KR20240047112A - 차량용 열관리 시스템 - Google Patents

차량용 열관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20240047112A
KR20240047112A KR1020220126356A KR20220126356A KR20240047112A KR 20240047112 A KR20240047112 A KR 20240047112A KR 1020220126356 A KR1020220126356 A KR 1020220126356A KR 20220126356 A KR20220126356 A KR 20220126356A KR 20240047112 A KR20240047112 A KR 20240047112A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
expansion valve
heat
passing
battery
Prior art date
Application number
KR1020220126356A
Other languages
English (en)
Inventor
오만주
양욱일
김기목
이상신
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020220126356A priority Critical patent/KR20240047112A/ko
Priority to US18/179,898 priority patent/US20240109393A1/en
Priority to DE102023108036.9A priority patent/DE102023108036A1/de
Priority to CN202310341414.XA priority patent/CN117841601A/zh
Publication of KR20240047112A publication Critical patent/KR20240047112A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32284—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising two or more secondary circuits, e.g. at evaporator and condenser side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/00392—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for electric vehicles having only electric drive means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00557—Details of ducts or cables
    • B60H1/00571—Details of ducts or cables of liquid ducts, e.g. for coolant liquids or refrigerants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
    • B60H1/143—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the heat being derived from cooling an electric component, e.g. electric motors, electric circuits, fuel cells or batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2221—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3205—Control means therefor
    • B60H1/3213—Control means therefor for increasing the efficiency in a vehicle heat pump
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3227—Cooling devices using compression characterised by the arrangement or the type of heat exchanger, e.g. condenser, evaporator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/323—Cooling devices using compression characterised by comprising auxiliary or multiple systems, e.g. plurality of evaporators, or by involving auxiliary cooling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00928—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00949—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3269—Cooling devices output of a control signal
    • B60H2001/3285—Cooling devices output of a control signal related to an expansion unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리 승온용 수가열 히터 및 실내난방용 PTC히터를 대체하여 압축기의 하류지점에서 냉매를 가열시키는 히터를 장착하여 부품수를 줄이면서 다양한 난방모드를 구현할 수 있는 차량용 열관리 시스템에 관한 것이다.

Description

차량용 열관리 시스템{THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 열관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 승온용 수가열 히터 및 실내난방용 PTC히터를 대체하여 압축기의 하류지점에서 냉매를 가열시키는 히터를 장착하여 부품수를 줄이면서 다양한 난방모드를 구현할 수 있는 차량용 열관리 시스템에 관한 것이다.
최근 내연기관 차량의 환경적인 이슈로 인하여 전기차 등이 친환경 차량으로 보급이 확대되는 추세이다. 그러나 기존의 내연기관 차량의 경우 엔진의 폐열을 이용하여 실내를 난방할 수 있어 별도의 난방을 위한 에너지가 필요치 않았다. 하지만, 전기차 등과 같은 친환경 차량의 경우에는 엔진과 같은 열원이 없기 때문에 별도의 에너지를 통하여 난방을 수행하여야 하고, 이로 인하여 연비가 하락하는 문제가 발생하였다.
또한, 전기차에서 연비 하락과 같은 이슈는 전기차의 주행가능거리를 단축시키는 원인이 되었고, 이로 인하여 잦은 충전이 필요하게 되는 등 불편함을 주고 있는 것이 사실이다.
그래서, 전기차와 같은 친환경 차량의 공기조화장치에는 내연기관 차량의 공기조화장치와는 다른 방식의 히트펌프 시스템이 적용되고 있다.
일반적으로 히트펌프 시스템(Heat pump system)은 냉매의 발열 또는 응축열을 이용하여 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방장치로서, 난방시에는 외부의 열을 흡수하여 실내로 방출하고, 냉방시에는 실내의 열을 외부로 방출시키는 냉난방 시스템이다.
하지만, 전기차와 같은 친환경 차량은 공기조화장치와 더불어 배터리, 모터 등의 전장부품들에 대한 열관리 니즈도 새로이 추가되었다.
즉, 전기차와 같은 친환경 차량에 적용되는 실내공간과 배터리, 전장부품 들의 경우 각각 공조에 대한 니즈가 상이하고, 이들을 독립적으로 대응하면서도 효율적으로 협업하여 에너지를 최대한 절약할 수 있는 기술이 필요한 것이다. 이에 따라 각각의 구성에 대하여 독립적으로 열관리를 수행하면서 동시에 전체적인 차량의 열관리를 통합하여 열효율을 증대시키고자 차량의 통합 열관리 개념이 제시되고 있다.
이러한 차량의 통합 열관리가 수행되기 위해서는 복잡한 냉각수라인, 냉매라인 및 부품들을 통합하여 모듈화 할 필요가 있는데, 복수의 부품들을 모듈화 하면서도 제조가 간단하고 패키지적인 측면에서도 컴팩트한 모듈화의 개념이 필요한 것이다.
한편, 히트펌트 시스템이 적용되는 차량의 통합 열관리 시스템에는 외기온도가 낮은 경우와 같이 히트펌프 시스템이 원활하게 작동되지 못하는 경우에 대비하여 배터리 승온을 위하여 수가열 히터를 냉각수라인에 구비하고, 실내공간의 난방을 위하여 공기가열 히터를 냉매라인에 구비하는 등 다양한 방식의 히터를 별도로 구비하여 차량의 통합 열관리 회로에 적용하고 있다.
하지만, 배터리 승온을 위한 수가열 히터 및 실내난방을 위한 공기가열 히터를 별도로 구비하는 것은 열관리 측면에서도 효율적이지 못하고, 부품의 수도 증가되기 때문에 최근에는 통합 열관리 회로를 개선하면서 부품의 개수의 줄이는 연구가 꾸준하게 진행되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
공개특허공보 제10-2021-0047733호 (2021.04.30)
본 발명은 배터리 승온용 수가열 히터 및 실내난방용 PTC히터를 대체하여 압축기의 하류지점에서 냉매를 가열시키는 히터를 장착하여 부품수를 줄이면서 다양한 난방모드를 구현할 수 있는 차량용 열관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 열관리 시스템은 압축기, 실내콘덴서, 제 1 팽창밸브, 실외콘덴서, 제 2 팽창밸브 및 실내증발기가 순차적으로 구비되어 공조용 냉매가 순환되면서 열교환되는 메인 냉매라인과; 상기 실내콘덴서의 하류지점에서 분기되어 배터리용 칠러 및 전장부품용 칠러를 통과한 다음 상기 압축기로 유입되는 분기 냉매라인과; 배터리, 배터리용 칠러 및 배터리용 워터펌프가 순차적으로 구비되어 배터리용 냉각수가 순환되어 상기 배터리용 칠러에서 상기 분기 냉매라인으로 유동되는 냉매와 선택적으로 열교환되면서 흡열되도록 연결되는 배터리 냉각수라인과; 전장부품, 전장부품용 칠러 및 전장부품용 워터펌프가 순차적으로 구비되어 전장부품 냉각수가 순환되어 상기 전장부품용 칠러에서 상기 분기 냉매라인으로 유동되는 냉매와 선택적으로 열교환되면서 방열되도록 연결되는 전장부품 냉각수라인; 상기 메인 냉매라인 상에서 상기 압축기와 실내콘덴서의 사이에 배치되어 냉매를 선택적으로 가열하는 냉매히터와; 상기 압축기와 냉매히터의 가동을 제어하고, 상기 제 1 팽창밸브 및 제 2 팽창밸브의 개폐 여부 및 개도량을 조절하고, 상기 전장부품용 워터펌프 및 배터리용 워터펌프의 가동을 제어하여 냉매, 전장부품 냉각수 및 배터리용 냉각수의 유동경로를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 분기 냉매라인에는 상기 배터리용 칠러의 상류지점에 제 3 팽창밸브가 구비되고, 상기 전장부품용 칠러의 상류지점에 제 4 팽창밸브가 구비되고. 상기 제어부는 상기 제 3 팽창밸브 및 제 4 팽창밸브의 개폐 여부 및 개도량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 냉매라인 상에는 실내난방용 PTC히터가 배치되지 않고, 상기 배터리 냉각수라인 상에는 상기 배터리를 승온시키는 수가열 히터가 배치되지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 냉매히터는 상기 압축기의 후단에 일체로 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉매히터는 상기 압축기의 하류지점에 상기 압축기와 별개로 구비되되, 상기 압축기와 냉매히터는 고온 및 고압용 유로부재로 연결되어 고온 및 고압의 냉매가 유동되고, 상기 유로부재의 외부는 단열부재로 커버되는 것을 특징으로 한다.
상기 유로부재는 파이프 또는 호스이고, 상기 단열부재는 수지 발포체인 것을 특징으로 한다.
상기 냉매히터는 상기 실내콘덴서의 전단에 일체로 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 전장부품에서 회수되는 폐열을 회수하여 실내 난방을 하는 제 1 난방모드에서, 압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열된 다음 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시키고, 상기 배터리용 칠러를 통과한 다음 상기 전장부품용 칠러를 통과하면서 전장부품용 냉각수로부터 흡열된 후 상기 압축기로 순환되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 제 1 난방모드에서, 압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열되도록 상기 압축기와 냉매히터를 작동시키고, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매가 분기 냉매라인으로 유동되도록 상기 제 1 팽창밸브 및 제 2 팽창밸브는 완전폐쇄(Full Close)하고, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매가 상기 배터리용 칠러를 열교환 없이 그대로 통과하도록 상기 제 3 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 배터리용 워터펌프는 작동을 중단시키며, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매가 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창되고, 상기 전장부품용 칠러에서 전장부품용 냉각수로부터 흡열되도록 상기 제 4 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하고, 상기 전장부품용 워터펌프는 작동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 실내공기로부터 흡열하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 2 난방모드에서, 압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열된 다음 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시키고, 냉매 중 일부는 상기 배터리용 칠러를 통과하면서 방열되어 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 후 상기 압축기로 순환되며, 냉매 중 나머지는 상기 제 2 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 후 상기 실내증발기를 통과하면서 흡열된 다음 상기 압축기로 순환되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 제 2 난방모드에서, 압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열되도록 상기 압축기와 냉매히터를 작동시키고, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 일부가 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창되도록 상기 제 3 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 제 4 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하며, 상기 배터리용 워터펌프는 작동시키고, 상기 전장부품용 워터펌프는 작동을 중단시키며, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 상기 실외콘덴서를 통과하고, 상기 제 2 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 다음 상기 실내증발기를 통과하면서 실내공기로부터 흡열되도록 상기 제 1 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 제 2 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 실외공기로부터 흡열하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 3 난방모드에서, 압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열된 다음 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시키고, 냉매 중 일부는 상기 배터리용 칠러를 통과하면서 방열되어 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 후 상기 압축기로 순환되며, 냉매 중 나머지는 제 1 팽창밸블르 통과하면서 팽창된 후 상기 실외콘덴서를 통과하면서 흡열된 다음 상기 압축기로 순환되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 제 3 난방모드에서, 압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열되도록 상기 압축기와 냉매히터를 작동시키고, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 일부가 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창되도록 상기 제 3 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 제 4 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하며, 상기 배터리용 워터펌프는 작동시키고, 상기 전장부품용 워터펌프는 작동을 중단시키며, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 제 1 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 다음 상기 실외콘덴서를 통과하면서 실외공기로부터 흡열되도록 상기 제 1 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하고, 상기 제 2 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 전장부품에서 회수되는 폐열을 회수하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 4 난방모드에서, 압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열된 다음 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시키고, 상기 배터리용 칠러를 통과하면서 방열되어 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 전장부품용 칠러를 통과하면서 전장부품용 냉각수로부터 흡열된 후 상기 압축기로 순환되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 제 4 난방모드에서, 압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열되도록 상기 압축기와 냉매히터를 작동시키고, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매가 분기 냉매라인으로 유동되도록 상기 제 1 팽창밸브 및 제 2 팽창밸브는 완전폐쇄(Full Close)하고, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매가 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창되고, 상기 전장부품용 칠러에서 전장부품용 냉각수로부터 흡열되도록 상기 제 3 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 제 4 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하며, 상기 배터리용 워터펌프와 전장부품용 워터펌프를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 전장부품에서 회수되는 폐열을 회수하고, 실외공기로부터 흡열하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 5 난방모드에서, 압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열된 다음 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시키고, 냉매 중 일부는 상기 배터리용 칠러를 통과하면서 방열되어 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 전장부품용 칠러를 통과하면서 전장부품용 냉각수로부터 흡열된 후 상기 압축기로 순환되며, 냉매 중 나머지는 상기 제 1 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 후 상기 실외콘덴서를 통과하면서 흡열된 다음 상기 압축기로 순환되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 제 5 난방모드에서, 압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열되도록 상기 압축기와 냉매히터를 작동시키고, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 일부가 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창되고, 상기 전장부품용 칠러에서 전장부품용 냉각수로부터 흡열되도록 상기 제 3 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 제 4 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하며, 상기 배터리용 워터펌프와 전장부품용 워터펌프를 작동시키며, 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 제 1 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 다음 상기 실외콘덴서를 통과하면서 실외공기로부터 흡열되도록 상기 제 1 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하고, 상기 제 2 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 일반적인 전기차용 열관리 회로에서는 배터리 승온과 실내 난방을 위해 배터리 승온용 수가열 히터와 실내 난방용 공기가열 히터(PTC히터)를 대체하여 압축기의 하류지점에 냉매를 가열시키는 냉매히터를 구비함으로써, 히터의 개수를 줄일 수 있고, 이에 따라 원가 절감 및 중량 감소 효과를 기대할 수 있으며, 열관리 시스템의 패키지(package)에 유리하고 HVAC 모듈을 슬림화시킬 수 있다.
둘째, 일반적인 전기차용 열관리 회로에서는 배터리 승온 시 히트펌프 기능의 사용이 불가하였으나, 본 발명에 따르면 냉매히터를 기반으로 배터리 승온 시에도 히트펌프 기능의 사용이 가능한 열관리 회로를 구현할 수 있고, 이에 따라 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
셋째, 낮은 외기온(-20℃) 조건에서도 냉매히터를 기반으로 액체상태의 냉매를 기화시켜 히트펌프 성능 및 효율을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리 시스템을 보여주는 회로도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리 시스템에서 냉매히터의 다양한 구현예를 보여주는 회로도이며,
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리 시스템의 다양한 난방모드를 보여주는 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리 시스템을 보여주는 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리 시스템은 냉매의 순환되면서 실내를 난방시키는 메인 냉매라인(100)과 분기 냉매라인(101)이 구비되고, 배터리용 냉각수가 순환되면서 배터리(210)를 승온시키는 배터리 냉각수라인(200)과 전장부품용 냉각수가 순환되면서 전장부품(310)의 폐열을 회수하는 전장부품 냉각수라인(300)이 구비된다.
이때, 메인 냉매라인(100)에는 압축기(110), 실내콘덴서(120), 제 1 팽창밸브(131), 실외콘덴서(140), 제 2 팽창밸브(132) 및 실내증발기(150)가 순차적으로 구비되어 공조용 냉매가 순환되면서 열교환된다. 이때 압축기(110)의 상류지점에는 기액분리기(160)가 더 구비될 수 있다.
그리고, 분기 냉매라인(101)은 실내콘덴서(120)의 하류지점에서 분기되어 배터리 냉각수라인(200) 및 전장부품 냉각수라인(300)를 통과하면서 배터리용 냉각수 및 전장부품용 냉각수와 열교환되는 칠러부(220, 320)를 통과한 다음 압축기(110)로 유입되도록 구비된다.
이때, 칠러부(220, 320)는 배터리 냉각수라인(200)에 마련되는 배터리용 칠러(220)와 전장부품 냉각수라인(300)에 마련되는 전장부품용 칠러(320)를 포함한다.
또한, 분기 냉매라인(101)에는 배터리용 칠러(220)의 상류지점에 제 3 팽창밸브(133)가 구비되고, 전장부품용 칠러(320)의 상류지점에 제 4 팽창밸브(134)가 구비된다.
그리고, 분기 냉매라인(101)에는 제 3 팽창밸브(133)의 상류지점에 냉매가 압축기(110)로 유동되는 경로를 제공하는 멀티웨이 밸브(170)가 구비될 수 있다.
한편, 배터리 냉각수라인(200)에는 배터리(210), 배터리용 칠러(220) 및 배터리용 워터펌프(230)가 순차적으로 구비되어 배터리용 냉각수가 순환되면서 배터리용 칠러(220)에서 분기 냉매라인(101)으로 유동되는 냉매와 선택적으로 열교환되면서 흡열된다.
그리고, 배터리 냉각수라인(200)에는 배터리의 하류지점에서 분기되어 제 1 라디에이터(240)를 거쳐 배터리용 워터펌프(230)의 상류지점에서 합류되는 분기 배터리 냉각수라인(201)이 더 구비된다. 이때 분기 배터리 냉각수라인(201)과 배터리 냉각수라인(200)의 합류지점에는 멀티웨이 밸브(250)가 구비되어 배터리용 냉각수의 유동 경로를 제어한다.
또한, 전장부품 냉각수라인(300)에는 전장부품(310), 전장부품용 칠러(320) 및 전장부품용 워터펌프(330)가 순차적으로 구비되어 전장부품 냉각수가 순환되어 전장부품용 칠러(320)에서 분기 냉매라인(101)으로 유동되는 냉매와 선택적으로 열교환되면서 방열된다.
그리고, 전장부품 냉각수라인(300)에는 전장부품(310)의 하류지점에서 분기되어 제 2 라디에이터(340)를 거쳐 전장부품용 워터펌프(330)의 상류지점에서 합류되는 분기 전장부품 냉각수라인(301)이 더 구비된다. 이때 분기 전장부품 냉각수라인(301)과 전장부품 냉각수라인(300)의 합류지점에는 멀티웨이 밸브(350)가 구비되어 전장부품용 냉각수의 유동 경로를 제어한다.
한편, 메인 냉매라인(100) 상에는 압축기(110)와 실내콘덴서(120)의 사이에 냉매를 선택적으로 가열하는 냉매히터(400)가 구비된다. 그래서, 냉매히터(400)의 작동에 의해 압축기(110)에서 압축된 냉매를 추가적으로 가열시킬 수 있다.
그리고, 압축기(110)와 냉매히터(400)의 가동을 제어하고, 제 1 팽창밸브(131) 내지 제 4 팽창밸브(134)의 개폐 여부 및 개도량을 조절하며, 전장부품용 워터펌프(330) 및 배터리용 워터펌프(230)의 가동을 제어하여 냉매, 전장부품 냉각수 및 배터리용 냉각수의 유동경로를 제어하는 제어부(미도시)가 더 구비된다.
이하에서, 냉매히터의 다양한 구현예와 다양한 난방모드의 작동 상태에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리 시스템에서 냉매히터의 다양한 구현예를 보여주는 회로도로서, 도 1은 냉매히터가 압축기 및 실내콘덴서와 별개로 구비되는 실시예를 보여준다.
도 1에 도시된 바와 같이 냉매히터(400)는 압축기(110)의 하류지점에 압축기(110)와 별개로 구비된다. 이때 압축기(110)와 냉매히터(400)는 고온 및 고압용 유로부재(410)로 연결되어 고온 및 고압의 냉매가 유동될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 유로부재(410)의 외부는 단열부재로 커버될 수 있다.
이때 유로부재(410)는 파이프 또는 호스가 적용될 수 있고, 단열부재는 수지 발포체가 적용될 수 있다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 냉매히터(400)는 압축기(110)의 후단에 일체로 구비될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 냉매히터(400)는 실내콘덴서(120)의 전단에 일체로 구비될 수 있다.
도 1 내지 도 3에서 알 수 있듯이, 냉매히터(400)는 압축기(110)와 실내콘덴서(120) 사이에서 다양한 방식으로 배치되어 구현될 수 있고, 그 배치 위치에 따라 압축기(110)에서 압축된 냉매를 승온시킬 수 있는 다양한 구조로 구현될 수 있을 것이다.
이렇게, 압축기(110)와 실내콘덴서(120) 사이에 냉매를 가열할 수 있는 냉매히터(400)를 구비함에 따라 종래에 실내 난방을 위하여 메인 냉매라인(100) 상에 배치되었던 실내난방용 PTC히터와 배터리(210)의 승온을 위하여 배터리 냉각수라인(200) 상에 배치되었던 수가열 히터를 생략할 수 있다.
다음으로, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 열관리 시스템의 다양한 모드에 대하여 도면을 참고하여 설명한다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열관리 시스템의 다양한 난방모드를 보여주는 회로도이다.
본 실시예에서는 팽창밸브들을 설명함에 있어, 팽창밸브의 개도정도를 완전개방(Full Open), 일부개방(Partial Open) 및 완전폐쇄(Full Close)로 구분하여 설명한다.
여기서 완전개방(Full Open)이란 팽창밸브의 개도율이 100%인 것을 의미하는 것으로서, 이때 팽창밸브를 통과하는 냉매를 팽창되지 않고 그대로 팽창밸브를 통과하는 것을 의미한다.
그리고, 일부개방(Partial Open)이란 팽창밸브의 개도율이 0%보다는 크면서 100%보다는 작은 것을 의미하는 것으로서, 이때 팽창밸브를 통과하는 냉매가 팽창되는 것을 의미한다.
또한, 완전폐쇄(Full Close)란 팽창밸브의 개도율이 0%인 것을 의미하는 것으로서, 이때 냉매는 팽창밸브를 통과하지 못하는 것을 의미한다.
도 4는 배터리를 승온시키지 않고 전장부품에서 회수되는 폐열을 회수하여 실내 난방을 하는 제 1 난방모드를 보여준다.
제 1 난방모드에서는 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열된 다음 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)에서 방열된 냉매는 모두 분기 냉매라인(101)으로 유동되어 배터리용 칠러(220)를 그대로 통과한 다음 전장부품용 칠러(320)를 통과하면서 전장부품용 냉각수로부터 흡열된 후 압축기(110)로 순환된다.
이를 위하여 제어부에서는 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되도록 압축기(110)와 냉매히터(400)를 작동시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매가 분기 냉매라인(101)으로 유동되도록 제 1 팽창밸브(131) 및 제 2 팽창밸브(132)는 완전폐쇄(Full Close)한다.
또한, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매가 배터리용 칠러(220)에서 열교환되지 않고 그대로 통과한 다음 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창되고, 전장부품용 칠러(320)에서 전장부품용 냉각수로부터 흡열되도록 제 3 팽창밸브(133)는 완전개방(Full Open)하고, 제 4 팽창밸브(134)는 일부개방(Partial Open)한다.
그리고, 배터리용 워터펌프(230)는 작동을 중단시키고, 전장부품용 워터펌프(330)만 작동시킨다.
이에 따라, 압축기(110)에서 압축된 냉매는 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되어 고온고압 상태가 된다. 고온고압의 냉매는 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열되어 실내가 난방된다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과한 냉매는 제 1 팽창밸브(131) 및 제 2 팽창밸브(132)가 완전폐쇄(Full Close)된 상태이기 때문에 모두 분기 냉매라인(101)을 따라 유동된다.
그래서, 분기 냉매라인(101)을 따라 유동되는 냉매는 완전개방(Full Open)된 제 3 팽창밸브(133)를 통과한 다음 배터리용 칠러(220)를 통과한다. 이때 배터리용 칠러(220)에는 배터리용 냉각수가 순환되지 않기 때문에 배터리용 냉각수와 열교환이 이루어지지 않고 그대로 통과한다.
그리고, 배터리용 칠러(220)를 통과한 냉매는 일부개방(Partial Open)된 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창된 다음 전장부품용 칠러(320)에서 전장부품용 냉각수와 열교환되면서 흡열된다. 이렇게 전장부품(310)의 폐열이 흡열된 냉매는 압축기(110)로 유입된다.
다음으로, 도 5는 실내공기로부터 흡열하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 2 난방모드를 보여준다.
제 2 난방모드에서는 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열된 다음 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)에서 방열된 냉매 중 일부는 분기 냉매라인(101)으로 분기되어 배터리용 칠러(220)를 통과하면서 방열되어 배터리용 냉각수를 승온시켜서 배터리(210)를 승온시킨다.
그리고, 배터리용 냉각수와 열교환되면서 방열된 냉매는 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창된 후 압축기(110)로 순환된다.
한편, 실내콘덴서(120)에서 방열된 냉매 중 나머지는 제 2 팽창밸브(132)를 통과하면서 팽창된 후 실내증발기(150)를 통과하면서 흡열된 다음 압축기(110)로 순환된다.
이를 위하여 제어부에서는 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되도록 압축기(110)와 냉매히터(400)를 작동시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매 중 일부가 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창되도록 제 3 팽창밸브(133)는 완전개방(Full Open)하고, 제 4 팽창밸브(134)는 일부개방(Partial Open)한다. 또한, 배터리용 워터펌프(230)는 작동시키고, 전장부품용 워터펌프(330)는 작동을 중단시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 실외콘덴서(140)를 통과하고, 제 2 팽창밸브(132)를 통과하면서 팽창된 다음 실내증발기(150)를 통과하면서 실내공기로부터 흡열되도록 제 1 팽창밸브(131)는 완전개방(Full Open)하고, 제 2 팽창밸브(132)는 일부개방(Partial Open)한다.
이에 따라, 압축기(110)에서 압축된 냉매는 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되어 고온고압 상태가 된다. 고온고압의 냉매는 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열되어 실내가 난방된다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과한 냉매 중 일부는 분기 냉매라인(101)을 따라 유동되면서 되어 완전개방(Full Open)된 제 3 팽창밸브(133)를 통과한 다음 배터리용 칠러(220)에서 배터리용 냉각수와 열교환되면서 방열되고, 냉매로부터 흡열된 배터리용 냉각수는 배터리 냉각수라인(200)을 순환하여 배터리(210)를 승온시킨다.
그리고, 배터리용 칠러(220)에서 방열된 냉매는 일부개방(Partial Open)된 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창된 다음 압축기(110)로 유입된다.
한편, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 메인 냉매라인(100)을 따라 완전개방(Full Open)된 제 1 팽창밸브(131)와 실외콘덴서(140)를 통과한 다음 일부개방(Partial Open)된 제 2 팽창밸브(132)를 통과하면서 팽창된다. 그런 다음 실내증발기(150)를 통과하면서 흡열된 다음 분기 냉매라인(101)으로 유동되면서 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창된 냉매와 합류하여 압축기(110)로 유입된다.
다음으로, 도 6은 실외공기로부터 흡열하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 3 난방모드를 보여준다.
제 3 난방모드에서는 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열된 다음 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)에서 방열된 냉매 중 일부는 분기 냉매라인(101)으로 분기되어 배터리용 칠러(220)를 통과하면서 방열되어 배터리용 냉각수를 승온시켜서 배터리(210)를 승온시킨다.
그리고, 배터리용 냉각수와 열교환되면서 방열된 냉매는 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창된 후 압축기(110)로 순환된다.
한편, 실내콘덴서(120)에서 방열된 냉매 중 나머지는 제 1 팽창밸브(131)를 통과하면서 팽창된 후 실외콘덴서(140)를 통과하면서 흡열된 다음 압축기(110)로 순환된다.
이를 위하여 제어부에서는 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되도록 압축기(110)와 냉매히터(400)를 작동시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매 중 일부가 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창되도록 제 3 팽창밸브(133)는 완전개방(Full Open)하고, 제 4 팽창밸브(134)는 일부개방(Partial Open)한다. 또한, 배터리용 워터펌프(230)는 작동시키고, 전장부품용 워터펌프(330)는 작동을 중단시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 제 1 팽창밸브(131)를 통과하면서 팽창된 다음 실외콘덴서(140)를 통과하면서 실외공기로부터 흡열되도록 제 1 팽창밸브(131)는 일부개방(Partial Open)하고, 제 2 팽창밸브(132)는 완전개방(Full Open)한다.
이에 따라, 압축기(110)에서 압축된 냉매는 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되어 고온고압 상태가 된다. 고온고압의 냉매는 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열되어 실내가 난방된다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과한 냉매 중 일부는 분기 냉매라인(101)을 따라 유동되면서 되어 완전개방(Full Open)된 제 3 팽창밸브(133)를 통과한 다음 배터리용 칠러(220)에서 배터리용 냉각수와 열교환되면서 방열되고, 냉매로부터 흡열된 배터리용 냉각수는 배터리 냉각수라인(200)을 순환하여 배터리(210)를 승온시킨다.
그리고, 배터리용 칠러(220)에서 방열된 냉매는 일부개방(Partial Open)된 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창된 다음 압축기(110)로 유입된다.
한편, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 메인 냉매라인(100)을 따라 일부개방(Partial Open)된 제 1 팽창밸브(131)를 통과하면서 팽창된 다음 실외콘덴서(140)를 통과하면서 외부공기로부터 흡열한 다음 완전개방(Full Open)된 제 2 팽창밸브(132)와 실내증발기(150)를 통과한 다음 분기 냉매라인(101)으로 유동되면서 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창된 냉매와 합류하여 압축기(110)로 유입된다.
다음으로, 도 7은 전장부품에서 회수되는 폐열을 회수하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 4 난방모드를 보여준다.
제 4 난방모드에서는 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열된 다음 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)에서 방열된 냉매는 모두 분기 냉매라인(101)으로 유동되어 배터리용 칠러(220)를 통과하면서 방열되어 배터리용 냉각수를 승온시킨다. 그리고, 전장부품용 칠러(320)를 통과하면서 전장부품용 냉각수로부터 흡열된 후 압축기(110)로 순환된다.
이를 위하여 제어부에서는 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되도록 압축기(110)와 냉매히터(400)를 작동시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매가 분기 냉매라인(101)으로 유동되도록 제 1 팽창밸브(131) 및 제 2 팽창밸브(132)는 완전폐쇄(Full Close)한다.
또한, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매가 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창되고, 전장부품용 칠러(320)에서 전장부품용 냉각수로부터 흡열되도록 제 3 팽창밸브(133)는 완전개방(Full Open)하고, 제 4 팽창밸브(134)는 일부개방(Partial Open)한다.
그리고, 배터리용 워터펌프(230)와 전장부품용 워터펌프(330)를 모두 작동시킨다.
이에 따라, 압축기(110)에서 압축된 냉매는 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되어 고온고압 상태가 된다. 고온고압의 냉매는 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열되어 실내가 난방된다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과한 냉매는 제 1 팽창밸브(131) 및 제 2 팽창밸브(132)가 완전폐쇄(Full Close)된 상태이기 때문에 모두 분기 냉매라인(101)을 따라 유동된다.
그래서, 분기 냉매라인(101)을 따라 유동되는 냉매는 완전개방(Full Open)된 제 3 팽창밸브(133)를 통과한 다음 배터리용 칠러(220)에서 배터리용 냉각수와 열교환되면서 방열되고, 냉매로부터 흡열된 배터리용 냉각수는 배터리 냉각수라인(200)을 순환하여 배터리(210)를 승온시킨다.
그리고, 배터리용 칠러(220)에서 방열된 냉매는 일부개방(Partial Open)된 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창된 다음 전장부품용 칠러(320)에서 전장부품용 냉각수와 열교환되면서 흡열된다. 이렇게 전장부품(310)의 폐열이 흡열된 냉매는 압축기(110)로 유입된다.
다음으로, 도 8은 전장부품에서 회수되는 폐열을 회수하고, 실외공기로부터 흡열하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 5 난방모드를 보여준다.
제 5 난방모드에서는 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열된 다음 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)에서 방열된 냉매 중 일부는 분기 냉매라인(101)으로 분기되어 배터리용 칠러(220)를 통과하면서 방열되어 배터리용 냉각수를 승온시켜서 배터리를 승온시킨다.
그리고, 배터리용 냉각수와 열교환되면서 방열된 냉매는 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창된 후 압축기(110)로 순환된다.
한편, 실내콘덴서(120)에서 방열된 냉매 중 나머지는 제 1 팽창밸브(131)를 통과하면서 팽창된 후 실외콘덴서(140)를 통과하면서 흡열된 다음 압축기(110)로 순환된다.
이를 위하여 제어부에서는 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되도록 압축기(110)와 냉매히터(400)를 작동시킨다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매가 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창되고, 전장부품용 칠러(320)에서 전장부품용 냉각수로부터 흡열되도록 제 3 팽창밸브(133)는 완전개방(Full Open)하고, 제 4 팽창밸브(134)는 일부개방(Partial Open)한다.
그리고, 배터리용 워터펌프(230)와 전장부품용 워터펌프(330)를 모두 작동시킨다.
이에 따라, 압축기(110)에서 압축된 냉매는 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되어 고온고압 상태가 된다. 고온고압의 냉매는 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열되어 실내가 난방된다.
그리고, 실내콘덴서(120)를 통과한 냉매 중 일부는 분기 냉매라인(101)을 따라 유동되면서 되어 완전개방(Full Open)된 제 3 팽창밸브(133)를 통과한 다음 배터리용 칠러(220)에서 배터리용 냉각수와 열교환되면서 방열되고, 냉매로부터 흡열된 배터리용 냉각수는 배터리 냉각수라인(200)을 순환하여 배터리(210)를 승온시킨다.
또한, 배터리용 칠러(220)에서 방열된 냉매는 일부개방(Partial Open)된 제 4 팽창밸브(134)를 통과하면서 팽창된 다음 전장부품용 칠러(320)에서 전장부품용 냉각수와 열교환되면서 흡열된다. 이렇게 전장부품(310)의 폐열이 흡열된 냉매는 압축기(110)로 유입된다.
한편, 실내콘덴서(120)를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 메인 냉매라인(100)을 따라 일부개방(Partial Open)된 제 1 팽창밸브(131)를 통과하면서 팽창된 다음 실외콘덴서(140)를 통과하면서 외부공기로부터 흡열한 다음 완전개방(Full Open)된 제 2 팽창밸브(132)와 실내증발기(150)를 통과한 다음 분기 냉매라인(101)으로 유동되면서 전장부품용 칠러(320)를 통과하면서 흡열된 냉매와 합류하여 압축기(110)로 유입된다.
상기와 같이 본 실시예에 따른 여러 난방모드에서는 압축기(110)에서 압축된 냉매가 냉매히터(400)를 통과하면서 가열되기 때문에 히트펌프만으로는 부족한 냉매의 승온이 가능하여 낮은 외기온 조건에서도 냉매히터를 기반으로 액체상태의 냉매를 기화시켜 히트펌프 성능 및 효율을 유지할 수 있다.
또한, 배터리(210)의 승온시에도 히트펌프 기능의 사용이 가능한 모드를 구현할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어부는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100: 메인 냉매라인 101: 분기 냉매라인
110: 압축기 120: 실내콘덴서
131: 제 1 팽창밸브 132: 제 2 팽창밸브
133: 제 3 팽창밸브 134: 제 4 팽창밸브
140: 실외콘덴서 150: 실내증발기
160: 기액분리기 170: 제 1 멀티웨이 밸브
200: 배터리 냉각수라인 201: 배터리 분기 냉각수라인
210: 배터리 220: 배터리용 칠러
230: 배터리용 워터펌프 240: 배터리용 라디에이터
250: 제 2 멀티웨이 밸브 300: 전장부품용 냉각수라인
301: 전장부품용 분기 냉각수라인 310: 전장부품
320: 전장부품용 칠러 330: 전장부품용 워터펌프
340: 전장부품용 라디에이터 350: 제 3 멀티웨이 밸브
400: 냉매히터 410: 유로부재

Claims (17)

  1. 압축기, 실내콘덴서, 제 1 팽창밸브, 실외콘덴서, 제 2 팽창밸브 및 실내증발기가 순차적으로 구비되어 공조용 냉매가 순환되면서 열교환되는 메인 냉매라인과;
    상기 실내콘덴서의 하류지점에서 분기되어 배터리용 칠러 및 전장부품용 칠러를 통과한 다음 상기 압축기로 유입되는 분기 냉매라인과;
    배터리, 배터리용 칠러 및 배터리용 워터펌프가 순차적으로 구비되어 배터리용 냉각수가 순환되어 상기 배터리용 칠러에서 상기 분기 냉매라인으로 유동되는 냉매와 선택적으로 열교환되면서 흡열되도록 연결되는 배터리 냉각수라인과;
    전장부품, 전장부품용 칠러 및 전장부품용 워터펌프가 순차적으로 구비되어 전장부품 냉각수가 순환되어 상기 전장부품용 칠러에서 상기 분기 냉매라인으로 유동되는 냉매와 선택적으로 열교환되면서 방열되도록 연결되는 전장부품 냉각수라인;
    상기 메인 냉매라인 상에서 상기 압축기와 실내콘덴서의 사이에 배치되어 냉매를 선택적으로 가열하는 냉매히터와;
    상기 압축기와 냉매히터의 가동을 제어하고, 상기 제 1 팽창밸브 및 제 2 팽창밸브의 개폐 여부 및 개도량을 조절하고, 상기 전장부품용 워터펌프 및 배터리용 워터펌프의 가동을 제어하여 냉매, 전장부품 냉각수 및 배터리용 냉각수의 유동경로를 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 열관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분기 냉매라인에는 상기 배터리용 칠러의 상류지점에 제 3 팽창밸브가 구비되고, 상기 전장부품용 칠러의 상류지점에 제 4 팽창밸브가 구비되고.
    상기 제어부는 상기 제 3 팽창밸브 및 제 4 팽창밸브의 개폐 여부 및 개도량을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 냉매라인 상에는 실내난방용 PTC히터가 배치되지 않고,
    상기 배터리 냉각수라인 상에는 상기 배터리를 승온시키는 수가열 히터가 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매히터는 상기 압축기의 후단에 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매히터는 상기 압축기의 하류지점에 상기 압축기와 별개로 구비되되, 상기 압축기와 냉매히터는 고온 및 고압용 유로부재로 연결되어 고온 및 고압의 냉매가 유동되고, 상기 유로부재의 외부는 단열부재로 커버되는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 유로부재는 파이프 또는 호스이고,
    상기 단열부재는 수지 발포체인 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매히터는 상기 실내콘덴서의 전단에 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 전장부품에서 회수되는 폐열을 회수하여 실내 난방을 하는 제 1 난방모드에서,
    압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열된 다음 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시키고, 상기 배터리용 칠러를 통과한 다음 상기 전장부품용 칠러를 통과하면서 전장부품용 냉각수로부터 흡열된 후 상기 압축기로 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는 제 1 난방모드에서,
    압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열되도록 상기 압축기와 냉매히터를 작동시키고,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매가 분기 냉매라인으로 유동되도록 상기 제 1 팽창밸브 및 제 2 팽창밸브는 완전폐쇄(Full Close)하고,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매가 상기 배터리용 칠러를 열교환 없이 그대로 통과하도록 상기 제 3 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 배터리용 워터펌프는 작동을 중단시키며,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매가 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창되고, 상기 전장부품용 칠러에서 전장부품용 냉각수로부터 흡열되도록 상기 제 4 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하고, 상기 전장부품용 워터펌프는 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 실내공기로부터 흡열하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 2 난방모드에서,
    압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열된 다음 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시키고,
    냉매 중 일부는 상기 배터리용 칠러를 통과하면서 방열되어 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 후 상기 압축기로 순환되며,
    냉매 중 나머지는 상기 제 2 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 후 상기 실내증발기를 통과하면서 흡열된 다음 상기 압축기로 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어부는 제 2 난방모드에서,
    압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열되도록 상기 압축기와 냉매히터를 작동시키고,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 일부가 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창되도록 상기 제 3 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 제 4 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하며, 상기 배터리용 워터펌프는 작동시키고, 상기 전장부품용 워터펌프는 작동을 중단시키며,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 상기 실외콘덴서를 통과하고, 상기 제 2 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 다음 상기 실내증발기를 통과하면서 실내공기로부터 흡열되도록 상기 제 1 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 제 2 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  12. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 실외공기로부터 흡열하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 3 난방모드에서,
    압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열된 다음 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시키고,
    냉매 중 일부는 상기 배터리용 칠러를 통과하면서 방열되어 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 후 상기 압축기로 순환되며,
    냉매 중 나머지는 제 1 팽창밸블르 통과하면서 팽창된 후 상기 실외콘덴서를 통과하면서 흡열된 다음 상기 압축기로 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는 제 3 난방모드에서,
    압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열되도록 상기 압축기와 냉매히터를 작동시키고,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 일부가 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창되도록 상기 제 3 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 제 4 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하며, 상기 배터리용 워터펌프는 작동시키고, 상기 전장부품용 워터펌프는 작동을 중단시키며,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 제 1 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 다음 상기 실외콘덴서를 통과하면서 실외공기로부터 흡열되도록 상기 제 1 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하고, 상기 제 2 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  14. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 전장부품에서 회수되는 폐열을 회수하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 4 난방모드에서,
    압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열된 다음 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시키고,
    상기 배터리용 칠러를 통과하면서 방열되어 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 전장부품용 칠러를 통과하면서 전장부품용 냉각수로부터 흡열된 후 상기 압축기로 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어부는 제 4 난방모드에서,
    압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열되도록 상기 압축기와 냉매히터를 작동시키고,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매가 분기 냉매라인으로 유동되도록 상기 제 1 팽창밸브 및 제 2 팽창밸브는 완전폐쇄(Full Close)하고,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매가 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창되고, 상기 전장부품용 칠러에서 전장부품용 냉각수로부터 흡열되도록 상기 제 3 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 제 4 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하며, 상기 배터리용 워터펌프와 전장부품용 워터펌프를 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  16. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 전장부품에서 회수되는 폐열을 회수하고, 실외공기로부터 흡열하여 실내 난방을 하면서 배터리를 승온시키는 제 5 난방모드에서,
    압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열된 다음 상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열되어 실내를 난방시키고,
    냉매 중 일부는 상기 배터리용 칠러를 통과하면서 방열되어 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 전장부품용 칠러를 통과하면서 전장부품용 냉각수로부터 흡열된 후 상기 압축기로 순환되며,
    냉매 중 나머지는 상기 제 1 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 후 상기 실외콘덴서를 통과하면서 흡열된 다음 상기 압축기로 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제어부는 제 5 난방모드에서,
    압축된 냉매가 상기 냉매히터를 통과하면서 가열되도록 상기 압축기와 냉매히터를 작동시키고,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 일부가 상기 배터리용 냉각수를 승온시킨 다음 상기 제 4 팽창밸브를 통과하면서 팽창되고, 상기 전장부품용 칠러에서 전장부품용 냉각수로부터 흡열되도록 상기 제 3 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하고, 상기 제 4 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하며, 상기 배터리용 워터펌프와 전장부품용 워터펌프를 작동시키며,
    상기 실내콘덴서를 통과하면서 방열된 냉매 중 나머지는 제 1 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 다음 상기 실외콘덴서를 통과하면서 실외공기로부터 흡열되도록 상기 제 1 팽창밸브는 일부개방(Partial Open)하고, 상기 제 2 팽창밸브는 완전개방(Full Open)하는 것을 특징으로 하는 차량용 열관리 시스템.
KR1020220126356A 2022-10-04 2022-10-04 차량용 열관리 시스템 KR20240047112A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220126356A KR20240047112A (ko) 2022-10-04 2022-10-04 차량용 열관리 시스템
US18/179,898 US20240109393A1 (en) 2022-10-04 2023-03-07 Thermal management system for vehicle
DE102023108036.9A DE102023108036A1 (de) 2022-10-04 2023-03-29 Wärmemanagementsystem für ein fahrzeug
CN202310341414.XA CN117841601A (zh) 2022-10-04 2023-04-03 用于车辆的热管理系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220126356A KR20240047112A (ko) 2022-10-04 2022-10-04 차량용 열관리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240047112A true KR20240047112A (ko) 2024-04-12

Family

ID=90246543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220126356A KR20240047112A (ko) 2022-10-04 2022-10-04 차량용 열관리 시스템

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240109393A1 (ko)
KR (1) KR20240047112A (ko)
CN (1) CN117841601A (ko)
DE (1) DE102023108036A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210047733A (ko) 2019-10-22 2021-04-30 현대위아 주식회사 차량의 통합 열관리 회로

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210047733A (ko) 2019-10-22 2021-04-30 현대위아 주식회사 차량의 통합 열관리 회로

Also Published As

Publication number Publication date
DE102023108036A1 (de) 2024-04-04
CN117841601A (zh) 2024-04-09
US20240109393A1 (en) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109895590B (zh) 车辆的hvac系统
JP7520518B2 (ja) 車両用ヒートポンプシステム
CN108016234B (zh) 用于车辆的热泵系统
CN112406494B (zh) 用于汽车的热管理系统以及基于该系统的热管理方法
JP7271395B2 (ja) 車両用ヒートポンプシステム
KR101836272B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR101875649B1 (ko) 차량용 배터리 냉각 시스템
KR101846908B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR101855759B1 (ko) 차량용 배터리 냉각 시스템
KR20180029680A (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
CN111845248A (zh) 用于车辆的热管理系统
KR20190020353A (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR20200142617A (ko) 차량용 열관리시스템
US20220258558A1 (en) Heat management device for vehicle, and heat management method for vehicle
KR102273464B1 (ko) 차량의 통합 열관리 회로
KR102375155B1 (ko) 차량의 통합 열관리 회로
CN113858906A (zh) 用于车辆的热管理系统
CN114074517A (zh) 车辆的热管理系统
CN208842173U (zh) 车辆及其热管理系统
US11358438B2 (en) Automotive air conditioning system
KR20210013425A (ko) 차량용 공조시스템
KR20200135604A (ko) 차량용 배터리 열 관리 시스템
KR102657255B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
CN218400117U (zh) 车辆热管理系统及车辆
CN113580882B (zh) 热管理系统以及交通工具