KR20230082962A - 모빌리티용 공조 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 냉난방 공조시 공조 성능이 확보되고, 배터리 충전량이 이미 높은 상태에서 회생 제동에 의한 배터리 충전시 공조 시스템이 구동되어 배터리의 과충전이 방지됨에 따라 배터리의 열화 발생이 방지되는 모빌리티용 공조 시스템이 소개된다.

Description

모빌리티용 공조 시스템 {AIR CONDITIONER SYSTEM FOR MOBILITY}
본 발명은 냉난방 공조시 공조 성능이 확보되고, 공조 시스템을 이용하여 배터리가 과충전됨에 따른 배터리의 열화 발생이 방지되도록 하는 모빌리티용 공조 시스템에 관한 것이다.
최근 환경친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제해결을 사회적 이슈로 대두되고 있는 것이 전기 모빌리티이다. 전기 모빌리티는 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.
이러한 전기 모빌리티를 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.
또한, 전기 모빌리티는 내연기관처럼 별도의 엔진에서 연소시 발생되는 폐열원이 없어 전기식 난방장치로 겨울철 실내난방을 수행하고, 또한 혹한기시 배터리 충방전 성능을 향상시키기 위해 웜업이 필요하므로, 별도의 냉각수 가열식 전기 히터를 각각 구성하여 사용한다.
한편, 전기 모빌리티에는 에너지 효율을 향상시키기 위해 회생 제동이 구비된다. 즉, 회생 제동은 모빌리티의 감속 상황 발생시 제동력을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 것으로, 이는 전기 모빌리티에 있어 중요한 전기에너지의 확보를 위해 필수적으로 적용된다.
다만, 배터리 충전량이 이미 높은 상황에서 회생 제동 발생시, 과충전으로 인해 배터리의 열화 발생이 되는 문제가 있다. 물론, 배터리 충전량이 높을 경우 회생 제동이 미작동되도록 할 수 있지만, 회생 제동에서 마찰 방식의 브레이크로 전환시 안전에 직결되는 제동에 이질감이 발생되어 안전상의 문제가 발생되고, 운전자에게 이질감이 발생되어 불편함이 발생된다.
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.
KR 10-2008-0092527 A (2008.10.16)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 냉난방 공조시 공조 성능이 확보되고, 공조 시스템을 이용하여 배터리가 과충전됨에 따른 배터리의 열화 발생이 방지되도록 하는 모빌리티용 공조 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모빌리티용 공조 시스템은 냉매를 순환시키는 전동식 압축기; 제1열교환기와 제2열교환기로 분할되며, 외기와 열교환을 통해 냉매의 온도가 조절되도록 하는 실외 열교환기; 냉매를 팽창시키는 팽창기; 열교환을 통해 실내에 제공되는 공기의 온도를 조절하는 실내 열교환기; 및 냉매의 유통 방향을 선택적으로 전환하여, 냉난방 공조 및 전력의 과충전 여부에 따라 실외 열교환기와 실내 열교환기에 냉매가 선택적으로 유통되도록 하는 밸브유닛;을 포함한다.
실외 열교환기는 실외측에 구비되어 외기와 열교환되며 열교환된 공기가 실외로 배출되도록 구성되고, 실내 열교환기는 실내측에 구비되어 열교환된 공기가 온도 조절되어 공조공기로서 실내에 공급되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
밸브유닛은 전동식 압축기에서 압축된 냉매의 유통이 실내 열교환기 또는 실외 열교환기 측으로 전환되도록 하는 전환밸브와, 제1열교환기, 제2열교환기, 실내 열교환기, 팽창기에 각각 선택적으로 냉매가 순환되도록 하는 복수의 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전동식 압축기, 실외 열교환기, 팽창기, 실내 열교환기, 전환밸브를 포함하며, 제1열교환기와 제2열교환기 사이로 제1밸브가 구비된 냉매라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
전동식 압축기와 실내 열교환기 사이에서 분기되어 제2열교환기와 실내 열교환기 사이에 연결되고 제2밸브가 구비된 제1패스라인; 제1밸브에서 분기되어 제2밸브와 실내 열교환기 사이에 연결되는 제2패스라인; 및 제1밸브에서 분기되어 제2밸브와 실내 열교환기 사이에 제3밸브를 매개로 냉매라인에 연결되는 제3패스라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
팽창기는 제1팽창기와 제2팽창기로 구성되고, 제1팽창기는 냉매라인에서 실내 열교환기와 제3밸브 사이에 구비되며, 제2팽창기는 제3패스라인에 구비된 것을 특징으로 한다.
전동식 압축기, 밸브유닛, 팽창기의 제어를 통해, 냉방 또는 난방 공조공기가 형성되도록 하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 실내 냉방시, 밸브유닛을 제어하여 전동식 압축기에서 압축된 냉매가 제1열교환기, 제2열교환기, 제1팽창기, 실내 열교환기 순으로 순환되도록 함으로써, 실내 열교환기가 증발기로 작용되어 실내에 냉방공기가 제공되는 것을 특징으로 한다.
제어기는 실내 난방 및 히트펌프시, 밸브유닛을 제어하여 전동식 압축기에서 압축된 냉매가 실내 열교환기, 제1팽창기, 실외 열교환기 순으로 순환되도록 함으로써, 실내 열교환기가 응축기로 작용되어 실내에 난방공기가 제공 및 냉매의 온도가 조절되도록 하는 것을 특징으로 한다.
모빌리티의 감속시 회생 제동을 통해 전력을 발생시켜 배터리가 충전되도록 하는 발전유닛;을 더 포함하고, 제어기는 배터리 충전량이 설정용량 미만일 경우 회생 제동에 의한 전력으로 배터리가 충전되도록 하며, 배터리 충전량이 설정용량 이상일 경우 공조기의 작동 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 배터리 충전량이 설정용량 이상인 상태에서 공조기의 작동 요구시, 냉방 또는 난방 요구에 따라 실내에 냉방공기 또는 난방공기가 제공되도록 밸브유닛 및 팽창기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 배터리 충전량이 설정용량 이상인 상태에서 공조기의 작동된 후, 배터리 충전량이 설정용량 미만인 상태에서 공조기의 미작동이 요구된 경우 발전유닛에서 생성된 전력으로 배터리가 충전되도록 하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 배터리 충전량이 설정용량 이상인 상태에서 공조기의 미작동이 요구된 경우, 발전유닛에서 생성된 전력으로 전동식 압축기가 구동되도록 하여 전력의 과충전이 방지되도록 하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 전력의 과충전 방지시 밸브유닛을 제어하여, 전동식 압축기에서 압축된 냉매가 제1열교환기, 제2팽창기, 제2열교환기 순으로 순환되도록 하고, 실내 열교환기에는 냉매가 순환되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 모빌리티용 공조 시스템은 냉난방 공조시 공조 성능이 확보되고, 배터리 충전량이 이미 높은 상태에서 회생 제동에 의한 배터리 충전시 공조 시스템이 구동되어 배터리의 과충전이 방지됨에 따라 배터리의 열화 발생이 방지된다.
도 1은 본 발명에 따른 모빌리티용 공조 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 모빌리티용 공조 시스템의 구성도.
도 3은 도 1에 도시된 모빌리티용 공조 시스템의 냉방 동작을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 1에 도시된 모빌리티용 공조 시스템의 난방 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 1에 도시된 모빌리티용 공조 시스템의 전력의 과충전 방지 동작을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모빌리티용 공조 시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 모빌리티용 공조 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 모빌리티용 공조 시스템의 구성도이며, 도 3은 도 1에 도시된 모빌리티용 공조 시스템의 냉방 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 모빌리티용 공조 시스템의 난방 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 1에 도시된 모빌리티용 공조 시스템의 전력의 과충전 방지 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 모빌리티용 공조 시스템은 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 냉매를 순환시키는 전동식 압축기(10); 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22)로 분할되며, 외기와 열교환을 통해 냉매의 온도가 조절되도록 하는 실외 열교환기(20); 냉매를 팽창시키는 팽창기(30); 열교환을 통해 실내에 제공되는 공기의 온도를 조절하는 실내 열교환기(40); 및 냉매의 유통 방향을 선택적으로 전환하여, 냉난방 공조 및 전력의 과충전 여부에 따라 실외 열교환기와 실내 열교환기에 냉매가 선택적으로 유통되도록 하는 밸브유닛(50);을 포함한다.
즉, 본 발명은 전동식 압축기(10), 실외 열교환기(20), 팽창기(30), 실내 열교환기(40)에 냉매가 순환됨에 따라 에어컨 기능이 수행될 수 있다. 이외에 냉매의 저장 및 습기 제거를 위해 리시버 드라이어(D)가 더 구성될 수 있다.
여기서, 전동식 압축기(10)는 모빌리티에 구비된 전력 시스템으로부터 전력을 공급받아 동작될 수 있다.
실외 열교환기(20)는 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22)로 분할된다. 이를 통해, 실외 열교환기(20)에서 냉매와 공기의 열교환시, 냉매가 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22)에서 다수회 열교환됨에 따라 공조 성능이 향상된다. 또한, 하기 설명할 전력 과충전 방지시 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22)가 응축 또는 증발에 따른 동작이 교차되어 공조 기능 외의 추가 기능을 수행할 수 있다.
팽창기(30)는 실외 열교환기(20) 또는 실내 열교환기(40)를 통과하여 응축된 냉매를 팽창시키기 위해 마련된다.
실내 열교환기(40)는 실내에 공급되는 공기와 열교환되는 것으로서, 공기의 온도를 조절하여 실내에 냉방공기 또는 난방공기가 제공되도록 한다.
이에 따라, 실외 열교환기(20)와 실내 열교환기(40)에는 각각 공기의 원활한 유통을 위해 팬(F)이 구비될 수 있다.
한편, 밸브유닛(50)은 전동식 압축기(10)에 의해 유통되는 냉매의 유통방향을 전환함으로써, 냉매의 유통방향에 따라 실내에 제공되는 공기의 온도를 조절할 수 있다. 이러한 밸브유닛(50)은 실외 열교환기(20), 팽창기(30), 실내 열교환기(40)에 유통되는 냉매의 유통방향을 다양한 경로로 전환하도록 복수개의 밸브로 구성된다.
이를 통해, 실내의 냉난방 공조시, 밸브유닛(50)이 냉매의 유통방향을 전환하여 실내 열교환기(40)가 증발기 또는 응축기로 작용되어 공조공기의 온도가 조절되도록 한다.
즉, 실내의 냉방시, 전동식 압축기(10)에서 압축된 냉매는 실외 열교환기(20)를 이루는 제1열교환기(21)를 통과하여 응축되고 제2열교환기(22)를 통과하여 추가 응축되며, 팽창기(30)를 통과 후 실내 열교환기(40)에서 증발되어 냉방을 위한 냉각공기가 형성된다.
또한, 실내의 난방시, 전동식 압축기(10)에서 압축된 냉매는 실내 열교환기(40)에서 응축된 후 팽창기(30)를 통과하거나 바로 실외 열교환기(20)로 유통됨에 따라, 실내 열교환기(40)에서 난방을 위한 난방공기를 형성할 수 있다. 여기서, 실내의 난방을 위해 별도의 PTC히터가 더 마련될 수 있다.
또한, 실외 열교환기(20)와 실내 열교환기(40)는 냉매의 순환 과정중 다른 냉각매체와 열교환되는 히트펌프를 통해, 냉난방 효율이 확보되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명은 전력 과충전 방지시, 전동식 압축기(10)를 구동시켜 전력이 소모되도록 한다. 특히, 전동식 압축기(10)를 구동시킴에 따라 유통되는 냉매는 실내 열교환기(40)에 순환되지 않도록 하여 실내 공기의 온도가 강제적으로 조절되는 것이 방지되도록 하고, 실외 열교환기(20)를 이루는 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22)가 각각 증발기와 응축기로 작용되도록 함으로써, 온도가 조절된 공기가 실외로 배출된다. 아울러, 전동식 압축기(10)의 구동이 유지된 상태를 이룸에 따라, 전력의 소모가 유도되어 배터리 과충전에 따른 열화 현상이 방지될 수 있다.
상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 실외 열교환기(20)는 실외측에 구비되어 외기와 열교환되며 열교환된 공기가 실외로 배출되도록 구성되고, 실내 열교환기(40)는 실내측에 구비되어 열교환된 공기가 온도 조절되어 공조공기로서 실내에 공급되도록 구성된다.
이처럼, 실외 열교환기(20)는 모빌리티에서 실외측에 구비되고, 실내 열교환기(40)는 모빌리티의 실내측에 구비될 수 있다. 이로 인해, 실외 열교환기(20)는 외기와 열교환되며, 열교환된 공기가 실외로 배출됨에 따라 실내 온도에 영향이 발생되지 않는다. 또한, 실내 열교환기(40)는 실내로 유통되는 공기와 열교환됨으로써, 열교환된 공기가 공조공기로서 실내에 공급되어 실내의 온도를 조절한다.
한편, 밸브유닛(50)은 전동식 압축기(10)에서 압축된 냉매의 유통이 실내 열교환기(40) 또는 실외 열교환기(20) 측으로 전환되도록 하는 전환밸브(51)와, 제1열교환기(21), 제2열교환기(22), 실내 열교환기(40), 팽창기(30)에 각각 선택적으로 냉매가 순환되도록 하는 복수의 밸브를 포함한다.
즉, 밸브유닛(50)은 전환밸브(51)를 포함하여 복수개의 밸브로 구성됨으로써, 냉매의 유통방향을 다양하게 전환할 수 있다. 여기서, 전환밸브(51)를 포함한 복수개의 밸브는 냉매의 유통방향을 전환시키고자 하는 경로에 따라, 3 웨이 밸브 또는 4 웨이 밸브 등이 적용될 수 있다. 이를 통해, 냉매는 전동식 압축기(10), 제1열교환기(21), 제2열교환기(22), 실내 열교환기(40), 팽창기(30)에 대해 다양한 순환 경로를 형성하여 냉난방 공조 및 전력 과충전 방지에 따른 기능을 수행할 수 있다.
상세하게, 도 1에 도시된 바와 같이, 전동식 압축기(10), 실외 열교환기(20), 팽창기(30), 실내 열교환기(40), 전환밸브(51)를 포함하며, 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22) 사이로 제1밸브(52)가 구비된 냉매라인(100);을 더 포함한다.
이러한 냉매라인(100)은 냉매가 순환되며, 전동식 압축기(10)에서 압축된 냉매가 실외 열교환기(20), 팽창기(30), 실내 열교환기(40)를 순환함에 따라, 실내 열교환기(40)에서 온도가 조절된 공기가 실내에 공급된다.
즉, 실내 냉방시, 냉매는 전환밸브(51)에 의해 전동식 압축기(10), 실외 열교환기(20), 팽창기(30), 실내 열교환기(40)로 순환됨에 따라 실내 열교환기(40)에서 공기가 냉각된다. 또한, 실내 난방시, 냉매는 전환밸브(51)에 의해 전동식 압축기(10), 실내 열교환기(40), 팽창기(30), 실외 열교환기(20)로 순환됨에 따라 실내 열교환기(40)에서 공기가 가열된다.
아울러, 실외 열교환기(20)의 경우 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22)로 구성됨으로써, 실내 냉방시 응축 과정을 다수회 수행하고, 실내 난방시 증발 과정을 다수회 수행함에 따라 공조 효율이 향상된다.
한편, 전동식 압축기(10)와 실내 열교환기(40) 사이에서 분기되어 제2열교환기(22)와 실내 열교환기(40) 사이에 연결되고 제2밸브(53)가 구비된 제1패스라인(210); 제1밸브(52)에서 분기되어 제2밸브(53)와 실내 열교환기(40) 사이에 연결되는 제2패스라인(220); 및 제1밸브(52)에서 분기되어 제2밸브(53)와 실내 열교환기(40) 사이에 제3밸브(54)를 매개로 냉매라인(100)에 연결되는 제3패스라인(230);을 더 포함한다.
팽창기(30)는 제1팽창기(31)와 제2팽창기(32)로 구성되고, 제1팽창기(31)는 냉매라인(100)에서 실내 열교환기(40)와 제3밸브(54) 사이에 구비되며, 제2팽창기(32)는 제3패스라인(230)에 구비된다.
이와 같이, 본 발명은 냉매라인(100)에서 제1패스라인(210), 제2패스라인(220), 제3패스라인(230)이 분기됨으로써, 냉매가 실외 열교환기(20), 팽창기(30), 실내 열교환기(40)에 대해 다양한 경로로 순환될 수 있다. 이에 따라, 각각의 라인에는 밸브유닛(50)을 이루는 밸브가 각기 마련된다.
즉, 제1패스라인(210)은 전동식 압축기(10)에서 압축된 냉매가 실내 열교환기(40)로 유통시 실외 열교환기(20)를 이루는 제2열교환기(22)에 유통되도록 하기 위한 것으로서, 제2밸브(53)를 매개로 냉매라인(100)에 연결된다. 이러한 제1패스라인(210)은 전력 과충전 방지시, 실내 열교환기(40)로 냉매가 유통됨에 따라 의도하지 않은 실내 온도의 조절이 방지되도록 하기 위한 것이다.
제2패스라인(220)은 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22) 사이의 제1밸브(52)에서 분기되어 제2밸브(53)와 제3밸브(54) 사이에 연결됨에 따라, 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22)가 직렬 연결되지 않고 제2팽창기(32)를 통과함에 따라 응축 또는 증발 동작이 교차되도록 하기 위해 마련된다.
제3패스라인(230)은 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22) 사이의 제1밸브(52)에서 분기되어 제2밸브(53)와 제3밸브(54)에 연결되는 것으로, 제2패스라인(220)과 다른 경로를 형성하여 제2패스라인(220)과 함께 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22)가 응축 또는 증발 동작이 교차되도록 하기 위해 마련된다. 이러한 제3패스라인(230)은 제3밸브(54)를 매개로 냉매라인(100)에 연결됨으로써 실내 열교환기(40)에 유통되는 냉매의 유통이 선택적으로 허용된다.
상술한 냉매라인(100) 및 복수의 패스라인에서 냉매가 유통되는 방향은 제어기(60)에 의해 제어된다. 즉, 제어기(60)는 전동식 압축기(10), 밸브유닛(50), 팽창기(30)의 제어를 통해, 냉방 또는 난방 공조공기가 형성되도록 하거나, 전력의 과충전이 방지되도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어기(60)는 실내 냉방시, 밸브유닛(50)을 제어하여 전동식 압축기(10)에서 압축된 냉매가 제1열교환기(21), 제2열교환기(22), 제1팽창기(31), 실내 열교환기(40) 순으로 순환되도록 함으로써, 실내 열교환기(40)가 증발기로 작용되어 실내에 냉방공기가 제공된다.
즉, 실내 냉방시, 압축기에서 압축된 냉매는 전환밸브(51)에 의해 실외 열교환기(20)로 유통되며, 제1밸브(52)가 제1열교환기(21)와 제2열교환기(22) 간의 유통이 허용되도록 동작되어 냉매가 제1열교환기(21)에서 응축된 후 제2열교환기(22)에서 다시 응축된다. 이렇게, 실외 열교환기(20)에서 응축된 냉매는 제2밸브(53), 제3밸브(54)를 통과하면서 제1팽창기(31)와 실내 열교환기(40)에 유통됨으로써, 실내 열교환기(40)에서 증발 과정에 의해 생성된 냉각공기가 실내로 유통된다. 이로 인해, 본 발명은 실내 냉방이 수행될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 제어기(60)는 실내 난방 및 히트펌프시, 밸브유닛(50)을 제어하여 전동식 압축기(10)에서 압축된 냉매가 실내 열교환기(40), 제1팽창기(31), 실외 열교환기(20) 순으로 순환되도록 함으로써, 실내 열교환기(40)가 응축기로 작용되어 실내에 난방공기가 제공 및 냉매의 온도가 조절되도록 한다.
즉, 실내 난방시, 압축기에서 압축된 냉매는 전환밸브(51)에 의해 실내 열교환기(40)로 유통되어 응축된다. 이때, 실내 열교환기(40)에서 응축 과정을 통해 생성된 난방공기는 실내로 유통되어 실내 난방이 수행될 수 있다. 이렇게, 실내 열교환기(40)에서 응축된 냉매는 제1팽창기(31)와 실외 열교환기(20)에 유통된다. 또한, 냉매는 실외 열교환기(20)를 이루는 제2열교환기(22)와 제1열교환기(21)에서 다수의 증발 과정이 수행되어 공조 효율이 향상된다. 이러한 과정을 통해, 본 발명은 실내 난방이 수행될 수 있다.
한편, 본 발명은 공조 시스템을 이용하여 전력의 과충전이 방지되도록 한다.
모빌리티에는 감속시 회생 제동을 통해 전력이 생성되어 배터리가 충전되도록 하는 발전유닛(70)이 구비된다. 이러한 발전유닛(70)은 회생 제동뿐만 아니라, 모빌리티의 운행중 전력을 충전시키는 다양한 수단이 적용될 수 있다.
여기서, 제어기(60)는 배터리 충전량이 설정용량 미만일 경우 발전유닛(70)에서 생성된 전력으로 배터리(80)가 충전되도록 함으로써, 모빌리티가 안정적으로 구동되도록 한다.
한편, 제어기(60)는 배터리 충전량이 설정용량 이상일 경우 공조기의 작동 여부를 확인한다. 즉, 배터리(80)의 충전량이 설정용량 이상이면, 배터리(80)의 전력 충전이 불필요한 상황으로서, 전력의 과충전을 방지하기 위해 공조 시스템을 구동할 것인지 확인하는 것이다.
구체적으로, 제어기(60)는 배터리 충전량이 설정용량 이상인 상태에서 공조기의 작동 요구시, 냉방 또는 난방 요구에 따라 실내에 냉방공기 또는 난방공기가 제공되도록 밸브유닛(50) 및 팽창기(30)를 제어한다. 이로 인해, 발전유닛(70)에서 생성되는 전력은 공조기 작동에 맞춰 전동식 압축기(10)가 구동됨으로써, 발전유닛(70)에서 생성되는 전력이 소비되어 배터리(80)의 과충전이 방지된다. 또한, 실내의 요구 온도에 맞춰 냉방공기 또는 난방공기를 정상적으로 제공할 수 있다.
한편, 제어기(60)는 배터리(80) 충전량이 설정용량 이상인 상태에서 공조기가 작동된 후, 배터리(80) 충전량이 설정용량 미만인 상태에서 공조기의 미작동이 요구된 경우 회생 제동에 의해 생성된 전력으로 배터리(80)가 충전되도록 한다. 즉, 모빌리티의 운행 및 공조기 구동에 의해 배터리(80) 충전량이 설정용량 미만일 경우 배터리(80)의 충전이 요구된다. 이러한 상황에서 공조기의 미작동이 요구된 경우, 제어기(60)는 발전유닛(70)에서 생성된 전력으로 배터리(80)가 충전되도록 함으로써 모빌리티가 안정적으로 정상 구동되도록 할 수 있다.
한편, 제어기(60)는 배터리(80) 충전량이 설정용량 이상인 상태에서 공조기의 미작동이 요구된 경우, 발전유닛(70)에서 생성된 전력으로 전동식 압축기(10)가 구동되도록 하여 전력의 과충전이 방지되도록 한다. 즉, 배터리(80) 충전량이 설정용량 이상일 경우 전동식 압축기(10)가 강제 구동되도록 하여, 전동식 압축기(10)를 통한 전력 소모에 의해 배터리(80)의 과충전이 방지되도록 하는 것이다.
이를 위해, 제어기(60)는 전력의 과충전 방지시 밸브유닛(50)을 제어하여, 전동식 압축기(10)에서 압축된 냉매가 제1열교환기(21), 제2팽창기(32), 제2열교환기(22) 순으로 순환되도록 하고, 실내 열교환기(40)에는 냉매가 순환되지 않도록 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전력의 과충전 방지시, 압축기에서 압축된 냉매는 전환밸브(51)에 의해 실외 열교환기(20)의 제1열교환기(21)로 유통되어 응축되고, 제1열교환기(21)에서 응축된 냉매는 제1밸브(52)에 의해 제2패스라인(220)을 통해 제2열교환기(22)를 우회한다. 이렇게, 제2패스라인(220)을 통해 유통된 냉매는 제3밸브(54)에 의해 제3패스라인(230)으로 유통되어 제2팽창기(32)를 통해 팽창되고, 팽창된 냉매는 제2열교환기(22)를 통해 증발된다. 이처럼, 제1열교환기(21)는 응축 작용되고, 제2열교환기(22)는 증발 작용됨으로써, 전동식 압축기(10)가 구동됨에 따른 냉매의 순환을 통해 냉방 싸이클이 형성되어 전력이 소모된다. 또한, 제1열교환기(21) 및 제2열교환기(22)에서 온도가 조절된 공기는 실외로 배출되어, 실내 온도에 영향이 발생되지 않는다.
한편, 제2열교환기(22)를 통과한 냉매는 제1패스라인(210)을 통해 전동식 압축기(10)로 재순환되며, 제1패스라인(210)에서 제2밸브(53)가 실내 열교환기(40)에 냉매가 순환되지 않도록 함으로써, 실내 열교환기(40)에 의해 실내 온도가 변화되는 것이 방지된다.
이로 인해, 본 발명은 공조 시스템을 통해 전력의 과충전이 방지되고, 실내 온도가 변화되지 않아 실내 쾌적성도 확보된다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 모빌리티용 공조 시스템은 냉난방 공조시 공조 성능이 확보되고, 배터리 충전량이 이미 높은 상태에서 회생 제동에 의한 배터리 충전시 공조 시스템이 구동되어 배터리의 과충전이 방지됨에 따라 배터리의 열화 발생이 방지된다.
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:전동식 압축기 20:실외 열교환기
21:제1열교환기 22:제2열교환기
30:팽창기 31:제1팽창기
32:제2팽창기 40:실내 열교환기
50:밸브유닛 51:전환밸브
52:제1밸브 53:제2밸브
54:제3밸브 60:제어기
70:발전유닛 80:배터리
100:냉매라인 210:제1패스라인
220:제2패스라인 230:제3패스라인

Claims (14)

  1. 냉매를 순환시키는 전동식 압축기;
    제1열교환기와 제2열교환기로 분할되며, 외기와 열교환을 통해 냉매의 온도가 조절되도록 하는 실외 열교환기;
    냉매를 팽창시키는 팽창기;
    열교환을 통해 실내에 제공되는 공기의 온도를 조절하는 실내 열교환기; 및
    냉매의 유통 방향을 선택적으로 전환하여, 냉난방 공조 및 전력의 과충전 여부에 따라 실외 열교환기와 실내 열교환기에 냉매가 선택적으로 유통되도록 하는 밸브유닛;을 포함하는 모빌리티용 공조 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    실외 열교환기는 실외측에 구비되어 외기와 열교환되며 열교환된 공기가 실외로 배출되도록 구성되고,
    실내 열교환기는 실내측에 구비되어 열교환된 공기가 온도 조절되어 공조공기로서 실내에 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    밸브유닛은 전동식 압축기에서 압축된 냉매의 유통이 실내 열교환기 또는 실외 열교환기 측으로 전환되도록 하는 전환밸브와, 제1열교환기, 제2열교환기, 실내 열교환기, 팽창기에 각각 선택적으로 냉매가 순환되도록 하는 복수의 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    전동식 압축기, 실외 열교환기, 팽창기, 실내 열교환기, 전환밸브를 포함하며, 제1열교환기와 제2열교환기 사이로 제1밸브가 구비된 냉매라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    전동식 압축기와 실내 열교환기 사이에서 분기되어 제2열교환기와 실내 열교환기 사이에 연결되고 제2밸브가 구비된 제1패스라인;
    제1밸브에서 분기되어 제2밸브와 실내 열교환기 사이에 연결되는 제2패스라인; 및
    제1밸브에서 분기되어 제2밸브와 실내 열교환기 사이에 제3밸브를 매개로 냉매라인에 연결되는 제3패스라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    팽창기는 제1팽창기와 제2팽창기로 구성되고, 제1팽창기는 냉매라인에서 실내 열교환기와 제3밸브 사이에 구비되며, 제2팽창기는 제3패스라인에 구비된 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    전동식 압축기, 밸브유닛, 팽창기의 제어를 통해, 냉방 또는 난방 공조공기가 형성되도록 하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    제어기는 실내 냉방시, 밸브유닛을 제어하여 전동식 압축기에서 압축된 냉매가 제1열교환기, 제2열교환기, 제1팽창기, 실내 열교환기 순으로 순환되도록 함으로써, 실내 열교환기가 증발기로 작용되어 실내에 냉방공기가 제공되는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    제어기는 실내 난방 및 히트펌프시, 밸브유닛을 제어하여 전동식 압축기에서 압축된 냉매가 실내 열교환기, 제1팽창기, 실외 열교환기 순으로 순환되도록 함으로써, 실내 열교환기가 응축기로 작용되어 실내에 난방공기가 제공 및 냉매의 온도가 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  10. 청구항 7에 있어서,
    모빌리티의 감속시 회생 제동을 통해 전력을 생성시켜 배터리가 충전되도록 하는 발전유닛;을 더 포함하고,
    제어기는 배터리 충전량이 설정용량 미만일 경우 회생 제동에 의한 전력으로 배터리가 충전되도록 하며, 배터리 충전량이 설정용량 이상일 경우 공조기의 작동 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    제어기는 배터리 충전량이 설정용량 이상인 상태에서 공조기의 작동 요구시, 냉방 또는 난방 요구에 따라 실내에 냉방공기 또는 난방공기가 제공되도록 밸브유닛 및 팽창기를 제어하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    제어기는 배터리 충전량이 설정용량 이상인 상태에서 공조기의 작동된 후, 배터리 충전량이 설정용량 미만인 상태에서 공조기의 미작동이 요구된 경우 발전유닛에서 생성된 전력으로 배터리가 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  13. 청구항 10에 있어서,
    제어기는 배터리 충전량이 설정용량 이상인 상태에서 공조기의 미작동이 요구된 경우, 발전유닛에서 생성된 전력으로 전동식 압축기가 구동되도록 하여 전력의 과충전이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    제어기는 전력의 과충전 방지시 밸브유닛을 제어하여, 전동식 압축기에서 압축된 냉매가 제1열교환기, 제2팽창기, 제2열교환기 순으로 순환되도록 하고, 실내 열교환기에는 냉매가 순환되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 공조 시스템.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080092527A (ko) 2007-04-12 2008-10-16 한라공조주식회사 차량용 공조시스템

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6351301U (ko) 1986-09-19 1988-04-07
US9020674B2 (en) 2012-04-13 2015-04-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Diversion of energy from regenerative braking
JP6351301B2 (ja) 2014-02-27 2018-07-04 ダイハツ工業株式会社 車両用制御装置
JP6570200B2 (ja) * 2017-12-21 2019-09-04 本田技研工業株式会社 電動車両
JP6620390B2 (ja) * 2017-12-21 2019-12-18 本田技研工業株式会社 電動車両
JP6596774B2 (ja) * 2017-12-28 2019-10-30 本田技研工業株式会社 電動機搭載車両
US20220325930A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-13 Rheem Manufacturing Company Battery-integrated heat pump systems and methods of managing battery temperatures

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080092527A (ko) 2007-04-12 2008-10-16 한라공조주식회사 차량용 공조시스템

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