KR102018817B1 - Intergrated heated heating system for interior heating - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열매체가 하나의 유동유닛을 유동하면서 전원 예열운전, 전원 냉각운전, 실내 난방운전, 전장부품 냉각운전 중 적어도 하나 이상의 운전을 실시하는 실내난방 통합 수가열식 히팅 시스템에 관한 것으로, 상기 유동유닛은, 전원부를 냉각 또는 예열하기 위한 열매체가 유동하는 전원 유동부, 전장부품을 냉각하기 위한 열매체가 유동하는 전장 유동부 및 히터부와 열 교환기를 경유하고 상기 전원 유동부와 상기 전장 유동부가 합류하고 분기되는 난방 유동부를 포함한다.The present invention relates to an indoor heating integrated hydrothermal heating system in which at least one of a power medium preheating operation, a power supply cooling operation, an indoor heating operation, and an electric component cooling operation is performed while a heating medium flows through one flow unit. The power flow unit and the electric field flow unit are joined to each other via a power flow unit through which a heat medium for cooling or preheating the power supply unit flows, an electric field flow unit through which a heat medium for cooling electric parts flows, and a heater unit and a heat exchanger. A branching heating flow.
Description
본 발명은 실내난방 통합 수가열식 히팅 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an indoor heating integrated hydrothermal heating system.
일반적으로, 전기차의 경우 배터리 모듈(Battery Module)로부터 전원을 공급받고 연료전지 자동차의 경우에는 연료전지 스택(Fuelcell Stack)으로부터 전원을 공급받는다.In general, in the case of an electric vehicle, power is supplied from a battery module, and in the case of a fuel cell vehicle, power is supplied from a fuel cell stack.
전기차, 연료전지 자동차(이하, 친환경 자동차라 함)는 전원부(배터리 모듈, 연료전지 스택)로부터 전기를 공급받아 동력을 출력하는 전장부품을 이용하여 주행한다. 친환경 자동차는 화석 연료를 사용하지 않아 탄소 배출이 없고 소음이 낮아 각광받고 있다.Electric vehicles and fuel cell vehicles (hereinafter, referred to as "environment-friendly vehicles") are driven by using electric components that output power by receiving electricity from a power supply unit (battery module, fuel cell stack). Eco-friendly cars do not use fossil fuels, so they emit no carbon and are low in noise.
전원부는 최적 온도(대략 30℃)환경에서 사용해야 최적성능을 발휘할 수 있다. 따라서 여름철에는 전원부 주변 온도가 최적 온도에 비해 높으므로 냉각해줘야 하며, 겨울철에는 전원부 주변 온도가 최적 온도에 비해 낮으므로 예열을 해줘야 한다.The power supply part must be used in the optimum temperature (approx. 30 ℃) environment to achieve optimal performance. Therefore, in summer, the ambient temperature of the power supply is higher than the optimum temperature, so it needs to be cooled. In winter, the ambient temperature of the power supply is low compared to the optimum temperature.
이에, 친환경 자동차에는 실내 난방을 위한 실내 온도조절 시스템과 더불어 전원부 온도조절(예열, 냉각) 시스템을 각각 구축하여, 전원부 예열 및 냉각 루프, 실내 난방 루프를 분리하여 사용하게 되었다. 각 루프를 분리하여 사용하면 온도조절 시스템이 최적성능을 발휘할 수 있으나, 전체적인 전력 소비율이 현저히 커져 전체적으로 에너지 효율이 크게 떨어지게 되었다.Therefore, in an eco-friendly car, a power supply temperature control (preheating and cooling) system was installed in addition to an indoor temperature control system for indoor heating, and the power supply preheating, cooling loop, and indoor heating loop were separated and used. Using separate loops allows the temperature control system to perform optimally, but the overall power consumption is significantly higher, resulting in a significant drop in energy efficiency overall.
본 발명은 하나의 펌프 작동으로 친환경 자동차의 전원부 예열 및 냉각, 전장부품의 냉각과 실내 난방을 동시에 하거나 선택적으로 할 수 있는 기술을 제공한다.The present invention provides a technology that can simultaneously or selectively heat the power unit preheating and cooling of the environmentally friendly vehicle, the cooling of the electrical components and room heating by one pump operation.
본 발명의 한 실시예에 따른 실내난방 통합 수가열식 히팅 시스템은 열매체가 하나의 유동유닛을 유동하면서 전원 예열운전, 전원 냉각운전, 실내 난방운전, 전장부품 냉각운전 중 적어도 하나 이상의 운전을 실시하는 것으로, 상기 유동유닛은, 상기 열매체를 가열하는 히터부, 상기 히터부와 떨어져 있고 실내 공기와 상기 열매체를 열 교환하는 열 교환기, 전장부품을 경유하여 상기 전장부품을 냉각하기 위한 열매체가 유동하는 전장 유동부, 상기 전장 유동부 일측과 상기 전장부품 사이에 위치하여 상기 전장 유동부에 배치된 유동밸브, 상기 전장 유동부 일측과 상기 유동밸브 일측에 위치하여 상기 전장 유동부에 배치된 유동펌프, 전원부를 경유하여 상기 전원부를 냉각 또는 예열하기 위한 열매체가 유동하는 전원 유동부, 상기 히터부와 상기 열 교환기를 경유하는 난방 유동부, 상기 히터부와 상기 열 교환기 사이에 위치하여 난방 유동부에 배치된 열교환 우회밸브 및 상기 열 교환기를 우회하며 일측이 상기 열교환 우회밸브와 연결되어 있는 열교환 우회라인을 포함하며, 상기 전장 유동부 일측과 상기 난방 유동부 타측, 그리고 열교환 우회라인 타측은 서로 연결되어 있고, 상기 전장 유동부 타측과 상기 전원 유동부 타측, 그리고 상기 난방 유동부 일측은 서로 연결되어 있으며, 상기 전원 유동부 일측은 상기 유동밸브와 연결되어 있고, 상기 히터부에 의해 가열된 난방 유동부의 열매체는 상기 유동펌프 구동으로 상기 난방 유동부를 유동하여 전장 유동부를 유동하며, 상기 유동밸브 제어로 상기 열매체는, 상기 전장 유동부와 상기 전원 유동부를 따라 타측 방향으로 유동하여 상기 난방 유동부 타측으로 유입되어 상기 난방 유동부를 유동한다.The integrated heating system for heating the room according to an embodiment of the present invention is to perform at least one operation of power preheating operation, power supply cooling operation, indoor heating operation, and electric component cooling operation while the heating medium flows through one flow unit. The flow unit may include a heater unit for heating the heat medium, a heat exchanger spaced apart from the heater unit, and a heat medium for cooling the electric component through an electric component, wherein the heat exchanger heat exchanges indoor air and the heat medium. East side, a flow valve disposed between the one side of the electric field flow part and the electric component, the flow valve disposed in the electric field flow portion, the one side of the electric field flow portion and one side of the flow valve disposed in the electric field flow portion, the power supply A power flow unit through which a heat medium for cooling or preheating the power supply unit flows, the heater unit and the heat A heating flow part passing through the exchanger, a heat exchange bypass valve disposed between the heater part and the heat exchanger and disposed in the heating flow part, and bypassing the heat exchanger, and one side connected to the heat exchange bypass valve. The one side of the electric field flow part, the other side of the heating flow part, and the other side of the heat exchange bypass line are connected to each other, the other side of the electric field flow part, the other side of the power flow part, and the one side of the heating flow part are connected to each other. One side of the power flow part is connected to the flow valve, and the heat medium of the heating flow part heated by the heater part flows the heating flow part by driving the flow pump to flow the electric field flow part, and the heat medium is controlled by the flow valve control. And flows in the other direction along the electric field flow part and the power flow part to heat the heating. It flows toward the east and the other flow parts of the heat flow.
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상기 전장 유동부와 상기 전원 유동부는 유동밸브로 연결되어 있고, 상기 유동펌프는 상기 유동밸브와 상기 난방 유동부 사이에 위치하며, 상기 유동밸브의 제어로 상기 열매체는 상기 전원 유동부와 전장 유동부를 선택적으로 또는 동시에 유동할 수 있다.The electric field flow part and the electric power flow part are connected by a flow valve, and the flow pump is located between the flow valve and the heating flow part, and the heating medium controls the power flow part and the electric field flow part by the control of the flow valve. It can flow selectively or simultaneously.
상기 전원 예열운전 시 상기 열매체는, 상기 전원 유동부를 유동하면서 상기 난방 유동부에 배치된 히터부를 경유하여 가열된 후 상기 열 교환기를 우회하여 상기 전원 유동부를 따라 유동할 수 있다.During the power supply preheating operation, the heat medium may be heated through the heater part disposed in the heating flow part while flowing the power flow part, and then flow along the power flow part by bypassing the heat exchanger.
전원 냉각운전과, 전장부품 냉각운전 및 실내 난방운전 시 상기 열매체는, 상기 전원 유동부와 상기 전장 유동부를 유동하여 열을 흡수하여 상기 난방 유동부에서 합류하고 상기 히터부에서 가열되어 상기 열 교환기를 경유할 수 있다.During the power supply cooling operation, the electric component cooling operation, and the indoor heating operation, the heat medium flows through the power flow portion and the electric field flow portion, absorbs heat, joins the heating flow portion, and is heated in the heater portion to heat the heat exchanger. You can do it.
상기 전원 냉각운전과 상기 전장부품 냉각운전 시, 상기 전원 유동부를 유동하는 열매체는, 상기 전원 유동부에 배치된 전원 방열부를 경유하여 흡수한 열을 방출하고, 상기 전장 유동부의 열매체는 상기 전장 유동부에 배치된 전장 방열부를 경유하여 흡수한 열을 방출할 수 있다.During the power supply cooling operation and the electrical component cooling operation, the heat medium flowing in the power supply flow portion releases heat absorbed via the power radiating portion disposed in the power supply flow portion, and the heat medium in the electric field flow portion is the electric field flow portion. Heat absorbed through the electric field heat dissipation unit disposed in the can be released.
상기 전원부는 배터리 모듈(Battery Module) 또는 연료전지 스택(Fuelcell Stack)일 수 있다.The power supply unit may be a battery module or a fuel cell stack.
본 발명의 실시예에 따르면, 전원부를 예열하는 전원 예열운전, 실내 난방운전, 그리고 전원부 및 전장부품 냉각운전이 유동유닛 내에서 이루어지므로 전체적인 전력 소비율이 현저히 작아지므로 에너지 효율이 향상될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the power preheating operation, the indoor heating operation, and the power supply unit and the electric component cooling operation for preheating the power supply unit are performed in the flow unit, the overall power consumption rate is remarkably small, and thus the energy efficiency can be improved.
본 발명의 실시예에 따르면, 예열운전, 냉각운전 및 난방운전이 하나의 유동유닛에서 이루어지므로 열 교환 시스템 구조를 간소화할 수 있다. 이에 친환경 자동차 제작에 따른 비용을 절감할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the preheating operation, the cooling operation and the heating operation are performed in one flow unit, the structure of the heat exchange system can be simplified. Therefore, it is possible to reduce the cost of manufacturing eco-friendly cars.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 유동펌프 작동으로 열매체가 유동유닛을 유동하므로 열매체 유동에 따른 구성을 최소화할 수 있어 친환경 자동차의 제작에 따른 비용을 절감할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the heat medium flows through the flow unit by one flow pump, the configuration according to the heat medium flow can be minimized, thereby reducing the cost of manufacturing an eco-friendly vehicle.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 실내 난방 통합 수가열식 히팅 시스템 구성도.
도 2는 본 실시예에 따른 전원 예열운전 상태를 나타낸 구성도.
도 3은 본 실시예에 따른 실내 난방운전 상태를 나타낸 구성도.
도 4는 본 실시예에 따른 전원 냉각운전, 전장부품 냉각운전 상태를 나타낸 구성도.
도 5는 본 실시예에 따른 전원 냉각운전, 전장부품 냉각운전 및 실내 난방운전 상태를 나타낸 구성도.1 is a block diagram of an integrated heating system for indoor heating according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram showing a power supply preheating operation state according to the present embodiment.
3 is a block diagram showing an indoor heating operation state according to the present embodiment.
4 is a configuration diagram showing a power supply cooling operation, electrical components cooling operation state according to the present embodiment.
5 is a configuration diagram showing a power supply cooling operation, electrical components cooling operation and room heating operation state according to the present embodiment.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 실내난방 통합 수가열식 히팅 시스템에 대하여 [도 1]을 참고하여 설명한다.This will be described with reference to [Figure 1] with respect to the integrated heating system for heating the room according to an embodiment of the present invention.
[도 1]은 본 발명의 한 실시예에 따른 실내 난방 통합 수가열식 히팅 시스템 구성도이다.1 is a block diagram of an integrated indoor heating water heating system according to an embodiment of the present invention.
[도 1]을 참고하면, 본 실시예에 따른 실내난방 통합 수가열식 히팅 시스템은 하나의 유동펌프(10) 구동으로 열매체가 유동유닛(100)을 유동하면서 전원부 예열운전, 전원부 냉각운전, 실내 난방운전 및 전장부품 냉각운전 중 적어도 하나 이상의 운전을 실시할 수 있도록 한다.Referring to FIG. 1, the integrated heating system for heating a room according to the present embodiment has a heat medium flowing through a
유동유닛(100)은 열매체가 유동하는 전원 유동부(20), 전장 유동부(40) 및 난방 유동부(50)를 포함한다. 유동유닛(100)은 열매체가 저장될 수 있는 저장부(400)와, 전원 유동부(20) 및 전장 유동부(40)를 유동한 열매체가 합류할 수 있는 합류부(500)를 더 포함할 수 있다. 저장부(400)에는 열매체를 저장부(400)에 보충하기 위한 보충부(410)가 연결되어 있다.The
전장 유동부(40)는 전장 유동라인(41), 전장 방열부(42) 및 전장 방열밸브(43)를 포함한다.The full
전장 유동라인(41)은 열매체가 유동할 수 있는 관 형태로 형성되어 일측은 저장부(400)와 연결되어 있고 타측은 합류부(500)와 연결되어 있다. 전장 유동라인(41)은 친환경 자동차 주행을 위한 동력이 발생하는 모터 등으로 구성된 동력발생부(320), 동력발생부, 전류 따위를 제어하는 인버터(310) 등의 전장부품(300)을 경유한다.The electric
전장 유동라인(41)의 저장부(400)와 인버터(310) 사이에는 열매체 유동을 위한 유동펌프(10)가 배치되어 있다. 그리고 유동펌프(10)와 인버터(310) 사이에는 열매체 유동을 제어하는 유동밸브(44)가 배치되어 있다. 유동밸브(44)는 3-WAY 구조로 형성되어 있다.Between the
전장 방열밸브(43)는, 합류부(500)와 이웃하여 전장 유동라인(21) 타측에 배치되어 있다. 전장 방열밸브(43)는 3-WAY 구조로 형성되어 있다.The electric field
전장 방열부(42)는 유입부(421)와 배출부(422)를 가지며 유입부(421)는 전장 방열밸브(43)와 연결되어 있으며 배출부(422)는 저장부(400)와 연결되어 있다. 전장 방열부(42)는 열매체가 전장 유동라인(21)을 유동하면서 흡수한 열을 방출한다.The electric field
전장 방열밸브(43) 제어로 전장 유동라인(41)을 유동한 열매체는 합류부(500)로 유입되거나 전장 방열부(42)를 유동할 수 있다. 전장 방열부(42)를 유동한 열매체는 배출부(422)를 통해 저장부(400)로 유입될 수 있다.The heat medium flowing through the electric
전원 유동부(20)는, 전원 유동라인(21), 전원 방열밸브(22), 전원 방열부(23), 전원 우회밸브(24) 및 전원 우회라인(25)을 포함한다.The power
전원 유동라인(21)은 열매체가 유동할 수 있는 관 형태로 형성되어 일측은 유동밸브(44)와 연결되어 있고 타측은 합류부(500)와 연결되어 있으며 전원부(200)를 경유한다. 전원 유동라인(21)을 통해 전원부(200)를 경유하는 열매체는 전원부 예열운전 시 전원부(200)에 열을 더하여 전원부(200)를 예열시킬 수 있으며 전원부 냉각운전 시 전원부(200)의 열을 흡수하여 전원부(200)를 냉각시킬 수 있다.The power
전원 방열밸브(22)와 전원 우회밸브(24)는 전원 유동라인(21)에 간격을 두고 배치되어 있으며 전원 방열밸브(22)는 전원부(200)와 이웃하고 전원 우회밸브(24)는 합류부(500)와 이웃하게 위치한다. 전원 방열밸브(22)와 전원 우회밸브(24)는 3-WAY 구조로 형성되어 있다.The
전원 방열부(23)는 유입부(231)와 배출부(232)를 가지며 전원 방열밸브(22)와 이웃하게 배치되어 있다. 유입부(231)는 전원 방열밸브(22)와 연결되어 있고 배출부(232)는 전원 방열밸브(22)와 전원 우회밸브(24) 사이의 전원 유동라인(21)과 연결되어 있다. 전원부 냉각운전을 하면서 실내난방 운전을 하지 않을 때 전원 방열밸브(22)는 열매체가 전원 방열부(23)를 경유하도록 제어한다. 전원 방열부(23)를 경유한 열매체는 전원부(200)를 경유하면서 전원부(200)의 흡수한 열을 방출할 수 있고 배출부(232)를 통해 다시 전원 유동라인(21)으로 유입되어 전원 우회밸브(24) 방향으로 유동할 수 있다. 그러나 전원부 냉각운전을 하면서 실내난방 운전을 실시할 경우 전원 방열밸브(22)는 열매체가 전원 방열부(23)를 경유하지 않도록 제어한다.The
한편, 전원 방열부(23)의 배출부(232)는 전원 유동라인(21)과 연결되지 않고 저장부(400)와 연결될 수도 있다.Meanwhile, the
전원 우회라인(25)은 전원 유동라인(21)과 동일하게 관 형태로 형성되어 열매체가 유동할 수 있는 것으로 일측은 전원 우회밸브(24)와 연결되어 있고 타측은 저장부(400)와 연결되어 있다. 열매체가 전원 방열부(23)를 경유한 경우 전원 우회밸브(24)는 전원 유동라인(21)을 유동하는 열매체가 전원 우회라인(25)을 유동하도록 제어한다. 전원 우회라인(25)을 유동한 열매체는 저장부(400)로 유입될 수 있다. 한편, 전원 방열부(23)의 배출부(232)가 저장부(400)와 연결된 경우 전원 우회밸브(24)와 전원 우회라인(25)은 생략될 수 있다. 아울러 전원 유동라인(21)을 유동하는 열매체가 전원 방열부(23)를 경유하지 않은 경우 전원 우회밸브(24)는 열매체가 합류부(500) 방향으로 유동하도록 제어한다.The
난방 유동부(50)는, 난방 유동라인(51), 열교환 우회밸브(52) 및 열교환 우회라인(53)을 포함한다.The
난방 유동라인(51)은, 전원 유동라인(21)과 같은 구조로 형성되어 있으며 일측은 합류부(500)와 연결되어 있고 타측은 저장부(400)와 연결되어 열매체가 유동할 수 있다. 난방 유동라인(51)에는 유동하는 열매체를 가열하는 히터부(60)와 친환경 자동차의 실내와 열교환하는 열 교환기(70)가 간격을 두고 배치되어 있다.The
히터부(60)는 PTC히터, 전기히터 등으로 구성될 수 있으며, 열 교환기(70)는 히트코어(heat core)로 구성될 수 있다. 열 교환기(70)는 히터부(60)와 저장부(400) 사이에 위치한다. 히터부(60)와 열 교환기(70)는 친환경 자동차의 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The
유동밸브(44) 제어로 전장 유동라인(41)의 열매체는 난방 유동라인(51)을 따라 유동하여 히터부(60)와 열 교환기(70)를 경유하여 저장부(400)로 유입될 수 있다. 열매체는 히터부(60)를 경유하면서 기설정된 온도로 가열될 수 있고, 가열된 열매체는 열 교환기(70)를 경유하면서 친환경 자동차의 실내와 열교환하여 친환경 자동차의 실내를 난방할 수 있다.Under the control of the
열교환 우회밸브(52)는, 3-WAY 구조로 형성되어 있으며 히터부(60)와 열 교환기(70) 사이에 위치하여 난방 유동라인(51)에 배치되어 있다. 열교환 우회밸브(52)는 히터부(60)를 경유한 열매체가 열 교환기(70)를 경유하지 않도록 우회시킨다.The heat
열교환 우회라인(53)은, 난방 유동라인(51)과 같은 구조로 형성되어 있으며 열교환 우회밸브(52)와 저장부(400)를 연결한다. 이에 열교환 우회밸브(52) 제어로 우회된 열매체는 열교환 우회라인(53)을 통해 저장부(400) 방향으로 유동할 수 있다.The heat
위 설명과 도면에서 전장 유동라인(41)의 일측이 저장부(400)와 연결되고, 전장 유동라인(41) 타측과 전원 유동라인(21) 타측이 합류부(500)와 연결된 것으로 하였으나, 저장부(400)와 합류부(500)는 생략될 수 있다. 이 경우, 전장 유동라인(41)의 일측은 난방 유동라인(51)의 타측과 연결되고, 전원 유동라인(21)과 전장 유동라인(41)의 타측은 난방 유동라인(51) 일측과 바로 연결될 수 있다.In the above description and drawings, one side of the electric
또한, 전원 우회라인(25)의 타측과 열교환 우회라인(53) 타측은 전장 유동라인(41) 일측과 바로 연결될 수 있다. 전장 방열부(42)의 배출부(422) 또한 전장 유동라인(41) 일측과 바로 연결될 수 있다. 이에 열매체는 전원 유동라인(21), 전장 유동라인(41), 난방 유동라인(51) 및 전원 우회라인(25) 내에 저장되어 순환될 수 있다.In addition, the other side of the
다음은 [도 2] 내지 [도 4]를 참고하여 위에서 설명한 실내난방 통합 수가열식 히팅 시스템의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation of the indoor heating integrated hydrothermal heating system described above will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
본 실시예에 따른 실내 난방 통합 수가열식 히팅 시스템은 친환경 자동차가 저온(-20℃) 기동 시 히터부(60)로 열매체를 가열하여 전원부 예열운전 및 실내 난방운전을 실시할 수 있다.In the integrated heating system for indoor heating according to the present embodiment, an environmentally friendly vehicle may heat the heating medium to the
[도 2]를 참고하여 전원부 예열운전에 대하여 설명한다.The preheating operation of the power supply unit will be described with reference to FIG. 2.
먼저, 전원부 예열운전 시 유동펌프(10) 작동으로 열매체는 전장 유동라인(41)을 유동하면서 유동밸브(44) 제어로 전원 유동라인(21)을 유동할 수 있으며 히터부(60)는 합류부(500)를 통해 난방 유동라인(51)을 유동하는 열매체를 기 설정된 온도로 가열한다. 열매체는 전원부(200) 보다 높은 온도를 유지한다.First, during the preheating operation of the power supply unit, the heating medium may flow the electric
이때, 실내 난방운전을 하지 않고 전원부 예열운전만 실시하므로 열교환 우회밸브(52)는 가열된 열매체의 유동을 제어하여 열교환 우회라인(53)을 유동하도록 한다. 열매체는 저장부(400)를 통해 전장 유동라인(41)으로 유입되어 유동밸브(44) 제어로 전원 유동라인(21)을 유동하면서 전원부(200)를 경유한다. 이때 전원부(200) 온도가 열매체 온도보다 낮으므로 열매체 열은 전원부(200)로 전달되어 전원부(200)는 기 설정된 온도로 예열될 수 있다. 전원부(200)를 경유한 열매체는 전원 방열밸브(22) 및 전원 우회밸브(24) 제어로 합류부(500) 방향으로 유동하여 난방 유동라인(51)을 통해 히터부(60)를 경유하여 다시 가열될 수 있다.At this time, since only the preheating operation of the power supply unit is performed without the indoor heating operation, the heat
한편, 저장부(400)가 생략된 경우 열교환 우회라인(53)의 열매체는 전장 유동라인(41)으로 바로 유입되어 유동할 수 있다.On the other hand, when the
[도 3]을 참고하면 전원부 예열운전을 실시하면서 실내 난방운전을 동시에 할 수 있다.Referring to FIG. 3, indoor heating operation may be simultaneously performed while preheating the power unit.
전원부 예열운전을 하면서 실내 난방운전을 실시하면 유동펌프(44) 작동으로 저장부(400) 열매체는 전장 유동라인(41)을 유동하면서 유동밸브(44) 제어로 전원 유동라인(21)을 따라 유동할 수 있다. 전원 유동라인(21)의 열매체 온도는 전원부(200) 온도 보다 높으므로 전원부(200)를 경유하면서 전원부(200)에 열을 더하여 전원부(200)를 예열한다. 전원부(200)를 경유한 열매체는 합류부(500)를 통해 난방 유동라인(51)으로 유입되어 유동하면서 히터부(60)를 경유한다. 열매체는 히터부(60)를 경유하면서 기 설정된 온도로 가열될 수 있다.When the indoor heating operation is performed while the power supply unit is preheated, the
열교환 우회밸브(52)는 가열된 열매체를 난방 유동라인(51)을 통해 열 교환기(70)방향으로 유동하도록 제어한다. 열 교환기(70)를 경유하는 열매체는 열 교환기(70)를 통해 친환경 자동차의 실내와 열교환하여 실내 온도를 높이는 난방을 실시한다. 열 교환기(70)를 경유한 열매체는 다시 저장부(400)로 유입되어 유동펌프(10) 작동과 유동밸브(44) 제어로 전원 유동라인(21)을 유동할 수 있다.The heat
한편, 저장부(400)가 생략된 경우 열 교환기(70)를 경유한 열매체는 난방 유동라인(51)을 통해 전장 유동라인(41)으로 유입되어 유동밸브(44) 제어로 전원 유동라인(21)을 따라 유동할 수 있다.On the other hand, when the
친환경 자동차 주행에 따라 전원부(200) 및 전장부품(300)의 온도가 상승할 수 있다. 이에 친환경 자동차 주행 시 전원부 냉각운전과 전장부품 냉각운전을 실시할 수 있다. 전원부 냉각운전과 전장부품 냉각운전은 동시에 실시되거나 선택된 어느 하나만 실시될 수 있다.The temperature of the
[도 4]를 참고하여 먼저, 전원부 냉각운전에 대하여 설명한다.First, referring to FIG. 4, the power supply cooling operation will be described.
전원부 냉각운전은 열매체가 전원 유동라인(21)을 유동하여 전원부(200)의 열을 흡수하고 방출한다.In the power supply cooling operation, the heat medium flows through the power
전원부(200) 온도 보다 낮은 온도를 유지하는 열매체는 유동펌프(10) 작동으로 저장부(400)에서 전장 유동라인(41)을 유동하면서 유동밸브(44) 제어로 전원 유동라인(21)으로 유입되어 전원 유동라인(21)을 유동하여 전원부(200)를 경유한다. 이때 열매체 온도가 전원부(200) 온도 보다 낮아 전원부(200) 열은 열매체로 이동하게 되면서 전원부(200) 온도는 낮아질 수 있다.The heat medium maintaining the temperature lower than the
전원부(200) 열을 흡수한 열매체는 전원 방열밸브(22) 제어로 유입부(231)를 통해 전원 방열부(23)로 유입된다. 열매체는 전원 방열부(23)를 통과하면서 열을 방출하게 되어 온도가 낮아질 수 있다. 열을 방열한 열매체는 배출부(232)를 통해 전원 유동라인(21)으로 유입되어 전원 우회밸브(24) 방향으로 유동한다. 전원 우회밸브(24)는 열이 방열된 열매체를 전원 우회라인(25)으로 유도하여 저장부(400)로 유입시킨다.The heat medium absorbing heat from the
한편, 저장부(400)가 생략된 경우 전원 우회라인(25)의 열매체는 전장 유동라인(41) 일측으로 유입되어 유동할 수 있다. 이에 친환경 자동차 주행 시 열매체가 전원 유동라인(21)을 따라 유동하면서 전원부(200)의 열을 흡수하고 방출하므로 전원부(200)의 온도는 낮아질 수 있다.On the other hand, when the
다음으로 전장부품 냉각운전에 대하여 설명한다.Next, the electric component cooling operation is demonstrated.
전장부품 냉각운전은 전장 유동라인(41)을 따라 유동하여 전장부품(300)들의 열을 흡수하고 방출한다.The electric component cooling operation flows along the electric
이에, 유동펌프(10) 작동으로 열매체는 전장 유동라인(41)을 유동하고 이때 유동밸브(44) 제어로 열매체는 전원 유동라인(21)과 전장 유동라인(41)을 통해 전장부품(300) 방향으로 유동할 수 있다. 전장 유동라인(41)을 유동하는 열매체는 전장부품(300)들을 경유하며, 전장 유동라인(41) 열매체 온도가 전장부품(300)들의 온도보다 낮으므로 전장부품(300)들의 열은 열매체로 이동할 수 있다. 이에 전장부품(300)들의 온도는 낮아질 수 있다.Accordingly, the heat medium flows through the electric
전장부품(300) 열을 흡수한 열매체는 전장 유동라인(41)을 따라 유동하며 전장 방열밸브(43) 제어로 합류부(500)로 유입되지 못하고 전장 방열부(42)의 유입부(421)를 통해 전장 방열부(42)로 유입된다. 열매체가 전장 방열부(42)를 통과할 때 열매체 열은 방출되어 열매체 온도는 낮아진다. 열이 방출된 열매체는 배출부(422)를 통해 저장부(400)로 유입된다. 그러나 저장부(400)가 생략된 경우 배출부(422)의 열매체는 전장 유동라인(41)으로 유입되어 전장 유동라인(41)을 유동할 수 있다.The heat medium absorbing heat of the
이에, 친환경 자동차 주행 시 열매체가 전장 유동라인(41)을 따라 유동하면서 전장부품(300)들의 열을 흡수하고, 방출하므로 전장부품(300)들은 설정 온도를 유지할 수 있다.Thus, the heat medium absorbs and releases the heat of the
[도 5]를 참고하면, 전원부 냉각운전 및 전장부품 냉각운전 시 실내 난방운전을 실시할 수 있다. 이 경우 열매체는 유동밸브(44) 제어로 전장 유동라인(41)과 전원 유동라인(21)을 동시에 유동한다. 전원 유동라인(21)을 유동하면서 전원부(200)를 경유한 열매체는 전원 방열밸브(22) 제어로 전원 방열부(23)를 경유하지 않고 전원 유동라인(21)을 따라 합류부(500) 방향으로 유동하고, 전장부품(300)을 경유한 열매체는 전장 방열밸브(43) 제어로 전장 방열부(42)를 경유하지 않고 전장 유동라인(41)을 따라 합류부(500) 방향으로 유동한다.Referring to FIG. 5, the indoor heating operation may be performed during the cooling operation of the power supply unit and the cooling of the electric component. In this case, the heating medium simultaneously flows the electric
합류부(500)의 열매체는 난방 유동라인(51)을 따라 유동하면서 히터부(60)를 경유하여 가열될 수 있다. 열매체가 히터부(60)를 경유하기 전에 전원부(200)와 전장부품(300)의 열을 흡수하였으므로 열매체는 기설정된 온도를 유지할 수 있다. 이에 히터부(60)는 최소의 열로 열매체를 가열하므로 열매체 가열에 따른 에너지 소비를 최소화할 수 있다. 히터부(60)를 경유한 열매체는 가열된 상태에서 열교환 우회밸브(52) 제어로 열 교환기(70)를 경유하여 친환경 자동차의 실내와 열교환하여 실내를 난방 할 수 있다. 위 설명에서 전원부 냉각운전과 전장부품 냉각운전을 동시에 하는 것으로 설명하였으나, 전원부 냉각운전과 전장부품 냉각운전 중 어느 하나만 실시할 수도 있다.The heat medium of the
한편, 전원 유동라인(21)과 전장 유동라인(41)을 유동하여 합류부(500)에 합류된 열매체가 실내 난방운전을 실시할 수 있는 온도를 유지하는 경우 히터부(60)는 실내난방 유동라인(51)을 유동하는 열매체를 가열하지 않을 수 있다. 이에 열매체 가열에 따른 에너지 소비를 최소화할 수 있다.On the other hand, when the heating medium flows through the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
100: 유동유닛 10: 유동펌프
20: 전원 유동부 21: 전원 유동라인
22: 전원 방열밸브 23: 전원 방열부
231: 유입부 232: 배출부
24: 전원 우회밸브 25: 전원 우회라인
40: 전장 유동부 41: 전장 유동라인
42: 전장 방열부 421: 유입부
422: 배출부 43: 전장 방열밸브
44: 유동밸브 50: 난방 유동부
51: 난방 유동라인 52: 열교환 우회밸브
53: 열교환 우회라인 60: 히터부
70: 열 교환기 200: 전원부
300: 전장부품 310: 인버터
320: 동력발생부 400: 저장부
410: 보충부 500: 합류부100: flow unit 10: flow pump
20: power flow portion 21: power flow line
22: power dissipation valve 23: power dissipation
231: inlet 232: outlet
24: power bypass valve 25: power bypass line
40: electric field flow part 41: electric field flow line
42: electric field heat radiating portion 421: inlet portion
422: discharge portion 43: full length heat radiation valve
44: flow valve 50: heating flow portion
51: heating flow line 52: heat exchange bypass valve
53: heat exchange bypass line 60: heater unit
70: heat exchanger 200: power supply
300: electrical component 310: inverter
320: power generation unit 400: storage unit
410: replenishment 500: confluence
Claims (7)
상기 유동유닛은,
상기 열매체가 저장될 수 있는 저장부, 유동한 상기 열매체가 유입될 수 있는 합류부, 상기 합류부에서 유입되는 상기 열매체를 가열하는 히터부, 상기 히터부와 떨어져 있고 실내 공기와 상기 열매체를 열 교환하는 열 교환기, 상기 저장부와 상기 합류부를 연결하고 상기 전장부품을 경유하여 상기 전장부품을 냉각하기 위한 열매체가 유동하는 전장 유동부, 상기 전장 유동부에 위치하여 상기 저장부와 상기 전장부품 사이에 배치되어 있는 유동밸브, 상기 전장 유동부에 위치하여 상기 유동밸브와 상기 저장부 사이에 배치되어 있는 유동펌프, 상기 유동밸브와 상기 합류부를 연결하며 전원부를 경유하여 상기 전원부를 냉각 또는 예열하기 위한 열매체가 유동하는 전원 유동부, 상기 합류부와 상기 저장부를 연결하고 상기 히터부와 상기 열 교환기를 경유하는 난방 유동부, 상기 히터부와 상기 열 교환기 사이에 위치하여 난방 유동부에 배치된 열교환 우회밸브 및 상기 열 교환기를 우회하며 일측이 상기 열교환 우회밸브와 연결되어 타측이 상기 저장부와 연결되어 있는 열교환 우회라인
을 포함하고,
상기 전장 유동부 일측과 상기 난방 유동부 타측, 그리고 열교환 우회라인 타측은 상기 저장부에서 서로 연결되어 있고, 상기 전장 유동부 타측과 상기 전원 유동부 타측, 그리고 상기 난방 유동부 일측은 상기 합류부에서 서로 연결되어 있으며,
상기 히터부에 의해 가열된 난방 유동부의 열매체는 상기 유동펌프 구동으로 상기 난방 유동부를 유동하여 전장 유동부를 유동하며, 상기 유동밸브 제어로 상기 열매체는, 상기 전장 유동부와 상기 전원 유동부를 따라 타측 방향으로 유동하여 상기 난방 유동부 타측으로 유입되어 상기 난방 유동부를 유동하고,
상기 유동밸브 제어로 상기 유동펌프 구동으로 유동한 상기 열매체는 상기 전원 유동부와 전장 유동부를 선택적으로 또는 동시에 유동할 수 있으며,
상기 전원 유동부는, 열매체가 유동할 수 있고 일측은 유동밸브와 연결되어 있고 타측은 상기 합류부와 연결되어 있으며 전원부를 경유하는 전원 유동라인, 상기 전원 유동라인에 배치되어 있는 전원 방열밸브, 상기 전원 유동라인에 배치되어 있는 전원 우회밸브, 유입부와 배출부를 가지며 유입부가 상기 전원 방열밸브와 연결되어 있고 배출부가 상기 전원 방열밸브와 상기 전원 우회밸브 사이의 전원 유동라인과 연결된 전원 방열부 및 상기 전원 우회밸브와 상기 저장부를 연결하는 전원 우회라인을 포함하며,
상기 전원 냉각운전으로 상기 저장부의 열매체는 상기 유동펌프와 상기 유동밸브 제어로, 상기 전원 유동라인을 유동하면서 전원부의 열을 흡수하고 상기 전원 방열밸브 제어로 상기 전원 방열부를 경유하여 열을 방출하며 열이 방출된 상기 열매체는 상기 전원 우회밸브 제어로 상기 전원 우회라인을 통해 상기 저장부로 유입되고,
상기 전장 유동부는, 상기 저장부와 상기 합류부를 연결하며 상기 유동펌프, 상기 유동밸브가 배치되어 있고 상기 전장부품을 경유하는 전장 유동라인, 상기 합류부와 상기 전장부품 사이에 위치하여 상기 전장 유동라인에 배치된 전장 방열밸브 및 유입부와 배출부를 가지며 유입부가 상기 전장 방열밸브와 연결되어 있고 배출부가 상기 저장부와 연결된 전장 방열부를 포함하며,
상기 전장부품 냉각운전으로 상기 저장부의 열매체는 상기 유동펌프와 상기 유동밸브 제어로 상기 전장 유동라인을 유동하면서 전장부품의 열을 흡수하고 상기 전장 방열밸브 제어로 상기 전장 방열부를 경유하여 열을 방출하며 열이 방출된 상기 열매체는 상기 저장부로 유입되는
실내난방 통합 수가열식 히팅 시스템.While the heating medium flows through one flow unit, at least one of power preheating operation, power supply cooling operation, indoor heating operation, and electrical component cooling operation is performed.
The flow unit,
A storage unit in which the heat medium can be stored, a confluence part through which the flowing heat medium can flow, a heater part for heating the heat medium flowing from the confluence part, and separated from the heater part and heat exchange between the indoor air and the heat medium A heat exchanger for connecting the heat exchanger, the storage unit and the confluence unit, and a heat medium for cooling the electric component by way of the electric component, and located between the storage unit and the electric component. A flow valve disposed between the flow valve and the storage unit and positioned between the flow valve and the storage unit; and a heat medium for cooling or preheating the power supply unit via a power supply unit. Is connected to the confluence unit and the storage unit, and the heater unit and the heat exchanger A heat exchange bypass valve disposed between the heater flow unit and the heater unit and the heat exchanger, bypassing the heat exchanger, and one side connected to the heat exchange bypass valve, and the other side connected to the storage unit. Heat exchanger bypass line
Including,
One side of the electric field flow part, the other side of the heating flow part, and the other side of the heat exchange bypass line are connected to each other in the storage part, the other side of the electric field flow part, the other side of the power flow part, and the one side of the heating flow part are at the confluence part. Connected to each other,
The heating medium of the heating flow portion heated by the heater portion flows the heating flow portion by driving the flow pump to flow an electric field flow portion, and the heating medium controls the heat medium through the electric field flow portion and the power supply flow portion in the other direction. Flows into the heating flow part and flows into the heating flow part,
The heat medium flowing in the flow pump driving by the flow valve control may flow selectively or simultaneously with the power supply flow portion and the electric field flow portion,
The power supply flow portion, the heat medium can flow, one side is connected to the flow valve and the other side is connected to the confluence and the power flow line via the power supply, the power dissipation valve disposed in the power flow line, the power supply A power dissipation valve disposed in the flow line, a power dissipation part having an inlet part and a discharge part having an inlet part connected to the power dissipation valve, and a discharge part connected to a power flow line between the power dissipation valve and the power bypass valve; It includes a power bypass line for connecting the bypass valve and the reservoir,
In the power supply cooling operation, the heat medium of the storage unit controls the flow pump and the flow valve, absorbs heat from the power supply unit while flowing the power supply flow line, and releases heat through the power supply heat dissipation unit through the power heat radiation valve control. The discharged heat medium is introduced into the storage unit through the power bypass line by the power bypass valve control,
The electric field flow part connects the storage part and the confluence part, and the electric flow pump and the flow valve are disposed in the electric field flow line passing through the electric part, and the electric field flow line is located between the electric part and the electric part. An electric field heat dissipation valve and an inlet portion and an outlet portion disposed in the inlet portion connected to the electric field heat dissipation valve and the discharge portion includes an electric field heat dissipation portion connected to the storage portion,
The heat medium of the storage part cools the electric parts by flowing the electric field flow line through the flow pump and the flow valve control and absorbs heat from the electric parts, and releases heat through the electric heat radiating part through the electric heat radiating valve control. The heat medium from which heat is released flows into the storage unit.
Indoor heating integrated heating system.
상기 전원 예열운전 시 상기 열매체는, 상기 전원 유동부를 유동하면서 상기 난방 유동부에 배치된 히터부를 경유하여 가열되고, 상기 열매체는 상기 열교환 우회밸브 제어로 상기 열교환 우회라인으로 유입되어 상기 열 교환기를 경유하지 않고 상기 전장 유동부를 유동하여 유동밸브 제어로 상기 전원 유동부로 유동하는
실내난방 통합 수가열식 히팅 시스템.In claim 1,
During the power supply preheating operation, the heat medium is heated through the heater part disposed in the heating flow part while the power flow part flows, and the heat medium is introduced into the heat exchange bypass line by the heat exchange bypass valve control to pass through the heat exchanger. Flows to the power supply flow portion by flow valve control without flowing the electric field flow portion
Indoor heating integrated heating system.
전원 냉각운전과, 전장부품 냉각운전 및 실내 난방운전 시 상기 열매체는, 상기 전원 유동부와 상기 전장 유동부를 유동하여 열을 흡수하여 상기 합류부에서 합류하고 상기 히터부에서 가열되어 상기 열 교환기를 경유하는
실내난방 통합 수가열식 히팅 시스템.In claim 1,
During the power supply cooling operation, the electric component cooling operation, and the indoor heating operation, the heat medium flows through the power flow portion and the electric field flow portion, absorbs heat, joins the confluence portion, and is heated in the heater portion to pass through the heat exchanger. doing
Indoor heating integrated heating system.
상기 전원부는 배터리 모듈(Battery Module) 또는 연료전지 스택(Fuelcell Stack)인 실내난방 통합 수가열식 히팅 시스템.In claim 1,
The power supply unit is a battery module (Battery Module) or a fuel cell stack (Fuelcell Stack) integrated heating of the room heating system.
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