WO2020204570A1 - 차량의 열관리 시스템 - Google Patents

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refrigerant
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low
side heat
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이준민
김용식
김철희
이병하
정재오
이진재
김두훈
안경주
한중만
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한온시스템 주식회사
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    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Definitions

  • the present invention relates to a thermal management system for a vehicle, and more particularly, by controlling the flow of refrigerant between the low pressure side heat exchangers in series or in parallel according to the state of the air conditioning mode, the flow rate of the introduced refrigerant of each low pressure side heat exchanger according to the state of the air conditioning mode.
  • Each can be independently controlled, and through this, it relates to a thermal management system for a vehicle capable of introducing a refrigerant having an optimum flow rate to each low-pressure side heat exchanger.
  • eco-friendly vehicles examples include electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles (hereinafter, collectively referred to as “vehicles”).
  • such a vehicle is equipped with an air conditioner 1 for cooling and heating an air conditioner.
  • the air conditioner (1) is a heat pump type, and includes a refrigerant circulation line (3), wherein the refrigerant circulation line (3) includes a compressor (3a), a high-pressure side heat exchanger (3b) and a heat Installation on the downstream side of the pump mode expansion valve (3c) and outdoor heat exchanger (3d), and a plurality of air conditioner mode expansion valves (3e) installed in parallel with each other, and each air conditioner mode expansion valve (3e) It is provided with the low pressure side heat exchanger (3f).
  • the refrigerant circulation line (3) includes a compressor (3a), a high-pressure side heat exchanger (3b) and a heat Installation on the downstream side of the pump mode expansion valve (3c) and outdoor heat exchanger (3d), and a plurality of air conditioner mode expansion valves (3e) installed in parallel with each other, and each air conditioner mode expansion valve (3e) It is provided with the low pressure side heat exchanger (3f).
  • the refrigerant circulation line 3 opens the expansion valve 3c for the heat pump mode so that the refrigerant inside can be circulated without going through the expansion valve 3c for the heat pump mode,
  • low-temperature cool air is generated in the low-pressure side heat exchangers 3f, and the generated cool air is transferred to an air conditioning area of the vehicle, for example, the interior of the vehicle and the battery 5 side. Accordingly, the interior of the vehicle and the battery 5 are cooled.
  • the internal refrigerant can be circulated while passing through the expansion valve 3c for the heat pump mode.
  • High-temperature heat is generated in the high-pressure side heat exchanger 3b, and the generated heat is supplied to the interior of the vehicle for heating.
  • the low-pressure side heat exchanger (3f) it is connected in series with the upstream outdoor heat exchanger (3d).
  • the connected low-pressure side heat exchanger (3f) while passing through the upstream outdoor heat exchanger (3d)
  • the lost refrigerant is introduced, and there is a problem in that the cooling performance of the low pressure side heat exchangers 3f is deteriorated due to this disadvantage.
  • the low-pressure side heat exchangers (3f) have a structure in which the refrigerant that has passed through the upstream outdoor heat exchanger (3d) is introduced, and thus the flow rate of the introduced refrigerant is limited due to the upstream outdoor heat exchanger (3d). There is this.
  • the present invention has been conceived to solve the conventional problems as described above, and its object is to improve the arrangement structure of each heat exchanger and the flow structure of the refrigerant accordingly, thereby reducing the pressure of the refrigerant due to the series connection structure between the heat exchangers. It is to provide a thermal management system for a vehicle that can prevent loss and a decrease in cooling performance of a heat exchanger.
  • Another object of the present invention is to provide a vehicle thermal management system capable of introducing a refrigerant having an optimum flow rate to each low-pressure side heat exchanger by improving the arrangement structure of each heat exchanger and the flow structure of the refrigerant accordingly.
  • Another object of the present invention is to allow each heat exchanger to exhibit optimum cooling performance by configuring the refrigerant with an optimum flow rate to be introduced into each low pressure side heat exchanger, thereby improving the cooling performance in the vehicle interior. It is to provide a thermal management system for vehicles that are available.
  • the vehicle thermal management system is a vehicle thermal management system having a heat pump type refrigerant circulation line for cooling and heating a specific air conditioning area by generating hot or cold air according to the flow direction of the refrigerant.
  • a compressor for sucking, compressing and discharging a refrigerant A high-pressure side heat exchanger for discharging heat of the refrigerant discharged from the compressor; An outdoor heat exchanger for exchanging heat between refrigerant and air outside the vehicle; An expansion valve for decompressing the refrigerant flowing out of the high-pressure side heat exchanger or the outdoor heat exchanger; At least one low-pressure side heat exchanger for evaporating the reduced pressure refrigerant;
  • the outdoor heat exchanger and the low pressure side heat exchanger are connected in series or in parallel depending on the air conditioning mode.
  • the outdoor heat exchanger and the low-pressure side heat exchanger are connected in parallel with each other on a refrigerant circulation line to enable independent operation, and are connected in series with each other to operate in connection with each other.
  • the outdoor heat exchanger is installed on the refrigerant circulation line;
  • the low-pressure side heat exchangers are installed in parallel on a branched refrigerant line branched from the refrigerant circulation line, and are connected in parallel on the outdoor heat exchanger and the refrigerant circulation line.
  • connection refrigerant line connecting a refrigerant circulation line at a downstream side of the outdoor heat exchanger and a branch refrigerant line at an upstream side of the low-pressure side heat exchangers;
  • the connected refrigerant line is characterized in that the outdoor heat exchanger of the refrigerant circulation line and the low-pressure side heat exchangers of the branched refrigerant line are connected in series.
  • the refrigerant flow between the outdoor heat exchanger of the refrigerant circulation line and the low-pressure side heat exchangers of the branched refrigerant line is controlled in series, or the refrigerant flow between the outdoor heat exchanger and the low-pressure side heat exchanger is parallel It characterized in that it further comprises a refrigerant flow control unit to control.
  • the refrigerant flow control unit includes: the variable expansion valves respectively installed on the upstream side of the outdoor heat exchanger and the low pressure side heat exchangers to allow or block the introduction of refrigerant to the outdoor heat exchanger and each low pressure side heat exchanger; An opening/closing valve installed in the branched refrigerant line to allow or block the flow of refrigerant in a parallel structure between the low-pressure side heat exchangers of the branched refrigerant line to the outdoor heat exchanger of the refrigerant circulation line; A refrigerant flow control valve installed in the refrigerant circulation line to allow or block a series structured refrigerant flow between the outdoor heat exchanger of the refrigerant circulation line and the low-pressure side heat exchangers of the branched refrigerant line; By controlling the variable expansion valves, the opening/closing valve and the refrigerant flow control valve, the refrigerant flow between the outdoor heat exchanger of the refrigerant circulation line and the low-pressure side heat exchangers of the
  • the thermal management system of a vehicle since the flow of refrigerant between heat exchangers is controlled in series or parallel according to the mode state of the air conditioner, the flow rate of the refrigerant introduced into each heat exchanger is Each has an effect that can be controlled independently.
  • each low-pressure side heat exchanger can be controlled in an optimal state.
  • each low-pressure side heat exchanger exhibits optimal cooling performance while providing cooling and heating performance. There is an effect that can be remarkably improved.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional vehicle thermal management system
  • FIG. 2 is a view showing a first embodiment of a vehicle thermal management system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a connection relationship between a compressor, a high-pressure side heat exchanger, an expansion valve and a low-pressure side heat exchanger constituting the first embodiment of the vehicle thermal management system of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a connection relationship between a compressor, a high-pressure side heat exchanger, an expansion valve and a low-pressure side heat exchanger constituting the first embodiment of the vehicle thermal management system of the present invention, showing a refrigerant flow in a heating mode;
  • FIG. 5 is a view showing an operation example of a vehicle thermal management system according to the present invention, a view showing a refrigerant flow in a maximum air conditioner mode;
  • FIG. 6 is a view showing an operation example of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, a view showing the flow of refrigerant when simultaneously controlling an air conditioner mode and a battery cooling mode;
  • FIG. 7 is a view showing an operation example of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, a view showing the flow of refrigerant in a battery cooling mode for rapid battery charging;
  • FIG. 8 is a view showing an operation example of a vehicle thermal management system according to the present invention, a view showing a refrigerant flow in a maximum heat pump mode;
  • FIG. 9 is a view showing an operation example of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, a diagram showing a flow of refrigerant in a heat exchanger defrost mode while entering a heat pump mode;
  • FIG. 10 is a view showing an operation example of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, a view showing the flow of refrigerant in a dehumidification mode in a vehicle interior while entering a heat pump mode;
  • FIG. 11 is a view showing an operation example of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, a view showing the flow of refrigerant during simultaneous control of a heat exchanger defrost mode and an in-vehicle dehumidification mode while entering a heat pump mode;
  • FIG. 12 is a diagram showing a second embodiment of a vehicle thermal management system according to the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a third embodiment of a vehicle thermal management system according to the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing an operation example of the third embodiment, showing a refrigerant flow in a maximum heat pump mode
  • FIG. 15 is a view showing an operation example of the third embodiment, a diagram showing a flow of refrigerant in a heat exchanger defrost mode while entering a heat pump mode;
  • FIG 16 is a view showing an operation example of the third embodiment, which is a view showing the flow of refrigerant in a dehumidification mode in a vehicle interior while entering a heat pump mode.
  • the vehicle thermal management system includes an air conditioning device 10 for cooling and heating the vehicle air conditioning area.
  • the air conditioner 10 is of a heat pump type and includes a refrigerant circulation line 20.
  • the refrigerant circulation line 20 includes a compressor 22, a high-pressure heat exchanger 24, an expansion valve 25 for a heat pump mode, an outdoor heat exchanger 26, and a plurality of expansion valves 27 and 28 for an air conditioner mode. ), and the low pressure side heat exchangers 29 and 30 installed downstream of the expansion valves 27 and 28 for each air conditioner mode (hereinafter, “the first low pressure side heat exchanger 29” and “the second low pressure Side heat exchanger (30)").
  • the refrigerant circulation line 20 In the air conditioner mode, the refrigerant circulation line 20 generates low-temperature cold air in the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30, and generates the generated cold air in an air conditioning area of the vehicle, for example, It is transmitted to the interior of the vehicle, the battery 40 side, and the electric component module 50 side.
  • the cold air generated in the first low-pressure side heat exchanger 29 is transmitted to the vehicle interior to cool the interior, and the cold air generated in the second low-pressure side heat exchanger 30 is the battery 40 side and the electrical component module. Passing to 50, the battery 40 and the electronic component module 50 are cooled.
  • the second low-pressure side heat exchanger 30, the battery 40, and the electric component module 50 are connected to each other in a water cooling manner through a cooling water circulation line 60.
  • the battery 40 and the electrical component module 50 are connected in parallel to each other with respect to the second low-pressure side heat exchanger 30 through the cooling water circulation line 60, the battery 40 and the electrical component module connected in this way. 50 is cooled by receiving cold air from the second low-pressure side heat exchanger 30 through the cooling water circulating along the cooling water circulation line 60.
  • the heat management system of the present invention includes the outdoor heat exchanger 26, the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30, and an air conditioner 10 It has a structure that is connected in series or parallel to each other depending on the mode status of ).
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 are It has a structure that is physically connected in parallel.
  • first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 are connected in parallel to each other on the branched refrigerant line 20a branched from the refrigerant circulation line 20. 2
  • the low-pressure side heat exchangers 29 and 30 are connected in parallel to each other and have a structure connected to the outdoor heat exchanger 26 in parallel.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 connected in parallel to each other are, as shown in FIG. 4, a high-pressure side heat exchanger 24 as needed. All of the refrigerant discharged from can be introduced independently. As a result, each can be operated independently.
  • the refrigerant of the high-pressure side heat exchanger 24 can be independently introduced. Accordingly, depending on the mode state of the air conditioner 10, it is possible to introduce a refrigerant having an optimum flow rate for each heat quantity while being connected in parallel with each other. As a result, each heat exchanger (26, 29, 30) can exhibit the optimum cooling performance.
  • an on/off valve 20a-1 is installed in the upstream branch refrigerant line 20a of the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30.
  • the on/off valve 20a-1 is operated according to an applied control signal, and when the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 are not connected in parallel, Block the branch refrigerant line 20a.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 may not be connected in parallel.
  • the heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 may be connected in series. In this case, the branched refrigerant line 20a is blocked.
  • the outdoor heat exchanger 26 is also connected in series with the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30, and for this purpose, the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers A connection refrigerant line 20b for connecting (29, 30) in series is provided.
  • the connected refrigerant line 20b is branched from the refrigerant circulation line 20 on the downstream side of the outdoor heat exchanger 26, and the branched refrigerant line 20a on the upstream side of the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 3, the downstream side of the outdoor heat exchanger 26 and the upstream side of the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 are connected to each other.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 can be connected in series.
  • the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 26 can be introduced into the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30.
  • the refrigerant flow control valve 20c is a solenoid type on/off valve, which is installed on the downstream side of the branch point of the connected refrigerant line 20b among the refrigerant circulation line 20 part, and the refrigerant flow control valve 20c installed in this way, While operating according to the applied control signal, the refrigerant circulation line 20 on the downstream side of the branch point of the connected refrigerant line 20b is opened and closed.
  • the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 26 may be circulated toward the compressor 22 or toward the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30. Accordingly, the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 can be connected in series as necessary.
  • the air conditioner 10 is an outdoor heat exchanger ( 26), the high temperature refrigerant transferred to the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30, and the low temperature refrigerant transferred from the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 to the compressor 22 It further comprises an internal heat exchanger (70) for mutual heat exchange.
  • the internal heat exchanger 70 has a double tube structure, and a first internal flow path 70a through which the high-temperature refrigerant transferred from the outdoor heat exchanger 26 to the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 passes, and A second internal flow path 70b is provided through which the low-temperature refrigerant transferred from the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 to the compressor 22 passes.
  • the first and second internal flow paths 70a and 70b are formed to correspond to each other, and a high-temperature refrigerant transferred from the outdoor heat exchanger 26 to the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30, and a second The low-temperature refrigerant transferred from the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 to the compressor 22 is exchanged with each other.
  • the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 29 in the outdoor heat exchanger 26 The temperature of the refrigerant introduced into 30) is additionally lowered and cooled. Accordingly, the cooling efficiency of the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 is improved.
  • the refrigerant in the refrigerant circulation line 20 connects the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 in series.
  • the refrigerant flow control unit further includes a refrigerant flow control unit configured to pass through the furnace or to pass the outdoor heat exchanger 26, the first low pressure side heat exchanger 29 and the second low pressure side heat exchanger 30 in parallel.
  • the refrigerant flow control unit includes the outdoor heat exchanger 26 and the variable expansion valves 25, 27 and 28 respectively installed on the upstream side of the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30, and
  • the refrigerant flow control valve 20c installed in the refrigerant circulation line 20 on the downstream side of the heat exchanger 26 and the branched refrigerant line 20a on the upstream side of the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 It includes an on-off valve (20a-1) installed on.
  • Variable expansion valves (25, 27, 28), the opening amount of the throttle passage (25a, 27a, 28a) is variablely adjusted according to the amount of the applied voltage, each of the downstream heat exchanger (26, 29, 30) At the same time, the refrigerant introduced into the heat exchanger 26, 29, 30 is blocked or allowed to be introduced into the heat exchanger 26, 29, 30, while reducing and expanding the refrigerant. Accordingly, the flow of refrigerant to the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 is controlled.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers Refrigerant flow between the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 is controlled according to the mode state of the air conditioner 10 through this control.
  • the flow is controlled in series or parallel.
  • variable expansion valves 25, 27, 28, the refrigerant flow control valve 20c, and the on/off valve 20a-1 are in the maximum air conditioner mode that requires maximum cooling in the vehicle interior, As shown in FIG. 5, by controlling the flow of the refrigerant in the refrigerant circulation line 20, the outdoor heat exchanger 26 and the first low-pressure side heat exchanger 29 are connected in series.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first low pressure side heat exchanger 29 can be physically connected.
  • the refrigerant in the refrigerant circulation line 20 can sequentially pass through the outdoor heat exchanger 26 and the first low-pressure side heat exchanger 29, through which cold air from the first low-pressure side heat exchanger 29 Can occur.
  • the interior of the vehicle can be cooled to the maximum.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first low-pressure side heat exchanger ( 29) is connected in series and the outdoor heat exchanger 26 and the second low-pressure side heat exchanger 30 are connected in series.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first low pressure side heat exchanger 29 and the outdoor heat exchanger 26 and the second low pressure side heat exchanger 30 are Each can be physically linked.
  • the refrigerant in the refrigerant circulation line 20 passes through the outdoor heat exchanger 26, and then the first low pressure side heat exchanger 29 and the second low pressure side heat exchange. It is possible to pass through each of the groups (30).
  • the outdoor heat exchanger 26 and the second low pressure side heat exchanger 30 can be physically connected.
  • the refrigerant in the refrigerant circulation line 20 can sequentially pass through the outdoor heat exchanger 26 and the second low pressure side heat exchanger 30, and thereby, the second low pressure side heat exchanger. It allows cold air to be generated from the group 30. As a result, it is possible to cool the battery 40.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the second low-pressure side heat exchanger 30 are physically independent so that the refrigerant of the refrigerant circulation line 20 can be independently introduced. Accordingly, the outdoor heat exchanger 26 and the second low pressure side heat exchanger 30 can be operated independently.
  • the high-pressure side heat exchanger 24 and the second low-pressure side heat exchanger 30 can be controlled in an optimal state according to their own heat quantity, whereby the high-pressure side heat exchanger 24 and the second low-pressure side heat exchanger 30
  • the heat exchanger 30 can efficiently heat and cool the interior of the vehicle and the battery 40 while exhibiting optimum cooling and heating performance.
  • the refrigerant of the refrigerant circulation line 20 can be independently introduced only to the second low-pressure side heat exchanger 30.
  • the second low pressure side heat exchanger 30 can be operated independently.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 are all physically independent of the refrigerant circulation line 20. It allows each refrigerant to be introduced independently. Accordingly, the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 can be operated independently.
  • the outdoor heat exchanger while entering the heat pump mode, in the defrost mode and in-vehicle dehumidification mode of the outdoor heat exchanger 26, as shown in FIG. 11, by controlling the refrigerant flow in the refrigerant circulation line 20, the outdoor heat exchanger ( The introduction of refrigerant to 26) is blocked, and the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 are connected in parallel, respectively.
  • the refrigerant of the refrigerant circulation line 20 is only supplied to the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30, respectively. It allows them to be introduced independently. Accordingly, the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 can be operated independently.
  • the cold air is delivered to the vehicle interior, the battery 40 and the electrical component module 50, respectively, dehumidifying the interior of the vehicle and cooling the battery 40.
  • the thermal management system of the present invention includes the variable expansion valves 25, 27, 28, the refrigerant flow control valve 20c, and the on/off valve according to the mode state of the air conditioner 10.
  • a control unit 80 for controlling the flow of refrigerant in the refrigerant circulation line 20 by controlling the (20a-1) is further provided.
  • the control unit 80 is equipped with a microprocessor, and according to the mode state of the air conditioner 10, the variable expansion valves 25, 27, 28, the refrigerant flow control valve 20c, and the on/off valve 20a- 1) to control the flow of the refrigerant in the refrigerant circulation line 20, and through this, the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers according to the mode state of the air conditioner 10 Connect (29, 30) in series or parallel.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 are connected in series or parallel according to the mode state of the air conditioner 10.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first low pressure side heat exchanger 29 are operated in connection with each other, or the outdoor heat exchanger 26 and the first low pressure side heat exchanger are operated.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the second low pressure side heat exchanger 30 are operated in connection with each other, or the outdoor heat exchanger 26 and the second low pressure side heat exchanger 30 are operated in connection with each other
  • at least one of the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 may operate independently.
  • each heat exchanger (26, 29, 30) can be controlled to an optimum state.
  • Fig. 12 is a diagram showing a second embodiment of the thermal management system according to the present invention.
  • the thermal management system of the second embodiment has the same main configuration as the first embodiment.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 are connected in series or in parallel, through which the outdoor heat exchanger ( 26) and the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 are operated in connection with each other or operate independently of each other.
  • control unit 80 variably controls the opening amount of the variable expansion valves 25, 27, and 28 according to a cooling/heating load and a superheat degree.
  • the heat pump mode it is configured to control the opening amount of the upstream expansion valve 25 of the outdoor heat exchanger 26 according to the outdoor temperature input from the outdoor air sensor 82.
  • it is configured to control the opening amount of the expansion valve 25 in proportion to the outside temperature input from the outside air sensor 82.
  • FIGS. 13 to 16 are diagrams showing a third embodiment of the thermal management system according to the present invention and an operation example thereof.
  • the thermal management system of the third embodiment has the same main configuration as the first embodiment.
  • the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 are connected in series or in parallel, through which the outdoor heat exchanger ( 26) and the first and second low-pressure side heat exchangers 29 and 30 are operated in connection with each other or operate independently of each other.
  • the heat generated by the high-pressure side heat exchanger 24 of the air conditioner 10 is transferred to the heater core 102 installed inside the vehicle interior by water cooling to heat the interior of the vehicle interior. Has.
  • the thermal management system of the third embodiment includes a cooling water circulation line 100 on the heater core side.
  • the heater core side cooling water circulation line 100 is a water-cooled connection between the high-pressure side heat exchanger 24 of the refrigerant circulation line 20 and a heater core 102 installed inside the vehicle interior. And a PTC heater 104 for heating the cooling water by means of the high-pressure side heat exchanger 24 and a water pump 106 for circulating cooling water between the PTC heater 104 and the heater core 102.
  • the heater core side cooling water circulation line 100 absorbs heat generated in the high-pressure side heat exchanger 24 of the refrigerant circulation line 20 in the heat pump mode condition. It is delivered through
  • the high-temperature cooling water that has received the refrigerant heat is circulated through the heater core 102. Accordingly, the heater core 10 discharges coolant heat into the vehicle interior, thereby allowing the interior of the vehicle to be heated.
  • the heater core side cooling water circulation line 100 receives heat generated from the high pressure side heat exchanger 24 as cooling water.
  • the high-temperature cooling water received from the refrigerant heat is circulated through the heater core 102 to heat the interior of the vehicle.
  • the refrigerant flow between the outdoor heat exchanger 26 and the first and second low pressure side heat exchangers 29 and 30 is controlled according to the mode state of the air conditioner 10. Since the structure is controlled in series or in parallel, it is possible to independently control the flow rates of the refrigerant introduced into the heat exchangers 26, 29, and 30 according to the mode state of the air conditioner 10.
  • the flow rates of the refrigerant introduced into each of the heat exchangers 26, 29, and 30 can be independently controlled, the refrigerant having an optimum flow rate can be introduced into each of the heat exchangers 26, 29, and 30.
  • each low pressure side heat exchanger (29, 30) can be controlled in an optimal state, and as a result, each low pressure side heat exchanger The units 29 and 30 remarkably improve the cooling and heating performance while exhibiting the optimum cooling performance.

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Abstract

본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 공조 모드 상태에 따라 저압측 열교환기 간의 냉매 흐름을 직렬 또는 병렬로 제어함으로써, 공조 모드 상태에 따라 각 저압측 열교환기의 도입 냉매 유량을 각각 독립적으로 제어할 수 있고, 이를 통해, 각각의 열량에 맞는 최적 유량의 냉매를 각 저압측 열교환기에 도입할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 냉매의 흐름 방향에 따라 열기 또는 냉기를 발생시켜 특정 공조영역을 냉,난방하는 히트펌프식 냉매순환라인을 구비하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 냉매를 흡입해 압축하여 토출하는 압축기와; 압축기에서 토출된 냉매의 열을 방출하는 고압측 열교환기와; 냉매와 차실외 공기를 열교환하는 실외열교환기와; 고압측 열교환기 또는 실외열교환기에서 유출한 냉매를 감압시키는 팽창밸브 및; 감압된 냉매를 증발시키는 적어도 하나 이상의 저압측 열교환기를 구비하며; 실외열교환기와 저압측 열교환기가 공조 모드에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 열관리 시스템
본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공조 모드 상태에 따라 저압측 열교환기 간의 냉매 흐름을 직렬 또는 병렬로 제어함으로써, 공조 모드 상태에 따라 각 저압측 열교환기의 도입 냉매 유량을 각각 독립적으로 제어할 수 있고, 이를 통해, 각각의 열량에 맞는 최적 유량의 냉매를 각 저압측 열교환기에 도입할 수 있는 차량의 열관리 시스템에 관한 것이다.
친환경 차량의 일례로서, 전기자동차, 하이브리드(Hybrid) 자동차, 연료전지 자동차(이하, “차량”이라 통칭함) 등이 있다.
이러한 차량은, 도 1에 도시된 바와 같이, 공조영역을 냉,난방하는 공조장치(1)를 갖추고 있다.
공조장치(1)는, 히트펌프식(Heat Pump Type)으로서, 냉매순환라인(3)을 구비하며, 상기 냉매순환라인(3)은, 압축기(3a)와 고압측 열교환기(3b)와 히트펌프모드용 팽창밸브(3c)와 실외열교환기(3d) 및, 서로 간에 병렬로 설치되는 다수의 에어컨모드용 팽창밸브(3e)들과, 각 에어컨모드용 팽창밸브(3e)들의 하류측에 설치되는 저압측 열교환기(3f)들을 구비한다.
이러한 냉매순환라인(3)은, 에어컨 모드 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(3c)를 개방시킴으로써, 내부의 냉매가 히트펌프모드용 팽창밸브(3c)를 거치지 않으면서 순환될 수 있게 하고, 이러한 냉매 순환을 통해 저압측 열교환기(3f)들에 저온의 냉기를 발생시키며, 발생된 냉기를 차량의 공조영역, 예를 들면, 차실내와 배터리(5)측에 전달한다. 따라서, 차실내와 배터리(5)를 냉방한다.
그리고 히트펌프 모드 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(3c)를 온(ON)시킴으로써, 내부의 냉매가 히트펌프모드용 팽창밸브(3c)를 통과하면서 순환될 수 있게 하고, 이러한 냉매 순환을 통해 고압측 열교환기(3b)에 고온의 열을 발생시키며, 발생된 열을 차실내로 공급하여 난방한다.
그런데, 이러한 종래의 열관리 시스템은, 냉매순환라인(3)의 각 열교환기(3d, 3f)들 중, 특정의 열교환기(3d, 3f)들이 서로 직렬로 연결되는데, 이러한 열교환기(3d, 3f)간의 직렬 연결구조 때문에 냉매의 압력손실이 커진다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 열교환기(3d, 3f)의 냉방성능이 현저하게 저하된다는 문제점이 있다.
특히, 저압측 열교환기(3f)들의 경우, 상류의 실외열교환기(3d)와 직렬로 연결되는데, 이렇게, 연결된 저압측 열교환기(3f)들은, 상류의 실외열교환기(3d)를 통과하면서 압력이 손실된 냉매가 도입된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 저압측 열교환기(3f)들의 냉각성능이 저하된다는 문제점이 있다.
또한, 상기 저압측 열교환기(3f)들은, 상류의 실외열교환기(3d)를 통과한 냉매가 도입되는 구조이므로, 상류의 실외열교환기(3d) 때문에 도입 냉매의 유량이 제한될 수 밖에 없다는 단점이 있다.
그리고 이러한 단점 때문에 각 저압측 열교환기(3f)가 가지고 있는 열량에 맞는 최적 유량의 냉매를 상기 각 저압측 열교환기(3f)에 도입시킬 수 없다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 각 저압측 열교환기(3f)의 냉방성능이 저하된다는 결점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 각 열교환기들의 배열구조와, 그에 따른 냉매의 흐름구조를 개선함으로써, 열교환기 간의 직렬 연결구조로 인한 냉매의 압력손실과, 그로 인한 열교환기의 냉방성능 저하현상을 방지할 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 각 열교환기들의 배열구조와, 그에 따른 냉매의 흐름구조를 개선함으로써, 열량에 맞는 최적 유량의 냉매를 각 저압측 열교환기에 도입시킬 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 최적 유량의 냉매를 각 저압측 열교환기에 도입시킬 수 있도록 구성함으로써, 각 열교환기가 최적의 냉방성능을 발휘할 수 있게 하고, 이를 통해, 차실내의 냉방성능을 개선시킬 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템은, 냉매의 흐름 방향에 따라 열기 또는 냉기를 발생시켜 특정 공조영역을 냉,난방하는 히트펌프식 냉매순환라인을 구비하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 냉매를 흡입해 압축하여 토출하는 압축기와; 상기 압축기에서 토출된 냉매의 열을 방출하는 고압측 열교환기와; 냉매와 차실외 공기를 열교환하는 실외열교환기와; 상기 고압측 열교환기 또는 상기 실외열교환기에서 유출한 냉매를 감압시키는 팽창밸브 및; 감압된 냉매를 증발시키는 적어도 하나 이상의 저압측 열교환기를 구비하며; 상기 실외열교환기와 저압측 열교환기가 공조 모드에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 실외열교환기와 저압측 열교환기는, 냉매순환라인 상에서 서로에 대해 병렬로 연결되어 독립적인 작동이 가능함과 아울러, 서로 간에 직렬로 연결되어 서로 연계하여 작동될 수 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 실외열교환기는, 상기 냉매순환라인 상에 설치되고; 상기 저압측 열교환기들은, 상기 냉매순환라인으로부터 분지되는 분지냉매라인상에 병렬로 설치되어, 상기 실외열교환기와 상기 냉매순환라인 상에서 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 실외열교환기의 하류측 냉매순환라인과, 상기 저압측 열교환기들의 상류측 분지냉매라인을 연결하는 연결냉매라인을 더 포함하며; 상기 연결냉매라인은, 상기 냉매순환라인의 실외열교환기와, 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 간을 직렬로 연결시키는 것을 특징으로 한다.
그리고 공조 모드에 따라, 상기 냉매순환라인의 실외열교환기와, 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 간의 냉매 흐름을 직렬로 제어하거나, 또는 상기 실외열교환기와 저압측 열교환기들 간의 냉매 흐름을 병렬로 제어하는 냉매흐름제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 냉매흐름제어부는, 상기 실외열교환기와 저압측 열교환기들의 상류측에 각각 설치되어, 상기 실외열교환기와 각 저압측 열교환기로의 냉매도입을 허용 또는 차단하는 상기 가변식 팽창밸브들과; 상기 냉매순환라인의 실외열교환기에 대한 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들의 병렬 구조의 냉매 흐름을 허용 또는 차단할 수 있도록, 상기 분지냉매라인에 설치되는 개폐밸브와; 상기 냉매순환라인의 실외열교환기와 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 간의 직렬 구조 냉매 흐름을 허용 또는 차단할 수 있도록, 상기 냉매순환라인에 설치되는 냉매흐름제어밸브 및; 상기 가변식 팽창밸브들과 개폐밸브와 냉매흐름제어밸브를 제어하여, 공조 모드에 따라 상기 냉매순환라인의 실외열교환기와 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 간의 냉매 흐름을 직렬로 제어하거나, 또는 상기 냉매순환라인의 실외열교환기와, 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 간의 냉매 흐름을 병렬로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템에 의하면, 공조장치의 모드 상태에 따라, 열교환기들 간의 냉매 흐름을 직렬 또는 병렬로 제어하는 구조이므로, 공조장치의 모드 상태에 따라 각 열교환기의 도입 냉매 유량을 각각 독립적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 각 열교환기의 도입 냉매 유량을 각각 독립적으로 제어할 수 있으므로, 최적 유량의 냉매를 각 열교환기에 도입시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 최적 유량의 냉매를 각 열교환기에 도입할 수 있으므로, 각 저압측 열교환기가 최적의 상태로 제어될 수 있으며, 그 결과, 각 저압측 열교환기들이 최적의 냉각성능을 발휘하면서 냉,난방성능을 현저하게 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량의 열관리 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 제 1실시예를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 차량 열관리 시스템의 제 1실시예를 구성하는 압축기와 고압측 열교환기와 팽창밸브와 저압측 열교환기들의 연결관계를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 냉방모드와 배터리 냉각모드 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 차량 열관리 시스템의 제 1실시예를 구성하는 압축기와 고압측 열교환기와 팽창밸브와 저압측 열교환기들의 연결관계를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 난방모드 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 도면으로서, 최대 에어컨 모드 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 도면으로서, 에어컨 모드와 배터리쿨링 모드의 동시 제어 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 도면으로서, 배터리 급속충전을 위한 배터리쿨링 모드 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 도면으로서, 최대 히트펌프 모드 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 9는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 도면으로서, 히트펌프 모드 진입 중, 열교환기 제상 모드 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 10은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 도면으로서, 히트펌프 모드 진입 중, 차실내 제습 모드 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 11은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 도면으로서, 히트펌프 모드 진입 중, 열교환기 제상 모드와 차실내 제습 모드의 동시 제어 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 12는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 제 2실시예를 나타내는 도면,
도 13은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 제 3실시예를 나타내는 도면,
도 14는 제 3실시예의 작동예를 나타내는 도면으로서, 최대 히트펌프 모드 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 15는 제 3실시예의 작동예를 나타내는 도면으로서, 히트펌프 모드 진입 중, 열교환기 제상 모드 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 16은 제 3실시예의 작동예를 나타내는 도면으로서, 히트펌프 모드 진입 중, 차실내 제습 모드 시의 냉매 흐름을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
[ 제 1실시예 ]
먼저, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2를 참조하여 차량의 열관리 시스템에 대해 간략하게 설명한다.
차량의 열관리 시스템은, 차량의 공조영역을 냉,난방하는 공조장치(10)를 갖추고 있다.
공조장치(10)는, 히트펌프식으로서, 냉매순환라인(20)을 구비한다.
냉매순환라인(20)은, 압축기(22)와 고압측 열교환기(24)와 히트펌프모드용 팽창밸브(25)와 실외열교환기(26)와, 다수의 에어컨모드용 팽창밸브(27, 28)들 및, 각 에어컨모드용 팽창밸브(27, 28)들의 하류에 설치되는 저압측 열교환기(29, 30)들(이하, “제 1저압측 열교환기(29)”와, “제 2저압측 열교환기(30)”라 칭함)을 구비한다.
이러한 냉매순환라인(20)은, 에어컨 모드 시에는, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들에 저온의 냉기를 발생시키고, 발생된 냉기를 차량의 공조영역, 예를 들면, 차실내와 배터리(40)측과 전장부품모듈(50)측에 전달한다.
특히, 제 1저압측 열교환기(29)에서 발생된 냉기는 차실내에 전달하여 차실내를 냉방하고, 제 2저압측 열교환기(30)에서 발생된 냉기는 배터리(40)측과 전장부품모듈(50)에 전달하여, 상기 배터리(40)와 전장부품모듈(50)을 냉각시킨다.
그리고 히트펌프 모드 시에, 고압측 열교환기(24)에 고온의 열을 발생시키고, 발생된 열을 차실내로 공급한다. 따라서, 차실내를 난방한다.
여기서, 제 2저압측 열교환기(30)와 배터리(40)와 전장부품모듈(50)은, 냉각수 순환라인(60)을 통해서 수냉식으로 서로 연결된다.
특히, 배터리(40)와 전장부품모듈(50)은, 냉각수 순환라인(60)을 통해 제 2저압측 열교환기(30)에 대해 서로 병렬로 연결되는데, 이렇게 연결된 배터리(40)와 전장부품모듈(50)은, 냉각수 순환라인(60)을 따라 순환되는 냉각수를 통해 제 2저압측 열교환기(30)의 냉기를 전달받아 냉각된다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량 열관리 시스템의 특징부를 도 2 내지 도 11을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 2와 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 열관리 시스템은, 상기 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들이, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라 서로에 대해 직렬 또는 병렬로 연결되는 구조를 갖는다.
이를 상세하게 설명하면, 본 발명의 열관리 시스템은, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들이 서로에 대해 물리적으로 병렬 연결되는 구조를 갖는다.
특히, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들은, 냉매순환라인(20)으로부터 분지되는 분지냉매라인(20a)상에 서로에 대해 병렬로 연결되는데, 이렇게 연결되는 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들은, 서로에 대해 병렬로 연결됨과 동시에 실외열교환기(26)와도 병렬로 연결되는 구조를 갖는다.
이렇게 서로에 대해 병렬로 연결되는 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들은, 도 4에 도시된 바와 같이, 필요에 따라 고압측 열교환기(24)에서 배출된 냉매를 모두 독립적으로 도입할 수 있다. 그 결과, 각각 독립적으로 작동될 수 있다.
특히, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 고압측 열교환기(24)의 냉매를 각각 독립적으로 도입할 수 있다. 따라서, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 서로에 대해 병렬로 연결되면서 각각의 열량에 맞는 최적 유량의 냉매를 도입할 수 있다. 그 결과, 각 열교환기(26, 29, 30)들은 최적의 냉각성능을 발휘할 수 있게 된다.
여기서, 도 2를 참조하면, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)의 상류측 분지냉매라인(20a)에는 개폐밸브(20a-1)가 설치된다.
개폐밸브(20a-1)는, 인가되는 제어신호에 따라 작동되는 것으로, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들을 병렬로 연결하지 않을 시에, 분지냉매라인(20a)을 차단한다.
특히, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들을 병렬로 연결하지 않는 경우가 있는데, 예를 들면, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)를 직렬로 연결할 경우가 있는데, 이러한 경우, 분지냉매라인(20a)을 차단한다.
따라서, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들간의 병렬 연결을 제한한다.
한편, 실외열교환기(26)는, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)와 직렬로 연결되기도 하며, 이를 위해, 실외열교환기(26)와 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)을 직렬로 연결하기 위한 연결냉매라인(20b)을 구비한다.
연결냉매라인(20b)은, 실외열교환기(26)의 하류측 냉매순환라인(20)으로부터 분지되어, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)의 상류측 분지냉매라인(20a)에 연결되는 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 실외열교환기(26)의 하류측과 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)의 상류측을 서로 연결한다.
따라서, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)가 직렬로 연결될 수 있게 한다. 그 결과, 실외열교환기(26)를 통과한 냉매가 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)로 도입될 수 있게 한다.
여기서, 도 2를 참조하면, 실외열교환기(26)의 하류측 냉매순환라인(20)에는, 실외열교환기(26)를 통과한 냉매를, 필요에 따라 연결냉매라인(20b)로 도입시키는 냉매흐름제어밸브(20c)가 설치된다.
냉매흐름제어밸브(20c)는, 솔레노이드식 개폐밸브로서, 냉매순환라인(20)부분 중, 연결냉매라인(20b)의 분지점 하류측에 설치되며, 이렇게 설치된 냉매흐름제어밸브(20c)는, 인가되는 제어신호에 따라 작동되면서 연결냉매라인(20b)의 분지점 하류측 냉매순환라인(20)을 개폐한다.
따라서, 실외열교환기(26)를 통과한 냉매가, 압축기(22)측으로 순환되거나 또는 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)측으로 순환될 수 있게 한다. 이로써, 필요에 따라 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)가 직렬로 연결될 수 있게 한다.
한편, 공조장치(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)가 직렬로 연결될 시에, 실외열교환기(26)에서 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)로 이송되는 고온냉매와, 상기 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)에서 압축기(22)로 이송되는 저온냉매를 상호 열교환시키는 내부열교환기(70)를 더 구비한다.
내부열교환기(70)는, 이중관 구조로서, 실외열교환기(26)에서 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)로 이송되는 고온냉매가 통과하는 제 1내부유로(70a)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)에서 압축기(22)로 이송되는 저온냉매가 통과하는 제 2내부유로(70b)를 구비한다.
상기 제 1 및 제 2내부유로(70a, 70b)는, 서로 대응되게 형성되며, 실외열교환기(26)에서 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)로 이송되는 고온냉매와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)에서 압축기(22)로 이송되는 저온냉매를 상호 열교환시킨다.
따라서, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)가 직렬로 연결될 시에, 실외열교환기(26)에서 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)로 도입되는 냉매의 온도를 추가적으로 낮추어 냉각시킨다. 이로써, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)의 냉방효율을 향상시킨다.
다시, 도 2를 참조하면, 상기 본 발명의 열관리 시스템은, 냉매순환라인(20)의 냉매가, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)를 직렬로 통과하게 하거나, 또는 실외열교환기(26)와 제 1저압측 열교환기(29)와 제 2저압측 열교환기(30)를 각각 병렬로 통과할 수 있게 제어하는 냉매흐름제어부를 더 포함한다.
냉매흐름제어부는, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들의 상류측에 각각 설치되는 상기 가변식 팽창밸브(25, 27, 28)들과, 실외열교환기(26)의 하류측 냉매순환라인(20)에 설치되는 상기 냉매흐름제어밸브(20c) 및, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)의 상류측 분지냉매라인(20a)에 설치되는 개폐밸브(20a-1)를 포함한다.
가변식 팽창밸브(25, 27, 28)들은, 인가되는 전압의 크기에 따라 교축유로(25a, 27a, 28a)의 개도량이 가변 조절되는 것으로, 하류측의 각 열교환기(26, 29, 30)에 도입되는 냉매를 감압,팽창시킴과 동시에, 해당 열교환기(26, 29, 30)로의 냉매도입을 차단 또는 허용한다. 따라서, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)로의 냉매흐름을 제어한다.
특히, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 상기 냉매흐름제어밸브(20c) 및 개폐밸브(20a-1)와 협동하여, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)로의 냉매흐름을 제어하고, 이를 통해, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30) 간의 냉매 흐름을 직렬 또는 병렬로 제어한다.
이를 상세하게 설명하면, 상기 가변식 팽창밸브(25, 27, 28)들과 냉매흐름제어밸브(20c)와 개폐밸브(20a-1)는, 차실내의 최대 냉방이 필요한 최대 에어컨 모드 시에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 냉매순환라인(20)의 냉매흐름을 제어함으로써, 실외열교환기(26)와 제 1저압측 열교환기(29)를 직렬로 연결한다.
따라서, 최대 에어컨 모드 시에, 실외열교환기(26)와 제 1저압측 열교환기(29)가 물리적으로 연계될 수 있게 한다.
이로써, 냉매순환라인(20)의 냉매가 실외열교환기(26)와 제 1저압측 열교환기(29)를 순차적으로 통과할 수 있게 하고, 이를 통해, 제 1저압측 열교환기(29)로부터 냉기가 발생될 수 있게 한다. 그 결과, 차실내를 최대 냉방할 수 있게 한다.
또한, 에어컨 모드와 배터리쿨링 모드가 동시에 진입될 시에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 냉매순환라인(20)의 냉매흐름을 제어함으로써, 실외열교환기(26)와 제 1저압측 열교환기(29)를 직렬로 연결함과 동시에 실외열교환기(26)와 제 2저압측 열교환기(30)를 직렬로 연결한다.
따라서, 에어컨 모드와 배터리쿨링 모드가 동시에 진입될 시에는, 실외열교환기(26)와 제 1저압측 열교환기(29) 및, 실외열교환기(26)와 제 2저압측 열교환기(30)가 각각 물리적으로 연계될 수 있게 한다.
이로써, 에어컨 모드와 배터리쿨링 모드가 동시에 진입될 시에는, 냉매순환라인(20)의 냉매가 실외열교환기(26)를 통과한 후, 제 1저압측 열교환기(29)와 제 2저압측 열교환기(30)를 각각 통과할 수 있게 한다.
그 결과, 제 1저압측 열교환기(29)와 제 2저압측 열교환기(30)로부터 냉기가 발생될 수 있게 한다. 이에 따라, 차실내와 배터리(40)와 전장부품모듈(50)을 냉방할 수 있게 한다.
또한, 배터리(40)의 급속충전을 위한 배터리쿨링 모드 시에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉매순환라인(20)의 냉매흐름을 제어함으로써, 실외열교환기(26)와 제 2저압측 열교환기(30)를 직렬로 연결한다.
따라서, 배터리쿨링 모드 시에, 실외열교환기(26)와 제 2저압측 열교환기(30)가 물리적으로 연계될 수 있게 한다.
이로써, 배터리쿨링 모드 시에, 냉매순환라인(20)의 냉매가 실외열교환기(26)와 제 2저압측 열교환기(30)를 순차적으로 통과할 수 있게 하고, 이를 통해, 제 2저압측 열교환기(30)로부터 냉기가 발생될 수 있게 한다. 그 결과, 배터리(40)를 냉방할 수 있게 한다.
또한, 차실내의 최대 난방이 필요한 최대 히트펌프 모드 시에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 냉매순환라인(20)의 냉매흐름을 제어함으로써, 실외열교환기(26)와 제 2저압측 열교환기(30)를 병렬로 연결한다.
따라서, 최대 히트펌프 모드 시에는, 실외열교환기(26)와 제 2저압측 열교환기(30)가 물리적으로 독립되면서 냉매순환라인(20)의 냉매가 각각 독립적으로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 실외열교환기(26)와 제 2저압측 열교환기(30)가 각각 독립적으로 작동될 수 있게 한다.
그 결과, 최대 히트펌프 모드 시에, 고압측 열교환기(24)에서 고온의 열이 효율좋게 발생되고, 제 2저압측 열교환기(30)에서 저온의 냉기가 효율좋게 발생된다.
이에 따라, 고압측 열교환기(24)와 제 2저압측 열교환기(30)는, 자신의 열량에 맞춰 최적의 상태로 제어될 수 있고, 이로써, 고압측 열교환기(24)와 제 2저압측 열교환기(30)는 최적의 냉,난방성능을 발휘하면서 차실내와 배터리(40)를 효율좋게 난방 및 냉방할 수 있게 된다.
그리고, 히트펌프 모드 진입 중, 실외열교환기(26)의 결빙(Icing) 제거를 위한 제상 모드 시에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 냉매순환라인(20)의 냉매흐름을 제어함으로써, 실외열교환기(26)로의 냉매 도입은 차단하고, 제 2저압측 열교환기(30)만 냉매의 도입을 허용한다.
따라서, 히트펌프 모드 진입 중, 실외열교환기(26)의 제상 모드 시에는, 제 2저압측 열교환기(30)에만 냉매순환라인(20)의 냉매가 독립적으로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 제 2저압측 열교환기(30)만 독립적으로 작동될 수 있게 한다.
그 결과, 히트펌프 모드 진입 중, 실외열교환기(26)의 제상 모드 시에, 실외열교환기(26)의 결빙은 제거되고, 제 2저압측 열교환기(30)의 냉기는 배터리(40)와 전장부품모듈(50)로 전달되면서 이들을 냉각시킨다.
또한, 히트펌프 모드 진입 중, 차실내 제습 모드 시에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 냉매순환라인(20)의 냉매흐름을 제어함으로써, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)를 각각 병렬로 연결한다.
따라서, 히트펌프 모드 진입 중, 차실내 제습 모드 시에는, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)가 모두 물리적으로 독립되면서 냉매순환라인(20)의 냉매가 각각 독립적으로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)가 각각 독립적으로 작동될 수 있게 한다.
그 결과, 히트펌프 모드 진입 중, 차실내 제습 모드 시에, 고압측 열교환기(24)에서는 고온의 열이 효율좋게 발생되면서 차실내를 효율좋게 난방하고, 제 1저압측 열교환기(29)에서는 저온의 냉기가 효율좋게 발생되면서 차실내의 습기를 효율좋게 제거 처리하며, 제 2저압측 열교환기(30)에서는 저온의 냉기가 효율좋게 발생되면서 배터리(40)와 전장부품모듈(50)을 효율좋게 냉각시킨다.
또한, 히트펌프 모드 진입 중, 실외열교환기(26)의 제상 모드와 차실내 제습 모드 시에는, 도 11에 도시된 바와 같이, 냉매순환라인(20)의 냉매흐름을 제어함으로써, 실외열교환기(26)로의 냉매 도입은 차단하고, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)은 각각 병렬로 연결한다.
따라서, 히트펌프 모드 진입 중, 실외열교환기(26)의 제상 모드와 차실내 제습 모드 시에는, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)에만 냉매순환라인(20)의 냉매가 각각 독립적으로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)가 독립적으로 작동될 수 있게 한다.
그 결과, 히트펌프 모드 진입 중, 실외열교환기(26)의 제상 모드와 차실내 제습 모드 시에, 실외열교환기(26)의 결빙은 제거되고, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)에서 냉기는 차실내와 배터리(40)와 전장부품모듈(50)로 각각 전달되면서 차실내를 제습하고 배터리(40)를 냉방시킨다.
다시, 도 2를 참조하면, 상기 본 발명의 열관리 시스템은, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 상기 가변식 팽창밸브(25, 27, 28)와 냉매흐름제어밸브(20c)와 개폐밸브(20a-1)들을 제어하여, 냉매순환라인(20)의 냉매흐름을 제어하는 제어부(80)를 더 구비한다.
제어부(80)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 상기 가변식 팽창밸브(25, 27, 28)와 냉매흐름제어밸브(20c)와 개폐밸브(20a-1)들을 제어하여, 냉매순환라인(20)의 냉매흐름을 제어하고, 이를 통해, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들을 직렬 또는 병렬로 연결한다.
특히, 도 5 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들을 직렬 또는 병렬로 연결한다.
따라서, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 실외열교환기(26)와 제 1저압측 열교환기(29)가 서로 연계되어 작동되거나, 또는 실외열교환기(26)와 제 1저압측 열교환기(29) 및, 실외열교환기(26)와 제 2저압측 열교환기(30)가 서로 연계되어 작동하거나, 또는 실외열교환기(26)와 제 2저압측 열교환기(30)가 서로 연계되어 작동하거나, 또는 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30) 중, 적어도 어느 하나가 독립적으로 작동할 수 있게 한다.
이로써, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 최적 유량의 냉매가 각 저압측 열교환기(26, 29, 30)에 도입될 수 있게 한다. 그 결과, 각 열교환기(26, 29, 30)가 최적의 상태로 제어될 수 있게 한다.
[ 제 2실시예 ]
다음으로, 도 12에는 본 발명에 따른 열관리 시스템의 제 2실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
제 2실시예의 열관리 시스템은, 상기한 제 1실시예와 주요 구성이 동일하다.
특히, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들을 직렬 또는 병렬로 연결하고, 이를 통해, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들이 서로 연계하여 작동되거나 또는 각각 독립적으로 작동되는 구조가 동일하다.
다만, 제 2실시예의 열관리 시스템은, 상기 제어부(80)가 냉,난방 부하와 과열도에 따라 상기 가변식 팽창밸브(25, 27, 28)들의 개도량을 가변 제어한다.
특히, 히트펌프 모드 시에는, 외기센서(82)에서 입력된 외기온도에 따라 실외열교환기(26)의 상류측 팽창밸브(25) 개도량을 제어하도록 구성된다. 예를 들면, 외기센서(82)에서 입력된 외기온도에 비례하여 팽창밸브(25)의 개도량을 제어하도록 구성된다.
또한, 에어컨 모드 시에는, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들의 하류측에 각각 설치되는 해당 PT센서(84, 86)들의 냉매 온도 및 압력값에 따라 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들의 상류측 팽창밸브(27, 28) 개도량을 각각 제어하도록 구성된다. 예를 들면, PT센서(84, 86)들의 냉매 온도 및 압력값에 비례하여 해당 팽창밸브(27, 28)들의 개도량을 제어하도록 구성된다.
[ 제 3실시예 ]
다음으로, 도 13 내지 도 16에는 본 발명에 따른 열관리 시스템의 제 3실시예 및 그 작동예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
먼저, 도 13을 참조하면, 제 3실시예의 열관리 시스템은, 상기한 제 1실시예와 주요 구성이 동일하다.
특히, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들을 직렬 또는 병렬로 연결하고, 이를 통해, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30)들이 서로 연계하여 작동되거나 또는 각각 독립적으로 작동되는 구조가 동일하다.
다만, 제 3실시예의 열관리 시스템은, 공조장치(10)의 고압측 열교환기(24)에서 발생된 열을, 차실내측에 설치되는 히터코어(102)에 수냉식으로 전달하여 차실내를 난방하는 구조를 갖는다.
이를 좀 더 상세하게 설명하면, 제 3실시예의 열관리 시스템은, 히터코어측 냉각수순환라인(100)을 구비한다.
히터코어측 냉각수순환라인(100)은, 냉매순환라인(20)의 고압측 열교환기(24)와 차실내측에 설치되는 히터코어(Heater Core)(102)를 수냉식으로 연결하는 것으로, 인가되는 전기에 의해 냉각수를 가열하는 PTC 히터(104) 및, 상기 고압측 열교환기(24)와 PTC 히터(104)와 히터코어(102) 사이에서 냉각수를 순환시키는 워터펌프(106)를 포함한다.
이러한 히터코어측 냉각수순환라인(100)은, 도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 히트펌프 모드 조건 시에, 냉매순환라인(20)의 고압측 열교환기(24)에서 발생하는 열을 냉각수를 통해 전달받는다.
그리고 냉매열을 전달받은 고온의 냉각수를 히터코어(102)에 순환시킨다. 따라서, 상기 히터코어(10)가 냉각수 열을 차실내로 방출하여, 차실내를 난방할 수 있게 한다.
즉, 도 14의 최대 히트펌프 모드 시와, 도 15의 히트펌프 모드 진입 중 실외열교환기(26)의 결빙 제거를 위한 제상 모드 시와, 도 16의 히트펌프 모드 진입 중 차실내 제습 모드 시에, 상기 히터코어측 냉각수순환라인(100)은, 고압측 열교환기(24)에서 발생하는 열을 냉각수로 전달받는다.
그리고 냉매열을 전달받은 고온의 냉각수를 히터코어(102)에 순환시켜, 차실내를 난방한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열관리 시스템에 의하면, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 실외열교환기(26)와, 제 1 및 제 2저압측 열교환기(29, 30) 간의 냉매 흐름을 직렬 또는 병렬로 제어하는 구조이므로, 공조장치(10)의 모드 상태에 따라, 각 열교환기(26, 29, 30)의 도입 냉매 유량을 각각 독립적으로 제어할 수 있다.
또한, 각 열교환기(26, 29, 30)의 도입 냉매 유량을 각각 독립적으로 제어할 수 있으므로, 최적 유량의 냉매를 각 열교환기(26, 29, 30)에 도입시킬 수 있다.
또한, 최적 유량의 냉매를 각 열교환기(26, 29, 30)에 도입할 수 있으므로, 각 저압측 열교환기(29, 30)가 최적의 상태로 제어될 수 있으며, 그 결과, 각 저압측 열교환기(29, 30)들이 최적의 냉각성능을 발휘하면서 냉,난방성능을 현저하게 개선시킨다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

Claims (22)

  1. 냉매의 흐름 방향에 따라 열기 또는 냉기를 발생시켜 특정 공조영역을 냉,난방하는 히트펌프식 냉매순환라인을 구비하는 차량의 열관리 시스템에 있어서,
    냉매를 흡입해 압축하여 토출하는 압축기와;
    상기 압축기에서 토출된 냉매의 열을 방출하는 고압측 열교환기와;
    냉매와 차실외 공기를 열교환하는 실외열교환기와;
    상기 고압측 열교환기 또는 상기 실외열교환기에서 유출한 냉매를 감압시키는 팽창밸브 및;
    감압된 냉매를 증발시키는 적어도 하나 이상의 저압측 열교환기를 구비하며;
    상기 실외열교환기와 저압측 열교환기가 공조 모드에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실외열교환기와 저압측 열교환기는,
    상기 냉매순환라인 상에서 서로에 대해 병렬로 연결되어 독립적인 작동이 가능함과 아울러, 서로 간에 직렬로 연결되어 서로 연계하여 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 실외열교환기는, 상기 냉매순환라인 상에 설치되고;
    상기 저압측 열교환기들은, 상기 냉매순환라인으로부터 분지되는 분지냉매라인상에 병렬로 설치되어, 상기 실외열교환기와 상기 냉매순환라인 상에서 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 실외열교환기의 하류측 냉매순환라인과, 상기 저압측 열교환기들의 상류측 분지냉매라인을 연결하는 연결냉매라인을 더 포함하며;
    상기 연결냉매라인은,
    상기 냉매순환라인의 실외열교환기와, 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 간을 직렬로 연결시키는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    공조 모드에 따라, 상기 냉매순환라인의 실외열교환기와, 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 간의 냉매 흐름을 직렬로 제어하거나, 또는
    상기 실외열교환기와 저압측 열교환기들 간의 냉매 흐름을 병렬로 제어하는 냉매흐름제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 냉매흐름제어부는,
    상기 실외열교환기와 저압측 열교환기들의 상류측에 각각 설치되어, 상기 실외열교환기와 각 저압측 열교환기로의 냉매도입을 허용 또는 차단하는 상기 가변식 팽창밸브들과;
    상기 냉매순환라인의 실외열교환기에 대한 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들의 병렬 구조의 냉매 흐름을 허용 또는 차단할 수 있도록, 상기 분지냉매라인에 설치되는 개폐밸브와;
    상기 냉매순환라인의 실외열교환기와 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 간의 직렬 구조 냉매 흐름을 허용 또는 차단할 수 있도록, 상기 냉매순환라인에 설치되는 냉매흐름제어밸브 및;
    상기 가변식 팽창밸브들과 개폐밸브와 냉매흐름제어밸브를 제어하여, 공조 모드에 따라 상기 냉매순환라인의 실외열교환기와 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 간의 냉매 흐름을 직렬로 제어하거나, 또는 상기 냉매순환라인의 실외열교환기와, 상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 간의 냉매 흐름을 병렬로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 냉매순환라인의 실외열교환기는, 엔진룸측에 설치되고;
    상기 분지냉매라인의 저압측 열교환기들 중 어느 하나는 차실내 냉방에 사용되며, 다른 하나는 배터리 냉방에 사용되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    최대 에어컨 모드 시에는, 상기 실외열교환기와 상기 차실내 냉방용 저압측 열교환기 간에 직렬 구조의 냉매 흐름이 허용될 수 있도록, 상기 가변식 팽창밸브들과 개폐밸브와 냉매흐름제어밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    에어컨 모드와 배터리쿨링 모드의 동시 진입 시에는, 상기 실외열교환기와 상기 차실내 냉방용 저압측 열교환기 간에 직렬 구조의 냉매 흐름과, 상기 실외열교환기와 상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기 간에 직렬 구조의 냉매 흐름이 허용될 수 있도록, 상기 가변식 팽창밸브들과 개폐밸브와 냉매흐름제어밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    배터리의 급속충전을 위한 배터리쿨링 모드 시에는, 상기 실외열교환기와 상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기 간에 직렬 구조의 냉매 흐름이 허용될 수 있도록, 상기 가변식 팽창밸브들과 개폐밸브와 냉매흐름제어밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    최대 히트펌프 모드 시에는, 상기 실외열교환기와 상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기 간에 병렬 구조의 냉매 흐름이 허용될 수 있도록, 상기 가변식 팽창밸브들과 개폐밸브와 냉매흐름제어밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    히트펌프 모드 진입 중, 상기 실외열교환기의 결빙(Icing) 제거를 위한 제상 모드 시에는, 상기 실외열교환기로의 냉매 도입은 차단하고, 상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기의 독립적인 냉매 흐름은 허용할 수 있도록, 상기 가변식 팽창밸브들과 개폐밸브와 냉매흐름제어밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    히트펌프 모드 진입 중, 차실내 제습 모드 시에는, 상기 실외열교환기와 상기 차실내 냉방용 저압측 열교환기와 상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기들에 병렬 구조의 냉매 흐름이 모두 허용될 수 있도록, 상기 가변식 팽창밸브들과 개폐밸브와 냉매흐름제어밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    히트펌프 모드 진입 중, 상기 실외열교환기의 제상 모드와 차실내 제습 모드의 동시 진입 시에는, 상기 실외열교환기로의 냉매 도입은 차단하고;
    상기 차실내 냉방용 저압측 열교환기와 상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기의 병렬 구조의 냉매 흐름은 허용할 수 있도록, 상기 가변식 팽창밸브들과 개폐밸브와 냉매흐름제어밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    냉,난방 부하와 과열도에 따라 상기 각 가변식 팽창밸브들을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 각 가변식 팽창밸브들 중, 상기 실외열교환기의 상류측 팽창밸브의 경우, 외기센서에서 입력된 외기온도에 따라 개도량을 제어하고;
    차실내 및 배터리 냉방용 상기 저압측 열교환기들의 상류측 팽창밸브들의 경우, 상기 차실내 및 배터리 냉방용 저압측 열교환기들의 각 하류측에 설치되는 해당 PT센서들의 냉매 온도 및 압력값에 따라 개도량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  17. 제 7항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실외열교환기와 상기 차실내 냉방용 저압측 열교환기, 상기 실외열교환기와 상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기 중, 적어도 어느 하나가 직렬로 연결될 시에,
    상기 실외열교환기에서 상기 차실내 및 배터리 냉방용 저압측 열교환기로 이송되는 고온냉매와, 상기 차실내 및 배터리 냉방용 저압측 열교환기에서 상기 압축기로 이송되는 저온냉매를 상호 열교환시키는 내부열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  18. 제 7항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기는, 필요에 따라 전장부품모듈의 냉방에도 사용되고;
    상기 배터리와 상기 전장부품모듈은,
    냉각수 순환라인을 통해서 상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기와 수냉식으로 서로 연결되어, 상기 냉각수 순환라인을 따라 순환되는 냉각수를 통해 상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기의 냉기를 전달받아 냉각되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 배터리와 상기 전장부품모듈은,
    상기 배터리 냉방용 저압측 열교환기에 대해 서로 병렬로 연결될 수 있도록, 상기 냉각수 순환라인 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  20. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉매순환라인에서 발생된 냉매의 열을, 차실내측에 설치되는 히터코어에 수냉식으로 전달하여 차실내를 난방하는 히터코어측 냉각수순환라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 히터코어측 냉각수순환라인은,
    상기 냉매순환라인의 고압측 열교환기와 상기 히터코어 사이에서 냉각수를 순환시켜, 상기 고압측 열교환기에서 방출되는 상기 냉매순환라인의 냉매열을 냉각수로 전달받고, 냉매열을 전달받은 냉각수를 상기 히터코어로 도입시키는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 히터코어측 냉각수순환라인은,
    인가되는 전기에 의해 작동되면서 상기 히터코어로 순환되는 냉각수를 가열하는 PTC 히터와;
    상기 냉매순환라인의 수냉식 열교환기와 상기 히터코어와 상기 PTC 히터 사이에서 냉각수를 강제 순환시키는 워터펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
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