KR20200011749A - 전기자동차용 공조장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치 및 그 제어방법은 제1유체와 제2유체가 서로 분리된 상태로 흐르면서 제1유체와 제2유체간에 열교환이 되도록 하는 열교환부; 제2유체가 흐르는 라인을 통해 열교환부와 연결되며 열교환부와의 사이에서 제2유체가 순환하며, 제2유체를 가열 또는 냉각하는 열원부; 제2유체가 열교환부와 열원부 사이를 순환하도록 제2유체에 순환력을 부여하는 순환부; 및 열교환부를 흐르는 제1유체의 유량을 이용하여 제2유체의 필요 유량을 결정하고, 제2유체의 필요 유량에 따라 순환부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

전기자동차용 공조장치 및 그 제어방법 {APPARATUS AND CONTROL METHOD OF AIR CONDITIONER FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 공조를 위해 마련된 제1유체를 제2유체와 열교환시키되, 제2유체의 유량을 가변제어함으로써 제1유체의 가열 또는 냉각 효율을 효과적으로 개선하는 전기자동차용 공조장치 및 그 제어방법에 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.
한편, 전기자동차에서 난방을 효과적으로 수행할 목적으로 HVAC(Heat, Ventilation, Air Conditioning) 하우징 내부에 히터코어를 마련하게 되는데, 히터코어는 히터에 의해 승온된 냉각수를 HVAC 하우징 내부를 유동하는 공기와 열교환시킴으로써, 공조용 공기를 승온시키는 역할을 수행한다.
히터코어 및 히터를 거치는 냉각수 라인 상에는 냉각수 유량을 확보하도록 동작하는 워터펌프가 구비되는데, 종래에는 워터펌프가 일정 RPM으로만 동작하도록 마련되었는데, 이는 상황에 따라 물을 목표온도로 데우는데 많은 에너지와 시간이 소요되는 원인이 되었다.
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, 제1유체와 열교환되는 제2유체의 유량을 제1유체의 유량에 기반하여 가변제어함으로써, 제1유체의 가열 또는 냉각 효율을 효과적으로 개선하는 전기자동차용 공조장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치는 제1유체와 제2유체가 서로 분리된 상태로 흐르면서 제1유체와 제2유체간에 열교환이 되도록 하는 열교환부; 제2유체가 흐르는 라인을 통해 열교환부와 연결되며 열교환부와의 사이에서 제2유체가 순환하며, 제2유체를 가열 또는 냉각하는 열원부; 제2유체가 열교환부와 열원부 사이를 순환하도록 제2유체에 순환력을 부여하는 순환부; 및 열교환부를 흐르는 제1유체의 유량을 이용하여 제2유체의 필요 유량을 결정하고, 제2유체의 필요 유량에 따라 순환부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
제어부는 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차 또는 제1유체의 유량 또는 제2유체의 유량 중 어느 하나 이상에 기반하여 열원부의 구동량을 산출하고, 산출된 구동량으로 열원부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제1유체는 공조 대상이 되는 공기이고, 열교환부는 내부에 제2유체가 흐르는 실내 공조용 히터코어이며, 열원부는 히터이고, 순환부는 펌프인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치 제어방법은 열교환부를 흐르는 제1유체의 유량을 산출하는 단계; 제1유체의 유량을 입력으로 하고 제2유체의 필요 유량을 출력으로 하는 데이터맵을 이용함으로써, 열교환부를 흐르는 제1유체의 유량을 이용하여 제2유체의 필요 유량을 결정하는 단계; 및 제2유체의 필요 유량에 따라 순환부의 가동 정도를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
제2유체의 필요 유량은, 데이터맵에 의해 제1유체의 유량과 비례한 값으로 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
제2유체의 필요 유량은, 제1유체의 유량에 따라 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 토출 온도가 목표 토출 온도에 도달하는데 소요되는 시간이 가장 짧아지는 유량값으로 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차, 제1유체의 유량 또는 제2유체의 유량 중 어느 하나 이상에 기반하여 열원부의 구동량을 산출하고, 산출된 구동량으로 열원부를 구동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구동단계는, 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차, 제1유체의 유량 및 제2유체의 유량에 기반하여 열원부를 기준으로 제2유체의 목표 토출 온도를 산출하는 과정과, 열원부를 기준으로 제2유체의 목표 토출 온도에 기반하여 열원부의 구동량을 산출하는 과정과, 산출된 구동량으로 열원부를 구동하는 과정으로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
열원부를 기준으로 제2유체의 목표 토출 온도는, 제1유체의 유량, 제1유체의 비열 및 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차를 곱한 값을 제2유체의 유량 및 제2유체의 비열로 나눈 값에 열원부를 기준으로 제2유체의 현재 유입 온도를 더한 값으로 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
열원부의 구동량은, 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도와 목표 토출 온도간의 온도차 및 제1유체의 유량을 입력으로 하고, 열원부의 구동량을 출력으로 하는 데이터맵을 이용함으로써 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
구동단계 후, 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 토출 온도 및 목표 토출 온도 간의 온도차에 따라 제1유체가 흐르는 라인에서 열교환부 상류 측에 구비된 온도조절도어의 개도량을 조절하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
차량 이상신호가 발생하거나 실내공조 정지가 요구될 경우, 열원부 및 순환부의 가동을 중지한 후, 실내공조를 정지 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 전기자동차용 공조장치 및 그 제어방법에 따르면, 제1유체의 유량에 따라 제2유체의 유량을 가변제어함으로써, 제2유체가 히터에 의해 목표 온도에 도달하는데 소요되는 에너지 및 시간을 효과적으로 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 공조장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 공조장치 제어방법을 도시한 순서도,
도 3은 제1유체의 유량에 따른 제2유체의 필요 유량을 도시한 데이터맵,
도 4는 제2유체의 유량에 따라 제1유체가 목표 토출 온도에 도달하는데 소요되는 시간을 도시한 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기자동차용 공조장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 공조장치를 도시한 도면이고, 도 3은 제1유체의 유량에 따른 제2유체의 필요 유량을 도시한 데이터맵이며, 도 4는 제2유체의 유량에 따라 제1유체가 목표 토출 온도에 도달하는데 소요되는 시간을 도시한 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 전기자동차용 공조장치는 제1유체와 제2유체가 서로 분리된 상태로 흐르면서 제1유체와 제2유체간에 열교환이 되도록 하는 열교환부(10); 제2유체가 흐르는 라인을 통해 열교환부(10)와 연결되며 열교환부(10)와의 사이에서 제2유체가 순환하며, 제2유체를 가열 또는 냉각하는 열원부(30); 제2유체가 열교환부(10)와 열원부(30) 사이를 순환하도록 제2유체에 순환력을 부여하는 순환부(20); 및 열교환부(10)를 흐르는 제1유체의 유량을 이용하여 제2유체의 필요 유량을 결정하고, 제2유체의 필요 유량에 따라 순환부(20)를 제어하는 제어부(50);를 포함할 수 있다.
즉, 제1유체는 전기자동차의 공조를 위해 유동하는 유체이고, 제2유체는 제1유체와 분리된 상태로 흐르는 또 다른 유체이다.
본 발명의 열교환부(10)는 전기자동차의 공조를 위해 유동하는 제1유체를 제2유체와 열교환시킴으로써 목표온도로 승온 또는 냉각시키는 장치이다. 여기서, 제1유체가 목표로 하는 온도로 수렴하기 위해서는 열교환되는 제2유체의 정밀한 온도 제어가 필수적이다.
이를 위해, 본 발명에서는 제2유체가 흐르는 라인 상에 구비되어 제2유체를 가열 또는 냉각하는 열원부(30)가 구비된다. 아울러, 열교환부(10)와 열원부(30) 사이를 제2유체가 원활하게 순환하도록 제2유체가 흐르는 라인 상에는 순환력을 제공하는 순환부(20)가 구비된다.
이러한 시스템에서, 제1유체가 목표로 하는 온도로 수렴하는데 제어변수로 작용하는 요소에는 제2유체의 온도 뿐만 아니라 제2유체의 유량도 포함된다.
따라서, 본 발명에서 제어부(50)는 열교환부(10)를 흐르는 제1유체의 유량에 기반하여 순환부(20)로부터 제공되어야 할 제2유체의 필요 유량을 결정하고, 그에 따라 순환력을 제공하도록 마련된다.
이와 관련하여, 도 3을 참조하면 열교환부(10)를 흐르는 제1유체의 유량에 따라 순환부(20)를 통해 토출되어야 할 제2유체의 목표 토출 유량이 증가함을 알 수 있다. 이러한 데이터맵을 활용하여 제어부(50)는 제1유체의 유량을 기반으로 제2유체의 목표 토출 유량을 결정할 수 있다.
그 이유는, 도 4를 참조하면 제1유체의 유량이 고정된 상태에서 제2유체의 유량이 변화함에 따라 제1유체가 목표하는 온도에 도달하는 시간이 가변되기 때문이다.
즉, 지나치게 제2유체의 유량이 적을 경우에는 제1유체와 열교환되는 제2유체의 양이 줄어들기 때문에, 제1유체가 목표 온도에 도달하는데 많은 시간이 소모된다. 반대로, 지나치게 제2유체의 유량이 많을 경우에는 제1유체와 열교환될 제2유체의 양은 늘어나나 제2유체 자체가 승온 또는 냉각되는데 소요되는 시간이 오래걸리기 때문에 제1유체를 목표 온도에 도달시키는데 많은 시간이 소모되게 된다.
따라서, 순환부(20)가 적정한 제2유체 유량을 토출하도록 순환력을 제공함으로써, 제1유체의 온도를 목표온도로 수렴시키는데 소요되는 시간 및 에너지를 최소화할 수 있다.
아울러, 제어부(50)는 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차 또는 제1유체의 유량 또는 제2유체의 유량 중 어느 하나 이상에 기반하여 열원부(30)의 구동량을 산출하고, 산출된 구동량으로 열원부(30)를 제어할 수 있다.
즉, 제1유체를 목표 토출 온도로 적정하게 수렴시키는 데에는 제2유체를 가열 또는 냉각하는 열원부(30)의 구동량도 제어인자로서 포함된다. 이때, 열원부(30)의 구동량이 적정하지 않다면, 제1유체가 목표 온도로 승온 또는 냉각되는데 소요되는 시간이 길어지거나, 제1유체가 목표 온도보다 과도하게 히팅 또는 냉각되어 제어 정확성이 떨어질 수 있는바, 정확한 열원부(30)의 구동량을 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 열원부(30)의 구동량은, 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차에 의해 가변되어 산출된다. 즉, 상술한 온도차가 클수록 열원부(30)의 구동량이 커야만 신속하게 제1유체를 승온 또는 냉각시킬 수 있다. 반대로, 온도차가 작다면 열원부(30)의 구동량을 작게하여 정확하게 제1유체를 목표 온도로 승온 또는 냉각시킬 수 있다. 또한, 열원부(30)의 구동량은, 제1,2유체의 유량과도 밀접한 관련이 있는데 구체적인 설명은 후술하도록 하겠다.
본 발명에서, 제1유체는 공조 대상이 되는 공기이고, 열교환부(10)는 내부에 제2유체가 흐르는 실내 공조용 히터코어이며, 열원부(30)는 히터이고, 순환부(20)는 펌프일 수 있다. 따라서, 열원부(30)의 구동량은 전력(W)에 해당되고, 순환부(20)의 순환력은 RPM값을 의미한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상술한 전기자동차용 공조장치의 제어방법에 대하여 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 공조장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 전기자동차용 공조장치 제어방법은 열교환부(10)를 흐르는 제1유체의 유량을 산출하는 단계(S100); 제1유체의 유량을 입력으로 하고 제2유체의 필요 유량을 출력으로 하는 데이터맵을 이용함으로써, 열교환부(10)를 흐르는 제1유체의 유량을 이용하여 제2유체의 필요 유량을 결정하는 단계(S110); 및 제2유체의 필요 유량에 따라 순환부(20)의 가동 정도를 제어하는 단계(S120);를 포함할 수 있다.
즉, 제어부(50)는 열교환부(10)를 흐르는 제1유체의 유량에 기반하여 제2유체의 필요 유량을 결정하고, 제2유체의 필요 유량에 따라 순환부(20)의 가동 정도를 제어함으로써, 제1유체의 온도 제어 속효성을 극대화하는 제2유체의 유량을 순환부(20)가 제공하도록 마련한다.
여기서, 제2유체의 필요 유량은, 데이터맵에 의해 제1유체의 유량과 비례한 값으로 결정될 수 있다. 이는 도 3에 도시된 데이터맵을 통해 확인할 수 있다.
구체적으로, 제2유체의 필요 유량은, 제1유체의 유량에 따라 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 토출 온도가 목표 토출 온도에 도달하는데 소요되는 시간이 가장 짧아지는 유량값으로 산출될 수 있다.
즉, 도 4을 참조하면 제1유체의 유량이 고정된 상태에서, 제1유체가 목표 토출 온도에 도달하는데 소요되는 시간이 가장 짧아지는 제2유체의 유량이 제2유체의 필요 유량으로 설정될 수 있다. 그에 따라, 제1유체를 제어한 본 발명의 시스템 속효성을 확보하고, 에너지 소모량을 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 전기자동차용 공조장치 제어방법은 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차, 제1유체의 유량 또는 제2유체의 유량 중 어느 하나 이상에 기반하여 열원부(30)의 구동량을 산출하고, 산출된 구동량으로 열원부(30)를 구동하는 단계(S130);를 더 포함할 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이 적정한 구동량을 산출하여 열원부(30)를 구동시킴으로써, 제1유체를 목표 토출 온도로 신속하면서도 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
구체적으로, 구동단계(S130)는, 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차, 제1유체의 유량 및 제2유체의 유량에 기반하여 열원부(30)를 기준으로 제2유체의 목표 토출 온도를 산출하는 과정(S130-1)과, 열원부(30)를 기준으로 제2유체의 목표 토출 온도에 기반하여 열원부(30)의 구동량을 산출하는 과정(S130-2)과, 산출된 구동량으로 열원부(30)를 구동하는 과정(S130-3)으로 구성될 수 있다.
즉, 1차적으로 제어부(50)는 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차, 제1유체의 유량 및 제2유체의 유량에 기반하여 열원부(30)로부터 토출되어야 할 제2유체의 목표 토출 온도를 산출한다(S130).
여기서, 열원부(30)를 기준으로 제2유체의 목표 토출 온도는, 제1유체의 유량, 제1유체의 비열 및 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차를 곱한 값을 제2유체의 유량 및 제2유체의 비열로 나눈 값에 열원부를 기준으로 제2유체의 현재 유입 온도를 더한 값으로 산출될 수 있다.
이는 아래와 같은 수식으로 산출될 수 있다.
Figure pat00001
m_air: 제1유체의 유량
C_air: 제1유체의 비열
T_air-out: 제1유체의 목표 토출 온도
T_air-out: 제1유체의 현재 유입 온도
m_water: 제2유체의 유량
C_water: 제2유체의 비열
T_water-out: 제2유체의 목표 토출 온도
T_water-out: 제2유체의 현재 유입 온도
이는 열원부(30)를 통한 제2유체의 방열량과 열교환부(10)를 통한 제1유체의 방열량이 동일하다는 전제하에 계산된 수식이다.
여기서, 제2유체의 목표 토출 온도를 제외한 데이터들은 온도센서를 통해 측정하거나, 제어부를 통해 산출된 값이거나, 상수로서 제2유체의 목표 토출 온도를 산출하는데 이용된다.
이와 같이 산출된 제2유체의 목표 토출 온도에 기반하여 열원부(30)의 구동량을 산출하고(S130-2) 실제 구동(S130-3)함으로써, 원하는 제1유체의 목표 토출 온도를 구현할 수 있다.
또는, 열원부(30)의 구동량은 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도와 목표 토출 온도간의 온도차 및 제1유체의 유량을 입력으로 하고, 열원부(30)의 구동량을 출력으로 하는 데이터맵을 이용함으로써 산출될 수 있다.
즉, 제2유체의 유량은 제1유체의 유량에 기반하여 산출되는 것이기 때문에, 열원부(30)의 구동량은 제1유체의 유량 및 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도와 목표 토출 온도간의 온도차 데이터만을 이용하더라도 산출할 수 있다.
따라서, 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도와 목표 토출 온도간의 온도차 및 제1유체의 유량에 따라 맵핑된 데이터맵을 활용하여 열원부(30)의 구동량을 산출함으로써, 보다 신속하고 간결하게 열원부(30) 구동량을 도출해낼 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 전기자동차용 공조장치 제어방법은 구동단계(S130) 후, 열교환부(10)를 기준으로 제1유체의 현재 토출 온도 및 목표 토출 온도 간의 온도차에 따라 제1유체가 흐르는 라인에서 열교환부(10) 상류 측에 구비된 온도조절도어(40)의 개도량을 조절하는 단계(S140);를 더 포함할 수 있다.
즉, 본 발명은 제2유체와의 열교환을 통해 제1유체를 목표 토출 온도로 수렴시키는 제어를 수행하는데, 미세한 오차에 의해 제1유체의 실제 토출 온도와, 목표 토출 온도간에 차이가 발생할 수 있다.
따라서, 제어부(50)는 제1유체의 현재 토출 온도와 목표 토출 온도간의 온도차에 따라 온도조절도어(40)의 개도량을 조절함으로써 HVAC 시스템에서 토출되는 제1유체의 온도를 미세 조절할 수 있다.
여기서, 온도조절도어(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1유체가 유동하는 라인 중 열교환부(10) 상류 측에 구비되어, 제1유체가 열교환부(10)를 바이패스하거나 유동하는 정도를 조절하도록 마련된다.
따라서, 제1유체의 현재 토출 온도와 목표 토출 온도가 서로 상이할 경우, 온도조절도어(40)의 개도량 조절을 통해 제1유체가 열교환부(10)를 바이패스하는 정도를 가변함으로써, 제1유체의 토출 온도를 목표 토출 온도에 정확히 수렴시킬 수 있다.
하지만, 이러한 온도조절도어(40)의 개도량 제어는 제1유체의 현재 토출 온도와 목표 토출 온도의 차이가 발생할 경우에만 수행되는 것으로써, 개도량 제어를 최소화하여 냉난방 에너지 소모량을 최소화할 수 있다.
아울러, 본 발명의 전기자동차용 공조장치 제어방법은 차량 이상신호가 발생하거나 실내공조 정지가 요구될 경우, 열원부(30) 및 순환부(20)의 가동을 중지한 후, 실내공조를 정지 제어하는 단계(S150);를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 전기자동차용 공조장치 및 그 제어방법에 따르면, 제1유체의 유량에 따라 제2유체의 유량을 가변제어함으로써, 제2유체가 히터에 의해 목표 온도에 도달하는데 소요되는 에너지 및 시간을 효과적으로 저감할 수 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: 열교환부
20: 순환부
30: 열원부
40: 온도조절도어
50: 제어부

Claims (12)

  1. 제1유체와 제2유체가 서로 분리된 상태로 흐르면서 제1유체와 제2유체간에 열교환이 되도록 하는 열교환부;
    제2유체가 흐르는 라인을 통해 열교환부와 연결되며 열교환부와의 사이에서 제2유체가 순환하며, 제2유체를 가열 또는 냉각하는 열원부;
    제2유체가 열교환부와 열원부 사이를 순환하도록 제2유체에 순환력을 부여하는 순환부; 및
    열교환부를 흐르는 제1유체의 유량을 이용하여 제2유체의 필요 유량을 결정하고, 제2유체의 필요 유량에 따라 순환부를 제어하는 제어부;를 포함하는 전기자동차용 공조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제어부는 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차 또는 제1유체의 유량 또는 제2유체의 유량 중 어느 하나 이상에 기반하여 열원부의 구동량을 산출하고, 산출된 구동량으로 열원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1유체는 공조 대상이 되는 공기이고, 열교환부는 내부에 제2유체가 흐르는 실내 공조용 히터코어이며, 열원부는 히터이고, 순환부는 펌프인 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치.
  4. 청구항 1의 전기자동차용 공조장치를 제어하는 방법으로서,
    열교환부를 흐르는 제1유체의 유량을 산출하는 단계;
    제1유체의 유량을 입력으로 하고 제2유체의 필요 유량을 출력으로 하는 데이터맵을 이용함으로써, 열교환부를 흐르는 제1유체의 유량을 이용하여 제2유체의 필요 유량을 결정하는 단계; 및
    제2유체의 필요 유량에 따라 순환부의 가동 정도를 제어하는 단계;를 포함하는 전기자동차용 공조장치 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    제2유체의 필요 유량은, 데이터맵에 의해 제1유체의 유량과 비례한 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치 제어방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    제2유체의 필요 유량은, 제1유체의 유량에 따라 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 토출 온도가 목표 토출 온도에 도달하는데 소요되는 시간이 가장 짧아지는 유량값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치 제어방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차, 제1유체의 유량 또는 제2유체의 유량 중 어느 하나 이상에 기반하여 열원부의 구동량을 산출하고, 산출된 구동량으로 열원부를 구동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    구동단계는, 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차, 제1유체의 유량 및 제2유체의 유량에 기반하여 열원부를 기준으로 제2유체의 목표 토출 온도를 산출하는 과정과,
    열원부를 기준으로 제2유체의 목표 토출 온도에 기반하여 열원부의 구동량을 산출하는 과정과,
    산출된 구동량으로 열원부를 구동하는 과정으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치 제어방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    열원부를 기준으로 제2유체의 목표 토출 온도는, 제1유체의 유량, 제1유체의 비열 및 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도 및 목표 토출 온도간의 온도차를 곱한 값을 제2유체의 유량 및 제2유체의 비열로 나눈 값에 열원부를 기준으로 제2유체의 현재 유입 온도를 더한 값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치 제어방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    열원부의 구동량은, 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 유입 온도와 목표 토출 온도간의 온도차 및 제1유체의 유량을 입력으로 하고, 열원부의 구동량을 출력으로 하는 데이터맵을 이용함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치 제어방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    구동단계 후, 열교환부를 기준으로 제1유체의 현재 토출 온도 및 목표 토출 온도 간의 온도차에 따라 제1유체가 흐르는 라인에서 열교환부 상류 측에 구비된 온도조절도어의 개도량을 조절하는 단계;를 더 포함하는 전기자동차용 공조장치 제어방법.
  12. 청구항 4에 있어서,
    차량 이상신호가 발생하거나 실내공조 정지가 요구될 경우, 열원부 및 순환부의 가동을 중지한 후, 실내공조를 정지 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치 제어방법.
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