KR101513047B1 - Air conditioner for electric vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 공기조화장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 차량의 아이들-스탑 모드에서도 압축기를 구동시킴으로써 차량 실내공간을 계속적으로 냉방 또는 난방할 수 있고, 차량 실내공간의 공조를 위한 엔진의 공회전을 줄임으로써 연비를 향상시키고 배기가스를 감소시킬 수 있는 전기자동차용 공기조화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner for an electric vehicle, and more particularly, to an air conditioner for an electric vehicle, which is capable of continuously cooling or heating a vehicle interior space by driving a compressor even in an idle-stop mode of the vehicle, To an air conditioner for an electric vehicle capable of improving fuel economy and reducing exhaust gas.

Figure R1020130011751
Figure R1020130011751

Description

전기자동차용 공기조화장치{Air conditioner for electric vehicle}[0001] Air conditioner for electric vehicle [0002]

본 발명은 전기자동차용 공기조화장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 차량의 아이들-스탑 모드에서도 압축기를 구동시킴으로써 차량 실내공간을 계속적으로 냉방 또는 난방할 수 있고, 차량 실내공간의 공조를 위한 엔진의 공회전을 줄임으로써 연비를 향상시키고 배기가스를 감소시킬 수 있는 전기자동차용 공기조화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner for an electric vehicle, and more particularly, to an air conditioner for an electric vehicle, which is capable of continuously cooling or heating a vehicle interior space by driving a compressor even in an idle-stop mode of the vehicle, To an air conditioner for an electric vehicle capable of improving fuel economy and reducing exhaust gas.

최근 세계적인 환경규제 강화 및 에너지 비용 절감 추세에 따라 환경 친화적인 전기자동차(EV: Electric Vehicle)에 대한 요구가 증가 되고 있다. 미국과 유럽의 경우 대기보존법 제정에 의하여 전기자동차의 보급이 의무화되고 있는 상황이며, 국내에서도 저탄소 녹색성장의 일환으로 그린카(Green car, 친환경 자동차)에 대한 관심과 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, the demand for environmentally friendly electric vehicles (EVs) has been increasing due to the strengthening of global environmental regulations and the reduction of energy costs. In the United States and Europe, the provision of electric vehicles is obligatory under the Act on the Preservation of the Atmospheric Conservation Act. In Korea, interest and research on green cars are actively pursued as a part of low carbon green growth.

한편, 하이브리드(Hybrid) 자동차는 내연기관인 엔진과 전기 모터를 사용하는 방식으로, 각각의 주행상황에 대응하여 엔진의 연비를 높일 수 있도록 제어되고 제동 시와 감속 시에 모터가 발전기로 작동하여 회생 제동 에너지를 전기 에너지로 회수하여 배터리를 충전시킴으로써 가솔린 엔진에 비해 연비 향상을 이룰 수 있다.Hybrid vehicles are controlled to increase the fuel consumption of the engine in response to each driving situation by using an internal combustion engine and an electric motor. When the vehicle brakes and decelerates, the motor operates as a generator, Energy can be recovered as electric energy and the battery can be charged to improve fuel efficiency compared to a gasoline engine.

또한, 하이브리드 전기자동차는 구동모터의 회전력만을 동력으로 이용하는 순수 전기자동차 모드 또는 엔진의 회전력을 주동력으로 하고, 상기 모터의 회전력을 보조동력으로 이용하는 하이브리드 모드로 작동될 수 있다.In addition, the hybrid electric vehicle can be operated in a pure electric vehicle mode using only the rotational force of the drive motor as a power source or a hybrid mode in which the rotational force of the engine is used as the main power and the rotational force of the motor is used as auxiliary power.

이러한 전기 자동차에는 자동차의 구동을 위한 구동모터 및 각종 전장 장치를 작동시키기 위하여 배터리가 장착되며, 여름철 냉방 또는 겨울철 난방을 위한 공기조화장치가 장착된다.In such an electric vehicle, a battery is mounted to operate a driving motor and various electric devices for driving a car, and an air conditioner for summer cooling or winter heating is installed.

공기조화장치는 냉매가 압축, 응축, 팽창 및 증발의 순으로 순환하여 열을 전달하는 사이클(cycle)을 가진다. 이러한 사이클에 의해 공기조화장치는 하절기에 실내의 열을 외부로 배출하는 냉방 사이클로 동작하고, 동절기에 냉방 사이클과 반대로 순환하여 실내로 열을 공급하는 히트 펌프(Heat Pump)의 난방 사이클로 동작하게 된다.The air conditioner has a cycle in which the refrigerant circulates in the order of compression, condensation, expansion and evaporation to transfer heat. By this cycle, the air conditioner operates as a cooling cycle for discharging the heat in the room to the outside during the summer, and operates as a heating cycle of a heat pump circulating in the winter in the winter, supplying heat to the room.

여기서 냉매를 압축하는 압축기는 IGS(Integrated Starter Generator)와 동력 전달 가능하게 연결되고, 상기 IGS는 엔진과 동력 전달 가능하게 연결되며, 이러한 구조에 의하여 상기 압축기는 엔진의 회전력에 의하여 구동된다.Here, the compressor for compressing the refrigerant is connected to IGS (Integrated Starter Generator) so as to be able to transmit power, and the IGS is connected to the engine so as to transmit power, and the compressor is driven by the rotational force of the engine.

한편, 차량 정차시와 같이 엔진의 구동이 불필요한 경우에도 압축기의 구동을 위하여 엔진이 공회전하는 경우가 발생하며, 이러한 엔진의 공회전은 연비를 떨어뜨리고 환경을 오염시키는 문제를 발생시킨다.On the other hand, even when the engine is not required to be driven as in the case of stopping the vehicle, the engine may idly rotate for driving the compressor. The idling of the engine lowers fuel efficiency and causes environmental pollution.

또한, 최근 각국의 환경규제에 의하여 차량 정차시 엔진의 구동을 정지시키도록 하는 아이들-스탑(Idle Stop) 모드의 탑재가 의무화되고 있으나 앞서 설명한 바와 같이 압축기의 구동은 엔진의 회전과 관련되어 있기 때문에 아이들-스탑 모드에서 여름철 또는 겨울철에 냉풍 또는 열풍이 차량의 실내 공간으로 공급되지 못하는 문제가 발생한다.In addition, it is imperative to mount an idle stop mode for stopping the engine at the time of stopping the vehicle according to environmental regulations of respective countries. However, as described above, since the driving of the compressor is related to the rotation of the engine In the idle-stop mode, there is a problem that cold air or hot air can not be supplied to the interior space of the vehicle during the summer or winter.

본 발명은 차량의 아이들-스탑 모드에서도 압축기를 구동시킴으로써 차량 실내공간을 계속적으로 냉방 또는 난방할 수 있는 전기자동차용 공기조화장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.An object of the present invention is to provide an air conditioner for an electric vehicle capable of continuously cooling or heating a vehicle interior space by driving a compressor even in an idle-stop mode of the vehicle.

또한, 본 발명은 차량의 주행상태에 따라 엔진 또는 배터리를 통해 압축기를 계속적으로 구동시킬 수 있는 전기자동차용 공기조화장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide an air conditioner for an electric vehicle capable of continuously driving a compressor through an engine or a battery depending on the running state of the vehicle.

또한, 본 발명은 차량의 주행상태에 따라 엔진의 구동력으로 압축기 구동용 배터리를 충전시킬 수 있는 전기자동차용 공기조화장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide an air conditioner for an electric vehicle capable of charging a battery for driving a compressor by a driving force of an engine in accordance with the running state of the vehicle.

또한, 본 발명은 차량 실내공간의 공조를 위한 엔진의 공회전을 줄임으로써 연비를 향상시키고 배기가스를 감소시킬 수 있는 전기자동차용 공기조화장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide an air conditioner for an electric vehicle that can reduce fuel consumption and reduce exhaust gas by reducing idling of an engine for air conditioning in a vehicle interior space.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 엔진 및 배터리를 구동원으로 하는 전기자동차용 공기조화장치에 있어서, 상기 엔진의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키기 위한 발전기;와 상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 충전 가능한 보조 배터리;와 상기 보조 배터리에 충전된 전압 또는 상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 구동되기 위한 전동식 압축기를 포함하는 공조 유니트; 및 상기 엔진이 작동하면 상기 발전기의 출력전압 중 일부로 상기 전동식 압축기를 작동시킴과 동시에 상기 발전기의 출력전압 중 나머지로 상기 보조 배터리를 충전시키고, 상기 엔진이 정지하면 상기 보조 배터리에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기를 작동시키기 위한 제어부를 포함하는 전기자동차용 공기조화장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an air conditioner for an electric vehicle including an engine and a battery as a driving source, the air conditioner comprising: a generator for generating a predetermined output voltage by rotation of the engine; An air conditioner unit including an auxiliary battery that can be charged by an output voltage generated from the generator, and an electric compressor that is driven by a voltage charged in the auxiliary battery or an output voltage generated from the generator; And operating the electric compressor as part of the output voltage of the generator when the engine operates, charging the auxiliary battery with the rest of the output voltage of the generator, and when the engine is stopped, There is provided an air conditioner for an electric vehicle including a control unit for operating an electric compressor.

여기서 상기 발전기와 상기 엔진은 클러치로 연결되며, 상기 제어부는 상기 엔진이 작동하면 상기 클러치를 연결상태로 유지하고, 상기 엔진이 정지하면 상기 클러치를 분리시킬 수 있다.Here, the generator and the engine are connected by a clutch, and the control unit keeps the clutch in a connected state when the engine operates, and can release the clutch when the engine stops.

또한, 상기 제어부는 상기 엔진이 작동하면 상기 발전기와 상기 전동식 압축기를 전기적으로 연결시키고, 상기 엔진이 정지하면 상기 발전기와 상기 전동식 압축기를 전기적으로 분리시킬 수 있다.The controller may electrically connect the generator and the electric compressor when the engine operates, and may electrically isolate the electric generator from the electric compressor when the engine stops.

또한, 상기 전기자동차용 공기조화장치는 상기 발전기와 상기 보조 배터리 사이에 마련되는 컨버터 및 상기 발전기와 전동식 압축기 사이에 마련되는 인버터를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the air conditioner for an electric vehicle may further include a converter provided between the generator and the auxiliary battery, and an inverter provided between the generator and the electric compressor.

또한, 상기 전기자동차용 공기조화장치는 상기 발전기의 출력전압을 검출하기 위한 전압 검출부를 추가로 포함하며, 상기 제어부는 상기 보조 배터리의 출력전압보다 상기 발전기의 출력전압이 높은 경우 상기 발전기의 출력전압이 상기 전동식 압축기로 공급되도록 제어하고, 상기 보조 배터리의 출력전압보다 상기 발전기의 출력전압이 낮은 경우 발전기의 출력전압이 상기 전동식 압축기로 공급되는 것을 차단하고 보조 배터리에 충전된 전압이 상기 전동식 압축기로 공급되도록 제어할 수 있다.The air conditioner further includes a voltage detector for detecting an output voltage of the generator. When the output voltage of the generator is higher than the output voltage of the auxiliary battery, The output voltage of the generator is prevented from being supplied to the electric compressor when the output voltage of the generator is lower than the output voltage of the auxiliary battery and the voltage charged in the auxiliary battery is supplied to the electric compressor To be supplied.

또한, 상기 제어부는 상기 보조 배터리의 출력전압보다 상기 발전기의 출력전압이 낮은 경우 발전기의 출력전압으로 상기 보조 배터리가 충전되도록 제어할 수 있다.Also, the controller may control the auxiliary battery to be charged to the output voltage of the generator when the output voltage of the generator is lower than the output voltage of the auxiliary battery.

또한, 상기 보조 배터리의 전압과 상기 배터리의 전압은 상이할 수 있다.Also, the voltage of the auxiliary battery and the voltage of the battery may be different.

한편, 상기 발전기와 전동식 압축기 사이에는 인버터가 마련되고, 상기 전동식 압축기에는 상기 보조 배터리의 출력전압 또는 상기 발전기의 출력전압이 선택적으로 입력되는 내장형 인버터가 마련될 수 있다.Meanwhile, an inverter may be provided between the generator and the electric compressor, and the inverter may be provided with an output voltage of the auxiliary battery or an output voltage of the generator.

이때 상기 발전기는 제1 출력단과 제2 출력단을 가지며, 제1 출력단은 상기 인버터와 연결되고, 제2 출력단은 보조 배터리와 연결될 수 있다.In this case, the generator has a first output terminal and a second output terminal, a first output terminal connected to the inverter, and a second output terminal connected to the auxiliary battery.

또한, 상기 제어부는 엔진이 정지하면 보조 배터리에 충전된 전압이 전동식 압축기의 내장형 인버터로 공급되도록 제어할 수 있다.In addition, the controller may control the voltage charged in the auxiliary battery to be supplied to the built-in inverter of the electric compressor when the engine stops.

이와는 다르게, 상기 인버터는 제1 출력단과 제2 출력단을 가지며, 제1 출력단은 전동식 압축기의 내장형 인버터와 연결되고, 제2 출력단은 보조 배터리와 연결될 수 있다.Alternatively, the inverter may have a first output terminal and a second output terminal, the first output terminal may be connected to the built-in inverter of the electric compressor, and the second output terminal may be connected to the auxiliary battery.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 엔진과 구동모터 및 배터리를 구동원으로 하는 전기자동차용 공기조화장치에 있어서, 상기 엔진 운전모드 또는 배터리 운전모드에 기초하여 상기 엔진 또는 구동모터의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키기 위한 발전기;와 상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 충전 가능한 보조 배터리;와 상기 보조 배터리에 충전된 전압 또는 상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 구동되기 위한 전동식 압축기를 포함하는 공조 유니트; 및 상기 엔진 또는 모터가 작동하면 상기 발전기의 출력전압 중 일부로 상기 전동식 압축기를 작동시킴과 동시에 상기 발전기의 출력전압 중 나머지로 상기 보조 배터리를 충전시키고, 상기 엔진과 모터가 모두 정지하면 상기 보조 배터리에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기를 작동시키기 위한 제어부를 포함하는 전기자동차용 공기조화장치가 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided an air conditioner for an electric vehicle having an engine, a driving motor, and a battery as driving sources, the air conditioner comprising: A secondary battery that can be charged by an output voltage generated from the generator, and a voltage charged in the auxiliary battery or an electric compressor driven by an output voltage generated from the generator, Air conditioning unit; And when the engine or the motor is operated, the electric compressor is operated as part of the output voltage of the generator, and at the same time, the auxiliary battery is charged with the rest of the output voltage of the generator. When both the engine and the motor are stopped, And a control unit for operating the electric compressor with the charged voltage.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 엔진을 구동원으로 하는 자동차용 공기조화장치에 있어서, 상기 엔진의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키기 위한 발전기;와 상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 충전 가능한 보조 배터리;와 상기 엔진의 회전에 의하여 구동되는 제1 압축기와 상기 보조 배터리에 충전된 전압에 의하여 구동되기 위한 제2 압축기를 포함하는 공조 유니트; 및 상기 엔진이 작동하면 제1 압축기를 작동시킴과 동시에 상기 발전기를 통해 보조 배터리를 충전시키고, 상기 엔진이 정지하면 제1 압축기를 정지시키고 상기 보조 배터리에 충전된 전압으로 상기 제2 압축기를 작동시키기 위한 제어부를 포함하는 자동차용 공기조화장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an automotive air conditioner having an engine as a driving source, the automotive air conditioner comprising: a generator for generating a predetermined output voltage by rotation of the engine; An air conditioning unit comprising: a rechargeable auxiliary battery; a first compressor driven by rotation of the engine; and a second compressor driven by a voltage charged in the auxiliary battery; And operating the first compressor when the engine is running and simultaneously charging the auxiliary battery through the generator and stopping the first compressor when the engine stops and operating the second compressor with the voltage charged in the auxiliary battery An air conditioner for an automobile including a controller for controlling the air conditioner.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치에 따르면, 차량의 아이들-스탑 모드에서도 압축기를 구동시킴으로써 차량 실내공간을 계속적으로 냉방 또는 난방할 수 있다.As described above, according to the air conditioner for an electric vehicle according to one embodiment of the present invention, the compressor can be driven even in the idle-stop mode of the vehicle, thereby continuously cooling or heating the vehicle interior space.

또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치에 따르면, 차량의 주행상태에 따라 엔진 또는 배터리를 통해 압축기를 계속적으로 구동시킬 수 있고, 차량의 주행상태에 따라 엔진의 구동력으로 압축기 구동용 배터리를 충전시킬 수 있다.According to the air conditioner for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention, the compressor can be continuously driven through the engine or the battery depending on the traveling state of the vehicle, and according to the running state of the vehicle, The driving battery can be charged.

또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치에 따르면, 차량 실내공간의 공조를 위한 엔진의 공회전을 줄임으로써 연비를 향상시키고 배기가스를 감소시킬 수 있다.Further, according to the air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, it is possible to improve the fuel consumption and reduce the exhaust gas by reducing idling of the engine for air conditioning of the vehicle interior space.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치를 나타내는 블록 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전기자동차용 공기조화장치의 일 작동상태를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치의 제어방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 전기자동차용 공기조화장치의 또 다른 실시예를 나타내는 블록 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치를 나타내는 블록 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치를 나타내는 블록 구성도이다.1 and 2 are block diagrams showing an air conditioner for an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram for explaining an operating state of the electric vehicle air conditioner shown in FIG. 1. FIG.
4 is a flowchart showing a control method of an air conditioner for an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention.
Figs. 5 and 6 are block diagrams showing another embodiment of the air conditioner for an electric vehicle shown in Fig. 1. Fig.
7 is a block diagram showing an air conditioner for an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention.
8 is a block diagram showing an air conditioner for an electric vehicle according to a third embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 공기조화장치(이하, 공기조화장치)를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, an air conditioner for an electric vehicle (hereinafter referred to as an air conditioner) according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of explanation, the size and shape of each constituent member shown may be exaggerated or reduced have.

한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.On the other hand, terms including an ordinal number such as a first or a second may be used to describe various elements, but the constituent elements are not limited by the terms, and the terms may refer to a constituent element from another constituent element It is used only for the purpose of discrimination.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치를 나타내는 블록 구성도이고, 도 3은 도 1에 도시된 전기자동차용 공기조화장치의 일 작동상태를 설명하기 위한 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치의 제어방법을 나타내는 플로우 차트이다.1 and 2 are block diagrams showing an air conditioner for an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an operating state of the air conditioner for an electric vehicle 4 is a flowchart showing a control method of an air conditioner for an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치(100)는 엔진(101) 및 배터리(120)를 구동원으로 하는 전기자동차용 공기조화장치에 관한 것으로, 상기 전기자동차는 엔진 운전모드 또는 배터리 운전모드로 구동될 수 있으며, 배터리 운전모드의 경우 배터리로부터 전원을 공급받는 구동모터를 통해 구동될 수 있다.1 and 2, an air conditioner 100 for an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention is an air conditioner for an electric vehicle using an engine 101 and a battery 120 as driving sources , The electric vehicle may be driven in an engine operation mode or a battery operation mode, and in a battery operation mode, the electric vehicle may be driven through a drive motor supplied with power from the battery.

상기 전기자동차용 공기조화장치(100)는 상기 엔진(101)의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키기 위한 발전기(110)와 상기 발전기(110)로부터 발생된 출력전압에 의하여 충전 가능한 보조 배터리(140)와 상기 보조 배터리(140)에 충전된 전압 또는 상기 발전기(110)로부터 발생된 출력전압에 의하여 구동되기 위한 전동식 압축기(160)를 포함하는 공조 유니트 및 상기 엔진과 발전기 및 상기 공조 유니트를 각각 제어하기 위한 제어부(170)를 포함한다.The air conditioner 100 for an electric vehicle includes a generator 110 for generating a predetermined output voltage by the rotation of the engine 101 and an auxiliary battery 110 for charging the battery 110 by an output voltage generated from the generator 110 And an electric compressor (160) for being driven by a voltage charged in the auxiliary battery (140) or an output voltage generated from the electric generator (110), and an electric motor And a control unit 170 for controlling the apparatus.

여기서 상기 제어부는 상기 엔진(101)이 작동하면 상기 발전기(110)의 출력전압 중 일부로 상기 전동식 압축기(160)를 작동시킴과 동시에 상기 발전기(110)의 출력전압 중 나머지로 상기 보조 배터리(140)를 충전시키고, 상기 엔진(101)이 정지하면 상기 보조 배터리(140)에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기(160)를 작동시킨다.When the engine 101 is operated, the controller operates the electric compressor 160 as a part of the output voltage of the generator 110, and at the same time, operates the auxiliary battery 140 with the rest of the output voltage of the generator 110. [ And when the engine 101 is stopped, the electric compressor 160 is operated with the voltage charged in the auxiliary battery 140.

한편, 상기 발전기(110)는 상기 엔진(101)의 시동을 위한 시동모터가 일체로 마련된 IGS(Integrated Starter Generator)일 수도 있고, 상기 엔진(101)의 회전력을 이용하여 소정의 출력전압만을 발생시키기 위한 발전기일 수도 있다. The generator 110 may be an integrated starter generator (IGS) having a starter motor for starting the engine 101, and may generate only a predetermined output voltage using the rotational force of the engine 101 It may be a generator for.

또한, 상기 발전기(110)의 출력전압은 상기 전동식 압축기(160)의 구동전압에 따라 다양하게 결정될 수 있으며, 일 실시태양으로 상기 발전기(110)는 고전압 발전기일 수 있고, 200V 내지 300V의 출력전압을 발생시키기 위한 고전압 발전기일 수 있다.Also, the output voltage of the generator 110 may be variously determined according to the driving voltage of the electric compressor 160. In one embodiment, the generator 110 may be a high voltage generator, and an output voltage of 200 V to 300 V A high voltage generator for generating a high voltage.

한편, 상기 전기자동차용 공기조화장치(100)는 상기 발전기(110)와 상기 보조 배터리(140) 사이에 마련되는 컨버터(130) 및 상기 발전기(110)와 전동식 압축기(160) 사이에 마련되는 인버터(150)를 추가로 포함할 수 있다. The air conditioner 100 for an electric vehicle includes a converter 130 provided between the generator 110 and the auxiliary battery 140 and an inverter 130 provided between the generator 110 and the electric compressor 160. [ (150). ≪ / RTI >

여기서 상기 인버터(150)는 상기 보조 배터리에 충전된 전압 또는 상기 발전기로부터 발생된 출력전압을 통해 상기 전동식 압축기(160)를 구동시키는 기능을 수행한다.Here, the inverter 150 drives the electric compressor 160 through a voltage charged in the auxiliary battery or an output voltage generated from the electric generator.

또한, 상기 발전기와 상기 엔진은 클러치(102)로 연결되며, 상기 제어부(170)는 상기 엔진(101)이 작동하면 상기 클러치(102)를 연결상태로 유지하고, 상기 엔진(101)이 정지하면 상기 클러치를 분리시킬 수 있다.The generator and the engine are connected by a clutch 102. The controller 170 keeps the clutch 102 connected when the engine 101 operates and stops when the engine 101 is stopped The clutch can be disengaged.

구체적으로, 도 3의 (a)를 참조하면, 상기 엔진(101)이 작동하면 상기 클러치(102)에 의하여 상기 엔진(101)과 발전기(110)가 기계적으로 연결되며 상기 엔진(101)의 회전력이 상기 발전기(110)로 전달됨에 따라 상기 발전기(110)는 소정의 출력전압을 발생시킬 수 있다.3 (a), when the engine 101 is operated, the engine 101 and the generator 110 are mechanically connected by the clutch 102 and the rotational force of the engine 101 Is transmitted to the generator 110, the generator 110 can generate a predetermined output voltage.

이와는 다르게, 도 3의 (b)를 참조하면, 엔진(101)이 정지하면 상기 클러치(102)에 의하여 상기 엔진(101)과 발전기(110)가 기계적으로 분리됨에 따라 상기 발전기(110)는 출력전압을 발생시키지 않는다.3 (b), when the engine 101 is stopped, the engine 101 and the generator 110 are mechanically separated by the clutch 102, It does not generate a voltage.

또한, 상기 제어부(170)는 상기 엔진(101)이 작동하면 상기 발전기(110)와 상기 전동식 압축기(160)를 전기적으로 연결시키고, 상기 엔진(101)이 정지하면 상기 발전기(110)와 상기 전동식 압축기(160)를 전기적으로 분리시킬 수 있다.The control unit 170 electrically connects the generator 110 and the electric compressor 160 when the engine 101 operates and when the engine 101 stops, The compressor 160 can be electrically disconnected.

구체적으로 상기 발전기(110)와 상기 인버터(150) 사이에는 릴레이가 마련될 수 있으며, 상기 제어부(170)는 상기 엔진(101)이 작동하면 상기 릴레이를 통해 상기 발전기(110)와 인버터(150)를 전기적으로 연결시키고, 이에 따라 상기 인버터(150)는 발전기(110)로부터 발생된 출력전압으로 상기 전동식 압축기(160)를 구동시킬 수 있다.More specifically, a relay may be provided between the generator 110 and the inverter 150. When the engine 101 is operated, the controller 170 controls the generator 110 and the inverter 150, So that the inverter 150 can drive the electric compressor 160 with the output voltage generated from the generator 110.

한편, 상기 제어부(170)는 상기 엔진(101)이 작동하면 상기 발전기(110)의 출력전압 중 일부로 상기 전동식 압축기(160)를 작동시킴과 동시에 상기 발전기(110)의 출력전압 중 나머지로 상기 보조 배터리(140)를 충전시킨다. 상기 보조 배터리(140)는 저전압 배터리일 수 있으며, 상기 보조 배터리(140)의 전압은 약 42V일 수 있다.When the engine 101 is operated, the control unit 170 operates the electric compressor 160 as a part of the output voltage of the generator 110, and at the same time, The battery 140 is charged. The auxiliary battery 140 may be a low voltage battery, and the voltage of the auxiliary battery 140 may be about 42V.

또한, 상기 컨버터(130)는 상기 발전기(110)로부터 발생된 고출력 전압을 저전압으로 변환하여 상기 보조 배터리(140)를 충전시키는 기능을 수행한다.The converter 130 converts the high output voltage generated from the generator 110 into a low voltage to charge the auxiliary battery 140.

여기서 상기 보조 배터리(140)는 엔진이 정지하는 경우 방전을 통해 전동식 압축기(160)를 구동시키는 기능을 수행하며, 구동모터 및 차량 내부의 각종 전자장치로 전원을 공급하기 위한 배터리(120)와 별도로 마련된다.Here, the auxiliary battery 140 functions to drive the electric compressor 160 through discharging when the engine is stopped. In addition to the battery 120 for supplying power to the driving motor and various electronic devices in the vehicle, .

상기 배터리(120)는 약 300V의 고전압 배터리일 수 있고, 약 12V의 저전압 배터리일 수도 있으며, 이와 같이 상기 보조 배터리(140)의 전압과 상기 배터리(120)의 전압은 상이하고, 상기 보조 배터리(140)는 엔진이 정지하는 경우 방전을 통해 전동식 압축기(160)를 구동시키는 기능만을 수행하는 것이 바람직하다.The battery 120 may be a high voltage battery of about 300 V and may be a low voltage battery of about 12 V. The voltage of the auxiliary battery 140 and the voltage of the battery 120 are different from each other, 140 may perform only the function of driving the electric compressor 160 through discharge when the engine is stopped.

또한, 도 3의 (b)를 참조하면, 상기 제어부(170)는 상기 엔진(101)이 정지하면 상기 보조 배터리(140)에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기(160)를 작동시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 엔진(101)이 정지하면 상기 인버터(150)는 상기 보조 배터리(140)에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기(160)를 구동시킬 수 있다.3 (b), when the engine 101 stops, the controller 170 may operate the electric compressor 160 with the voltage charged in the auxiliary battery 140. Specifically, when the engine 101 is stopped, the inverter 150 can drive the electric compressor 160 with the voltage charged in the auxiliary battery 140.

도 4를 참조하면, 상기 전기자동차용 공기조화장치의 제어방법은 엔진의 작동상태를 감지하는 단계(S101)와 상기 엔진이 작동하면 상기 발전기로 고전압을 출력하는 단계(S102)와 상기 고전압을 이용하여 전동식 압축기를 구동시키는 단계(S103)와 상기 고전압을 이용하여 보조 배터리를 충전시키는 단계(S104) 및 상기 엔진이 정지하면 상기 엔진이 정지하면 상기 보조 배터리에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기를 작동시키는 단계(S105, S106)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the method for controlling an air conditioner for an electric vehicle includes the steps of sensing an operating state of an engine (S101), outputting a high voltage to the generator when the engine is operated (S102) (S103) of driving the electric compressor (S103), charging the auxiliary battery using the high voltage (S104), and when the engine stops, when the engine stops, the electric compressor is operated with the voltage charged in the auxiliary battery Steps S105 and S106.

또한, 상기 전기자동차용 공기조화장치(100)는 상기 발전기의 출력전압을 검출하기 위한 전압 검출부를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the electric vehicle air conditioning system 100 may further include a voltage detection unit for detecting an output voltage of the electric generator.

또한, 상기 제어부(170)는 상기 보조 배터리(140)의 출력전압보다 상기 발전기(110)의 출력전압이 높은 경우 상기 발전기(110)의 출력전압이 상기 전동식 압축기(160)로 공급되도록 제어하고, 상기 보조 배터리(140)의 출력전압보다 상기 발전기(110)의 출력전압이 낮은 경우 발전기(110)의 출력전압이 상기 전동식 압축기(160)로 공급되는 것을 차단하고 보조 배터리(140)에 충전된 전압이 상기 전동식 압축기로 공급되도록 제어할 수 있다. The control unit 170 controls the output voltage of the generator 110 to be supplied to the electric compressor 160 when the output voltage of the generator 110 is higher than the output voltage of the auxiliary battery 140, The output voltage of the generator 110 is prevented from being supplied to the electric compressor 160 when the output voltage of the generator 110 is lower than the output voltage of the auxiliary battery 140, Can be controlled to be supplied to the electric compressor.

구체적으로 상기 발전기(110)는 상기 엔진(101)의 회전력을 통해 출력전압을 발생시키므로, 상기 출력전압의 크기는 엔진의 회전속도(RPM)와 관련이 있다.Specifically, since the generator 110 generates the output voltage through the rotational force of the engine 101, the magnitude of the output voltage is related to the rotational speed RPM of the engine.

특히, 차량이 저속으로 주행하는 상태에서는 상기 발전기(110)가 전동식 압축기(160)의 구동전압보다 낮은 전압을 출력시킬 수 있으며, 이러한 경우에 상기 제어부(170)는 상기 발전기(110)의 출력전압을 검출하여 발전기(110)의 출력전압이 상기 전동식 압축기(160)로 공급되는 것을 차단하고 보조 배터리(140)에 충전된 전압이 상기 전동식 압축기로 공급되도록 제어할 수 있다.In particular, when the vehicle is traveling at a low speed, the generator 110 may output a voltage lower than the driving voltage of the electric compressor 160. In this case, the controller 170 may control the output voltage of the generator 110 So that the output voltage of the generator 110 is prevented from being supplied to the electric compressor 160 and the voltage charged in the auxiliary battery 140 is supplied to the electric compressor.

또한, 상기 제어부(170)는 상기 보조 배터리(140)의 출력전압보다 상기 발전기(110)의 출력전압이 낮은 경우 발전기(110)의 출력전압으로 상기 보조 배터리(140)가 충전되도록 제어할 수 있다.The control unit 170 may control the auxiliary battery 140 to be charged with the output voltage of the generator 110 when the output voltage of the generator 110 is lower than the output voltage of the auxiliary battery 140 .

즉, 상기 발전기(110)가 전동식 압축기(160)의 구동전압보다 낮은 전압을 출력시키는 경우 발전기(110)의 출력전압이 상기 전동식 압축기(160)로 공급되는 것을 차단하고 보조 배터리(140)에 충전된 전압이 상기 전동식 압축기로 공급함과 동시에 발전기(110)의 출력전압으로 상기 보조 배터리(140)가 충전되도록 제어하는 것이다.That is, when the generator 110 outputs a voltage lower than the driving voltage of the electric compressor 160, the output voltage of the generator 110 is prevented from being supplied to the electric compressor 160, And the auxiliary battery 140 is controlled to be charged to the output voltage of the generator 110 while the voltage is supplied to the electric compressor.

이와 같이 본 발명과 관련된 전기자동차용 공기조화장치에 따르면, 차량의 아이들-스탑 모드에서도 전동식 압축기(160)를 구동시킴으로써 차량 실내공간을 계속적으로 냉방 또는 난방할 수 있다.As described above, according to the air conditioner for an electric vehicle according to the present invention, the vehicle interior space can be continuously cooled or heated by driving the electric compressor 160 even in the idle-stop mode of the vehicle.

특히, 아이들-스탑 모드와 같이 비교적 짧은 시간 동안 엔진(101)이 정지하는 경우 전동식 압축기(160) 구동을 위한 보조 배터리(140)의 용량을 크게 설정할 필요가 없으므로 소형의 저전압 배터리를 채택할 수 있다.Particularly, when the engine 101 is stopped for a relatively short time such as idle-stop mode, it is not necessary to set a large capacity of the auxiliary battery 140 for driving the electric compressor 160, so that a small low-voltage battery can be adopted .

또한, 차량의 주행상태에 따라 엔진(101) 또는 보조 배터리(140)를 통해 전동식 압축기(160)를 계속적으로 구동시킬 수 있고, 차량의 주행상태에 따라 엔진(101)의 구동력으로 압축기 구동용 보조 배터리(140)를 충전시킬 수 있다.Further, the electric compressor 160 can be continuously driven through the engine 101 or the auxiliary battery 140 depending on the running state of the vehicle, and the driving force of the engine 101, The battery 140 can be charged.

또한, 본 발명과 관련된 전기자동차용 공기조화장치에 따르면, 차량 실내공간의 공조만을 위한 엔진의 공회전을 줄임으로써 연비를 향상시키고 배기가스를 감소시킬 수 있다.Further, according to the air conditioner for an electric vehicle related to the present invention, it is possible to improve the fuel consumption and reduce the exhaust gas by reducing idling of the engine only for air conditioning in the vehicle interior space.

도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 전기자동차용 공기조화장치의 또 다른 실시예를 나타내는 블록 구성도이다.Figs. 5 and 6 are block diagrams showing another embodiment of the air conditioner for an electric vehicle shown in Fig. 1. Fig.

도 5를 참조하면, 본 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치는 상기 엔진(101)의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키기 위한 발전기(110)와 상기 발전기(110)로부터 발생된 출력전압에 의하여 충전 가능한 보조 배터리(141) 및 상기 보조 배터리에 충전된 전압 또는 상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 구동되기 위한 전동식 압축기(160)를 포함하는 공조 유니트를 포함한다.Referring to FIG. 5, an air conditioner for an electric vehicle according to the present embodiment includes a generator 110 for generating a predetermined output voltage by rotation of the engine 101, And an electric compressor (160) for being driven by a voltage charged in the auxiliary battery or an output voltage generated from the electric generator.

또한, 본 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치는 상기 발전기(110)와 전동식 압축기(160) 사이에 마련된 인버터(150)와 상기 발전기(110)와 상기 보조 배터리(141) 사이에 마련된 컨버터(130) 및 상기 엔진(101)이 작동하면 상기 발전기(110)의 출력전압 중 일부로 상기 전동식 압축기(160)를 작동시킴과 동시에 상기 발전기(110)의 출력전압 중 나머지로 상기 보조 배터리(141)를 충전시키고, 상기 엔진(101)이 정지하면 상기 보조 배터리(141)에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기(160)를 작동시키기 위한 제어부(170, 도 2참조)를 포함할 수 있다.The air conditioner for an electric vehicle according to the present embodiment includes an inverter 150 provided between the generator 110 and the electric compressor 160 and a converter 150 provided between the generator 110 and the auxiliary battery 141 When the engine 101 is operated and the electric compressor 160 is operated as a part of the output voltage of the generator 110 and the auxiliary battery 141 is connected to the rest of the output voltages of the generator 110, And a control unit 170 (see FIG. 2) for operating the electric compressor 160 with a voltage charged in the auxiliary battery 141 when the engine 101 stops.

여기서 상기 전동식 압축기(160)에는 상기 보조 배터리(141)의 출력전압 또는 상기 발전기(110)의 출력전압이 선택적으로 입력되는 내장형 인버터(161)가 마련될 수 있다.Here, the electric compressor 160 may be provided with a built-in inverter 161 for selectively receiving the output voltage of the auxiliary battery 141 or the output voltage of the generator 110.

또한, 상기 발전기(110)는 제1 출력단과 제2 출력단을 가지며, 제1 출력단은 상기 인버터(150)와 연결되고, 제2 출력단은 컨버터(130)와 연결될 수 있다.The generator 110 has a first output terminal and a second output terminal. The first output terminal may be connected to the inverter 150, and the second output terminal may be connected to the converter 130.

여기서 제어부(170)는 엔진(101)이 정지하면 보조 배터리(141)에 충전된 전압이 전동식 압축기(160)의 내장형 인버터(161)로 공급되도록 제어할 수 있다.The control unit 170 may control the voltage charged in the auxiliary battery 141 to be supplied to the built-in inverter 161 of the electric compressor 160 when the engine 101 stops.

또한, 상기 보조 배터리(141)는 약 300V의 고전압 배터리일 수 있다.Also, the auxiliary battery 141 may be a high voltage battery of about 300V.

도 6을 참조하면, 본 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치는 상기 엔진(101)의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키기 위한 발전기(110)와 상기 발전기(110)로부터 발생된 출력전압에 의하여 충전 가능한 보조 배터리(141) 및 상기 보조 배터리에 충전된 전압 또는 상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 구동되기 위한 전동식 압축기(160)를 포함하는 공조 유니트를 포함한다.Referring to FIG. 6, the air conditioner for an electric vehicle according to the present embodiment includes a generator 110 for generating a predetermined output voltage by rotation of the engine 101, And an electric compressor (160) for being driven by a voltage charged in the auxiliary battery or an output voltage generated from the electric generator.

또한, 본 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치는 상기 발전기(110)와 전동식 압축기(160) 사이에 마련된 인버터(150)와 상기 발전기(110)와 상기 보조 배터리(141) 사이에 마련된 컨버터(130) 및 상기 엔진(101)이 작동하면 상기 발전기(110)의 출력전압 중 일부로 상기 전동식 압축기(160)를 작동시킴과 동시에 상기 발전기(110)의 출력전압 중 나머지로 상기 보조 배터리(141)를 충전시키고, 상기 엔진(101)이 정지하면 상기 보조 배터리(141)에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기(160)를 작동시키기 위한 제어부(170, 도 2참조)를 포함할 수 있다.The air conditioner for an electric vehicle according to the present embodiment includes an inverter 150 provided between the generator 110 and the electric compressor 160 and a converter 150 provided between the generator 110 and the auxiliary battery 141 When the engine 101 is operated and the electric compressor 160 is operated as a part of the output voltage of the generator 110 and the auxiliary battery 141 is connected to the rest of the output voltages of the generator 110, And a control unit 170 (see FIG. 2) for operating the electric compressor 160 with a voltage charged in the auxiliary battery 141 when the engine 101 stops.

여기서 상기 전동식 압축기(160)에는 상기 보조 배터리(141)의 출력전압 또는 상기 발전기(110)의 출력전압이 선택적으로 입력되는 내장형 인버터(161)가 마련될 수 있다.Here, the electric compressor 160 may be provided with a built-in inverter 161 for selectively receiving the output voltage of the auxiliary battery 141 or the output voltage of the generator 110.

또한, 상기 인버터(110)는 제1 출력단과 제2 출력단을 가지며, 제1 출력단은 상기 전동식 압축기(160)의 내장형 인터버(161)와 연결되고, 제2 출력단은 컨버터(130)와 연결될 수 있다.The inverter 110 has a first output terminal and a second output terminal. The first output terminal is connected to the built-in inverter 161 of the electric compressor 160. The second output terminal is connected to the converter 130. have.

즉, 도 5를 통해 설명한 공기조화장치와는 다르게, 발전기(110)의 출력전압이 인버터(150)로 입력되고, 인버터(150)의 각 출력단을 통해 전동식 압축기(160) 및 보조 배터리(141)로 연결될 수 있다.5, the output voltage of the generator 110 is input to the inverter 150 and the electric compressor 160 and the auxiliary battery 141 are connected to the output terminals of the inverter 150 through the output terminals of the inverter 150. In other words, unlike the air conditioner described with reference to FIG. 5, Lt; / RTI >

여기서 제어부(170)는 엔진(101)이 정지하면 보조 배터리(141)에 충전된 전압이 전동식 압축기(160)의 내장형 인버터(161)로 공급되도록 제어할 수 있다.The control unit 170 may control the voltage charged in the auxiliary battery 141 to be supplied to the built-in inverter 161 of the electric compressor 160 when the engine 101 stops.

또한, 상기 보조 배터리(141)는 약 300V의 고전압 배터리일 수 있다.Also, the auxiliary battery 141 may be a high voltage battery of about 300V.

도 7은 본 발명의 제2 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치를 나타내는 블록 구성도이다.7 is a block diagram showing an air conditioner for an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치(200)는 엔진(201)과 구동모터(211) 및 배터리(220)를 구동원으로 하는 전기자동차용 공기조화장치에 관한 것이다. 상기 전기자동차는 엔진 운전모드와 배터리 운전모드로 구동될 수 있고, 배터리 운전모드에서 배터리(220)로부터 전원을 공급받는 구동모터(211)에 의해 구동될 수 있다.The air conditioner 200 for an electric vehicle according to the present embodiment relates to an air conditioner for an electric vehicle using an engine 201, a driving motor 211 and a battery 220 as driving sources. The electric vehicle may be driven by an engine operation mode and a battery operation mode, and may be driven by a drive motor 211 receiving power from the battery 220 in a battery operation mode.

상기 전기자동차용 공기조화장치(200)는 상기 엔진 운전모드 또는 배터리 운전모드에 기초하여 상기 엔진 또는 구동모터의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키기 위한 발전기(201)와 상기 발전기(201)로부터 발생된 출력전압에 의하여 충전 가능한 보조 배터리(240)와 상기 보조 배터리(240)에 충전된 전압 또는 상기 발전기(210)로부터 발생된 출력전압에 의하여 구동되기 위한 전동식 압축기(260)를 포함하는 공조 유니트를 포함한다.The electric vehicle air conditioner 200 includes a generator 201 for generating a predetermined output voltage by rotation of the engine or the driving motor based on the engine operation mode or the battery operation mode, And an electric compressor (260) for being driven by a voltage charged in the auxiliary battery (240) or an output voltage generated from the generator (210), the auxiliary battery (240) .

또한, 상기 전기자동차용 공기조화장치(200)는 상기 엔진(201) 또는 구동모터(211)가 작동하면 상기 발전기(210)의 출력전압 중 일부로 상기 전동식 압축기(260)를 작동시킴과 동시에 상기 발전기(210)의 출력전압 중 나머지로 상기 보조 배터리(240)를 충전시키고, 상기 엔진(201)과 구동모터(211)가 모두 정지하면 상기 보조 배터리(240)에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기(260)를 작동시키기 위한 제어부를 포함한다.When the engine 201 or the driving motor 211 is operated, the electric vehicle air conditioner 200 operates the electric compressor 260 as a part of the output voltage of the electric generator 210, When the engine 201 and the drive motor 211 are both stopped, the auxiliary battery 240 is charged with the rest of the output voltage of the electric compressor 210. When the engine 201 and the drive motor 211 are both stopped, And a control unit for operating the control unit.

제1 실시예에서는 상기 발전기(110)가 엔진(101)의 회전력에 의해서 출력전압을 발생시키지만, 제2 실시예에서는 상기 발전기(210)가 엔진(201) 또는 구동모터(211)의 회전력에 의하여 출력전압을 각각 발생시킬 수 있다.In the first embodiment, the generator 110 generates an output voltage by the rotational force of the engine 101, but in the second embodiment, the generator 210 is driven by the rotational force of the engine 201 or the drive motor 211 Respectively.

즉, 엔진 운전모드 또는 배터리 운전모드와 같이 차량이 운행중인 경우 상기 엔진 또는 구동모터의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키고, 발전기(210)의 출력전압으로 전동식 압축기(260)를 구동시킴과 동시에 보조 배터리(240)를 충전시키고, 아이들-스탑 모드와 같이 차량이 정차중인 경우 보조 배터리(240)에 충전된 전압으로 전동식 압축기(260)를 구동시킬 수 있다.That is, when the vehicle is in operation, such as an engine operation mode or a battery operation mode, a predetermined output voltage is generated by the rotation of the engine or the drive motor, and the electric compressor 260 is driven by the output voltage of the generator 210 At the same time, the auxiliary battery 240 can be charged and the electric compressor 260 can be driven by the voltage charged in the auxiliary battery 240 when the vehicle is stopped, such as in the idle-stop mode.

상기 전기자동차용 공기조화장치(200)는 상기 발전기(210)와 상기 보조 배터리(240) 사이에 마련되는 컨버터를 추가로 포함하며, 상기 발전기(210)와 상기 전동식 압축기(260) 사이에는 상기 보조 배터리(240)의 출력전압 또는 상기 발전기(210)의 출력전압이 선택적으로 입력되는 인버터를 추가로 포함할 수 있다. The electric vehicle air conditioner 200 further includes a converter provided between the generator 210 and the auxiliary battery 240. The generator 210 and the electric compressor 260 are connected to the auxiliary An inverter in which the output voltage of the battery 240 or the output voltage of the generator 210 is selectively input may be further included.

한편, 상기 발전기(210)는 상기 엔진(201)의 시동을 위한 시동모터가 일체로 마련된 IGS(Integrated Starter Generator)일 수도 있고, 상기 엔진(201)의 회전력을 이용하여 소정의 출력전압만을 발생시키기 위한 발전기일 수도 있다. The generator 210 may be an integrated starter generator (IGS) having a starter motor for starting the engine 201, and may generate only a predetermined output voltage using the rotational force of the engine 201 It may be a generator for.

또한, 상기 발전기(210)의 출력전압은 상기 전동식 압축기(260)의 구동전압에 따라 다양하게 결정될 수 있으며, 일 실시태양으로 상기 발전기(210)는 고전압 발전기일 수 있고, 200V 내지 300V의 출력전압을 발생시키기 위한 고전압 발전기일 수 있다.In addition, the output voltage of the generator 210 may be variously determined according to the driving voltage of the electric compressor 260. In one embodiment, the generator 210 may be a high voltage generator, A high voltage generator for generating a high voltage.

발전기(210)가 엔진(201)뿐만 아니라 구동모터(211)에 의하여 출력전압을 발생시킬 수 있다는 점을 제외하고는 제1 실시예에서 설명한 전동식 압축기(260)의 구동 및 보조 배터리(240)의 충전방법은 동일하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.The operation of the electric compressor 260 described in the first embodiment and the operation of the auxiliary battery 240 are not limited except that the generator 210 can generate the output voltage by the drive motor 211 as well as the engine 201. [ Since the charging method is the same, a detailed description will be omitted.

예를 들어, 상기 전기자동차용 공기조화장치(200)는 상기 발전기(210)의 출력전압을 검출하기 위한 전압 검출부(도시되지 않음)를 추가로 포함할 수 있다.For example, the electric vehicle air conditioner 200 may further include a voltage detection unit (not shown) for detecting an output voltage of the electric generator 210.

또한, 상기 제어부는 상기 보조 배터리(240)의 출력전압보다 상기 발전기(210)의 출력전압이 높은 경우 상기 발전기(210)의 출력전압이 상기 전동식 압축기(260)로 공급되도록 제어하고, 상기 보조 배터리(240)의 출력전압보다 상기 발전기(210)의 출력전압이 낮은 경우 발전기(210)의 출력전압이 상기 전동식 압축기(260)로 공급되는 것을 차단하고 보조 배터리(240)에 충전된 전압이 상기 전동식 압축기로 공급되도록 제어할 수 있다. The control unit controls the output voltage of the generator 210 to be supplied to the electric compressor 260 when the output voltage of the generator 210 is higher than the output voltage of the auxiliary battery 240, The output voltage of the generator 210 is prevented from being supplied to the electric compressor 260 when the output voltage of the generator 210 is lower than the output voltage of the auxiliary battery 240, It can be controlled to be supplied to the compressor.

구체적으로 상기 발전기(210)는 상기 엔진(201) 또는 구동모터(211)의 회전력을 통해 출력전압을 발생시키므로, 상기 출력전압의 크기는 엔진(201) 또는 구동모터(211)의 회전속도(RPM)와 관련이 있다.The generator 210 generates an output voltage through the rotational force of the engine 201 or the drive motor 211 so that the magnitude of the output voltage is proportional to the rotational speed RPM of the engine 201 or the drive motor 211 ).

특히, 차량이 저속으로 주행하는 상태에서는 상기 발전기(210)가 전동식 압축기(260)의 구동전압보다 낮은 전압을 출력시킬 수 있으며, 이러한 경우에 상기 제어부는 상기 발전기(210)의 출력전압을 검출하여 발전기(210)의 출력전압이 상기 전동식 압축기(260)로 공급되는 것을 차단하고 보조 배터리(240)에 충전된 전압이 상기 전동식 압축기로 공급되도록 제어할 수 있다.Particularly, when the vehicle is running at a low speed, the generator 210 may output a voltage lower than the driving voltage of the electric compressor 260. In this case, the controller detects the output voltage of the generator 210 The output voltage of the generator 210 is prevented from being supplied to the electric compressor 260 and the voltage charged in the auxiliary battery 240 is supplied to the electric compressor.

또한, 상기 제어부는 상기 보조 배터리(240)의 출력전압보다 상기 발전기(210)의 출력전압이 낮은 경우 발전기(210)의 출력전압으로 상기 보조 배터리(240)가 충전되도록 제어할 수 있다.The control unit may control the auxiliary battery 240 to be charged with the output voltage of the generator 210 when the output voltage of the generator 210 is lower than the output voltage of the auxiliary battery 240. [

또한, 전술한 바와 같이, 상기 보조 배터리(240)의 전압과 상기 배터리(220)의 전압은 상이할 수 있다.Also, as described above, the voltage of the auxiliary battery 240 and the voltage of the battery 220 may be different.

도 8은 본 발명의 제3 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치를 나타내는 블록 구성도이다.8 is a block diagram showing an air conditioner for an electric vehicle according to a third embodiment of the present invention.

본 실시예와 관련된 공기조화장치는 전기자동차뿐만 아니라 일반 내연기관 자동차에도 탑재될 수 있다. 이하 엔진을 구동원으로 하는 자동차용 공기조화장치인 경우를 예로 들어 설명한다.The air conditioner related to the present embodiment can be mounted not only in electric vehicles but also in general internal combustion engines. Hereinafter, an air conditioner for an automobile having an engine as a driving source will be described as an example.

본 실시예와 관련된 자동차용 공기조화장치(300)는 엔진을 구동원으로 하는 자동차용 공기조화장치로서, 상기 엔진(301)의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키기 위한 발전기(310)와 상기 발전기(310)로부터 발생된 출력전압에 의하여 충전 가능한 보조 배터리(330)와 상기 엔진(301)의 회전에 의하여 구동되는 제1 압축기(350)와 상기 보조 배터리(330)에 충전된 전압에 의하여 구동되기 위한 제2 압축기(340)를 포함하는 공조 유니트를 포함한다.The air conditioner 300 for an automobile according to the present embodiment is an automotive air conditioner having an engine as a driving source. The air conditioner 300 includes a generator 310 for generating a predetermined output voltage by rotation of the engine 301, A first compressor 350 driven by the rotation of the engine 301 and a second battery 350 driven by the voltage charged in the auxiliary battery 330. [ And a second compressor (340) for the second compressor (340).

또한, 상기 자동차용 공기조화장치(300)는 상기 엔진(301)이 작동하면 제1 압축기(350)를 작동시킴과 동시에 상기 발전기(310)를 통해 보조 배터리(330)를 충전시키고, 상기 엔진(301)이 정지하면 제1 압축기(350)를 정지시키고 상기 보조 배터리(330)에 충전된 전압으로 상기 제2 압축기(340)를 작동시키기 위한 제어부를 포함한다.When the engine 301 is operated, the automotive air conditioner 300 operates the first compressor 350 and charges the auxiliary battery 330 through the generator 310, And a controller for stopping the first compressor (350) and operating the second compressor (340) with the voltage charged in the auxiliary battery (330) when the first compressor (301) stops.

여기서 제1 압축기(350)는 기계식 압축기일 수 있고, 제2 압축기(340)는 전동식 압축기일 수 있다.Here, the first compressor 350 may be a mechanical compressor, and the second compressor 340 may be an electric compressor.

또한, 상기 자동차용 공기조화장치(300)는 상기 발전기(310)와 상기 보조 배터리(330) 사이에 마련되는 컨버터(320)를 추가로 포함하며, 상기 제1 압축기(350)와 상기 엔진(301)은 벨트로 연결되고, 상기 제2 압축기(340)에는 상기 보조 배터리(330)의 출력전압이 입력되는 인버터(도시되지 않음)가 마련될 수 있다.The vehicle air conditioner 300 further includes a converter 320 provided between the generator 310 and the auxiliary battery 330. The first compressor 350 and the engine 301 And an inverter (not shown) to which the output voltage of the auxiliary battery 330 is input may be provided in the second compressor 340. [

상기와 같은 구조를 통하여 내연기관 자동차에서도 차량 실내 공간의 공조가 연속적으로 이루어지는 아이들-스탑 모드의 구현이 가능하고, 차량 실내 공간의 공조만을 위한 엔진의 공회전을 방지할 수 있다.Through the above-described structure, it is possible to implement an idle-stop mode in which the air conditioning of the vehicle interior space is continuously performed even in the internal combustion engine vehicle, and idling of the engine for air conditioning of the vehicle interior space can be prevented.

또한, 아이들-스탑 모드와 같이 비교적 짧은 시간 동안 엔진(101)이 정지하는 경우 전동식 압축기(340) 구동을 위한 보조 배터리(340)와 발전기(310) 및 전동식 압축기(340)의 용량을 크게 설정할 필요가 없으므로 제조비용을 절감할 수 있다.When the engine 101 is stopped for a relatively short period of time such as idle-stop mode, it is necessary to set a large capacity of the auxiliary battery 340 for driving the electric compressor 340, the generator 310 and the electric compressor 340 The manufacturing cost can be reduced.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치에 따르면, 차량의 아이들-스탑 모드에서도 압축기를 구동시킴으로써 차량 실내공간을 계속적으로 냉방 또는 난방할 수 있다.As described above, according to the air conditioner for an electric vehicle according to one embodiment of the present invention, the compressor can be driven even in the idle-stop mode of the vehicle, thereby continuously cooling or heating the vehicle interior space.

또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치에 따르면, 차량의 주행상태에 따라 엔진 또는 배터리를 통해 압축기를 계속적으로 구동시킬 수 있고, 차량의 주행상태에 따라 엔진의 구동력으로 압축기 구동용 배터리를 충전시킬 수 있다.According to the air conditioner for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention, the compressor can be continuously driven through the engine or the battery depending on the traveling state of the vehicle, and according to the running state of the vehicle, The driving battery can be charged.

또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차용 공기조화장치에 따르면, 차량 실내공간의 공조를 위한 엔진의 공회전을 줄임으로써 연비를 향상시키고 배기가스를 감소시킬 수 있다.Further, according to the air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, it is possible to improve the fuel consumption and reduce the exhaust gas by reducing idling of the engine for air conditioning of the vehicle interior space.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The foregoing description of the preferred embodiments of the present invention has been presented for purposes of illustration and various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention, And additions should be considered as falling within the scope of the following claims.

100: 전기자동차용 공기조화장치
101: 엔진
110: 발전기
120: 배터리
130: 컨버터
140: 보조 배터리
150: 인버터
160: 전동식 압축기100: Electric car air-conditioning system
101: engine
110: generator
120: Battery
130: Converter
140: auxiliary battery
150: Inverter
160: Electric compressor

Claims (18)

엔진 및 배터리를 구동원으로 하는 전기자동차용 공기조화장치에 있어서,
상기 엔진의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키기 위한 발전기;
상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 충전 가능한 보조 배터리;
상기 보조 배터리에 충전된 전압 또는 상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 구동되기 위한 전동식 압축기를 포함하는 공조 유니트; 및
상기 엔진이 작동하면 상기 발전기의 출력전압 중 일부로 상기 전동식 압축기를 작동시킴과 동시에 상기 발전기의 출력전압 중 나머지로 상기 보조 배터리를 충전시키고, 상기 엔진이 정지하면 상기 보조 배터리에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기를 작동시키기 위한 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 엔진이 작동하면 상기 발전기와 상기 전동식 압축기를 전기적으로 연결시키고, 상기 엔진이 정지하면 상기 발전기와 상기 전동식 압축기를 전기적으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.1. An air conditioner for an electric vehicle having an engine and a battery as driving sources,
A generator for generating a predetermined output voltage by rotation of the engine;
An auxiliary battery that can be charged by an output voltage generated from the generator;
An air conditioner unit including an electric compressor to be driven by a voltage charged in the auxiliary battery or an output voltage generated from the electric generator; And
Wherein when the engine is operated, the electric compressor is operated as part of the output voltage of the generator, and at the same time, the auxiliary battery is charged with the rest of the output voltage of the generator. When the engine is stopped, And a controller for operating the compressor,
Wherein the controller electrically connects the generator and the electric compressor when the engine is operated, and electrically separates the generator and the electric compressor when the engine is stopped. 제 1 항에 있어서,
상기 발전기와 상기 엔진은 클러치로 연결되며,
상기 제어부는 상기 엔진이 작동하면 상기 클러치를 연결상태로 유지하고, 상기 엔진이 정지하면 상기 클러치를 분리시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.The method according to claim 1,
The generator and the engine are connected by a clutch,
Wherein the control unit keeps the clutch in a connected state when the engine is operated, and disconnects the clutch when the engine is stopped. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 발전기와 상기 보조 배터리 사이에 마련되는 컨버터; 및
상기 발전기와 전동식 압축기 사이에 마련되는 인버터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.The method according to claim 1,
A converter provided between the generator and the auxiliary battery; And
Further comprising an inverter provided between the generator and the electric compressor. 제 1 항에 있어서,
상기 발전기의 출력전압을 검출하기 위한 전압 검출부를 추가로 포함하며,
상기 제어부는 상기 보조 배터리의 출력전압보다 상기 발전기의 출력전압이 높은 경우 상기 발전기의 출력전압이 상기 전동식 압축기로 공급되도록 제어하고, 상기 보조 배터리의 출력전압보다 상기 발전기의 출력전압이 낮은 경우 발전기의 출력전압이 상기 전동식 압축기로 공급되는 것을 차단하고 보조 배터리에 충전된 전압이 상기 전동식 압축기로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.The method according to claim 1,
Further comprising a voltage detector for detecting an output voltage of the generator,
The control unit controls the output voltage of the generator to be supplied to the electric compressor when the output voltage of the generator is higher than the output voltage of the auxiliary battery. When the output voltage of the generator is lower than the output voltage of the auxiliary battery, Wherein the controller controls the output voltage to be blocked from being supplied to the electric compressor so that a voltage charged in the auxiliary battery is supplied to the electric compressor. 제 5 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 보조 배터리의 출력전압보다 상기 발전기의 출력전압이 낮은 경우 발전기의 출력전압으로 상기 보조 배터리가 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.6. The method of claim 5,
Wherein the controller controls the auxiliary battery to charge the output voltage of the generator when the output voltage of the generator is lower than the output voltage of the auxiliary battery. 제 1 항에 있어서,
상기 보조 배터리의 전압과 상기 배터리의 전압은 상이한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.The method according to claim 1,
Wherein the voltage of the auxiliary battery is different from the voltage of the battery. 제 1 항에 있어서,
상기 발전기와 전동식 압축기 사이에는 인버터가 마련되고,
상기 전동식 압축기에는 상기 보조 배터리의 출력전압 또는 상기 발전기의 출력전압이 선택적으로 입력되는 내장형 인버터가 마련되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.The method according to claim 1,
An inverter is provided between the generator and the electric compressor,
Wherein the electric compressor is provided with an internal inverter for selectively receiving an output voltage of the auxiliary battery or an output voltage of the electric generator. 제 8 항에 있어서,
상기 발전기는 제1 출력단과 제2 출력단을 가지며,
제1 출력단은 상기 인버터와 연결되고,
제2 출력단은 보조 배터리와 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.9. The method of claim 8,
Wherein the generator has a first output terminal and a second output terminal,
The first output terminal is connected to the inverter,
And the second output terminal is connected to the auxiliary battery. 제 9 항에 있어서,
제어부는 엔진이 정지하면 보조 배터리에 충전된 전압이 전동식 압축기의 내장형 인버터로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.10. The method of claim 9,
Wherein the control unit controls the voltage charged in the auxiliary battery to be supplied to the built-in inverter of the electric compressor when the engine is stopped. 제 8 항에 있어서,
상기 인버터는 제1 출력단과 제2 출력단을 가지며,
제1 출력단은 전동식 압축기의 내장형 인버터와 연결되고,
제2 출력단은 보조 배터리와 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.9. The method of claim 8,
The inverter has a first output terminal and a second output terminal,
The first output terminal is connected to the built-in inverter of the electric compressor,
And the second output terminal is connected to the auxiliary battery. 엔진과 구동모터 및 배터리를 구동원으로 하는 전기자동차용 공기조화장치에 있어서,
상기 엔진 운전모드 또는 배터리 운전모드에 기초하여 상기 엔진 또는 구동모터의 회전에 의하여 소정의 출력전압을 발생시키기 위한 발전기;
상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 충전 가능한 보조 배터리;
상기 보조 배터리에 충전된 전압 또는 상기 발전기로부터 발생된 출력전압에 의하여 구동되기 위한 전동식 압축기를 포함하는 공조 유니트; 및
상기 엔진 또는 모터가 작동하면 상기 발전기의 출력전압 중 일부로 상기 전동식 압축기를 작동시킴과 동시에 상기 발전기의 출력전압 중 나머지로 상기 보조 배터리를 충전시키고, 상기 엔진과 모터가 모두 정지하면 상기 보조 배터리에 충전된 전압으로 상기 전동식 압축기를 작동시키기 위한 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 엔진이 작동하면 상기 발전기와 상기 전동식 압축기를 전기적으로 연결시키고, 상기 엔진이 정지하면 상기 발전기와 상기 전동식 압축기를 전기적으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.1. An air conditioner for an electric vehicle having an engine, a drive motor and a battery as driving sources,
A generator for generating a predetermined output voltage by rotation of the engine or the drive motor based on the engine operation mode or the battery operation mode;
An auxiliary battery that can be charged by an output voltage generated from the generator;
An air conditioner unit including an electric compressor to be driven by a voltage charged in the auxiliary battery or an output voltage generated from the electric generator; And
Wherein when the engine or the motor is operated, the electric compressor is operated as part of the output voltage of the generator and the auxiliary battery is charged with the rest of the output voltage of the generator, and when the engine and the motor are both stopped, And a control unit for operating the electric compressor with the applied voltage,
Wherein the controller electrically connects the generator and the electric compressor when the engine is operated, and electrically separates the generator and the electric compressor when the engine is stopped. 제 12 항에 있어서,
상기 발전기의 출력전압을 검출하기 위한 전압 검출부를 추가로 포함하며,
상기 제어부는 상기 보조 배터리의 출력전압보다 상기 발전기의 출력전압이 높은 경우 상기 발전기의 출력전압이 상기 압축기로 공급되도록 제어하고, 상기 보조 배터리의 출력전압보다 상기 발전기의 출력전압이 낮은 경우 발전기의 출력전압이 상기 전동식 압축기로 공급되는 것을 차단하고 보조 배터리에 충전된 전압이 상기 전동식 압축기로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.13. The method of claim 12,
Further comprising a voltage detector for detecting an output voltage of the generator,
Wherein the controller controls the output voltage of the generator to be supplied to the compressor when the output voltage of the generator is higher than the output voltage of the auxiliary battery and controls the output of the generator when the output voltage of the generator is lower than the output voltage of the auxiliary battery Wherein the controller controls the supply of the voltage to the electric compressor and the voltage charged in the auxiliary battery to be supplied to the electric compressor. 제 13 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 보조 배터리의 출력전압보다 상기 발전기의 출력전압이 낮은 경우 발전기의 출력전압으로 상기 보조 배터리가 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.14. The method of claim 13,
Wherein the controller controls the auxiliary battery to charge the output voltage of the generator when the output voltage of the generator is lower than the output voltage of the auxiliary battery. 제 12 항에 있어서,
상기 발전기와 상기 보조 배터리 사이에 마련되는 컨버터를 추가로 포함하며,
상기 발전기와 상기 전동식 압축기 사이에는 상기 보조 배터리의 출력전압 또는 상기 발전기의 출력전압이 선택적으로 입력되는 인버터가 마련된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.13. The method of claim 12,
Further comprising a converter provided between the generator and the auxiliary battery,
Wherein an inverter is provided between the generator and the electric compressor so that an output voltage of the auxiliary battery or an output voltage of the generator is selectively input. 제 12 항에 있어서,
상기 보조 배터리의 전압과 상기 배터리의 전압은 상이한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화장치.13. The method of claim 12,
Wherein the voltage of the auxiliary battery is different from the voltage of the battery. 삭제delete 삭제delete
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