WO2026019253A1 - 통합 제어기 및 이를 포함하는 열관리 시스템 - Google Patents

통합 제어기 및 이를 포함하는 열관리 시스템

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WO2026019253A1
WO2026019253A1 PCT/KR2025/010449 KR2025010449W WO2026019253A1 WO 2026019253 A1 WO2026019253 A1 WO 2026019253A1 KR 2025010449 W KR2025010449 W KR 2025010449W WO 2026019253 A1 WO2026019253 A1 WO 2026019253A1
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low
voltage
voltage power
control signal
power circuit
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English (en)
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이동규
박성준
김병국
민경수
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Hanon Systems Corp
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Hanon Systems Corp
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    • 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 devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from DC input or output

Definitions

  • the present disclosure relates to an integrated controller that controls high-voltage electrical components and low-voltage electrical components in an integrated manner, and a vehicle thermal management system including the same.
  • Vehicle thermal management systems may incorporate heat pump systems, which function to lower temperatures, such as air conditioning.
  • a heat pump system may consist of a refrigerant cycle, including a compressor, evaporator, condenser, and expansion valve.
  • the refrigerant cycle may also include various valves to control the direction of the refrigerant flow.
  • thermal management systems such as heat pump systems
  • controllers were provided for high-voltage electrical components (e.g., compressors, heaters), which utilize both high- and low-voltage circuits, and controllers for low-voltage electrical components (e.g., refrigerant modules, coolant modules, low-voltage cooling fans), which utilize only low-voltage circuits.
  • high-voltage electrical components e.g., compressors, heaters
  • low-voltage electrical components e.g., refrigerant modules, coolant modules, low-voltage cooling fans
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2023-0081005 (published on June 7, 2023)
  • an integrated controller can be provided that simplifies software and optimizes circuitry.
  • thermal management system with optimized cycle performance can be provided.
  • thermal management system that is advantageous in improving the performance and reliability of the system and maintaining the security of system control technology.
  • An integrated controller is an integrated controller for controlling high-voltage electrical equipment and low-voltage electrical equipment in an integrated manner, comprising: an MCU for receiving an upper control signal and outputting a control signal for controlling the high-voltage electrical equipment and the low-voltage electrical equipment; a communication unit for transmitting the upper control signal to the MCU; a high-voltage power supply circuit for supplying high-voltage power to the high-voltage electrical equipment; and a low-voltage power supply circuit for supplying low-voltage power to the low-voltage electrical equipment and the communication unit; wherein the MCU can output both a first control signal for controlling the high-voltage electrical equipment and a second control signal for controlling the low-voltage electrical equipment.
  • the above MCU can be powered from either the high voltage power circuit or the low voltage power circuit.
  • the device further includes a switching element disposed on the high-voltage power circuit; and a driver chip disposed on the low-voltage power circuit; wherein the switching element controls the high-voltage electrical component through the first control signal, and the driver chip controls the low-voltage electrical component through the second control signal.
  • the above switching element can operate by receiving high voltage power from the high voltage power circuit, and the driver chip can operate by receiving low voltage power from the low voltage power circuit.
  • the present invention further includes a gate driver disposed on the low-voltage power circuit and provided in front of the switching element, wherein the gate driver can control the operation of the switching element by receiving low-voltage power from the low-voltage power circuit.
  • the above high voltage power circuit may further include a high voltage EMC filter or a high voltage DC link arranged in front of the above switching element.
  • the above driver chips are provided in multiple numbers, and the MCU can output second control signals corresponding to the multiple driver chips, respectively.
  • the above switching elements are provided in multiple numbers, and the MCU can output first control signals corresponding to the multiple switching elements, respectively.
  • the above low-voltage power circuit further includes a low-voltage DC link, and power output from the low-voltage DC link can be supplied to the driver chip.
  • the above communication unit may further include a communication circuit arranged in front of the MCU to transmit the upper control signal to the MCU.
  • the above MCU, communication unit, high voltage power circuit, and low voltage power circuit can all be provided on one PCB.
  • the housing may include a housing that accommodates the PCB, and the housing may be provided with a high-voltage connector that applies high-voltage power to the high-voltage power circuit, and a low-voltage connector that applies low-voltage power to the low-voltage power circuit.
  • a thermal management system of a vehicle includes a refrigerant module through which refrigerant circulates; a coolant module through which coolant circulates; a heater for heating the coolant; a compressor for compressing the refrigerant; and an integrated controller for controlling the refrigerant module, the coolant module, the heater, and the compressor in an integrated manner; wherein the integrated controller may include an MCU for receiving an upper control signal and outputting a first control signal for controlling the heater or the compressor and a second control signal for controlling the refrigerant module or the coolant module; a communication unit for transmitting the upper control signal and the first and second control signals; a high-voltage power circuit for supplying high-voltage power to the compressor and the heater; and a low-voltage power circuit for supplying low-voltage power to the refrigerant module, the coolant module, and the communication unit.
  • the integrated controller may include an MCU for receiving an upper control signal and outputting a first control signal for controlling the heater or the compressor and a second control signal for controlling
  • the above MCU can be powered from either the high voltage power circuit or the low voltage power circuit.
  • the above cooling water module includes a water pump that applies pressure to cooling water and a plurality of valves that control the flow direction of the cooling water, and the MCU may further include a plurality of driver chips that output a plurality of second control signals corresponding to the water pump and the valves, respectively, and individually receive the plurality of second control signals to individually control and drive the water pump and the valves.
  • the MCU may further include a low-voltage cooling fan, and the MCU may further include a driver chip that outputs a second control signal corresponding to the low-voltage cooling fan and receives the second control signal to control and drive the low-voltage cooling fan.
  • the software of the integrated controller can be simplified and the circuit can be optimized.
  • the power management elements of low-voltage electrical equipment can be implemented within a high-voltage SMPS, thereby optimizing the power management of high-voltage electrical equipment and low-voltage electrical equipment.
  • the manufacturing cost of the integrated controller can be reduced and the overall packaging of the system can be reduced.
  • the cycle performance of the thermal management system can be optimized.
  • Figure 1 is a conceptual diagram showing an integrated controller that controls high-voltage electrical components and low-voltage electrical components in an integrated manner.
  • Figure 2 schematically illustrates the system of the integrated controller.
  • Figure 3 illustrates an example in which control signals output from a single MCU are transmitted to multiple switching elements and driver chips.
  • Figure 4 is a schematic diagram of a thermal management system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • Figure 5 is a schematic diagram of a thermal management system according to a second embodiment of the present disclosure.
  • Figure 6 is a schematic diagram of a thermal management system according to a third embodiment of the present disclosure.
  • Figure 7 is a schematic diagram of a thermal management system according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • Figure 8 is a schematic diagram of a thermal management system according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • Figure 9 is a schematic diagram of a thermal management system according to the sixth embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 10 is a schematic diagram of a thermal management system according to the seventh embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 11 is a schematic diagram of a thermal management system according to the eighth embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 12 is a schematic diagram of a thermal management system according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 13 is a schematic diagram of a thermal management system according to the tenth embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 14 is a schematic diagram of a thermal management system according to the 11th embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 15 is a schematic diagram of a thermal management system according to the 12th embodiment of the present disclosure.
  • An integrated controller according to an example of the present disclosure can be applied to vehicles, including hybrid electric vehicles, fuel-cell vehicles, and pure electric vehicles. It can also be applied to thermal management systems employing refrigerant cycles.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing that the integrated controller (1000) controls high-voltage electrical components and low-voltage electrical components in an integrated manner
  • FIG. 2 schematically shows a circuit of the integrated controller (1000)
  • FIG. 3 shows an example in which each control signal is individually transmitted to a plurality of switching elements and driver chips.
  • a circuit to which power is supplied is depicted as a solid line
  • a circuit to which a communication signal for controlling each component and element is transmitted is depicted as a dotted line.
  • an area to which high-voltage power is supplied is depicted as a white area
  • an area to which low-voltage power is supplied is depicted as a gray area.
  • An integrated controller (1000) may largely include an MCU (100), a high voltage power circuit (200), a low voltage power circuit (400), and a communication unit (300).
  • the MCU Micro Controller Unit, 100
  • the MCU (Micro Controller Unit, 100) is a processor that controls high-voltage and low-voltage electrical components in an integrated manner.
  • the MCU (100) can receive an upper control signal (S0) from the outside and output lower control signals for controlling the high-voltage and low-voltage electrical components.
  • the MCU (100) can output both a first control signal (S1) for controlling the high-voltage electrical component and a second control signal (S2) for controlling the low-voltage electrical component.
  • the MCU (100) is exemplarily illustrated as being placed on a low-voltage power circuit, but the MCU (100) may be selectively placed on either the low-voltage power circuit or the high-voltage power circuit depending on the required voltage. That is, the MCU (100) may operate by receiving power from either the high-voltage power circuit or the low-voltage power circuit, thereby outputting the first control signal (S1) and the second control signal (S2). In this way, the placement location of the MCU (100) may be appropriately designed and changed depending on the required voltage of the MCU (100).
  • the first control signal (S1) and the second control signal (S2) output from the MCU (100) can control high-voltage electrical components and low-voltage electrical components, respectively, through components (gate drivers, driver chips, etc.) placed in the high-voltage power circuit or the low-voltage power circuit.
  • the integrated controller according to the present disclosure instead of controlling high-voltage and low-voltage electrical components separately with separate MCUs, high-voltage and low-voltage electrical components can be integrated and controlled through a single MCU. Therefore, the integrated controller according to the present disclosure has the advantages of simplifying software and optimizing circuitry.
  • high-voltage electrical components may include electric compressors, high-voltage motors, and water heaters that require high-voltage power.
  • Low-voltage electrical components may include low-voltage cooling fans, coolant modules, refrigerant modules, and valves, sensors, and water pumps included therein that require low-voltage power.
  • a circuit board may be equipped with one MCU (100), a plurality of switching elements (210_1, ..., 210_n), and a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n).
  • Each of the plurality of switching elements may be configured to receive a control signal (S1_1, ..., S1_n) from one MCU (100) and control each of the high-voltage electrical components
  • each of the plurality of driver chips may be configured to receive a control signal (S2_1, ..., S2_n) from one MCU (100) and control each of the low-voltage electrical components.
  • the MCU receives an upper control signal (S0) from a vehicle-side upper controller, and transmits a lower control signal to each of the plurality of switching elements and driver chips based on the received upper control signal.
  • S0 upper control signal
  • Each switching element and each driver chip controls the high-voltage electrical components that each switching element is responsible for and the low-voltage electrical components that each driver chip is responsible for based on the lower control signals received from the MCU.
  • the low-voltage electrical equipment subject to integrated control in this example may include a first low-voltage electrical equipment, a second low-voltage electrical equipment, and a third low-voltage electrical equipment.
  • the first low-voltage electrical components are low-voltage electrical components that constitute the refrigerant module (20A), and may include a refrigerant multi-valve (3Way V/V), an electric expansion valve (H/P EXV, 3Way EXV), and may further include a pressure-temperature sensor (P/T Sensor).
  • a refrigerant multi-valve (3Way V/V)
  • an electric expansion valve H/P EXV, 3Way EXV
  • P/T Sensor pressure-temperature sensor
  • the second low-voltage electrical components are low-voltage electrical components that constitute the cooling water module (20B), and may include an electric water pump (EWP), a multi-valve for cooling water (Multi V/V), and may further include a water level sensor (W/L Sensor) and a water pump.
  • EWP electric water pump
  • Multi V/V multi-valve for cooling water
  • W/L Sensor water level sensor
  • the MCU (100) receives information about the coolant level (Level sensing) from the water level sensor, and receives information about the pressure and temperature of the refrigerant (Pressure/Temp sensing) from the pressure sensor.
  • the MCU (100) can generate a control signal based on the information and transmit the control signal to each driver chip.
  • the water level sensor and the pressure/temperature sensor can be connected to the regulator of the circuit board (120) and receive power from the regulator.
  • the third low-voltage electrical component is a low-voltage electrical component different from the first and second low-voltage electrical components, and may be a low-voltage cooling fan (20C) or a low-voltage heater (e.g., PCT heater, etc.).
  • the electric water pump, the coolant multi-valve, the refrigerant multi-valve, and the electric expansion valve of the coolant module and the refrigerant module may each be configured as one or two or more.
  • the communication unit (300) may include various communication elements that transmit an upper control signal (S0) to the MCU (100) and transmit a control signal output by the MCU (100) to a lower level to drive electrical components.
  • the upper control signal (S0) may correspond to a signal that includes both a signal for controlling high-voltage electrical components and a signal for controlling low-voltage electrical components.
  • the communication unit (300) may include a communication circuit (320) arranged in front of the MCU (100) to transmit an upper control signal to the MCU (100).
  • the communication circuit (320) may be commonly used to control high-voltage electrical equipment and low-voltage electrical equipment.
  • the communication unit (300) may include a communication EMC filter.
  • the communication EMC filter (350) may be provided at the front end of the communication circuit (320). By providing the communication EMC filter (350), the upper control signal (S0) can be transmitted without noise. Like the communication circuit (320), the communication EMC filter (350) may also be commonly used to control high-voltage electrical equipment and low-voltage electrical equipment.
  • each electrical component there is no need to separately equip each electrical component to control a communication circuit or EMC filter for communication, thereby reducing the number of components and manufacturing costs, and reducing the overall packaging of the system. Furthermore, by controlling high-voltage and low-voltage electrical components with a single MCU, system optimization is facilitated, system control reliability is ensured, and system control technology leakage is prevented.
  • a high voltage power circuit (200) can supply high voltage power to high voltage electrical equipment.
  • the voltage of the high voltage power supply can be 300 V or higher, and can correspond to, for example, a voltage of 400 V or 800 V.
  • a high-voltage power circuit (200) may include a switching element (210) for operating power of a high-voltage electrical component, a high-voltage EMC filter (250) for filtering noise, a high-voltage DC link (220) for stably supplying DC power to a high-voltage electrical component, etc.
  • the operation of the switching element (210) can be controlled by a gate driver (230) to be described later, and the gate driver (230) can be arranged at the rear end of the MCU (100) and receive the first control signal (S1) output by the MCU (100). In addition, the gate driver (230) can be arranged adjacent to the switching element (210) to operate the switching element (210).
  • An isolator may be further provided between the MCU (100) and the gate driver (230), thereby blocking signals flowing in the reverse direction and stabilizing the operation of the switching element (210).
  • the switching element (210) can supply high-voltage power to high-voltage electrical equipment through a switching operation.
  • the switching element (210) can correspond to, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor), etc.
  • the IGBT can operate in a high-voltage range of 300 V or higher, and is therefore suitable for high-efficiency, high-speed power systems.
  • the gate driver (230) can receive a first control signal (S1) and apply a gate voltage that matches the data sheet of the switching element (210) to the switching element (210), thereby controlling the on/off of the switching element (210).
  • the operating power of the gate driver (230) may be supplied from the low-voltage power circuit (400).
  • An SMPS (Switching Mode Power Supply, 410) may be further provided in front of the gate driver (230), and the SMPS (410) may receive power and convert it into a predetermined output voltage.
  • the SMPS (410) may receive low-voltage power from the low-voltage power circuit (400), convert it into high-voltage power, and supply the converted power as the operating power of the gate driver (230). Therefore, the SMPS (410) may be disposed in the low-voltage power circuit area, but it may be preferable in terms of circuit optimization to be disposed adjacent to the high-voltage power circuit area.
  • a high-voltage EMC filter (250) can reduce electromagnetic interference generated in a high-voltage power circuit.
  • the high-voltage EMC filter (250) can be positioned after a high-voltage connector, which will be described later. This is advantageous in that it can filter out noise directly at the input of the high-voltage power supply, thereby preventing noise from spreading throughout the entire system and protecting sensitive circuits within the system.
  • the provision of a high-voltage EMC filter provides the advantage of blocking noise and improving system stability.
  • the high-voltage DC link (220) can temporarily store energy using a capacitor and supply a stable voltage by alleviating fluctuations in the high-voltage power supply.
  • the high-voltage DC link (220) can be placed after the aforementioned high-voltage EMC filter (250). After the high-voltage EMC filter (250) primarily blocks high-frequency noise, the high-voltage DC link (220) can additionally filter the remaining noise to supply high-voltage power with improved quality, thereby improving the stability of the system.
  • a low-voltage power supply circuit (400) can supply low-voltage power to a low-voltage electrical component, an MCU (100), a communication unit (300), a gate driver (230), or a driver chip (430).
  • the voltage of the low-voltage power supply can be a voltage of 12 V or 48 V.
  • the low-voltage power circuit (400) may include a driver chip (430) that receives a second control signal (S2), and may further include a regulator (460) for stably supplying driving power to communication elements of the MCU (100) and the communication unit (300), a low-voltage DC link (420) for stably supplying DC power to the driver chip (430), or a low-voltage EMC filter (450) for noise removal.
  • a driver chip 430
  • S2 second control signal
  • 460 for stably supplying driving power to communication elements of the MCU (100) and the communication unit (300
  • a low-voltage DC link (420) for stably supplying DC power to the driver chip (430)
  • a low-voltage EMC filter (450) for noise removal.
  • the driver chip (430) is placed at the rear end of the MCU (100) and can receive the second control signal (S2), and can also be placed adjacent to low-voltage electrical equipment to control and drive the low-voltage electrical equipment.
  • the driver chip (430) can receive a second control signal (S2) from the MCU (100) and control and drive the low-voltage electrical component.
  • S2 second control signal
  • a separate gate driver may not be provided in front of the driver chip (430) of the low-voltage electrical component (20). That is, the driver chip (430) can directly receive and drive the output signal of the MCU (100). This configuration can provide a driving environment optimized for the characteristics of each electrical component, thereby improving the reliability and efficiency of the system.
  • a low-voltage EMC filter (450) can reduce electromagnetic interference generated in a low-voltage power circuit. Like the aforementioned high-voltage EMC filter (250), the low-voltage EMC filter (450) may be preferably placed at the rear of a low-voltage connector for noise filtering and system stability.
  • the low-voltage DC link (420) is arranged at the front end of the driver chip (430) and can supply voltage to the driver chip (430).
  • the DC link can store power in a capacitor and output it as needed, thereby stably supplying a predetermined voltage to the driver chip (430).
  • the low-voltage DC link (420) may be arranged at the rear end of the low-voltage EMC filter from the perspectives of noise filtering and system stability.
  • the aforementioned MCU (100), communication unit (300), high-voltage power circuit (200), and low-voltage power circuit (400) can all be provided on a single PCB.
  • the integrated controller according to the present disclosure can prevent duplication of identical configurations and reduce the number of parts and manufacturing costs by integrating and implementing overlapping elements or circuits on a single PCB.
  • the integrated controller (1000) may further include a housing that accommodates a PCB.
  • the housing may be provided with a high-voltage connector (70) that applies high-voltage power to a high-voltage power circuit (200) and a low-voltage connector (80) that applies low-voltage power to a low-voltage power circuit.
  • a high voltage connector (70) and a low voltage connector (80) may be provided one by one, and high voltage and low voltage may be applied to each connector, so that an appropriate voltage can be applied to each component or circuit on the PCB. Accordingly, the integrated controller (1000) according to the present disclosure can implement integrated power supply of components, circuits, and high voltage and low voltage components on the PCB, thereby optimizing the circuit and improving usability.
  • Fig. 3 illustrates an example in which control signals output from a single MCU are transmitted to multiple switching elements and driver chips.
  • the MCU (100) can receive an upper control signal (S0) and output both a first control signal (S1) and a second control signal (S2).
  • a plurality of first control signals (S1_1, ..., S1_n) and/or second control signals (S2_1, ..., S2_n) may each be output.
  • the MCU (100) can output first control signals (S1_1, S1_2) for controlling a compressor (10A) and a heater (10B) corresponding to high-voltage electrical components, respectively, and can output second control signals (S2_1, S2_2, S2_3) for controlling a refrigerant module (20A), a cooling water module (20B), and a low-voltage cooling fan (20C) corresponding to low-voltage electrical components, respectively.
  • the circuit board may be provided with a plurality of switching elements (210_1, ..., 210_n) that receive a plurality of first control signals (S1_1, ..., S1_n) and control each high-voltage electrical device, and may be provided with a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) that receive a plurality of second control signals (S2_1, ..., S2_n) and control each low-voltage electrical device.
  • switching elements 210_1, ..., 210_n
  • first control signals S1_1, ..., S1_n
  • driver chips 430_1, ..., 430_n
  • FIGS. 4 to 15 each drawing exemplarily shows various application forms of the present invention.
  • the thermal management system may be a thermal management system for a vehicle utilizing a refrigerant and/or coolant.
  • the thermal management system may be applied to vehicles, including hybrid electric vehicles, fuel-cell vehicles, and pure electric vehicles. It may also be applied to thermal management fields utilizing refrigerant cycles and/or coolant cycles.
  • thermal management system according to an example of the present disclosure will be described, omitting any descriptions that overlap with the description of the integrated controller (1000) described above.
  • Figure 4 is a schematic diagram of a thermal management system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • a thermal management system may include a refrigerant module (20A) through which refrigerant circulates, a cooling water module (20B) through which cooling water circulates, a heater (10B) for heating the cooling water, and a compressor (10A) for compressing the refrigerant.
  • the compressor (10A) and the heater (10B) may correspond to high-voltage electrical components
  • the refrigerant module (20A) and the cooling water module (20B) may correspond to low-voltage electrical components.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a compressor (10A) and a heater (10B), which are high-voltage electrical components, and can output a second control signal (S2) for controlling a refrigerant module (20A) and a cooling water module (20B), which are low-voltage electrical components.
  • S1 for controlling a compressor (10A) and a heater (10B), which are high-voltage electrical components
  • S2 for controlling a refrigerant module (20A) and a cooling water module (20B), which are low-voltage electrical components.
  • the first control signal (S1) can be distinguished into a signal for controlling the compressor (10A) and a signal for controlling the heater (10B).
  • the distinguished signals are received by each switching element (210_1, 210_2), and each switching element (210_1, 210_2) can individually control the operations of the compressor (10A) and the heater (10B) through the corresponding signals.
  • the refrigerant module (20A) may include at least one valve (e.g., a 3-way valve, an expansion valve, a solenoid valve, etc.) for controlling the flow direction of the refrigerant or controlling the pressure and temperature of the refrigerant, and a sensor (e.g., a pressure sensor, a flow sensor, a temperature sensor, etc.) for measuring the state of the refrigerant.
  • the cooling water module (20B) may include a water pump for applying pressure to the cooling water, and a valve for controlling the flow direction of the cooling water. At least one water pump and one valve may be provided.
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted by the second control signal (S2) can be determined according to the number of valves and/or sensors in the refrigerant module (20A) that is the control target and the number of water pumps and/or valves in the cooling water module (20B).
  • a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) can each receive the outputted second control signals (S2_1, ..., S2_n) and individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Figure 5 is a schematic diagram of a thermal management system according to a second embodiment of the present disclosure.
  • the thermal management system may include a refrigerant module (20A) through which refrigerant circulates, and a compressor (10A) for compressing the refrigerant.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a compressor (10A), which is a high-voltage electrical component, and can output a second control signal (S2) for controlling a refrigerant module (20A), which is a low-voltage electrical component.
  • the first control signal (S1) is received by the switching element (210), and the switching element (210) can control the operation of the compressor (10A).
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted by the second control signal (S2) can be determined according to the number of valves and/or sensors in the refrigerant module (20A) that is the control target.
  • the plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) can each receive the outputted second control signals (S2_1, ..., S2_n), and individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Figure 6 is a schematic diagram of a thermal management system according to a third embodiment of the present disclosure.
  • the thermal management system may include a refrigerant module (20A) through which refrigerant circulates, a cooling water module (20B) through which cooling water circulates, and a compressor (10A) through which refrigerant is compressed.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a compressor (10A), which is a high-voltage electrical component, and can output a second control signal (S2) for controlling a refrigerant module (20A) and a cooling water module (20B), which are low-voltage electrical components.
  • the first control signal (S1) is received by the switching element (210), and the switching element (210) can control the operation of the compressor (10A).
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted by the second control signal (S2) can be determined according to the number of valves and/or sensors in the refrigerant module (20A) that is the control target and the number of water pumps and/or valves in the cooling water module (20B).
  • the plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) can each receive the outputted second control signals (S2_1, ..., S2_n), and individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Figure 7 is a schematic diagram of a thermal management system according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the thermal management system may include a cooling water module (20B) through which cooling water circulates and a heater (10B) that heats the cooling water.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a heater (10B), which is a high-voltage electrical component, and can output a second control signal (S2) for controlling a cooling water module (20B), which is a low-voltage electrical component.
  • the first control signal (S1) is received by the switching element (210), and the switching element (210) can control the operation of the heater (10B).
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted by the second control signal (S2) can be determined according to the number of water pumps and/or valves in the cooling water module (20B) that is the control target.
  • the plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) can each receive the outputted second control signals (S2_1, ..., S2_n), and individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Figure 8 is a schematic diagram of a thermal management system according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • the thermal management system may include a refrigerant module (20A) through which refrigerant circulates, a compressor (10A) for compressing the refrigerant, and a heater (10B) for heating cooling water.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a compressor (10A) and a heater (10B), which are high-voltage electrical components, and can output a second control signal (S2) for controlling a refrigerant module (20A), which is a low-voltage electrical component.
  • S1 for controlling a compressor (10A) and a heater (10B), which are high-voltage electrical components
  • S2 for controlling a refrigerant module (20A), which is a low-voltage electrical component.
  • the first control signal (S1) can be distinguished into a signal for controlling the compressor (10A) and a signal for controlling the heater (10B).
  • the distinguished signals (S1_1, S1_2) are received by each switching element (210_1, 210_2), and each switching element (210_1, 210_2) can individually control the operations of the compressor (10A) and the heater (10B) through the corresponding signals.
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted may be determined according to the number of valves and/or sensors in the refrigerant module (20A) that is the control target.
  • a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) may each receive the output second control signals (S2_1, ..., S2_n) and individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Figure 9 is a schematic diagram of a thermal management system according to the sixth embodiment of the present disclosure.
  • the thermal management system may include a cooling water module (20B) through which cooling water circulates, a compressor (10A) for compressing refrigerant, and a heater (10B) for heating the cooling water.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a compressor (10A) and a heater (10B), which are high-voltage electrical components, and can output a second control signal (S2) for controlling a cooling water module (20B), which is a low-voltage electrical component.
  • S1 for controlling a compressor (10A) and a heater (10B), which are high-voltage electrical components
  • S2 for controlling a cooling water module (20B), which is a low-voltage electrical component.
  • the first control signal (S1) can be distinguished into a signal for controlling the compressor (10A) and a signal for controlling the heater (10B).
  • the distinguished signals (S1_1, S1_2) are received by each switching element (210_1, 210_2), and each switching element (210_1, 210_2) can individually control the operations of the compressor (10A) and the heater (10B) through the corresponding signals.
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted may be determined according to the number of valves and/or sensors in the cooling water module (20B) that is the control target.
  • a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) may each receive the outputted second control signals (S2_1, ..., S2_n) and individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Fig. 10 is a schematic diagram of a thermal management system according to the seventh embodiment of the present disclosure.
  • the thermal management system may include a refrigerant module (20A) through which refrigerant circulates, a cooling water module (20B) through which cooling water circulates, a low-voltage cooling fan (20C), a compressor (10A) for compressing the refrigerant, and a heater (10B) for heating the cooling water.
  • the compressor (10A) and the heater (10B) may correspond to high-voltage electrical components
  • the refrigerant module (20A), the cooling water module (20B), and the low-voltage cooling fan (20C) may correspond to low-voltage electrical components.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling the compressor (10A) and heater (10B), which are high-voltage electrical components, and can output a second control signal (S2) for controlling the refrigerant module (20A), the cooling water module (20B), and the low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • S1 for controlling the compressor (10A) and heater (10B), which are high-voltage electrical components
  • S2 for controlling the refrigerant module (20A), the cooling water module (20B), and the low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • the first control signal (S1) can be distinguished into a signal for controlling the compressor (10A) and a signal for controlling the heater (10B).
  • the distinguished signals are received by each switching element (210_1, 210_2), and each switching element (210_1, 210_2) can individually control the operations of the compressor (10A) and the heater (10B) through the corresponding signals.
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted by the second control signal (S2) may be determined according to the number of valves and/or sensors in the refrigerant module (20A) being controlled, the number of water pumps and/or valves in the coolant module (20B), and the configuration of the low-voltage cooling fan (20C).
  • a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) may each receive the second control signals (S2_1, ..., S2_n) being outputted, and may individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Fig. 11 is a schematic diagram of a thermal management system according to the eighth embodiment of the present disclosure.
  • a thermal management system may include a refrigerant module (20A) through which refrigerant circulates, a low-voltage cooling fan (20C), and a compressor (10A) for compressing the refrigerant.
  • the compressor (10A) may correspond to a high-voltage electrical component
  • the refrigerant module (20A) and the low-voltage cooling fan (20C) may correspond to low-voltage electrical components.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a compressor (10A), which is a high-voltage electrical component, and can output a second control signal (S2) for controlling a refrigerant module (20A) and a low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • the first control signal (S1) is received by the switching element (210), and the switching element (210) can control the operation of the compressor (10A).
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted by the second control signal (S2) can be determined depending on the number of valves and/or sensors in the refrigerant module (20A) that is the control target and the configuration of the low-voltage cooling fan (20C).
  • a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) can each receive the second control signals (S2_1, ..., S2_n) that are outputted and individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Fig. 12 is a schematic diagram of a thermal management system according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • the thermal management system may include a refrigerant module (20A) through which refrigerant circulates, a cooling water module (20B) through which cooling water circulates, a low-voltage cooling fan (20C), and a compressor (10A) for compressing the refrigerant.
  • the compressor (10A) may correspond to a high-voltage electrical component
  • the refrigerant module (20A), the cooling water module (20B), and the low-voltage cooling fan (20C) may correspond to low-voltage electrical components.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a compressor (10A), which is a high-voltage electrical component, and can output a second control signal (S2) for controlling a refrigerant module (20A), a cooling water module (20B), and a low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • S1 for controlling a compressor (10A), which is a high-voltage electrical component
  • S2 for controlling a refrigerant module (20A), a cooling water module (20B), and a low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • the first control signal (S1) is received by the switching element (210), and the switching element (210) can control the operation of the compressor (10A).
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted by the second control signal (S2) may be determined according to the number of valves and/or sensors in the refrigerant module (20A) being controlled, the number of water pumps, valves and/or sensors in the coolant module (20B), and the configuration of the low-voltage cooling fan (20C).
  • a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) may each receive the second control signals (S2_1, ..., S2_n) being outputted, and may individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Fig. 13 is a schematic diagram of a thermal management system according to the tenth embodiment of the present disclosure.
  • the thermal management system may include a cooling water module (20B) through which cooling water circulates, a low-voltage cooling fan (20C), and a heater (10B) that heats the cooling water.
  • the heater (10B) may correspond to a high-voltage electrical component
  • the cooling water module (20B) and the low-voltage cooling fan (20C) may correspond to low-voltage electrical components.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a heater (10B), which is a high-voltage electrical component, and can output a second control signal (S2) for controlling a cooling water module (20B) and a low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • S1 for controlling a heater (10B), which is a high-voltage electrical component
  • S2 for controlling a cooling water module (20B) and a low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • the first control signal (S1) is received by the switching element (210), and the switching element (210) can control the operation of the heater (10B).
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted by the second control signal (S2) can be determined according to the number of water pumps, valves and/or sensors in the coolant module (20B) that is the control target and the configuration of the low-voltage cooling fan (20C).
  • a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) can each receive the second control signals (S2_1, ..., S2_n) that are outputted and individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Fig. 14 is a schematic diagram of a thermal management system according to the 11th embodiment of the present disclosure.
  • a thermal management system may include a refrigerant module (20A) through which refrigerant circulates, a low-voltage cooling fan (20C), a heater (10B) for heating cooling water, and a compressor (10A) for compressing refrigerant.
  • the compressor (10A) and the heater (10B) may correspond to high-voltage electrical components
  • the refrigerant module (20A) and the low-voltage cooling fan (20C) may correspond to low-voltage electrical components.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a compressor (10A) and a heater (10B), which are high-voltage electrical components, and can output a second control signal (S2) for controlling a refrigerant module (20A) and a low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • S1 for controlling a compressor (10A) and a heater (10B), which are high-voltage electrical components
  • S2 for controlling a refrigerant module (20A) and a low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • the first control signal (S1) can be distinguished into a signal for controlling the compressor (10A) and a signal for controlling the heater (10B).
  • the distinguished signals are received by each switching element (210_1, 210_2), and each switching element (210_1, 210_2) can individually control the operations of the compressor (10A) and the heater (10B) through the corresponding signals.
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted by the second control signal (S2) can be determined depending on the number of valves and/or sensors in the refrigerant module (20A) that is the control target and the configuration of the low-voltage cooling fan (20C).
  • a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) can each receive the second control signals (S2_1, ..., S2_n) that are outputted and individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signals.
  • Fig. 15 is a schematic diagram of a thermal management system according to the 12th embodiment of the present disclosure.
  • the thermal management system may include a cooling water module (20B) through which cooling water circulates, a low-voltage cooling fan (20C), a heater (10B) for heating the cooling water, and a compressor (10A) for compressing a refrigerant.
  • the compressor (10A) and the heater (10B) may correspond to high-voltage electrical components
  • the cooling water module (20B) and the low-voltage cooling fan (20C) may correspond to low-voltage electrical components.
  • the MCU (100) can output a first control signal (S1) for controlling a compressor (10A) and a heater (10B), which are high-voltage electrical components, and can output a second control signal (S2) for controlling a cooling water module (20B) and a low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • S1 for controlling a compressor (10A) and a heater (10B), which are high-voltage electrical components
  • S2 for controlling a cooling water module (20B) and a low-voltage cooling fan (20C), which are low-voltage electrical components.
  • the first control signal (S1) can be distinguished into a signal for controlling the compressor (10A) and a signal for controlling the heater (10B).
  • the distinguished signals are received by each switching element (210_1, 210_2), and each switching element (210_1, 210_2) can individually control the operations of the compressor (10A) and the heater (10B) through the corresponding signals.
  • the number of individual second control signals (S2_1, ..., S2_n) outputted may be determined according to the number of water pumps, valves and/or sensors in the coolant module (20B) that is the control target and the configuration of the low-voltage cooling fan (20C).
  • a plurality of driver chips (430_1, ..., 430_n) may each receive the second control signals (S2_1, ..., S2_n) that are outputted and individually control the operation of low-voltage electrical components corresponding to each control target through the received signal.
  • the present disclosure can provide various advantages such as securing cost competitiveness, facilitating system optimization, and improving system reliability by configuring an integrated controller that integrates and controls high-voltage electrical components and low-voltage electrical components.

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Abstract

본 개시는 고전압 전장품 및 저전압 전장품을 통합하여 제어하는 통합 제어기 및 이를 포함하는 열관리 시스템에 관한 것으로, 일 실시예에서, 통합 제어기는, 상위 제어 신호를 수신하여 상기 고전압 전장품과 저전압 전장품을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 MCU; 상기 상위 제어 신호를 상기 MCU로 전달하는 통신 유닛; 상기 고전압 전장품에 고전압 전원을 공급하는 고전압 전원 회로; 및 상기 저전압 전장품 및 상기 통신 유닛에 저전압 전원을 공급하는 저전압 전원 회로; 를 포함하고, 상기 MCU는 상기 고전압 전장품을 제어하기 위한 제1 제어 신호와 상기 저전압 전장품을 제어하기 위한 제2 제어 신호를 모두 출력할 수 있다.

Description

통합 제어기 및 이를 포함하는 열관리 시스템
본 개시는 고전압 전장품 및 저전압 전장품을 통합하여 제어하는 통합 제어기 및 이를 포함하는 차량용 열관리 시스템에 관한 것이다.
차량용 열관리 시스템에는 에어컨 냉방 등 온도 하강 역할을 하는 히트 펌프 시스템이 적용될 수 있다. 히트 펌프 시스템(Heatpump system)은 압축기, 증발기, 응축기, 팽창 밸브를 포함한 냉매 사이클로 이루어질 수 있으며, 냉매 사이클 내에는 냉매의 방향을 조절하기 위한 여러가지 밸브들이 더 구비될 수 있다.
전기차의 주행거리 증대를 위해 히트펌프 시스템과 같은 열관리 시스템의 적용이 필수적이다. 위와 같은 히트 펌프 시스템을 제어하기 위해, 고전압 회로와 저전압 회로를 모두 사용하는 고전압 전장품(예: 압축기, 히터)용 제어기 및 저전압 회로만 사용하는 저전압 전장품(예: 냉매 모듈, 냉각수 모듈, 저전압 쿨링팬)용 제어기를 각각 구비했었다.
다만 고전압 전장품 제어기와 저전압 전장품 제어기를 별도로 구성하는 경우, 여러 제조사의 제품들이 뒤섞일 수 있어 열관리 시스템의 성능 육성 및 신뢰성 확보에 어려움이 있으며, 각 제품들을 개별적으로 구입하게 되어 시스템의 전체 구성 비용이 높아진다는 문제가 있었다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제10-2023-0081005호(2023.06.07.공개)
본 개시의 일 측면에 따르면, 소프트웨어를 간소화할 수 있고, 회로가 최적화된 통합 제어기를 제공할 수 있다.
또한, 제조 원가가 감소되고, 시스템의 전체 패키징이 감소된 통합 제어기를 제공할 수 있다.
또한, 사이클 성능이 최적화된 열관리 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 시스템의 성능 육성 및 신뢰성 확보, 시스템 제어 기술 보안 유지에 유리한 열관리 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급된 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시에 따른 통합 제어기는, 고전압 전장품 및 저전압 전장품을 통합하여 제어하는 통합 제어기로서, 상위 제어 신호를 수신하여 상기 고전압 전장품과 저전압 전장품을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 MCU; 상기 상위 제어 신호를 상기 MCU로 전달하는 통신 유닛; 상기 고전압 전장품에 고전압 전원을 공급하는 고전압 전원 회로; 및 상기 저전압 전장품 및 상기 통신 유닛에 저전압 전원을 공급하는 저전압 전원 회로; 를 포함하고, 상기 MCU는 상기 고전압 전장품을 제어하기 위한 제1 제어 신호와 상기 저전압 전장품을 제어하기 위한 제2 제어 신호를 모두 출력할 수 있다.
상기 MCU는 상기 고전압 전원 회로 또는 상기 저전압 전원 회로 중 하나로부터 전원을 인가받을 수 있다.
상기 고전압 전원 회로 상에 배치되는 스위칭 소자; 및 상기 저전압 전원 회로 상에 배치되는 드라이버 칩;을 더 포함하고, 상기 스위칭 소자는 상기 제1 제어 신호를 통해 상기 고전압 전장품을 제어하고, 상기 드라이버 칩은 상기 제2 제어신호를 통해 상기 저전압 전장품을 제어할 수 있다.
상기 스위칭 소자는 상기 고전압 전원 회로로부터 고전압 전원을 공급받아 작동하고, 상기 드라이버 칩은 상기 저전압 전원 회로로부터 저전압 전원을 공급받아 작동할 수 있다.
상기 저전압 전원 회로상에 배치되며 상기 스위칭 소자의 전단에 구비되는 게이트 드라이버를 더 포함하고, 상기 게이트 드라이버는 상기 저전압 전원 회로로부터 저전압 전원을 공급받아 상기 스위칭 소자의 동작을 제어할 수 있다.
상기 고전압 전원 회로는 상기 스위칭 소자의 전단에 배치되는 고전압용 EMC 필터 또는 고전압용 DC 링크를 더 포함할 수 있다.
상기 저전압 전원의 전압을 소정의 출력 전압으로 변환하는 SMPS를 더 포함하고, 상기 SMPS에서 출력된 전압은 상기 게이트 드라이버로 공급될 수 있다.
상기 드라이버 칩은 복수개 구비되고, 상기 MCU는 복수개의 상기 드라이버 칩과 대응되는 제2 제어 신호들을 각각 출력할 수 있다.
상기 스위칭 소자는 복수개 구비되고, 상기 MCU는 복수개의 상기 스위칭 소자와 대응되는 제1 제어 신호들을 각각 출력할 수 있다.
상기 저전압 전원 회로는 저전압용 DC 링크를 더 포함하고, 상기 저전압용 DC 링크에서 출력된 전력은 상기 드라이버 칩으로 공급될 수 있다.
상기 통신 유닛은 상기 MCU의 전단에 배치되어 상기 상위 제어 신호를 상기 MCU에 전달하는 통신 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 MCU, 통신 유닛, 고전압 전원 회로, 저전압 전원 회로는 모두 1개의 PCB 상에 구비될 수 있다.
상기 PCB를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징에는 상기 고전압 전원 회로에 고전압 전원을 인가하는 고전압 커넥터, 및 상기 저전압 전원 회로에 저전압 전원을 인가하는 저전압 커넥터가 구비될 수 있다.
본 개시에 따른 차량의 열관리 시스템은, 냉매가 순환하는 냉매 모듈; 냉각수가 순환하는 냉각수 모듈; 냉각수를 가열시키는 히터; 냉매를 압축하는 압축기; 및 상기 냉매 모듈, 냉각수 모듈, 히터 및 압축기를 통합하여 제어하는 통합 제어기;를 포함하고, 상기 통합 제어기는, 상위 제어 신호를 수신하여 상기 히터 또는 압축기를 제어하는 제1 제어 신호 및 상기 냉매 모듈 또는 냉각수 모듈을 제어하는 제2 제어 신호를 출력하는 MCU; 상기 상위 제어 신호 및 상기 제1, 2 제어신호를 전달하는 통신 유닛; 상기 압축기 및 히터에 고전압 전원을 공급하는 고전압 전원 회로; 상기 냉매 모듈, 상기 냉각수 모듈 및 상기 통신 유닛에 저전압 전원을 공급하는 저전압 전원 회로;를 포함할 수 있다.
상기 MCU는 상기 고전압 전원 회로 또는 상기 저전압 전원 회로 중 하나로부터 전원을 인가받을 수 있다.
상기 냉매 모듈은 냉매의 유동 방향을 조절하는 복수개의 밸브를 포함하고, 상기 MCU는 상기 복수개의 밸브에 대응하는 복수개의 제2 제어 신호들을 출력하고, 상기 복수개의 제2 제어 신호를 개별적으로 수신하여 상기 복수개의 밸브를 개별적으로 제어하고 구동하는 복수개의 드라이버 칩을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각수 모듈은 냉각수에 압력을 가하는 워터 펌프 및 냉각수의 유동 방향을 조절하는 복수개의 밸브를 포함하고, 상기 MCU는 상기 워터 펌프 및 밸브에 각각 대응하는 복수개의 제2 제어 신호들을 출력하고, 상기 복수개의 제2 제어 신호들을 개별적으로 수신하여 상기 워터 펌프 및 밸브를 개별적으로 제어하고 구동하는 복수개의 드라이버 칩을 더 포함할 수 있다.
저전압 쿨링팬을 더 포함하고, 상기 MCU는 상기 저전압 쿨링팬에 대응하는 제2 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 제어 신호를 수신하여 상기 저전압 쿨링팬을 제어하고 구동하는 드라이버 칩을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 통합 제어기의 소프트웨어가 간소화될 수 있고, 회로가 최적화될 수 있다.
또한, 저전압 전장품의 전원 관리 소자를 고전압 SMPS 내에 구현 가능하여 고전압 전장품 및 저전압 전장품의 전원 관리를 최적화할 수 있다.
또한, PCB 상의 중복 소자들을 통합시키고, 하나의 MCU로 통합 제어함으로써 통합 제어기의 제조 원가가 감소되고, 시스템의 전체 패키징이 축소될 수 있다.
또한, 열관리 시스템의 사이클 성능이 최적화될 수 있다.
또한, 열관리 시스템의 성능 육성 및 신뢰성 확보, 시스템 제어 기술 보안 유지가 유리해질 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 통합 제어기가 고전압 전장품 및 저전압 전장품을 통합하여 제어하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 2는 통합 제어기의 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 단일의 MCU에서 출력된 제어 신호들이 복수개의 스위칭 소자 및 드라이버 칩에 전달되는 예시를 나타낸 것이다.
도 4는 본 개시의 제1 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 5는 본 개시의 제2 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 6는 본 개시의 제3 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 7는 본 개시의 제4 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 8는 본 개시의 제5 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 9는 본 개시의 제6 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 10는 본 개시의 제7 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 11은 본 개시의 제8 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 12는 본 개시의 제9 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 13은 본 개시의 제10 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 14는 본 개시의 제11 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
도 15는 본 개시의 제12 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 본 개시에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하고 본 개시가 예시적으로 설명된 구체적인 실시 형태로 제한되는 것은 아니다.
본 개시의 일 예에 따른 통합 제어기는 하이브리드 전기 차량, 연료 차량, 순수 전기 차량을 포함하여 차량에 적용될 수 있다. 또한, 냉매 사이클이 적용된 열관리 시스템 분야에도 적용될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 개시의 일 예에 따른 통합 제어기(1000)에 대하여 설명한다. 도 1은 통합 제어기(1000)가 고전압 전장품 및 저전압 전장품을 통합하여 제어하는 것을 나타낸 개념도이고, 도 2는 통합 제어기(1000)의 회로를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 3은 복수개의 스위칭 소자 및 드라이버 칩에 각 제어 신호가 개별적으로 전달되는 예시를 나타낸 것이다. 도 1 내지 3에서, 전원(power)이 공급되는 회로를 실선으로, 각 부품 및 소자들을 제어하기 위한 통신 신호(signal)가 전달되는 회로를 점선으로 도시하였다. 도 2에서, 고전압 전원이 공급되는 영역을 흰색 영역으로, 저전압 전원이 공급되는 영역을 회색 영역으로 도시하였다.
본 개시의 일 예에 따른 통합 제어기(1000)는 크게 MCU(100), 고전압 전원 회로(200), 저전압 전원 회로(400), 통신 유닛(300)을 포함할 수 있다.
MCU(Micro Controller Unit, 100)는 고전압 전장품과 저전압 전장품을 통합하여 제어하는 프로세서이다. MCU(100)는 외부에서부터 상위 제어 신호(S0)를 전달받아 고전압 전장품과 저전압 전장품을 제어하기 위한 하위 제어 신호들을 출력할 수 있다. 구체적으로, MCU(100)는 고전압 전장품을 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)와 저전압 전장품을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 모두 출력할 수 있다.
도 2에서는 MCU(100)가 저전압 전원 회로 상에 배치되는 것을 예시적으로 도시하였으나, MCU(100)는 요구 전압에 따라 저전압 전원 회로 또는 고전압 전원 회로에 선택적으로 배치될 수 있다. 즉 MCU(100)는 고전압 전원 회로 또는 저전압 전원 회로 중 하나로부터 전원을 인가받아 동작할 수 있으며, 이로써 제1 제어 신호(S1) 및 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다. 이와 같이 MCU(100)의 배치 위치는 MCU(100)의 요구 전압에 따라 적절히 설계변경 될 수 있다.
MCU(100)에서 출력된 제1 제어 신호(S1)와 제2 제어 신호(S2)는 고전압 전원 회로 또는 저전압 전원 회로에 배치된 소자들(게이트 드라이버, 드라이버 칩 등)을 거쳐 최종적으로 고전압 전장품과 저전압 전장품을 각각 제어할 수 있다.
본 개시에 따르면 고전압 전장품과 저전압 전장품을 별도의 MCU로 각각 제어하는 것이 아닌, 하나의 MCU를 통해 고전압 전장품과 저전압 전장품을 통합적으로 제어할 수 있다. 이로써 본 개시에 따른 통합 제어기는 소프트웨어를 간소화할 수 있고, 회로를 최적화할 수 있다는 이점을 갖는다.
예컨대, 고전압 전장품으로는 고전압 전원이 요구되는 전동 압축기, 고전압 모터, 수가열 히터 등이 해당할 수 있다.저전압 전장품으로는 저전압 전원이 요구되는 저전압 쿨링팬, 냉각수 모듈, 냉매 모듈 및 이에 포함되는 밸브, 센서, 워터 펌프 등이 해당할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 회로기판에는 하나의 MCU(100)와 다수의 스위칭 소자(210_1, …, 210_n) 및 다수의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)이 구비될 수 있다. 다수의 스위칭 소자는 각각이 하나의 MCU(100)로부터 제어 신호(S1_1, …, S1_n)를 전달받아 고전압 전장품들 각각을 제어하도록 구성될 수 있고, 다수의 드라이버 칩은 각각이 하나의 MCU(100)로부터 제어 신호(S2_1, …, S2_n)를 전달받아 저전압 전장품들 각각을 제어하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, MCU는 차량 측 상위 제어기로부터 상위 제어신호(S0)를 전달받고, 전달받은 상위 제어신호에 기초하여 다수의 스위칭 소자 및 드라이버 칩 각각에 하위 제어신호를 전달한다. 각 스위칭 소자와 각 드라이버 칩은 MCU로부터 전달받은 하위 제어신호에 기초하여 각 스위칭 소자가 담당하는 고전압 전장품들 및 각 드라이버 칩이 담당하는 저전압 전장품들을 제어한다.
자세하게, 본 예에서 통합 제어의 대상이 되는 저전압 전장품들은, 제1 저전압 전장품, 제2 저전압 전장품, 및 제3 저전압 전장품을 포함할 수 있다.
제1 저전압 전장품은 냉매 모듈(20A)을 구성하는 저전압 전장품들로서, 냉매용 멀티 밸브(3Way V/V), 전동식 팽창 밸브(H/P EXV, 3Way EXV)를 포함할 수 있고, 압력온도 센서(P/T Sensor)를 더 포함할 수 있다.
제2 저전압 전장품은 냉각수 모듈(20B)을 구성하는 저전압 전장품들로서, 전동식 워터 펌프(EWP), 냉각수용 멀티 밸브(Multi V/V)를 포함할 수 있고, 수위 센서(W/L Sensor) 및 워터 펌프를 더 포함할 수 있다.
MCU(100)는 수위 센서로부터 냉각수의 수위에 대한 정보(Level sensing)를 전달받고, 압력 센서로부터 냉매의 압력과 온도에 대한 정보(Pressure/Temp sensing)를 전달받으며, MCU(100)는 해당 정보들에 기초하여 제어신호를 생성하고 이를 각 드라이버 칩들에게 전달할 수 있다. 수위 센서와 압력온도 센서는 각각 회로기판(120)의 레귤레이터와 연결되어 레귤레이터로부터 전원을 공급받을 수 있다.
제3 저전압 전장품은 제1, 제2 저전압 전장품과 다른 저전압 전장품으로서, 저전압 쿨링팬(20C)이거나 또는 저전압 히터(예를 들어, PCT 히터 등)일 수 있다. 냉각수 모듈과 냉매 모듈의 전동식 워터 펌프, 냉각수용 멀티 밸브, 냉매용 멀티 밸브, 전동식 팽창 밸브는 각각 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다.
이하 통신 유닛(300)에 대해서 설명한다. 통신 유닛(300)은 상위 제어 신호(S0)를 MCU(100)로 전달하고, MCU(100)가 출력한 제어 신호를 하위로 전달하여 전장품들을 구동시키는 다양한 통신용 소자들을 포함할 수 있다. 이 때, 상위 제어 신호(S0)는 고전압 전장품을 제어하기 위한 신호와 저전압 전장품을 제어하기 위한 신호를 모두 포함한 신호에 해당할 수 있다.
통신 유닛(300)은 MCU(100)의 전단에 배치되어 상위 제어 신호를 MCU(100)에 전달하는 통신 회로(320)를 포함할 수 있다. 통신 회로(320)는 고전압 전장품과 저전압 전장품을 제어하는데 공용으로 사용될 수 있다.
또한 통신 유닛(300)은 통신용 EMC 필터를 포함할 수 있다. 통신용 EMC 필터(350)는 통신 회로(320)의 전단에 구비될 수 있다. 통신용 EMC 필터(350)를 구비함으로써 상위 제어 신호(S0)를 노이즈 없이 전달할 수 있다. 통신 회로(320)와 마찬가지로, 통신용 EMC 필터(350)도 고전압 전장품과 저전압 전장품을 제어하는데 공용으로 사용될 수 있다.
본 개시의 일 예에 따르면, 통신 회로 또는 통신용 EMC 필터를 제어하고자 하는 전장품마다 별도로 구비할 필요 없어 부품수와 제조 원가를 줄일 수 있고, 시스템의 전체 패키징을 감소시킬 수 있다. 또한, 하나의 MCU로 고전압 전장품과 저전압 전장품을 통합하여 제어함으로써 시스템 최적화에 용이하고 시스템의 제어 신뢰성을 확보할 수 있으며, 시스템 제어 기술의 유출을 방지할 수 있는 등의 이점을 제공할 수 있다.
이하 고전압 전원 회로(200)에 대하여 설명한다.
고전압 전원 회로(200)는 고전압 전장품에 고전압 전원을 공급할 수 있다. 고전압 전원의 전압 크기는 300V 이상일 수 있고, 예를 들어 400V 또는 800V의 전압에 해당할 수 있다.
예컨대, 고전압 전원 회로(200)는 고전압 전장품의 동작 전원을 위한 스위칭 소자(210), 노이즈를 필터링 하기 위한 고전압용 EMC 필터(250), 고전압 전장품에 DC 전력을 안정적으로 공급하기 위한 고전압용 DC 링크(220) 등을 포함할 수 있다.
스위칭 소자(210)는 후술할 게이트 드라이버(230)에 의해 동작이 제어될 수 있으며, 게이트 드라이버(230)는 MCU(100)의 후단에 배치되어, MCU(100)가 출력한 제1 제어 신호(S1)를 수신할 수 있다. 또한 게이트 드라이버(230)는 스위칭 소자(210)를 동작시키기 위해 스위칭 소자(210)와 인접하게 배치될 수 있다.
MCU(100)와 게이트 드라이버(230) 사이에는 아이솔레이터(isolator)가 더 구비될 수 있으며, 이로써 역방향으로 유입되는 신호가 차단되어 스위칭 소자(210)의 동작을 안정화시킬 수 있다.
스위칭 소자(210)는 스위칭 동작에 의해 고전압 전장품에 고전압 전원을 공급할 수 있다. 스위칭 소자(210)는 예를 들어, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor) 등에 해당할 수 있다. IGBT는 300V 이상의 고전압 영역에서 동작 가능하여, 고효율, 고속의 전력계에 적합하다.
게이트 드라이버(230)는 제1 제어 신호(S1)를 수신하여 스위칭 소자(210)의 데이터 시트에 맞는 게이트 전압을 스위칭 소자(210)에 인가할 수 있으며, 이로써 스위칭 소자(210)의 on/off를 제어할 수 있다.
한편 게이트 드라이버(230)의 작동 전원은 저전압 전원 회로(400)로부터 공급될 수 있다. 게이트 드라이버(230)의 전단에는 SMPS(Switching Mode Power Supply, 410)가 더 구비될 수 있으며, SMPS(410)는 전원을 입력받아 소정의 출력 전압으로 변환할 수 있다. 예를 들어, SMPS(410)는 저전압 전원 회로(400)로부터 저전압 전원을 입력받아 이를 고전압 전원으로 변환하고, 변환된 전원을 게이트 드라이버(230)의 작동 전원으로 공급할 수 있다. 따라서 SMPS(410)는 저전압 전원 회로 영역에 배치되되,고전압 전원 회로 영역에 인접하게 배치되는 것이 회로도 최적화 측면에서 바람직할 수 있다.
이하 고전압용 EMC 필터(250)와 고전압용 DC 링크(220)에 대하여 설명한다.
고전압용 EMC 필터(250)는 고전압 전원 회로에서 발생하는 전자기 간섭을 감소시킬 수 있다. 고전압용 EMC 필터(250)는 후술할 고전압 커넥터 후단에 배치될 수 있다. 이는 고전압 전원의 입력 부분에서 바로 노이즈를 필터링 할 수 있어 시스템 전체로 노이즈가 퍼지는 것을 방지하고, 시스템 내부의 민감한 회로를 보호할 수 있다는 측면에서 바람직할 수 있다. 본 개시의 일 예에 따르면 고전압용 EMC 필터를 구비함으로써, 노이즈를 차단할 수 있고 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있다는 이점을 제공한다.
고전압용 DC 링크(220)는 커패시터를 이용해 에너지를 일시적으로 저장할 수 있으며, 고전압 전원 공급의 변동을 완화하여 안정적인 전압을 공급할 수 있다.
예를 들어, 고전압용 DC 링크(220)는 전술한 고전압용 EMC 필터(250)의 후단에 배치될 수 있다. 고전압용 EMC 필터(250)가 고주파 노이즈를 1차적으로 차단한 후 고전압용 DC 링크(220)가 잔여 노이즈를 추가로 필터링하여 품질이 향상된 고전압 전원을 공급할 수 있으며, 이로써 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있다.
이하 저전압 전원 회로(400)에 대하여 설명한다.
저전압 전원 회로(400)는 저전압 전장품, MCU(100), 통신 유닛(300), 게이트 드라이버(230) 또는 드라이버 칩(430)에 저전압 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 저전압 전원의 전압은 12V 또는 48V 크기의 전압일 수 있다.
저전압 전원 회로(400)는 제2 제어 신호(S2)를 수신하는 드라이버 칩(430)을 포함할 수 있고, MCU(100) 및 통신 유닛(300)의 통신 소자들의 구동 전력을 안정적으로 공급하기 위한 레귤레이터(regulator, 460), DC 전력을 드라이버 칩(430)에 안정적으로 공급하기 위한 저전압용 DC 링크(420), 또는 노이즈 제거를 위한 저전압용 EMC 필터(450) 등을 더 포함할 수 있다.
이하 드라이버 칩(430)에 대하여 설명한다. 드라이버 칩(430)은 MCU(100)의 후단에 배치되어 제2 제어 신호(S2)를 수신할 수 있고, 또한 저전압 전장품을 제어하고 구동하기 위해 저전압 전장품과 인접하게 배치될 수 있다.
드라이버 칩(430)은 MCU(100)로부터 제2 제어 신호(S2)를 전달받아 저전압 전장품을 제어하고 구동시킬 수 있다. 고전압 전장품(10)의 스위칭 소자(210) 전단에는 게이트 드라이버(310)가 배치되는 것과 달리, 저전압 전장품(20)의 드라이버 칩(430)의 전단에는 별도의 게이트 드라이버가 마련되지 않을 수 있다. 즉 드라이버 칩(430)은 MCU(100)의 출력 신호를 직접 받아 구동할 수 있다. 이러한 구성은 각 전장품의 특성에 최적화된 구동 환경을 제공하여, 시스템의 신뢰성과 효율성을 향상시킬 수 있다.
이하 저전압용 EMC 필터(450) 및 저전압용 DC 링크(420)에 대하여 설명한다.
저전압용 EMC 필터(450)는 저전압 전원 회로에서 발생하는 전자기 간섭을 감소시킬 수 있다. 저전압용 EMC 필터(450)는 전술한 고전압용 EMC 필터(250)와 마찬가지로, 저전압 커넥터의 후단에 배치되는 것이 노이즈 필터링 및 시스템 안정성 측면에서 바람직할 수 있다.
저전압용 DC 링크(420)는 드라이버 칩(430)의 전단에 배치되어 드라이버 칩(430)에 전압을 공급할 수 있다. DC 링크는 커패시터에 전력을 저장하여 필요에 따라 출력할 수 있고, 이로써 드라이버 칩(430)에 소정의 전압을 안정적으로 공급할 수 있다. 전술한 고전압용 EMC 필터(250) 및 고전압용 DC 링크(220)와 마찬가지로, 저전압용 DC 링크(420)는 저전압용 EMC 필터의 후단에 배치되는 것이 노이즈 필터링 및 시스템 안정성 측면에서 바람직할 수 있다.
한편 전술한 MCU(100), 통신 유닛(300), 고전압 전원 회로(200) 및 저전압 전원 회로(400)는 모두 1개의 PCB 상에 구비될 수 있다. 본 개시에 따른 통합 제어기는 중복되는 소자나 회로를 하나의 PCB 상에 통합 구현하여 동일 구성의 중복을 방지하고, 부품수와 제조 원가를 감소시킬 수 있다.
나아가 본 개시에 따른 통합 제어기(1000)는 PCB를 수용하는 하우징을 더 포함할 수 있다. 하우징에는 고전압 전원 회로(200)에 고전압 전원을 인가하는 고전압 커넥터(70) 및 저전압 전원 회로에 저전압 전원을 인가하는 저전압 커넥터(80)가 구비될 수 있다.
고전압 커넥터(70)와 저전압 커넥터(80)는 각각 하나씩 구비될 수 있으며, 각 커넥터로 고전압과 저전압이 인가되어 PCB 상의 소자나 회로 별로 적절한 전압을 인가할 수 있다. 이로써 본 개시에 따른 통합 제어기(1000)는 PCB 상의 소자, 회로, 및 고전압 전장품 및 저전압 전장품들의 전원 인가를 통합하여 구현할 수 있어 회로를 최적화할 수 있으며, 사용 편의성이 향상될 수 있다.
이하 도 3을 참조하여 각 전장품이 제어되는 방식에 대해 설명한다. 도 3은 도 3은 단일의 MCU에서 출력된 제어 신호들이 복수개의 스위칭 소자 및 드라이버 칩에 전달되는 예시를 나타낸 것이다.
MCU(100)는 상위 제어 신호(S0)를 전달받아, 제1 제어 신호(S1) 및 제2 제어 신호(S2)를 모두 출력할 수 있다.
적어도 하나 이상의 고전압 전장품 및 적어도 하나 이상의 저전압 전장품을 통합 제어하기 위해, 제1 제어 신호(S1_1, …, S1_n) 및/또는 제2 제어 신호(S2_1, …, S2_n)는 각각 복수개씩 출력될 수 있다.
예를 들어, MCU(100)는 고전압 전장품에 해당하는 압축기(10A) 및 히터(10B)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1_1, S1_2)들을 각각 출력할 수 있으며, 저전압 전장품에 해당하는 냉매 모듈(20A), 냉각수 모듈(20B) 및 저전압 쿨링팬(20C)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2_1, S2_2, S2_3)들을 각각 출력할 수 있다.
회로기판에는 복수개의 제1 제어 신호(S1_1, …, S1_n)들을 각각 수신하여 각 고전압 전장품을 제어하는 복수개의 스위칭 소자들(210_1, …, 210_n)이 구비될 수 있고, 복수개의 제2 제어 신호(S2_1, …, S2_n)들을 각각 수신하여 각 저전압 전장품을 제어하는 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들이 구비될 수 있다.
이하 본 개시에 따른 통합제어기가 적용된 열관리 시스템의 실시예를 도 4 내지 도 15를 참조하여 보다 구체적으로 설명하며, 각 도면은 본 발명의 다양한 적용 형태를 예시적으로 나타낸다.
본 개시에 따른 열관리 시스템은 냉매 및/또는 냉각수를 이용한 차량의 열관리 시스템에 해당할 수 있다. 열관리 시스템은 하이브리드 전기 차량, 연료 차량, 순수 전기 차량을 포함하여 차량에 적용될 수 있다. 또한, 냉매 사이클 및/또는 냉각수 사이클이 적용된 열관리 분야에도 적용될 수 있다.
이하, 전술한 통합 제어기(1000)에 관한 설명과 중복되는 내용은 설명을 생략하고, 본 개시의 일 예에 따른 열관리 시스템에 대하여 설명한다.
<제1 실시예>
도 4는 본 개시의 제1 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제1 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉매가 순환하는 냉매 모듈(20A), 냉각수가 순환하는 냉각수 모듈(20B), 냉각수를 가열시키는 히터(10B) 및 냉매를 압축하는 압축기(10A)를 포함할 수 있다. 예컨대, 압축기(10A)와 히터(10B)는 고전압 전장품에 해당할 수 있고, 냉매 모듈(20A)과 냉각수 모듈(20B)은 저전압 전장품에 해당할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 압축기(10A)와 히터(10B)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉매 모듈(20A)과 냉각수 모듈(20B)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 압축기(10A)를 제어하기 위한 신호와 히터(10B)를 제어하기 위한 신호로 구별될 수 있다. 구별된 신호는 각각의 스위칭 소자(210_1, 210_2)에 의해 수신되고, 각 스위칭 소자(210_1, 210_2)는 해당 신호를 통해 압축기(10A)와 히터(10B)의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
한편 냉매 모듈(20A)은 냉매의 유동 방향을 조절하거나, 냉매의 압력과 온도를 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 밸브(예: 3-way valve, 팽창 밸브, 솔레노이드 밸브 등) 및 냉매의 상태를 측정하기 위한 센서(예: 압력 센서, 유량 센서, 온도 센서 등)를 포함할 수 있다. 냉각수 모듈(20B)은 냉각수에 압력을 가하는 워터 펌프 및 냉각수의 유동 방향을 조절하기 위한 밸브 등을 포함할 수 있다. 워터 펌프 및 밸브는 적어도 하나 이상씩 구비될 수 있다.
제2 제어 신호(S2)는, 제어 대상인 냉매 모듈(20A) 내의 밸브 및/또는 센서의 개수와 냉각수 모듈(20B) 내의 워터펌프 및/또는 밸브의 개수에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 개수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제2 실시예>
도 5는 본 개시의 제2 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제2 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉매가 순환하는 냉매 모듈(20A), 냉매를 압축하는 압축기(10A)를 포함할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 압축기(10A)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉매 모듈(20A)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 스위칭 소자(210)에 의해 수신되고, 스위칭 소자(210)는 압축기(10A)의 동작을 제어할 수 있다. 한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉매 모듈(20A) 내의 밸브 및/또는 센서의 개수에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제3 실시예>
도 6은 본 개시의 제3 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제3 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉매가 순환하는 냉매 모듈(20A), 냉각수가 순환하는 냉각수 모듈(20B) 및 냉매를 압축하는 압축기(10A)를 포함할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 압축기(10A)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉매 모듈(20A)과 냉각수 모듈(20B)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 스위칭 소자(210)에 의해 수신되고, 스위칭 소자(210)는 압축기(10A)의 동작을 제어할 수 있다. 한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉매 모듈(20A) 내의 밸브 및/또는 센서의 개수와 냉각수 모듈(20B) 내의 워터펌프 및/또는 밸브의 개수에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제4 실시예>
도 7은 본 개시의 제4 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제4 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉각수가 순환하는 냉각수 모듈(20B) 및 냉각수를 가열시키는 히터(10B)를 포함할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 히터(10B)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉각수 모듈(20B)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 스위칭 소자(210)에 의해 수신되고, 스위칭 소자(210)는 히터(10B)의 동작을 제어할 수 있다. 한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉각수 모듈(20B) 내의 워터펌프 및/또는 밸브의 개수에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제5 실시예>
도 8은 본 개시의 제5 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제5 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉매가 순환하는 냉매 모듈(20A), 냉매를 압축시키는 압축기(10A), 및 냉각수를 가열시키는 히터(10B)를 포함할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 압축기(10A)와 히터(10B)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉매 모듈(20A)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 압축기(10A)를 제어하기 위한 신호와 히터(10B)를 제어하기 위한 신호로 구별될 수 있다. 구별된 신호(S1_1, S1_2)는 각각의 스위칭 소자(210_1, 210_2)에 의해 수신되고, 각 스위칭 소자(210_1, 210_2)는 해당 신호를 통해 압축기(10A)와 히터(10B)의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉매 모듈(20A) 내의 밸브 및/또는 센서의 개수에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제6 실시예>
도 9는 본 개시의 제6 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제6 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉각수가 순환하는 냉각수 모듈(20B), 냉매를 압축시키는 압축기(10A), 및 냉각수를 가열시키는 히터(10B)를 포함할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 압축기(10A)와 히터(10B)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉각수 모듈(20B)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 압축기(10A)를 제어하기 위한 신호와 히터(10B)를 제어하기 위한 신호로 구별될 수 있다. 구별된 신호(S1_1, S1_2)는 각각의 스위칭 소자(210_1, 210_2)에 의해 수신되고, 각 스위칭 소자(210_1, 210_2)는 해당 신호를 통해 압축기(10A)와 히터(10B)의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉각수 모듈(20B) 내의 밸브 및/또는 센서의 개수에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제7 실시예>
도 10은 본 개시의 제7 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제7 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉매가 순환하는 냉매 모듈(20A), 냉각수가 순환하는 냉각수 모듈(20B), 저전압 쿨링팬(20C), 냉매를 압축하는 압축기(10A) 및 냉각수를 가열시키는 히터(10B)를 포함할 수 있다. 예컨대, 압축기(10A)와 히터(10B)는 고전압 전장품에 해당할 수 있고, 냉매 모듈(20A)과 냉각수 모듈(20B), 저전압 쿨링팬(20C)은 저전압 전장품에 해당할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 압축기(10A)와 히터(10B)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉매 모듈(20A)과 냉각수 모듈(20B), 저전압 쿨링팬(20C)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 압축기(10A)를 제어하기 위한 신호와 히터(10B)를 제어하기 위한 신호로 구별될 수 있다. 구별된 신호는 각각의 스위칭 소자(210_1, 210_2)에 의해 수신되고, 각 스위칭 소자(210_1, 210_2)는 해당 신호를 통해 압축기(10A)와 히터(10B)의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉매 모듈(20A) 내의 밸브 및/또는 센서의 개수, 냉각수 모듈(20B) 내의 워터펌프 및/또는 밸브의 개수, 저전압 쿨링팬(20C)의 구성에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제8 실시예>
도 11은 본 개시의 제8 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제8 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉매가 순환하는 냉매 모듈(20A), 저전압 쿨링팬(20C), 및 냉매를 압축하는 압축기(10A)를 포함할 수 있다. 예컨대, 압축기(10A)는 고전압 전장품에 해당할 수 있고, 냉매 모듈(20A)과 저전압 쿨링팬(20C)은 저전압 전장품에 해당할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 압축기(10A)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉매 모듈(20A)과 저전압 쿨링팬(20C)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 스위칭 소자(210)에 의해 수신되고, 스위칭 소자(210)는 압축기(10A)의 동작을 제어할 수 있다.
한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉매 모듈(20A) 내의 밸브 및/또는 센서의 개수, 저전압 쿨링팬(20C)의 구성에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제9 실시예>
도 12는 본 개시의 제9 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제9 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉매가 순환하는 냉매 모듈(20A), 냉각수가 순환하는 냉각수 모듈(20B), 저전압 쿨링팬(20C), 및 냉매를 압축하는 압축기(10A)를 포함할 수 있다. 예컨대, 압축기(10A)는 고전압 전장품에 해당할 수 있고, 냉매 모듈(20A)과 냉각수 모듈(20B), 저전압 쿨링팬(20C)은 저전압 전장품에 해당할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 압축기(10A)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉매 모듈(20A), 냉각수 모듈(20B), 저전압 쿨링팬(20C)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 스위칭 소자(210)에 의해 수신되고, 스위칭 소자(210)는 압축기(10A)의 동작을 제어할 수 있다.
한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉매 모듈(20A) 내의 밸브 및/또는 센서의 개수, 냉각수 모듈(20B) 내의 워터 펌프, 밸브 및/또는 센서의 개수, 저전압 쿨링팬(20C)의 구성에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제10 실시예>
도 13은 본 개시의 제10 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제10 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉각수가 순환하는 냉각수 모듈(20B), 저전압 쿨링팬(20C), 및 냉각수를 가열시키는 히터(10B)를 포함할 수 있다. 예컨대, 히터(10B)는 고전압 전장품에 해당할 수 있고, 냉각수 모듈(20B)과 저전압 쿨링팬(20C)은 저전압 전장품에 해당할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 히터(10B)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉각수 모듈(20B), 저전압 쿨링팬(20C)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 스위칭 소자(210)에 의해 수신되고, 스위칭 소자(210)는 히터(10B)의 동작을 제어할 수 있다.
한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉각수 모듈(20B) 내의 워터 펌프, 밸브 및/또는 센서의 수와 저전압 쿨링팬(20C)의 구성에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제11 실시예>
도 14는 본 개시의 제11 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제11 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉매가 순환하는 냉매 모듈(20A), 저전압 쿨링팬(20C), 냉각수를 가열시키는 히터(10B) 및 냉매를 압축하는 압축기(10A)를 포함할 수 있다. 예컨대, 압축기(10A)와 히터(10B)는 고전압 전장품에 해당할 수 있고, 냉매 모듈(20A)과 저전압 쿨링팬(20C)은 저전압 전장품에 해당할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 압축기(10A)와 히터(10B)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉매 모듈(20A)과 저전압 쿨링팬(20C)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 압축기(10A)를 제어하기 위한 신호와 히터(10B)를 제어하기 위한 신호로 구별될 수 있다. 구별된 신호는 각각의 스위칭 소자(210_1, 210_2)에 의해 수신되고, 각 스위칭 소자(210_1, 210_2)는 해당 신호를 통해 압축기(10A)와 히터(10B)의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉매 모듈(20A) 내의 밸브 및/또는 센서의 개수 및 저전압 쿨링팬(20C)의 구성에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
<제12 실시예>
도 15는 본 개시의 제12 실시예에 따른 열관리 시스템의 모식도이다.
본 개시의 제12 실시예에 따르면, 열관리 시스템은 냉각수가 순환하는 냉각수 모듈(20B), 저전압 쿨링팬(20C), 냉각수를 가열시키는 히터(10B) 및 냉매를 압축하는 압축기(10A)를 포함할 수 있다. 예컨대, 압축기(10A)와 히터(10B)는 고전압 전장품에 해당할 수 있고, 냉각수 모듈(20B)과 저전압 쿨링팬(20C)은 저전압 전장품에 해당할 수 있다.
MCU(100)는 고전압 전장품인 압축기(10A)와 히터(10B)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있고, 저전압 전장품인 냉각수 모듈(20B)과 저전압 쿨링팬(20C)을 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 압축기(10A)를 제어하기 위한 신호와 히터(10B)를 제어하기 위한 신호로 구별될 수 있다. 구별된 신호는 각각의 스위칭 소자(210_1, 210_2)에 의해 수신되고, 각 스위칭 소자(210_1, 210_2)는 해당 신호를 통해 압축기(10A)와 히터(10B)의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
한편 제2 제어 신호(S2)는 제어 대상인 냉각수 모듈(20B) 내의 워터 펌프, 밸브 및/또는 센서의 개수 및 저전압 쿨링팬(20C)의 구성에 따라, 출력되는 개별 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)의 수가 결정될 수 있다. 복수개의 드라이버 칩(430_1, …, 430_n)들은 출력되는 제2 제어 신호들(S2_1, …, S2_n)을 각각 수신하고, 수신한 신호를 통해 각 제어 대상에 해당하는 저전압 전장품들의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.이상에서 살펴본 바와 같이, 본 개시는 고전압 전장품과 저전압 전장품을 통합하여 제어하는 통합 제어기를 구성하여 원가 경쟁력 확보, 시스템 최적화 용이, 및 시스템 신뢰성 향상 등 다양한 이점을 제공할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (18)

  1. 고전압 전장품 및 저전압 전장품을 통합하여 제어하는 통합 제어기로서,
    상위 제어 신호를 수신하여 상기 고전압 전장품과 저전압 전장품을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 MCU;
    상기 상위 제어 신호를 상기 MCU로 전달하는 통신 유닛;
    상기 고전압 전장품에 고전압 전원을 공급하는 고전압 전원 회로; 및
    상기 저전압 전장품 및 상기 통신 유닛에 저전압 전원을 공급하는 저전압 전원 회로; 를 포함하고,
    상기 MCU는 상기 고전압 전장품을 제어하기 위한 제1 제어 신호와 상기 저전압 전장품을 제어하기 위한 제2 제어 신호를 모두 출력하는,
    통합 제어기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MCU는 상기 고전압 전원 회로 또는 상기 저전압 전원 회로 중 하나로부터 전원을 인가받는,
    통합 제어기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고전압 전원 회로 상에 배치되는 스위칭 소자; 및
    상기 저전압 전원 회로 상에 배치되는 드라이버 칩;을 더 포함하고,
    상기 스위칭 소자는 상기 제1 제어 신호를 통해 상기 고전압 전장품을 제어하고, 상기 드라이버 칩은 상기 제2 제어신호를 통해 상기 저전압 전장품을 제어하는,
    통합 제어기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 상기 고전압 전원 회로로부터 고전압 전원을 공급받아 작동하고, 상기 드라이버 칩은 상기 저전압 전원 회로로부터 저전압 전원을 공급받아 작동하는,
    통합 제어기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저전압 전원 회로상에 배치되며 상기 스위칭 소자의 전단에 구비되는 게이트 드라이버를 더 포함하고,
    상기 게이트 드라이버는 상기 저전압 전원 회로로부터 저전압 전원을 공급받아 상기 스위칭 소자의 동작을 제어하는,
    통합 제어기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 고전압 전원 회로는 상기 스위칭 소자의 전단에 배치되는 고전압용 EMC 필터 또는 고전압용 DC 링크를 더 포함하는,
    통합 제어기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 저전압 전원의 전압을 소정의 출력 전압으로 변환하는 SMPS를 더 포함하고,
    상기 SMPS에서 출력된 전압은 상기 게이트 드라이버로 공급되는,
    통합 제어기.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 드라이버 칩은 복수개 구비되고,
    상기 MCU는 복수개의 상기 드라이버 칩과 대응되는 제2 제어 신호들을 각각 출력하는,
    통합 제어기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 복수개 구비되고,
    상기 MCU는 복수개의 상기 스위칭 소자와 대응되는 제1 제어 신호들을 각각 출력하는,
    통합 제어기.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 저전압 전원 회로는 저전압용 DC 링크를 더 포함하고,
    상기 저전압용 DC 링크에서 출력된 전력은 상기 드라이버 칩으로 공급되는,
    통합 제어기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 통신 유닛은 상기 MCU의 전단에 배치되어 상기 상위 제어 신호를 상기 MCU에 전달하는 통신 회로를 더 포함하는,
    통합 제어기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 MCU, 통신 유닛, 고전압 전원 회로, 저전압 전원 회로는 모두 1개의 PCB 상에 구비되는,
    통합 제어기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 PCB를 수용하는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징에는 상기 고전압 전원 회로에 고전압 전원을 인가하는 고전압 커넥터, 및 상기 저전압 전원 회로에 저전압 전원을 인가하는 저전압 커넥터가 구비되는,
    통합 제어기.
  14. 차량의 열관리 시스템으로서,
    냉매가 순환하는 냉매 모듈;
    냉각수가 순환하는 냉각수 모듈;
    냉각수를 가열시키는 히터;
    냉매를 압축하는 압축기; 및
    상기 냉매 모듈, 냉각수 모듈, 히터 및 압축기를 통합하여 제어하는 통합 제어기;를 포함하고,
    상기 통합 제어기는,
    상위 제어 신호를 수신하여 상기 히터 또는 압축기를 제어하는 제1 제어 신호 및 상기 냉매 모듈 또는 냉각수 모듈을 제어하는 제2 제어 신호를 출력하는 MCU;
    상기 상위 제어 신호 및 상기 제1, 2 제어신호를 전달하는 통신 유닛;
    상기 압축기 및 히터에 고전압 전원을 공급하는 고전압 전원 회로;
    상기 냉매 모듈, 상기 냉각수 모듈 및 상기 통신 유닛에 저전압 전원을 공급하는 저전압 전원 회로;를 포함하는,
    열관리 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 MCU는 상기 고전압 전원 회로 또는 상기 저전압 전원 회로 중 하나로부터 전원을 인가받는,
    열관리 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 냉매 모듈은 냉매의 유동 방향을 조절하는 복수개의 밸브를 포함하고,
    상기 MCU는 상기 복수개의 밸브에 대응하는 복수개의 제2 제어 신호들을 출력하고,
    상기 복수개의 제2 제어 신호를 개별적으로 수신하여 상기 복수개의 밸브를 개별적으로 제어하고 구동하는 복수개의 드라이버 칩을 더 포함하는,
    열관리 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 냉각수 모듈은 냉각수에 압력을 가하는 워터 펌프 및 냉각수의 유동 방향을 조절하는 복수개의 밸브를 포함하고,
    상기 MCU는 상기 워터 펌프 및 밸브에 각각 대응하는 복수개의 제2 제어 신호들을 출력하고,
    상기 복수개의 제2 제어 신호들을 개별적으로 수신하여 상기 워터 펌프 및 밸브를 개별적으로 제어하고 구동하는 복수개의 드라이버 칩을 더 포함하는,
    열관리 시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    저전압 쿨링팬을 더 포함하고,
    상기 MCU는 상기 저전압 쿨링팬에 대응하는 제2 제어 신호를 출력하고,
    상기 제2 제어 신호를 수신하여 상기 저전압 쿨링팬을 제어하고 구동하는 드라이버 칩을 더 포함하는,
    열관리 시스템.
PCT/KR2025/010449 2024-07-17 2025-07-16 통합 제어기 및 이를 포함하는 열관리 시스템 Pending WO2026019253A1 (ko)

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