second heating transfer unit 610 connected between the evaporator 350 and the accumulator 360. do. Accordingly, in the cooling mode, the temperature of the first heat exchange medium (A) can be determined only by the low temperature third heat exchange medium (C) delivered through the cooling unit 700.

또한, 제어유닛(900)은 냉각전달개폐부(731)를 동작시켜 냉각전달개폐부(731)와 냉각회수개폐부(732)의 사이에 연결된 제3순환부(310)를 폐쇄함으로써 증발기(350)로부터 배출되는 저온의 제3열교환매체(C)가 칠러부(130)로 유입되지 않고, 압축기(320)로 곧바로 전달되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the control unit 900 operates the cooling transfer opening/closing unit 731 to close the third circulation unit 310 connected between the cooling transfer opening/closing unit 731 and the cooling recovery opening/closing unit 732 to discharge discharge from the evaporator 350. It is possible to prevent the low temperature third heat exchange medium (C) from flowing into the chiller unit 130 and being directly transferred to the compressor 320.

한편, 제2가열회수부(620) 및 냉각회수부(720), 제2가열회수개폐부(632) 및 냉각회수개폐부(732)가 서로 동일한 구성으로 이루어지는 경우, 제2가열회수부(620)는 개방된 상태로 유지될 수 있다.On the other hand, when the second heating recovery unit 620 and the cooling recovery unit 720, the second heating recovery opening and closing unit 632 and the cooling recovery opening and closing unit 732 have the same configuration, the second heating recovery unit 620 It can remain open.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will recognize that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. You will understand.

따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the scope of technical protection of the present invention should be determined by the scope of the patent claims below.

10 : 배터리모듈 20 : 엔진
100 : 열관리유닛 110 : 제1순환부
111 : 제1순환펌프 120 : 열관리부재
121 : 열관리유로 130 : 칠러부
131 : 제1칠러유로 132 : 제2칠러유로
200 : 배기열회수유닛 210 : 제2순환부
211 : 제2순환펌프 220 : 배기열회수부재
221 : 제1배기유로 222 : 제2배기유로
300 : 사이클유닛 310 : 제3순환부
320 : 압축기 330 : 응축기
340 : 팽창밸브 350 : 증발기
360 : 어큐뮬레이터 370 : 리시버 드라이어
400 : 실내난방유닛 410 : 제1히터코어부
411 : 제1난방유로 420 : 제2히터코어부
421 : 제2난방유로 430 : 가열부재
440 : 블로워부 450 : 실내온도감지유닛
460 : 실내난방제어유닛 500 : 제1가열유닛
510 : 제1가열전달부 520 : 제1가열회수부
530 : 제1가열개폐부 531 : 제1가열전달개폐부
532 : 제1가열회수개폐부 600 : 제2가열유닛
610 : 제2가열전달부 620 : 제2가열회수부
630 : 제2가열개폐부 631 : 제2가열전달개폐부
632 : 제2가열회수개폐부 700 : 냉각유닛
710 : 냉각전달부 720 : 냉각회수부
730 : 냉각개폐부 731 : 냉각전달개폐부
732 : 냉각회수개폐부 800 : 감지유닛
900 : 제어유닛
10: Battery module 20: Engine
100: heat management unit 110: first circulation unit
111: first circulation pump 120: heat management member
121: Heat management passage 130: Chiller unit
131: 1st chiller flow path 132: 2nd chiller flow path
200: exhaust heat recovery unit 210: second circulation unit
211: second circulation pump 220: exhaust heat recovery member
221: 1st exhaust flow path 222: 2nd exhaust flow path
300: cycle unit 310: third circulation unit
320: Compressor 330: Condenser
340: expansion valve 350: evaporator
360: Accumulator 370: Receiver dryer
400: Indoor heating unit 410: First heater core unit
411: First heating passage 420: Second heater core section
421: Second heating passage 430: Heating member
440: Blower unit 450: Indoor temperature sensing unit
460: Indoor heating control unit 500: First heating unit
510: first heat transfer unit 520: first heat recovery unit
530: first heating switch 531: first heating transfer switch
532: First heating recovery opening/closing unit 600: Second heating unit
610: second heat transfer unit 620: second heat recovery unit
630: second heating switch 631: second heat transfer switch
632: Second heating recovery opening/closing unit 700: Cooling unit
710: Cooling transmission unit 720: Cooling recovery unit
730: Cooling opening/closing unit 731: Cooling transfer opening/closing unit
732: Cooling recovery opening/closing unit 800: Detection unit
900: Control unit

Claims (11)

제1열교환매체가 순환되며 배터리모듈과 열교환하는 열관리유닛;
제2열교환매체가 순환되며 배기가스로부터 열을 회수하는 배기열회수유닛;
상기 배기열회수유닛으로부터 상기 제2열교환매체를 전달받아 실내를 난방하는 실내난방유닛;
상기 배기열회수유닛으로부터 분기되고, 상기 배터리모듈의 온도가 상승되도록 상기 제2열교환매체를 상기 제1열교환매체와 열교환시키는 제1가열유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.
A heat management unit in which the first heat exchange medium circulates and exchanges heat with the battery module;
an exhaust heat recovery unit in which the second heat exchange medium circulates and recovers heat from the exhaust gas;
an indoor heating unit that receives the second heat exchange medium from the exhaust heat recovery unit and heats the room;
A first heating unit branched from the exhaust heat recovery unit and heat-exchanging the second heat exchange medium with the first heat exchange medium to increase the temperature of the battery module.
제 1항에 있어서,
상기 열관리유닛은,
상기 제1열교환매체가 순환 유동되는 제1순환부; 및
상기 제1순환부에 연결되고, 상기 제1열교환매체를 상기 배터리모듈과 열교환시키는 열관리부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.
According to clause 1,
The thermal management unit is,
a first circulation section through which the first heat exchange medium circulates; and
A thermal management system for a hybrid vehicle battery, comprising: a thermal management member connected to the first circulation unit and heat-exchanging the first heat exchange medium with the battery module.
제 2항에 있어서,
상기 배기열회수유닛은,
상기 제2열교환매체가 순환 유동되는 제2순환부; 및
상기 제2순환부와 연결되고, 상기 제2열교환매체를 상기 배기가스와 열교환시키는 배기열회수부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.
According to clause 2,
The exhaust heat recovery unit,
a second circulation section through which the second heat exchange medium circulates; and
A battery heat management system for a hybrid vehicle, comprising: an exhaust heat recovery member connected to the second circulation unit and heat-exchanging the second heat exchange medium with the exhaust gas.
제 3항에 있어서,
상기 실내난방유닛은,
상기 제2순환부와 연결되고, 상기 배기열회수부재로부터 배출되는 상기 제2열교환매체가 유동되며 공기를 가열하는 제1히터코어부;
상기 배터리모듈로부터 전력을 공급받아 공기를 가열하는 가열부재; 및
상기 제1히터코어부와 상기 가열부재에 의해 가열된 공기를 실내로 공급하는 블로워부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.
According to clause 3,
The indoor heating unit,
a first heater core unit connected to the second circulation unit and heating the air through which the second heat exchange medium discharged from the exhaust heat recovery member flows;
A heating member that heats air by receiving power from the battery module; and
A battery thermal management system for a hybrid vehicle, comprising: a blower unit that supplies air heated by the first heater core unit and the heating member to the interior.
제 4항에 있어서,
상기 실내난방유닛은,
엔진과 열교환하는 제4열교환매체가 유동되며 공기를 가열하는 제2히터코어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.
According to clause 4,
The indoor heating unit is,
A battery thermal management system for a hybrid vehicle further comprising a second heater core unit that heats the air through which a fourth heat exchange medium that exchanges heat with the engine flows.
제 5항에 있어서,
차량의 실내 온도를 감지하는 실내온도감지유닛; 및
상기 실내온도감지유닛으로부터 감지된 차량의 실내 온도를 기반으로 난방 모드를 결정하고, 결정된 난방 모드에 따라 상기 실내난방유닛의 동작을 제어하는 실내난방제어유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.
According to clause 5,
An indoor temperature sensing unit that detects the indoor temperature of the vehicle; and
For a hybrid vehicle, further comprising: an interior heating control unit that determines a heating mode based on the interior temperature of the vehicle detected by the interior temperature detection unit, and controls the operation of the interior heating unit according to the determined heating mode. Battery thermal management system.
제 6항에 있어서,
상기 실내난방제어유닛은,
상기 실내온도감지유닛으로부터 감지된 차량의 실내 온도가 제1설정실내온도 이하인 경우, 상기 엔진의 연료 분사량을 증가시키고, 상기 가열부재를 동작시키는 난방촉진모드;를 실행하고,
상기 실내온도감지유닛으로부터 감지된 차량의 실내 온도가 제2설정실내온도 이상인 경우, 상기 엔진의 연료 분사량을 감소시키고, 상기 가열부재의 동작을 중지시키는 정상난방모드;를 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.
According to clause 6,
The indoor heating control unit is,
When the indoor temperature of the vehicle detected by the indoor temperature detection unit is below the first set indoor temperature, a heating promotion mode is executed to increase the fuel injection amount of the engine and operate the heating member,
When the indoor temperature of the vehicle detected by the indoor temperature detection unit is higher than the second set indoor temperature, a normal heating mode is executed to reduce the fuel injection amount of the engine and stop the operation of the heating member. Automotive battery thermal management system.
제 3항에 있어서,
상기 제1가열유닛은,
상기 제1순환부와 상기 제2순환부에 연결되고, 상기 배기열회수부재로부터 배출되는 상기 제2열교환매체를 상기 제1순환부로 전달하는 제1가열전달부;
상기 제1순환부와 상기 제2순환부에 연결되고, 상기 열관리부재로부터 배출되는 상기 제2열교환매체를 상기 제2순환부로 회수하는 제1가열회수부; 및
상기 제1가열전달부 및 상기 제1가열회수부를 선택적으로 개폐하는 제1가열개폐부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.
According to clause 3,
The first heating unit,
a first heat transfer unit connected to the first circulation unit and the second circulation unit and transferring the second heat exchange medium discharged from the exhaust heat recovery member to the first circulation unit;
a first heat recovery unit connected to the first circulation unit and the second circulation unit, and recovering the second heat exchange medium discharged from the heat management member to the second circulation unit; and
A battery thermal management system for a hybrid vehicle, comprising: a first heating opening and closing unit that selectively opens and closes the first heat transfer unit and the first heat recovery unit.
제 1항에 있어서,
상기 배터리모듈의 온도를 감지하는 감지유닛; 및
상기 감지유닛으로부터 측정된 상기 배터리모듈의 온도 변화에 기반하여 열관리모드를 결정하고, 결정된 열관리모드에 따라 상기 제1가열유닛의 동작을 제어하는 제어유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.
According to clause 1,
A sensing unit that detects the temperature of the battery module; and
A control unit that determines a thermal management mode based on the temperature change of the battery module measured by the sensing unit and controls the operation of the first heating unit according to the determined thermal management mode. A hybrid vehicle battery further comprising a. Thermal management system.
제 9항에 있어서,
상기 제어유닛은, 상기 감지유닛으로부터 감지된 상기 배터리모듈의 온도가 제1설정온도 미만인 경우, 상기 제1가열유닛을 동작시키는 제1가열모드;를 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.
According to clause 9,
The control unit is configured to execute a first heating mode that operates the first heating unit when the temperature of the battery module detected by the sensing unit is below a first set temperature.
제 10항에 있어서,
상기 제어유닛은, 상기 감지유닛으로부터 감지된 상기 배터리모듈의 온도가 상기 제1설정온도 이상 제2설정온도 미만인 경우, 상기 제1가열유닛의 동작을 중지시키는 제1완충모드;를 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템.

According to clause 10,
The control unit is characterized in that it executes a first buffering mode that stops the operation of the first heating unit when the temperature of the battery module detected by the sensing unit is greater than the first set temperature and less than the second set temperature. A battery thermal management system for hybrid vehicles.

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