KR20220168395A - 전기 자동차의 난방 시스템 - Google Patents

전기 자동차의 난방 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220168395A
KR20220168395A KR1020210078081A KR20210078081A KR20220168395A KR 20220168395 A KR20220168395 A KR 20220168395A KR 1020210078081 A KR1020210078081 A KR 1020210078081A KR 20210078081 A KR20210078081 A KR 20210078081A KR 20220168395 A KR20220168395 A KR 20220168395A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
line
cooling
mode
temperature
Prior art date
Application number
KR1020210078081A
Other languages
English (en)
Inventor
서정민
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020210078081A priority Critical patent/KR20220168395A/ko
Priority to US17/831,225 priority patent/US20220402333A1/en
Priority to CN202210685396.2A priority patent/CN115476645A/zh
Priority to DE102022115045.3A priority patent/DE102022115045A1/de
Publication of KR20220168395A publication Critical patent/KR20220168395A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/03—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
    • B60H1/034—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant from the cooling liquid of the propulsion plant and from an electric heating device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/00392—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for electric vehicles having only electric drive means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B60H1/00807—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being a specific way of measuring or calculating an air or coolant temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
    • B60H1/143—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the heat being derived from cooling an electric component, e.g. electric motors, electric circuits, fuel cells or batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2221—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2246—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant obtaining information from a variable, e.g. by means of a sensor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

차량의 난방 시스템이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 난방 시스템은 냉각 팬이 장착되는 라디에이터가 배치되는 냉각 라인; 냉각수를 가열하는 냉각수 가열 히터와 실내 난방을 위한 실내 히터가 배치되고 상기 냉각 라인과 유체적으로 연결되는 히팅 라인; 상기 냉각 라인과 상기 히팅 라인을 유체적으로 연결하고 제1 전동식 워터 펌프와 전장 부품이 배치되는 제1 분기 라인; 상기 냉각 라인과 상기 히팅 라인을 유체적으로 연결하고 제2 전동식 워터 펌프가 배치되는 제2 분기 라인; 상기 냉각 라인, 상기 히팅 라인, 및 상기 제1 분기 라인의 분기점에 배치되는 제1 밸브; 및 상기 냉각 라인, 상기 히팅 라인, 및 상기 제2 분가 라인의 분기점에 배치되는 제2 밸브를 포함하고, 난방 모드는 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 동작에 의해, 상기 히팅 라인과 상기 제2 분기 라인이 폐회로를 형성하고, 상기 냉각 라인과 상기 제1 분기 라인이 폐회로를 형성하는 제1 모드, 또는 상기 히팅 라인과 상기 제1 분기 라인이 폐회로를 형성하는 제2 모드로 동작될 수 있다.

Description

전기 자동차의 난방 시스템{HEATING SYSTEM OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차의 난방 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전장 부품에서 발생되는 폐열을 차량의 난방에 사용할 수 있는 전기 자동차의 난방 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 공조시스템은 임의의 기후와 주행조건에서도 탑승자로 하여금 쾌적한 환경을 갖게 한다. 특히, 동절기에 주로 사용하게 되는 공조시스템의 난방모드는 차량의 실내 공기를 따뜻하게 하고, 습기로 인해 차량의 유리가 흐려지거나 유리 상에 김이 서리는 것을 방지함으로써, 운전자로 하여금 쾌적하고 안전한 운전을 할 수 있도록 한다.
이러한 난방모드는 주행 시, 엔진으로부터 발생되는 열을 이용해 온수식 히터를 이용하는 것으로 공기 흡입덕트를 통해 도입되는 외기를 온수식 히터를 통과시켜 그 온도를 상승시키고, 블로어를 이용하여 디프로스터 및 실내분출용 덕트를 통해 차량 실내로 불어내는 방식이다.
한편, 최근 에너지 효율과 환경오염 문제에 대한 관심이 날로 커지면서 내연기관 자동차를 실질적으로 대체할 수 있는 친환경 자동차의 개발이 요구되고 있으며, 이러한 친환경 자동차는 보통 연료전지나 전기를 동력원으로 하여 구동되는 전기 자동차나, 엔진과 전기배터리를 이용하여 구동되는 하이브리드 자동차로 구분된다.
이러한 친환 자동차 중, 전기 자동차에 적용되는 공조 시스템은 엔진을 대신하여 구동되는 별도의 실내 난방용 히터에서 고온의 냉각수와 실내 난방용 공기와의 열교환을 통해 난방이 이루어지기 때문에, 히터에서 소모되는 전력에 의해 추가적인 에너지 손실이 발생하게 된다.
반면, 종래의 내연기관 자동차의 경우, 겨울철과 같이 외부 온도가 낮은 경우, 엔진에서 발생하는 폐열을 활용하여 차량의 내부를 난방하기 때문에, 별도의 에너지 손실이 발생하지 않는다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기 자동차에 실내 난방시에 에너지 효율을 높일 수 있는 전기 자동차의 난방 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 난방 시스템은 냉각 팬이 장착되는 라디에이터가 배치되는 냉각 라인; 냉각수를 가열하는 냉각수 가열 히터와 실내 난방을 위한 실내 히터가 배치되고 상기 냉각 라인과 유체적으로 연결되는 히팅 라인; 상기 냉각 라인과 상기 히팅 라인을 유체적으로 연결하고 제1 전동식 워터 펌프와 전장 부품이 배치되는 제1 분기 라인; 상기 냉각 라인과 상기 히팅 라인을 유체적으로 연결하고 제2 전동식 워터 펌프가 배치되는 제2 분기 라인; 상기 냉각 라인, 상기 히팅 라인, 및 상기 제1 분기 라인의 분기점에 배치되는 제1 밸브; 및 상기 냉각 라인, 상기 히팅 라인, 및 상기 제2 분가 라인의 분기점에 배치되는 제2 밸브를 포함하고, 난방 모드는 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 동작에 의해, 상기 히팅 라인과 상기 제2 분기 라인이 폐회로를 형성하고, 상기 냉각 라인과 상기 제1 분기 라인이 폐회로를 형성하는 제1 모드, 또는 상기 히팅 라인과 상기 제1 분기 라인이 폐회로를 형성하는 제2 모드로 동작될 수 있다.
상기 전장 부품 하류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도, 상기 제1 전동식 워터 펌프 상류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도, 상기 실내 히터 하류의 상기 히팅 라인을 흐르는 냉각수의 온도, 난방 스위치의 온 또는 오프 상태, 상기 냉각수 가열 히터의 동작 상태를 기초로 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드가 절환될 수 있다.
상기 난방 스위치가 오프 되거나, 또는 상기 전장 부품 하류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도가 설정 온도 이하이면, 상기 난방 모드는 제1 모드로 동작될 수 있다.
상기 제1 모드에서 상기 제1 전동식 워터 펌프, 상기 제2 전동식 워터 펌프, 및 상기 냉각 팬이 동작될 수 있다.
상기 난방 스위치가 온 되고, 상기 전장 부품 하류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이며, 상기 냉각수 가열 히터가 온 상태이면, 상기 난방 모드는 제1 모드로 동작될 수 있다.
상기 제1 모드에서 상기 제1 전동식 워터 펌프와 상기 제2 전동식 워터 펌프는 동작되며, 상기 냉각 팬은 정지될 수 있다.
상기 난방 스위치가 온 되고, 상기 전장 부품 하류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이며, 상기 냉각수 가열 히터가 오프 상태이고, 상기 전장 부품 하류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도가 상기 실내 히터 하류의 상기 히팅 라인을 흐르는 냉각수의 온도보다 높으면, 상기 난방 모드는 제2 모드로 동작될 수 있다.
상기 제2 모드에서 상기 제1 전동식 워터 펌프, 상기 제2 전동식 워터 펌프, 및 상기 냉각 팬이 동작될 수 있다.
상기 냉각수 가열 히터는 설정 온도 범위 이내에서 작동될 수 있다.
상기 제1 전동식 워터 펌프 상류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도가 임계 온도 이상이면, 상기 난방 모드는 제1 모드로 동작될 수 있다.
상기 제1 모드에서 상기 제1 전동식 워터 펌프, 상기 제2 전동식 워터 펌프, 및 상기 냉각 팬이 동작될 수 있다.
상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 삼방 밸브일 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 난방 시스템에 의하면, 히팅 라인과 냉각 라인을 필요에 따라 선택적으로 분리함으로써, 전장 부품에서 발생하는 폐열을 차량의 난방에 사용할 수 있고, 이를 통해 전력 소모를 절감할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 난방 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 난방 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 난방 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 난방 시스템의 동작을 설명하기 위한 작동 상태도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 난방 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 난방 시스템의 구성을 도시한 블록도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 난방 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 난방 시스템은 냉각 팬(13)이 장착되는 라디에이터가 배치되는 냉각 라인(10), 냉각수를 가열하는 냉각수 가열 히터(21)와 실내 난방을 위한 실내 히터(23)가 배치되고 냉각 라인(10)과 유체적으로 연결되는 히팅 라인(20), 냉각 라인(10)과 히팅 라인(20)을 연결하고 제1 전동식 워터 펌프(31)와 전장 부품(33)이 배치되는 제1 분기 라인(30), 및 냉각 라인(10)과 히팅 라인(20)을 연결하고 제2 전동식 워터 펌프(41)가 배치되는 제2 분기 라인(40)을 포함할 수 있다.
냉각 라인(10), 히팅 라인(20), 제1 분기 라인(30), 및 제2 분기 라인(40)은 냉각수가 순환되도록 선택적으로 유체적으로 연결될 수 있다.
히팅 라인(20)에 배치되는 냉각수 가열 히터(21)와 실내 히터(23)는 냉각수의 흐름 방향에 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 그리고 제1 분기 라인(30)에 배치되는 제2 전동식 워터 펌프(41)와 전장 부품(33)은 냉각수의 흐름 방향에 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 난방 시스템은 히팅 라인(20)과 제2 분기 라인(40)이 폐회로를 형성하고, 냉각 라인(10)과 제1 분기 라인(30)이 폐회로를 형성하는 제1 모드, 및 히팅 라인(20)과 제1 분기 라인(30)이 폐회로를 형성하고, 냉각 라인(10)과 제2 분기 라인(40)은 개회로를 형성하는 제2 모드로 동작될 수 있다.
이를 위해, 냉각 라인(10), 히팅 라인(20), 및 제1 분기 라인(30)이 합류하는 지점에 제1 밸브(50)가 배치되고, 냉각 라인(10), 히팅 라인(20), 및 제2 분기 라인(40)이 합류하는 지점에 제2 밸브(60)가 배치될 수 있다. 제1 밸브(50)와 제2 밸브(60)는 삼방 밸브(3-way valve)를 통해 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 난방 시스템은 전장 부품(33)을 냉각시킨 후의 냉각수의 온도를 감지하는 제1 온도 센서(35), 차량의 실내를 난방시킨 후의 냉각수의 온도를 감지하는 제2 온도 센서(25), 및 전장 부품(33)을 냉각시키기 전의 냉각수의 온도를 감지하는 제3 온도 센서(37)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 온도 센서(35)는 전장 부품(33)의 하류의 제1 분기 라인(30)에 배치되고, 제2 온도 센서(25)는 실내 히터(23) 하류의 히팅 라인(20)에 배치되며, 제3 온도 센서(37)는 제1 전동식 워터 펌프(31) 상류의 제1 분기 라인(30)에 배치될 수 있다.
제1 온도 센서(35) 내지 제3 온도 센서(37)에서 감지된 냉각수의 온도는 제어기(80)로 전송된다.
그리고 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 난방 시스템은 운전자에 의한 실내 히터(23)의 동작 명령을 입력 받는 난방 스위치(70)를 포함할 수 있다. 난방 스위치(70)의 온/오프 상태는 제어기(80)로 전송된다.
제어기(80)는 제1 온도 센서(35) 내지 제3 온도 센서(37)에서 감지되는 냉각수의 온도(다시 말하면, 전장 부품(33) 하류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도, 상기 제1 전동식 워터 펌프(31) 상류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도, 및 상기 실내 히터(23) 하류의 히팅 라인(20)을 흐르는 냉각수의 온도), 냉각수 가열 히터(21)의 동작 상태, 및 난방 스위치(70)의 온/오프 상태를 기초로 제1 밸브(50) 및 제2 밸브(60)의 동작, 냉각 팬(13)의 동작, 냉각수 가열 히터(21)의 동작, 제1 전동식 워터 펌프(31)의 동작, 및 제2 전동식 워터 펌프(41)의 동작을 제어한다.
즉, 제1 모드와 제2 모드를 포함하는 난방 모드는 전장 부품(33) 하류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도, 상기 제1 전동식 워터 펌프(31) 상류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도, 및 상기 실내 히터(23) 하류의 히팅 라인(20)을 흐르는 냉각수의 온도, 난방 스위치(70)의 온/오프 상태, 및 냉각수 가열 히터(21)의 동작 상태를 기초로 절환될 수 있다.
이를 위해, 제어기(80)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 난방 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.
이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 난방 시스템의 동작에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 난방 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3를 참조하면, 제어기(80)는 운전자에 의해 난방 스위치(70)가 온 되거나, 제3 온도 센서(37)에서 감지되는 전장 부품(33) 상류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도가 설정 온도(예를 들어, 섭씨 65도) 이상인지 여부를 판단한다(S10).
S10 단계에서, 운전자에 의한 난방 스위치(70)가 오프되거나, 또는 제3 온도 센서(37)에서 감지되는 전장 부품(33) 상류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도가 설정 온도(예를 들어, 섭씨 65도) 이하이면, 제어기(80)는 난방 시스템이 제1 모드(도 4 참조)로 동작하도록 제어한다(S20).
이를 위해, 제어기(80)는 냉각 라인(10)과 제1 분기 라인(30)이 유체적으로 연결되고, 히팅 라인(20)과 제2 분기 라인(40)이 유체적으로 연결되도록 제1 밸브(50)와 제2 밸브(60)를 동작시킨다.
그리고 제어기(80)는 제1 전동식 워터 펌프(31), 제2 전동식 워터 펌프(41), 및 냉각 팬(13)을 구동시킨다.
즉, 난방 스위치(70)가 오프되는 경우, 여름철과 같이 외기 온도가 높은 상태인 것으로 판단할 수 있고, 전장 부품(33)으로 공급되는 냉각수의 온도가 설정 온도 이하인 경우, 전장 부품(33)에서 발생하는 폐열을 난방 시스템에 활용할 필요가 없는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 경우, 냉각 라인(10)과 히팅 라인(20)의 냉각수 유로를 분리하여, 라디에이터(11)와 냉각 팬(13)을 이용하여 전장 부품(33)을 냉각시키고, 실내 히터(23)를 사용하여 차량 내부를 난방시킨다.
운전자에 의해 난방 스위치(70)가 온 되고, 제3 온도 센서(37)에서 감지되는 전장 부품(33) 상류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도가 설정 온도(예를 들어, 섭씨 65도)이상이면, 제어기(80)는 냉각수 가열 히터(21)가 온 상태인지 여부를 판단한다(S30).
냉각수 가열 히터(21)는 히팅 라인(20)을 흐르는 냉각수의 온도에 따라 온 또는 오프되고, 히팅 라인(20)을 흐르는 냉각수의 온도가 설정 온도 범위 이내에서 작동된다. 즉, 냉각수 가열 히터(21)는 설정 온도 범위 이내에서 작동되는 온/오프 히터를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 냉각수 가열 히터(21) 하류의 히팅 라인(20)을 흐르는 냉각수 온도가 섭씨 55도이면 작동되고, 섭씨 70도 이상이면 정지된다.
만약, 냉각수 가열 히터(21)가 온 되면, 제어기(80)는 난방 시스템이 제1 모드로 동작하도록 제어한다(S40).
이를 위해, 제어기(80)는 냉각 라인(10)과 제1 분기 라인(30)이 유체적으로 연결되도록 제1 밸브(50)를 동작시키고, 히팅 라인(20)과 제2 분기 라인(40)이 유체적으로 연결되도록 제2 밸브(60)를 동작시킨다.
그리고 제어기(80)는 제1 전동식 워터 펌프(31)와 제2 전동식 워터 펌프(41)를 동작시키고, 냉각 팬(13)의 동작은 정지시킨다.
즉, 냉각수 가열 히터(21)가 동작되는 상황에서는 냉각수 가열 히터(21)에 의해 가열된 냉각수가 전장 부품(33)을 추가로 가열되는 것을 방지하기 위해 냉각 라인(10)과 히팅 라인(20)의 냉각수 유로를 분리한다. 따라서, 히팅 라인(20)과 제2 분기 라인(40)이 유체적으로 연결되어 차량의 실내를 난방하고, 냉각 라인(10)과 제1 분기 라인(30)이 유체적으로 연결되어 전장 부품(33)을 냉각시킨다. 다만, 이 경우, 전장 부품(33)의 온도가 급격하게 낮아지지 않도록 냉각 팬(13)은 동작되지 않는다.
냉각수 가열 히터(21)가 오프되는 상황이면, 제어기(80)는 전장 부품(33) 하류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도 T1(예를 들어, 제1 온도 센서(35)에서 감지되는 냉각수의 온도)가 실내 히터(23) 하류의 히팅 라인(20)을 흐르는 냉각수의 온도 T2(예를 들어, 제2 온도 센서(25)에서 감지되는 냉각수의 온도)보다 높은지 여부를 판단한다(S50).
전장 부품(33) 하류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도가 실내 히터(23) 하류의 히팅 라인(20)을 흐르는 냉각수의 온도보다 높으면, 제어기(80)는 난방 시스템이 제2 모드(도 5 참조)로 동작하도록 제어한다(S60).
이를 위해, 제어기(80)는 히팅 라인(20)과 제1 분기 라인(30)이 유체적으로 연결되고, 냉각 라인(10)과 제2 분기 라인(40)은 개방되도록 제1 밸브(50)와 제2 밸브(60)를 동작시킨다.
그리고 제어기(80)는 제1 전동식 워터 펌프(31)는 동작시키고, 제2 전동식 워터 펌츠의 동작은 정지시키며, 냉각 팬(13)의 동작은 정지시킨다.
즉, 전장 부품(33) 하류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도가 실내 히터(23) 하류의 히팅 라인(20)을 흐르는 냉각수의 온도보다 높은 경우, 전장 부품(33)에서 발생하는 폐열을 차량의 실내 난방에 사용하도록 히팅 라인(20)과 제1 분기 라인(30)을 연결하고, 이때, 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수가 냉각 팬(13)에 의해 급속히 냉각되지 않도록 냉각 팬(13)의 동작은 정지시킨다.
본 발명의 실시 예에 의한 난방 시스템이 제2 모드로 동작하는 동안, 전장 부품(33) 상류의 제1 분기 라인(30)을 흐르는 냉각수의 온도(T3)가 설정 온도(예를 들어, 섭씨 63도)보다 높아지는 경우(S70), 제어기(80)는 난방 시스템이 제1 모드로 동작하도록 제어한다(S80).
이를 위해, 제어기(80)는 냉각 라인(10)과 제1 분기 라인(30)이 유체적으로 연결되고, 히팅 라인(20)과 제2 분기 라인(40)이 유체적으로 연결되도록 제1 밸브(50)와 제2 밸브(60)를 동작시킨다.
그리고 제1 전동식 워터 펌프(31)와 제2 전동식 워터 펌프(41)를 동작시키고, 냉각 팬(13)을 동작시킨다.
본 발명의 난방 시스템이 제2 모드로 동작하는 동안, 여러 가지 원인으로 인해 전장 부품(33)에서 과다한 발열이 발생하는 경우, 전장 부품(33)의 온도를 빠르게 냉각시킬 필요가 있다. 이러한 경우, 히팅 라인(20)과 냉각 라인(10)을 분리하고, 냉각 팬(13)을 동작시켜 전장 부품(33)의 온도를 빠르게 냉각시킨다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 난방 시스템은 전장 부품(33)에서 발생하는 폐열을 이용하여 차량의 실내를 난방하도록 함으로써, 차량의 전력 소모를 최소화할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 냉각 라인
11: 라디에이터
13: 냉각 팬
20: 히팅 라인
21: 냉각수 가열 히터
23: 실내 히터
25: 제2 온도 센서
27: 제4 온도 센서
30: 제1 분기 라인
31: 제1 전동식 워터 펌프
33: 전장 부품
35: 제1 온도 센서
37: 제3 온도 센서
40: 제2 분기 라인
41: 제2 전동식 워터 펌프
50: 제1 밸브
60: 제2 밸브
70: 난방 스위치
80: 제어기

Claims (12)

  1. 냉각 팬이 장착되는 라디에이터가 배치되는 냉각 라인;
    냉각수를 가열하는 냉각수 가열 히터와 실내 난방을 위한 실내 히터가 배치되고 상기 냉각 라인과 유체적으로 연결되는 히팅 라인;
    상기 냉각 라인과 상기 히팅 라인을 유체적으로 연결하고 제1 전동식 워터 펌프와 전장 부품이 배치되는 제1 분기 라인;
    상기 냉각 라인과 상기 히팅 라인을 유체적으로 연결하고 제2 전동식 워터 펌프가 배치되는 제2 분기 라인;
    상기 냉각 라인, 상기 히팅 라인, 및 상기 제1 분기 라인의 분기점에 배치되는 제1 밸브; 및
    상기 냉각 라인, 상기 히팅 라인, 및 상기 제2 분가 라인의 분기점에 배치되는 제2 밸브;
    를 포함하고,
    난방 모드는 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 동작에 의해,
    상기 히팅 라인과 상기 제2 분기 라인이 폐회로를 형성하고, 상기 냉각 라인과 상기 제1 분기 라인이 폐회로를 형성하는 제1 모드, 또는
    상기 히팅 라인과 상기 제1 분기 라인이 폐회로를 형성하는 제2 모드로 동작되는 차량의 난방 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전장 부품 하류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도, 상기 제1 전동식 워터 펌프 상류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도, 상기 실내 히터 하류의 상기 히팅 라인을 흐르는 냉각수의 온도, 난방 스위치의 온 또는 오프 상태, 상기 냉각수 가열 히터의 동작 상태를 기초로 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드가 절환되는 차량의 난방 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 난방 스위치가 오프 되거나, 또는 상기 전장 부품 하류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도가 설정 온도 이하이면,
    상기 난방 모드는 제1 모드로 동작되는 차량의 난방 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 모드에서
    상기 제1 전동식 워터 펌프, 상기 제2 전동식 워터 펌프, 및 상기 냉각 팬이 동작되는 차량의 난방 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 난방 스위치가 온 되고, 상기 전장 부품 하류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이며, 상기 냉각수 가열 히터가 온 상태이면,
    상기 난방 모드는 제1 모드로 동작되는 차량의 난방 시스템
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 모드에서
    상기 제1 전동식 워터 펌프와 상기 제2 전동식 워터 펌프는 동작되며, 상기 냉각 팬은 정지되는 차량의 난방 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 난방 스위치가 온 되고, 상기 전장 부품 하류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이며, 상기 냉각수 가열 히터가 오프 상태이고, 상기 전장 부품 하류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도가 상기 실내 히터 하류의 상기 히팅 라인을 흐르는 냉각수의 온도보다 높으면,
    상기 난방 모드는 제2 모드로 동작되는 차량의 난방 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 모드에서
    상기 제1 전동식 워터 펌프, 상기 제2 전동식 워터 펌프, 및 상기 냉각 팬이 동작되는 차량의 난방 시스템.
  9. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 냉각수 가열 히터는 설정 온도 범위 이내에서 작동되는 차량의 난방 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전동식 워터 펌프 상류의 상기 제1 분기 라인을 흐르는 냉각수의 온도가 임계 온도 이상이면,
    상기 난방 모드는 제1 모드로 동작되는 차량의 난방 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 모드에서
    상기 제1 전동식 워터 펌프, 상기 제2 전동식 워터 펌프, 및 상기 냉각 팬이 동작되는 차량의 난방 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 삼방 밸브인 차량의 난방 시스템.
KR1020210078081A 2021-06-16 2021-06-16 전기 자동차의 난방 시스템 KR20220168395A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210078081A KR20220168395A (ko) 2021-06-16 2021-06-16 전기 자동차의 난방 시스템
US17/831,225 US20220402333A1 (en) 2021-06-16 2022-06-02 Heating system of electric vehicle
CN202210685396.2A CN115476645A (zh) 2021-06-16 2022-06-15 电动车辆的加热***
DE102022115045.3A DE102022115045A1 (de) 2021-06-16 2022-06-15 Heizsystem eines elektrofahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210078081A KR20220168395A (ko) 2021-06-16 2021-06-16 전기 자동차의 난방 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220168395A true KR20220168395A (ko) 2022-12-23

Family

ID=84283861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210078081A KR20220168395A (ko) 2021-06-16 2021-06-16 전기 자동차의 난방 시스템

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220402333A1 (ko)
KR (1) KR20220168395A (ko)
CN (1) CN115476645A (ko)
DE (1) DE102022115045A1 (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022115045A1 (de) 2022-12-22
US20220402333A1 (en) 2022-12-22
CN115476645A (zh) 2022-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102573227B1 (ko) 차량의 열관리 시스템
US10532630B2 (en) HVAC system of vehicle
KR101776751B1 (ko) 차량용 배터리 냉각 시스템 제어방법
CN108973596B (zh) 车辆的加热、通风和空气调节***
WO2016035511A1 (ja) 車両用熱管理システム
US10562367B2 (en) Heating, ventilation, and air conditioning system for vehicle
KR20180131665A (ko) 차량의 공조시스템
KR101703667B1 (ko) 차량용 공조장치
KR20180130044A (ko) 차량의 공조시스템
CN104191933A (zh) 混合动力汽车加热管理***
US11260724B2 (en) Vehicular air conditioning system and method for controlling the same
JP2011189864A (ja) 冷媒回路調整装置
KR20180091978A (ko) 차량용 열관리 장치 및 그 방법
JP5772660B2 (ja) 空調制御方法および空調制御システム
JP6239912B2 (ja) 温度制御装置、温度制御方法
US20220176776A1 (en) Vehicular heat management system
KR20070059407A (ko) Ｈｅｖ용 공조 시스템과 이를 이용한 난방 제어방법
JP6519283B2 (ja) 車両用空調装置
KR20220168395A (ko) 전기 자동차의 난방 시스템
KR102382724B1 (ko) 차량용 공조장치
CN113412397B (zh) 车用空调装置
JP2007137184A (ja) 暖房装置
KR102654658B1 (ko) 차량용 열관리 시스템
KR20230100276A (ko) 차량용 배터리 냉각 시스템 제어방법
KR20230174788A (ko) 하이브리드 차량용 배터리 열관리 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination