KR102450408B1 - 차량의 공조시스템 - Google Patents

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Abstract

배터리라디에이터, 메인밸브, 고전압배터리코어 및 냉각용열교환기를 제1냉각수가 순환하도록 마련되되, 상기 냉각용열교환기는 실내공조용 냉매라인과 열교환 가능하도록 구비된 배터리순환라인; 수가열히터가 구비되며, 상기 메인밸브를 통해 상기 배터리순환라인에 선택적으로 연결되는 분기라인; 및 상기 메인밸브와 수가열히터 및 냉매라인 가동의 제어를 통해 상기 고전압배터리코어를 선택적으로 냉각 또는 승온시키는 제어부;를 포함하는 차량의 공조시스템이 소개된다.

Description

차량의 공조시스템 {HVAC SYSTEM OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 공조시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고전압배터리를 효율적으로 냉각 또는 승온하여 에너지 소비를 줄이고 차량 주행거리의 연장이 가능하도록 하는 차량의 공조시스템에 관한 것이다.
최근 환경친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제해결을 사회적 이슈로 대두되고 있는 것이 전기자동차이다. 전기자동차는 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 출력하는 모터를 이용하여 작동한다. 따라서, 이산화탄소의 배출이 없고, 소음이 아주 작으며, 모터의 에너지효율은 엔진의 에너지효율보다 높은 장점이 있어 친환경 자동차로 각광받고 있다.
이런 전기자동차를 구현함에 있어 핵심기술은 배터리 모듈과 관련한 기술이며, 최근 배터리의 경량, 소형화, 짧은 충전시간 등에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 배터리 모듈은 최적의 온도환경에서 사용하여야 최적의 성능과 긴 수명을 유지할 수 있다. 그러나 구동 중 발생하는 열과 외부의 온도변화에 의해 최적의 온도환경에서 사용하기 어려운 실정이다.
또한, 전기자동차는 내연기관처럼 별도의 엔진에서 연소시 발생되는 폐열원이 없어 전기식 난방장치로 겨울철 차량 실내난방을 수행하고, 또한 혹한기 시 배터리 충방전 성능을 향상시키기 위해 웜업이 필요하므로, 별도의 냉각수 가열식 전기 히터를 각각 구성하여 사용한다. 즉, 배터리 모듈의 최적의 온도환경 유지를 위해 배터리 모듈 온도조절을 위한 냉난방 시스템을 차량 실내 공조를 위한 냉난방 시스템과는 별도로 운용하는 기술을 채택하고 있다. 다시 말하면, 독립된 2개의 냉난방 시스템을 구축하여 하나는 실내 냉난방에 사용하고, 다른 하나는 배터리 모듈 온도조절을 위한 용도로 활용하고 있는 것이다.
그러나 상기와 같은 방법으로 운영하는 경우 에너지를 효율적으로 관리하지 못하므로, 항속거리가 짧아 장거리 운행이 불가하며, 주행거리가 여름철 냉방시 30%, 겨울철 난방시 40% 이상 축소되어 내연기관에서 문제되지 않았던 겨울철 난방 문제가 더욱 심각해진다.
특히, 겨울철의 경우에는 전장부품측의 발열량이 고전압배터리부의 발열량 보다 많고, 고전압배터리는 공기와 접촉하는 면적이 커서 주행 시 외기온에 의해 고전압배터리의 발열량 보다 냉각이 더 많이 되므로 고전압배터리가 작동되는 적정온도를 만족하지 못해 고전압배터리의 출력이 저하되는 문제가 발생된다. 그러므로 동절기에는 고전압배터리의 효율적인 관리를 위해 주행 중 고전압배터리를 승온시켜야만 하는 과제가 주어진다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR10-1448656 (B1)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량의 실내난방과 배터리 승온에 필요한 에너지를 효율적으로 관리하여 주행거리의 연장이 가능하면서도 생산원가를 절감할 수 있는 차량의 공조시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 공조시스템은 배터리라디에이터, 메인밸브, 고전압배터리코어 및 냉각용열교환기를 제1냉각수가 순환하도록 마련되되, 상기 냉각용열교환기는 실내공조용 냉매라인과 열교환 가능하도록 구비된 배터리순환라인; 수가열히터가 구비되며, 상기 메인밸브를 통해 상기 배터리순환라인에 선택적으로 연결되는 분기라인; 및 상기 메인밸브와 수가열히터 및 냉매라인 가동의 제어를 통해 상기 고전압배터리코어를 선택적으로 냉각 또는 승온시키는 제어부;를 포함한다.
상기 분기라인은 일단은 메인밸브와 연결되고, 타단은 상기 배터리순환라인에 연결됨으로써, 상기 분기라인에 의해 제1냉각수가 상기 배터리라디에이터를 바이패스하도록 형성될 수 있다.
상기 배터리순환라인 중 상기 고전압배터리코어 및 냉각용열교환기를 포함하는 라인의 일부와 상기 분기라인이 연결되어 냉난방라인을 형성하고, 상기 냉난방라인은 내부에 제1냉각수가 순환되는 폐루프일 수 있다.
상기 냉난방라인에는 상기 제어부에 의해 제어되는 순환펌프가 구비되되, 상기 순환펌프는 상기 냉난방라인에 해당되는 상기 배터리순환라인 상에 위치될 수 있다.
상기 냉각용열교환기는 상기 분기라인과 상기 배터리순환라인이 연결되는 지점과 상기 고전압배터리코어 사이에 위치되되, 상기 냉난방라인에 해당되는 상기 배터리순환라인 상에 구비될 수 있다.
상기 메인밸브는 3WAY-밸브이고, 상기 배터리라디에이터측의 제1포트, 상기 수가열히터측의 제2포트 및 상기 고전압배터리코어측의 제3포트로 구성되며, 상기 제어부는 상기 고전압배터리코어의 냉각이 필요한 경우 상기 메인밸브의 제1포트를 폐쇄하고 상기 냉매라인을 가동하여 제1냉각수가 상기 냉난방라인을 순환하되, 상기 냉각용열교환기에서 상기 냉매라인의 냉매와 열교환하여 냉각된 후 상기 고전압배터리코어를 냉각시키도록 제어할 수 있다.
상기 메인밸브는 3WAY-밸브이고, 상기 배터리라디에이터측의 제1포트, 상기 수가열히터측의 제2포트 및 상기 고전압배터리코어측의 제3포트로 구성되며, 상기 제어부는 상기 고전압배터리코어의 승온이 필요한 경우 상기 메인밸브의 제1포트를 폐쇄하고 상기 수가열히터를 작동하여 제1냉각수가 상기 냉난방라인을 순환하되, 상기 수가열히터에 의해 가열된 후 상기 고전압배터리코어를 승온시키도록 제어할 수 있다.
상기 메인밸브는 3WAY-밸브이고, 상기 배터리라디에이터측의 제1포트, 상기 수가열히터측의 제2포트 및 상기 고전압배터리코어측의 제3포트로 구성되며, 상기 제어부는 상기 고전압배터리코어의 냉각이 필요한 경우 상기 메인밸브의 제2포트를 폐쇄하여 제1냉각수가 상기 배터리순환라인을 순환하여 상기 배터리라디에이터에서 외기와 열교환하여 냉각된 후 상기 고전압배터리코어를 냉각시키도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 냉각모드인 경우, 상기 메인밸브를 제어하여 상기 분기라인으로 제1냉각수가 순환되도록 하고, 상기 냉각용열교환기를 통해 냉각된 제1냉각수가 상기 고전압배터리코어를 냉각시키도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 승온모드인 경우, 상기 메인밸브 및 수가열히터를 제어하여 상기 분기라인으로 제1냉각수가 순환되도록 하고, 상기 수가열히터를 통해 가열된 제1냉각수가 상기 고전압배터리코어를 승온시키도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 외기온냉각모드인 경우, 상기 메인밸브를 제어하여 상기 배터리순환라인으로 제1냉각수가 순환되도록 하고, 상기 배터리라디에이터를 통해 냉각된 제1냉각수가 상기 고전압배터리코어를 냉각시키도록 제어할 수 있다.
상기 냉매라인에는 상기 냉매라인의 냉매가 상기 냉각용열교환기 내에서 상기 배터리순환라인의 제1냉각수와 열교환 가능하도록 냉매를 공급 또는 차단하도록 하는 보조밸브가 구비될 수 있다.
상기 제어부는 상기 수가열히터의 고장 시, 상기 메인밸브를 제어하여 상기 분기라인으로 냉각수가 흐르는 것을 차단함으로써, 상기 수가열히터를 통과한 고온의 냉각수가 상기 고전압배터리코어로 유입되어 상기 고전압배터리를 손상시키는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 공조시스템에 따르면, 외기온냉각모드로 사전에 고전압배터리코어를 냉각시켜 에너지를 저감할 수 있는 효과가 있으며, 수가열히터의 고장 시 메인밸브를 이용하여 분기라인을 차단함으로써, 고온의 냉각수가 고전압배터리코어로 유입되어 고전압배터리코어가 영구적으로 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다. 또한, 수가열히터 대비 냉각용열교환기를 고전압배터리코어와 근접한 상류방향에 배치하여 주행 중 열손실을 고려하였다. 그러므로 에너지를 효율적으로 관리하여 차량의 주행거리를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 공조시스템의 냉각모드를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 공조시스템의 승온모드를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 공조시스템의 외기온냉각모드를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량의 공조시스템의 냉각모드를 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 공조시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 공조시스템의 냉각모드를 도시한 도면이고, 도 2는 승온모드를 도시한 도면이며, 도 3은 외기온냉각모드를 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량의 공조시스템의 냉각모드를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량의 공조시스템은 배터리라디에이터(200), 메인밸브(810), 고전압배터리코어(100) 및 냉각용열교환기(400)를 제1냉각수가 순환하도록 마련되되, 상기 냉각용열교환기(400)는 실내공조용 냉매라인(50)과 열교환 가능하도록 구비된 배터리순환라인(10); 수가열히터(700)가 구비되며, 상기 메인밸브(810)를 통해 상기 배터리순환라인(10)에 선택적으로 연결되는 분기라인(30); 및 상기 메인밸브(810)와 수가열히터(700) 및 냉매라인(50) 가동의 제어를 통해 상기 고전압배터리코어(100)를 선택적으로 냉각 또는 승온시키는 제어부(600);를 포함한다.
상기 배터리순환라인(10)은 상기 배터리라디에이터(200), 메인밸브(810), 고전압배터리코어(100) 및 냉각용열교환기(400)를 제1냉각수가 순환하도록 마련되되, 상기 냉각용열교환기(400)는 실내공조용 냉매라인(50)과 열교환 가능하도록 구비된다. 또한, 상기 배터리순환라인(10)에는 상기 제어부(600)에 의해 구동 또는 정지되도록 제어되는 순환펌프(850)를 더 포함한다. 따라서, 상기 순환펌프(850)의 작동에 의해 제1냉각수가 상기 배터리순환라인(10) 내를 순환하게 된다. 제1냉각수가 상기 배터리순환라인(10)을 순환하는 순서를 보다 상세하게 설명하면, 도 1 내지 3에 도시한 것처럼, 상기 배터리라디에이터(200), 냉각용열교환기(400), 순환펌프(850), 고전압배터리코어(100) 및 메인밸브(810)를 통과한 후 다시 상기 배터리라디에이터(200)를 순환하게 된다. 그러나 도 4에서처럼, 상기 배터리라디에이터(200), 메인밸브(810), 순환펌프(850), 고전압배터리코어(100) 및 냉각용열교환기(400)를 통과한 후 다시 상기 배터리라디에이터(200)를 순환하게 구성할 수도 있다. 상기한 경로는 특히, 외기온냉각모드일 때 제1냉각수가 순환하는 경로가 된다.
상기 분기라인(30)은 상기 수가열히터(700)가 구비되며, 상기 메인밸브(810)를 통해 상기 배터리순환라인(10)에 선택적으로 연결된다. 보다 상세하게는 상기 분기라인(30)은 일단은 메인밸브(810)와 연결되고, 타단은 상기 배터리순환라인(10)에 연결됨으로써, 상기 분기라인(30)에 의해 제1냉각수가 상기 배터리라디에이터(200)를 바이패스하도록 형성된다. 상기 분기라인(30)에는 상기 제어부(600)에 의해 가동 또는 정지되도록 제어되는 상기 수가열히터(700)가 구비되며, 상기 수가열히터(700)는 상기 고전압배터리코어(100)의 승온 시 가동된다.
상기 배터리순환라인(10) 중 상기 고전압배터리코어(100), 순환펌프(850) 및 냉각용열교환기(400)를 포함하는 라인의 일부와 상기 분기라인(30)이 연결되어 냉난방라인(40)을 형성한다. 또한, 상기 냉난방라인(40)은 내부에 제1냉각수가 순환되는 폐루프인 것이 바람직할 것이다. 따라서, 상기 배터리순환라인(10)은 외기온냉각모드일 때 제1냉각수가 순환하는 라인과 냉각모드 또는 승온모드일 때 제1냉각수가 순환하는 라인이 다르게 되며, 특히, 상기 고전압배터리코어(100), 순환펌프(850) 및 냉각용열교환기(400)를 포함하는 라인에는 항상 제1냉각수가 흐르게 된다. 즉, 상기 배터리순환라인(10)은 상기 분기라인(30)을 기준으로 일측에는 상기 배터리라디에이터(200)가 위치되고, 타측에는 상기 냉각용열교환기(400), 순환펌프(850) 및 고전압배터리코어(100)가 위치됨으로써, 상기한 외기온냉각모드 및 냉난방모드 모두에서 제1냉각수가 폐루프를 구현하며 순환하게 되며, 상기 고전압배터리코어(100)를 외기온으로 냉각, 냉각용열교환기(400)에 의한 냉각 또는 수가열히터(700)를 통한 승온이 가능하게 되는 것이다. 또한, 여기서 상기 메인밸브(810)는 도면에 도시한 것처럼, 상기 분기라인(30)의 상기 수가열히터(700)의 상류지점 또는 하류지점 중 어느 한 지점 이상에 위치해도 무방할 것이다.
특히, 상기 배터리순환라인(10)은 상기 냉각용열교환기(400)를 통해서 실내공조용 냉매라인(50)과 열교환 가능하도록 구비된다. 상기 냉매라인(50)은 컴프레서(800), 공냉식컨덴서(900), 팽창밸브(830) 및 증발기(910)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 냉매라인(50)에는 상기 냉매라인(50)의 냉매가 상기 냉각용열교환기(400)에서 열교환할 수 있도록 분기되는 라인이 형성되고, 상기 분기된 라인에는 상기 제어부(600)에 의해 제어되는 보조밸브(840)가 구비되어, 상기 냉각용열교환기(400)로의 냉매를 공급 또는 차단된다. 따라서, 실내냉방과 상기 고전압배터리코어(100)의 냉각이 필요한 경우, 상기 제어부(600)는 상기 냉매라인(50)을 가동하게 되는데, 여기서 상기 냉매라인(50)을 가동한다는 것은 상기 컴프레서(800)를 구동하여 냉매를 순환시킨다는 것과 일맥상통할 것이다. 따라서, 실내냉방과 상기 고전압배터리코어(100)의 냉각이 필요한 경우 상기 냉매라인(50)과 열교환한 제1냉각수가 상기 고전압배터리코어(100)를 냉각시키는 것이다.
또한, 본 발명의 차량의 공조시스템은 상기한 배터리냉각라인(10), 분기라인(30), 냉난방라인(40) 및 냉매라인(50) 외에도 전장라디에이터(300) 및 전장부품코어(500)를 제2냉각수가 독립적으로 순환하도록 마련된 전장부품냉각라인(20);을 더 포함하여 구성된다. 상기 전장부품냉각라인(20)에는 전장펌프(860)가 구비되고, 상기 제어부(600)는 상기 전장펌프(860)가 구동 또는 정지하도록 제어한다. 이때, 상기 전장펌프(860)의 위치는 폐루프 내에서는 어디에 위치되어도 무관할 것이다.
상기 제어부(600)는 상기 메인밸브(810)와 수가열히터(700) 및 냉매라인(50) 가동의 제어를 통해 상기 고전압배터리코어(100)를 선택적으로 냉각 또는 승온시킨다. 상기 메인밸브(810)는 3WAY-밸브일 수 있으나, 꼭 3WAY-밸브에 한정하는 것은 아니다. 본 명세서에서는 3WAY-밸브로 예를 들어 설명하도록 한다. 상기 메인밸브(810)는 상기 배터리라디에이터(200)측의 제1포트(811), 상기 수가열히터(700)측의 제2포트(812) 및 상기 고전압배터리코어(100)측의 제3포트(813)로 구성된다.
도면을 통해 각각의 모드에서의 냉각수의 흐름을 알아보도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 공조시스템의 냉각모드를 도시한 도면으로서, 상기 제어부(600)는 냉각모드인 경우, 상기 메인밸브(810)를 제어하여 상기 분기라인(30)으로 제1냉각수가 순환되도록 하고, 제1냉각수가 상기 냉매라인(50)의 냉매와 상기 냉각용열교환기(400)를 통해 냉각된 후 상기 고전압배터리코어(100)를 냉각시키도록 제어한다. 물론, 이때 상기 수가열히터(700)는 정지된 상태이다.
보다 상세하게는 상기 제어부(600)는 상기 고전압배터리코어(100)의 냉각이 필요한 경우 상기 메인밸브(810), 냉매라인(50) 및 순환펌프(850)를 제어한다. 따라서, 상기 제어부(600)는 상기 메인밸브(810)의 제1포트(811)를 폐쇄하고 상기 제2포트(812)와 제3포트(813)를 개방하며 상기 냉매라인(50)을 가동하여 제1냉각수가 상기 냉난방라인(40) 내에서 상기 냉각용열교환기(400), 순환펌프(850), 고전압배터리코어(100), 메인밸브(810)를 순환하도록 제어한다. 따라서, 제1냉각수가 상기 냉각용열교환기(400)에서 상기 냉매라인(50)의 냉매와 열교환하여 냉각된 후 상기 고전압배터리코어(100)를 냉각시키게 되는 것이다. 이때, 필요하다면 실내냉방 역시 동시에 수행 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 공조시스템의 승온모드를 도시한 도면으로서, 상기 제어부(600)는 승온모드인 경우, 상기 메인밸브(810) 및 수가열히터(700)를 제어하여 상기 분기라인(30)으로 제1냉각수가 순환되도록 하고, 상기 수가열히터(700)를 통해 가열된 제1냉각수가 상기 고전압배터리코어(100)를 승온시키도록 제어한다. 물론, 이때 상기 냉각용열교환기(400)에서는 별도로 열교환이 일어나지 않는다.
보다 상세하게는 상기 제어부(600)는 상기 고전압배터리코어(100)의 승온이 필요한 경우 상기 메인밸브(810), 수가열히터(700) 및 순환펌프(850)를 제어한다. 따라서, 상기 제어부(600)는 상기 메인밸브(810)의 제1포트(811)를 폐쇄하고 상기 제2포트(812)와 제3포트(813)를 개방하며 상기 수가열히터(700)를 가동하여 제1냉각수가 상기 냉난방라인(40) 내에서 상기 수가열히터(700), 순환펌프(850), 고전압배터리코어(100), 메인밸브(810)를 순환하도록 제어한다. 따라서, 제1냉각수가 상기 수가열히터(700)에 의해 가열된 후 상기 고전압배터리코어(100)를 승온시키게 되는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 공조시스템의 외기온냉각모드를 도시한 도면으로서, 상기 제어부(600)는 외기온냉각모드인 경우, 상기 메인밸브(810)를 제어하여 상기 배터리순환라인(10)으로 제1냉각수가 순환되도록 하고, 상기 배터리라디에이터(200)를 통해 냉각된 제1냉각수가 상기 고전압배터리코어(100)를 냉각시키도록 제어한다. 물론, 이때 상기 수가열히터(700)는 정지된 상태이다.
보다 상세하게는 상기 제어부(600)는 상기 고전압배터리코어(100)의 외기온냉각이 필요한 경우 상기 메인밸브(810) 및 순환펌프(850)를 제어한다. 상기 제어부(600)는 상기 메인밸브(810)의 제2포트(812)를 폐쇄하고 상기 제1포트(811)와 제3포트(813)를 개방하며 제1냉각수가 상기 배터리순환라인(10) 내에서 상기 배터리라디에이터(200), 순환펌프(850), 고전압배터리코어(100) 및 메인밸브(810)를 순환하도록 제어한다. 따라서, 제1냉각수가 상기 배터리순환라인(10)을 순환하여 상기 배터리라디에이터(200)에서 외기와 열교환하여 냉각된 후 상기 고전압배터리코어(100)를 냉각시키게 되는 것이다. 이때, 필요하다면 실내냉방 역시 동시에 수행 가능하며 그러한 경우 상기 제어부(600)는 상기 냉매라인(50)을 가동하여 실내냉방을 수행한다.
물론, 상기한 냉각모드, 승온모드 및 외기온냉각모드에서 구성을 도 4와 같이 변경하여 제1냉각수가 상기 고전압배터리코어(100)를 통과한 후 상기 냉각용열교환기(400)를 통과하도록 변경 가능하고, 상기 메인밸브(810)의 위치 역시 변경 가능할 것이다.
따라서, 상기와 같은 본 발명의 차량의 공조시스템에 의하면, 외기온냉각모드로 사전에 고전압배터리코어(100)를 냉각시켜 에너지를 저감할 수 있는 효과가 있으며, 수가열히터(700)의 고장 시 메인밸브(810)를 이용하여 분기라인(30)을 차단함으로써, 고온의 냉각수가 고전압배터리코어(100)로 유입되어 고전압배터리코어(100)가 영구적으로 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다. 또한, 수가열히터(700) 대비 냉각용열교환기(400)를 고전압배터리코어(100)와 근접한 상류방향에 배치하여 주행 중 열손실을 고려하였다. 그러므로 에너지를 효율적으로 관리하여 차량의 주행거리를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 : 배터리순환라인 20 : 전장부품냉각라인
30 : 분기라인 40 : 냉난방라인
50 : 냉매라인 100 : 고전압배터리코어
200 : 배터리라디에이터 300 : 전장라디에이터
400 : 냉각용열교환기 500 : 전장부품코어
600 : 제어부 700 : 수가열히터
800 : 컴프레서 810 : 메인밸브
811 : 제1포트 812 : 제2포트
813 : 제3포트 830 : 팽창밸브
840 : 보조밸브 850 : 순환펌프
860 : 전장펌프 900 : 공냉식컨덴서
910 : 증발기

Claims (14)

  1. 배터리라디에이터, 메인밸브, 고전압배터리코어 및 냉각용열교환기를 제1냉각수가 순환하도록 마련되되, 상기 냉각용열교환기는 실내공조용 냉매라인과 열교환 가능하도록 구비된 배터리순환라인;
    수가열히터가 구비되며, 상기 메인밸브를 통해 상기 배터리순환라인에 선택적으로 연결되는 분기라인; 및
    상기 메인밸브와 수가열히터 및 냉매라인 가동의 제어를 통해 상기 고전압배터리코어를 선택적으로 냉각 또는 승온시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 배터리순환라인 상에 순환펌프가 배치되며,
    상기 제어부는 외기온냉각모드인 경우, 상기 메인밸브를 제어하여 상기 배터리순환라인에 제1냉각수가 순환되도록 함으로써, 순환펌프의 작동에 따라 배터리라디에이터를 통해 냉각된 제1냉각수가 냉각용열교환기와, 순환펌프와, 고전압배터리코어와, 메인밸브를 순서대로 통과한 후, 배터리라디에이터에 다시 순환되는 한편, 실내공조용 냉매라인의 냉매와 냉각용열교환기의 냉각수가 열교환되는 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분기라인은 일단은 메인밸브와 연결되고, 타단은 상기 배터리순환라인에 연결됨으로써, 상기 분기라인에 의해 제1냉각수가 상기 배터리라디에이터를 바이패스하도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리순환라인 중 상기 고전압배터리코어 및 냉각용열교환기를 포함하는 라인의 일부와 상기 분기라인이 연결되어 냉난방라인을 형성하고, 상기 냉난방라인은 내부에 제1냉각수가 순환되는 폐루프인 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 냉난방라인에는 상기 제어부에 의해 제어되는 순환펌프가 구비되되, 상기 순환펌프는 상기 냉난방라인에 해당되는 상기 배터리순환라인 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 냉각용열교환기는 상기 분기라인과 상기 배터리순환라인이 연결되는 지점과 상기 고전압배터리코어 사이에 위치되되, 상기 냉난방라인에 해당되는 상기 배터리순환라인 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 메인밸브는 3WAY-밸브이고, 상기 배터리라디에이터측의 제1포트, 상기 수가열히터측의 제2포트 및 상기 고전압배터리코어측의 제3포트로 구성되며, 상기 제어부는 상기 고전압배터리코어의 냉각이 필요한 경우 상기 메인밸브의 제1포트를 폐쇄하고 상기 냉매라인을 가동하여 제1냉각수가 상기 냉난방라인을 순환하되, 상기 냉각용열교환기에서 상기 냉매라인의 냉매와 열교환하여 냉각된 후 상기 고전압배터리코어를 냉각시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 메인밸브는 3WAY-밸브이고, 상기 배터리라디에이터측의 제1포트, 상기 수가열히터측의 제2포트 및 상기 고전압배터리코어측의 제3포트로 구성되며, 상기 제어부는 상기 고전압배터리코어의 승온이 필요한 경우 상기 메인밸브의 제1포트를 폐쇄하고 상기 수가열히터를 작동하여 제1냉각수가 상기 냉난방라인을 순환하되, 상기 수가열히터에 의해 가열된 후 상기 고전압배터리코어를 승온시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 메인밸브는 3WAY-밸브이고, 상기 배터리라디에이터측의 제1포트, 상기 수가열히터측의 제2포트 및 상기 고전압배터리코어측의 제3포트로 구성되며, 상기 제어부는 상기 고전압배터리코어의 냉각이 필요한 경우 상기 메인밸브의 제2포트를 폐쇄하여 제1냉각수가 상기 배터리순환라인을 순환하여 상기 배터리라디에이터에서 외기와 열교환하여 냉각된 후 상기 고전압배터리코어를 냉각시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 냉각모드인 경우, 상기 메인밸브를 제어하여 상기 분기라인으로 제1냉각수가 순환되도록 하고, 상기 냉각용열교환기를 통해 냉각된 제1냉각수가 상기 고전압배터리코어를 냉각시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 승온모드인 경우, 상기 메인밸브 및 수가열히터를 제어하여 상기 분기라인으로 제1냉각수가 순환되도록 하고, 상기 수가열히터를 통해 가열된 제1냉각수가 상기 고전압배터리코어를 승온시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  11. 삭제
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매라인에는 상기 냉매라인의 냉매가 상기 냉각용열교환기 내에서 상기 배터리순환라인의 제1냉각수와 열교환 가능하도록 냉매를 공급 또는 차단하도록 하는 보조밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수가열히터의 고장 시, 상기 메인밸브를 제어하여 상기 분기라인으로 냉각수가 흐르는 것을 차단함으로써, 상기 수가열히터를 통과한 고온의 냉각수가 상기 고전압배터리코어로 유입되어 상기 고전압배터리를 손상시키는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
  14. 배터리라디에이터, 메인밸브, 고전압배터리코어 및 냉각용열교환기를 제1냉각수가 순환하도록 마련되되, 상기 냉각용열교환기는 실내공조용 냉매라인과 열교환 가능하도록 구비된 배터리순환라인;
    수가열히터가 구비되며, 상기 메인밸브를 통해 상기 배터리순환라인에 선택적으로 연결되는 분기라인; 및
    상기 메인밸브와 수가열히터 및 냉매라인 가동의 제어를 통해 상기 고전압배터리코어를 선택적으로 냉각 또는 승온시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 배터리순환라인 상에 순환펌프가 배치되며,
    상기 제어부는 외기온냉각모드인 경우, 상기 메인밸브를 제어하여 상기 배터리순환라인에 제1냉각수가 순환되도록 함으로써, 순환펌프의 작동에 따라 배터리라디에이터를 통해 냉각된 제1냉각수가 메인밸브와, 순환펌프와, 고전압배터리코어와, 냉각용열교환기를 순서대로 통과한 후, 배터리라디에이터에 다시 순환되는 한편, 실내공조용 냉매라인의 냉매와 냉각용열교환기의 냉각수가 열교환되는 것을 특징으로 하는 차량의 공조시스템.
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