KR102276253B1 - Integrated thermal management circuit for vehicle - Google Patents
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Abstract
내부에서 유동되는 냉각수가 고전압배터리와 열교환 가능하게 연결되며, 내부의 냉각수를 유동시키는 제1펌프 및 제1라디에이터가 구비된 배터리라인; 제1펌프의 하류 지점에서 배터리라인으로부터 분기되고, 실내공조용 가열코어가 구비되며, 실내공조용 가열코어의 하류 지점에서 분기되어 고전압배터리의 상류 지점 및 하류 지점에서 배터리라인으로 합류되는 가열라인; 및 배터리라인에서 가열라인으로 분기되는 지점에 위치되어 배터리라인에서 가열라인으로 유동되는 냉각수의 유량을 조절하거나, 또는 가열라인에서 배터리라인으로 합류되는 지점에 위치되어 고전압배터리의 상류 지점과 하류 지점으로 분기되는 냉각수의 유량을 조절하는 제1컨트롤밸브;를 포함하는 차량의 통합 열관리 회로가 소개된다.a battery line in which the cooling water flowing therein is heat-exchangeably connected with the high voltage battery, and having a first pump and a first radiator for flowing the cooling water therein; a heating line branched from the battery line at a point downstream of the first pump, provided with a heating core for indoor air conditioning, branched at a point downstream of the heating core for indoor air conditioning, and joined to the battery line at a point upstream and downstream of the high voltage battery; And it is located at the branching point from the battery line to the heating line to control the flow rate of the coolant flowing from the battery line to the heating line, or located at the point where the heating line joins the battery line to the upstream and downstream points of the high voltage battery. An integrated thermal management circuit for a vehicle including a first control valve for controlling a flow rate of a branched coolant is introduced.
Description
본 발명은 차량의 통합 열관리 회로에 관한 것으로, 더 자세하게는 전장부품회로 및 배터리회로의 냉각수 유동을 통합함으로써 열효율을 향상시킨 통합 열관리 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated thermal management circuit of a vehicle, and more particularly, to an integrated thermal management circuit in which thermal efficiency is improved by integrating coolant flows in an electronic component circuit and a battery circuit.
최근 환경친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제해결을 위해 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.Recently, electric vehicles are emerging as a social issue in order to implement environmentally friendly technologies and solve problems such as energy depletion. Electric vehicles operate using a motor that receives electricity from a battery and outputs power. Accordingly, there is no emission of carbon dioxide, the noise is very small, and the energy efficiency of the motor is higher than that of the engine, so it is in the spotlight as an eco-friendly vehicle.
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.A key technology for realizing such an electric vehicle is a technology related to a battery module, and recent studies on light weight, miniaturization, and short charging time of batteries are being actively conducted. Battery modules must be used in an optimal temperature environment to maintain optimal performance and long lifespan. However, it is difficult to use it in an optimal temperature environment due to heat generated during operation and external temperature change.
최근 이러한 배터리의 냉난방 시스템을 차량의 실내 공조를 위한 공조 시스템과 통합하여 운용하는 통합열관리 시스템을 구축하였다. 이러한 통합열관리 시스템에 따르면 칠러를 통한 열교환을 이용하여 폐열 회수 및 외기 냉각 등을 하나의 밸브를 이용하여 제어할 수 있다.Recently, an integrated thermal management system that integrates the heating and cooling system of the battery with an air conditioning system for indoor air conditioning of a vehicle has been established. According to such an integrated heat management system, waste heat recovery and outdoor air cooling can be controlled using a single valve by using heat exchange through a chiller.
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.The matters described as the background art above are only for improving the understanding of the background of the present invention, and should not be accepted as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those skilled in the art.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 배터리를 냉각하는 배터리회로 및 전장부품을 냉각하는 전장부품회로와 열교환 가능하게 연결된 냉매라인을 이용하여 실내 공조를 구현하는 통합 열관리 회로를 제공하고자 함이다.The present invention has been proposed to solve this problem, and it is intended to provide an integrated thermal management circuit for realizing indoor air conditioning using a refrigerant line connected to a battery circuit for cooling a battery and an electric component circuit for cooling an electric component to be heat-exchangeable. to be.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 통합 열관리 회로는 내부에서 유동되는 냉각수가 고전압배터리와 열교환 가능하게 연결되며, 내부의 냉각수를 유동시키는 제1펌프 및 제1라디에이터가 구비된 배터리라인; 제1펌프의 하류 지점에서 배터리라인으로부터 분기되고, 실내공조용 가열코어가 구비되며, 실내공조용 가열코어의 하류 지점에서 분기되어 배터리의 상류 지점 및 하류 지점에서 배터리라인으로 합류되는 가열라인; 및 배터리라인에서 가열라인으로 분기되는 지점에 위치되어 배터리라인에서 가열라인으로 유동되는 냉각수의 유량을 조절하거나, 또는 가열라인에서 배터리라인으로 합류되는 지점에 위치되어 배터리의 상류 지점과 하류 지점으로 분기되는 냉각수의 유량을 조절하는 제1컨트롤밸브;를 포함한다.In an integrated thermal management circuit of a vehicle according to the present invention for achieving the above object, the coolant flowing therein is heat-exchangeable with the high-voltage battery, and a battery line provided with a first pump and a first radiator for flowing the coolant therein ; a heating line branched from the battery line at a point downstream of the first pump, provided with a heating core for indoor air conditioning, branched at a point downstream of the heating core for indoor air conditioning, and joined to the battery line at a point upstream and downstream of the battery; and a branching point from the battery line to the heating line to control the flow rate of the coolant flowing from the battery line to the heating line, or a location for merging from the heating line to the battery line to branch to an upstream point and a downstream point of the battery It includes a; a first control valve for controlling the flow rate of the cooling water.
제1컨트롤밸브는 배터리라인에서 가열라인으로 유동되는 냉각수의 유량 및 배터리의 상류 지점과 하류 지점으로 분기되는 냉각수의 유량을 동시에 조절하는 멀티포트 밸브일 수 있다.The first control valve may be a multi-port valve that simultaneously adjusts the flow rate of the coolant flowing from the battery line to the heating line and the flow rate of the coolant branched to the upstream and downstream points of the battery.
제1컨트롤밸브는 유입구가 배터리라인의 제1펌프 하류 지점 및 가열라인의 실내공조용 가열코어 하류 지점에 연결되고, 배출구가 배터리라인의 고전압배터리 상류 지점 및 하류 지점과 가열라인의 실내공조용 가열코어 상류 지점에 연결된 5-Way 밸브일 수 있다.The first control valve has an inlet connected to a point downstream of the first pump in the battery line and a point downstream of the heating core for indoor air conditioning in the heating line, and the outlet is connected to an upstream point and downstream point of the high voltage battery in the battery line and indoor air conditioning heating in the heating line. It may be a 5-way valve connected to a point upstream of the core.
제1컨트롤밸브는 배터리라인의 제1펌프 하류 지점에 연결된 유입구가 가열라인의 실내공조용 가열코어 상류 지점 및 배터리라인의 고전압배터리 상류 지점에 연결된 배출구로 분기되고, 가열라인의 실내공조용 가열코어 하류 지점에 연결된 유입구가 배터리라인의 고전압배터리 상류 지점 및 하류 지점에 연결된 배출구로 분기된 6-Way 밸브일 수 있다.The first control valve has an inlet connected to the downstream point of the first pump of the battery line, and an outlet connected to an upstream point of the heating core for indoor air conditioning of the heating line and an upstream point of the high voltage battery of the battery line, and a heating core for indoor air conditioning of the heating line. The inlet connected to the downstream point may be a 6-way valve branched to the outlet connected to the high voltage battery upstream point and downstream point of the battery line.
고전압배터리의 하류 지점에서 배터리라인으로부터 분기되고, 제1라디에이터를 바이패스하여 제1펌프의 상류 지점에서 배터리라인으로 합류되는 바이패스라인;을 더 포함하고, 배터리의 하류 지점에서 배터리라인으로 합류되는 가열라인은 바이패스라인으로 합류될 수 있다.A bypass line branched from the battery line at a point downstream of the high voltage battery and joined to the battery line at a point upstream of the first pump by bypassing the first radiator, further comprising, and joined to the battery line at a point downstream of the battery The heating line may be joined as a bypass line.
배터리라인에서 바이패스라인으로 분기되는 지점 또는 바이패스라인에는 바이패스라인으로 유동되는 냉각수의 유동을 허용하거나 차단하는 제2컨트롤밸브가 구비될 수 있다.A second control valve for allowing or blocking the flow of the coolant flowing to the bypass line may be provided at a branch point or bypass line from the battery line to the bypass line.
가열라인에는 실내공조용 가열코어의 상류 지점에 위치되어 내부의 냉각수를 가열하는 수가열히터가 구비될 수 있다.The heating line may be provided with a water heating heater located at an upstream point of the heating core for indoor air conditioning to heat the internal cooling water.
배터리라인에서 분기되고, 제1라디에이터를 바이패스하여 배터리라인으로 다시 합류되는 통합라인; 냉매가 내부에서 유동되고, 실내공조용 냉각코어가 구비되며, 실내공조용 가열코어 상류 지점에서 가열라인과 열교환 가능하게 연결된 수냉컨덴서가 구비된 냉매라인; 냉매라인에서 실내공조용 냉각코어를 바이패스하도록 연결되며, 통합라인의 냉각수와 냉매라인의 냉매가 서로 열교환 가능하게 연결된 칠러; 및 배터리라인 및 통합라인과 동시에 연결되어 칠러를 통과한 통합라인의 냉각수 유동을 조절하는 제3컨트롤밸브;를 더 포함할 수 있다.an integrated line branching from the battery line and rejoining the battery line by bypassing the first radiator; a refrigerant line in which a refrigerant flows therein, a cooling core for indoor air conditioning is provided, and a water-cooling condenser connected to the heating line so as to be heat-exchangeable at an upstream point of the heating core for indoor air conditioning; a chiller connected to the refrigerant line to bypass the cooling core for indoor air conditioning, and the cooling water of the integrated line and the refrigerant of the refrigerant line are connected to each other so as to exchange heat; and a third control valve connected to the battery line and the integrated line at the same time to control the flow of coolant in the integrated line passing through the chiller.
내부에서 유동되는 냉각수가 전장부품과 열교환 가능하게 연결되며, 제2라디에이터가 구비된 전장부품라인;을 더 포함하고, 통합라인은 전장부품라인 및 배터리라인에서 각각 분기되어 합류되고, 유동방향을 따라 유동되면서 전장부품라인 및 배터리라인으로 다시 분기되며, 제3컨트롤밸브는 배터리라인, 전장부품라인 및 통합라인과 동시에 연결될 수 있다.The cooling water flowing therein is connected to heat exchange with the electrical components, and an electrical component line having a second radiator is further included, and the integrated line is branched and merged from the electrical component line and the battery line, respectively, and along the flow direction As it flows, it branches back into the electric component line and the battery line, and the third control valve may be simultaneously connected with the battery line, the electric component line, and the integrated line.
배터리라인에서 제1라디에이터를 통과한 냉각수 및 전장부품라인에서 제2라디에이터를 통과한 냉각수가 서로 분리된 상태로 유동되는 리저버탱크;를 더 포함하고, 제1라디에이터를 통과한 배터리라인 및 제2라디에이터를 통과한 전장부품라인의 냉각수는 각각 리저버탱크를 통과하여 제3컨트롤밸브로 유동될 수 있다.A reservoir tank in which the coolant that has passed through the first radiator in the battery line and the coolant that has passed through the second radiator in the electric component line flow in a separated state from each other, the battery line passing through the first radiator and the second radiator Cooling water of the electric component line passing through may each pass through the reservoir tank and flow to the third control valve.
고전압배터리의 하류 지점에서 배터리라인으로부터 분기되고, 제1라디에이터를 바이패스하여 제1펌프의 상류 지점에서 배터리라인으로 합류되는 바이패스라인;을 더 포함하고, 바이패스라인은 리저버탱크로 연결되어 배터리라인으로 합류될 수 있다.A bypass line branched from the battery line at a point downstream of the high-voltage battery and joined to the battery line at an upstream point of the first pump by bypassing the first radiator; further comprising, the bypass line is connected to the reservoir tank and connected to the battery line can be joined.
전장부품라인 또는 배터리라인에서 분기되어 통합라인으로 합류되는 위치에서 냉각수의 역방향 유동을 차단하는 차단밸브;가 더 포함될 수 있다.A shut-off valve for blocking the reverse flow of the coolant at a location branching from the electric component line or the battery line and joining the integrated line; may be further included.
제3컨트롤밸브는 유입구가 통합라인, 배터리라인의 제1라디에이터 측 및 전장부품라인의 제2라디에이터 측에 연결되고, 배출구가 배터리라인의 고전압배터리 측 및 전장부품라인의 전장부품 측에 연결된 5-Way 밸브일 수 있다.The third control valve has an inlet connected to the integrated line, the first radiator side of the battery line, and the second radiator side of the electric component line, and the outlet is connected to the high voltage battery side of the battery line and the electric component side of the electric component line 5- It can be a way valve.
제3컨트롤밸브는 유입구가 상류지점에서 분기된 통합라인, 배터리라인의 제1라디에이터 측 및 전장부품라인의 제2라디에이터 측에 연결되고, 배출구가 배터리라인의 고전압배터리 측 및 전장부품라인의 전장부품 측에 연결된 6-Way 밸브일 수 있다.The third control valve has an inlet connected to the integrated line branched from the upstream point, the first radiator side of the battery line, and the second radiator side of the electric component line, and the outlet port is connected to the high voltage battery side of the battery line and the electric component of the electric component line. It can be a 6-way valve connected to the side.
제3컨트롤밸브의 상류지점에서 분기된 통합라인 중 제3컨트롤밸브를 통해 배터리라인의 고전압배터리 측으로 연결된 통합라인에 위치되고, 냉각수의 역방향 유동을 차단하는 역류방지밸브;를 더 포함할 수 있다.It may further include; a non-return valve located in the integrated line connected to the high voltage battery side of the battery line through the third control valve among the integrated lines branched from the upstream point of the third control valve, and blocking the reverse flow of the coolant.
제1컨트롤밸브는 배터리라인의 제1펌프 하류 지점에 연결된 유입구가 가열라인의 실내공조용 가열코어 상류 지점 및 배터리라인의 고전압배터리 상류 지점에 연결된 배출구로 분기되고, 가열라인의 실내공조용 가열코어 하류 지점에 연결된 유입구가 배터리라인의 고전압배터리 상류 지점 및 하류 지점에 연결된 배출구로 분기된 6-Way 밸브이며, 배터리라인의 고전압배터리 하류 지점에 연결된 제1컨트롤밸브의 배출구는 제3컨트롤밸브의 상류지점에서 분기된 통합라인 중 제3컨트롤밸브를 통해 배터리라인의 고전압배터리 측으로 연결된 통합라인 또는 배터리라인의 제1라디에이터 하류 지점에 연결될 수 있다.The first control valve has an inlet connected to the downstream point of the first pump of the battery line, and an outlet connected to an upstream point of the heating core for indoor air conditioning of the heating line and an upstream point of the high voltage battery of the battery line, and a heating core for indoor air conditioning of the heating line. The inlet connected to the downstream point is a 6-way valve branched to the outlet connected to the upstream point and the downstream point of the high voltage battery of the battery line, and the outlet of the first control valve connected to the downstream point of the high voltage battery in the battery line is upstream of the third control valve It may be connected to an integrated line connected to the high voltage battery side of the battery line through the third control valve among the integrated lines branched from the branch point or to a downstream point of the first radiator of the battery line.
칠러의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제1팽창밸브; 실내공조용 냉각코어의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제2팽창밸브; 및 전장부품의 폐열을 이용하여 배터리를 승온하는 제1모드에서, 배터리라인의 냉각수가 가열라인로 유동되고 가열라인의 냉각수는 배터리의 상류 지점에서 배터리라인으로 유동되도록 제1컨트롤밸브를 제어하고, 전장부품라인의 냉각수가 통합라인을 통하여 칠러로 유동되도록 제3컨트롤밸브를 제어하며, 냉매라인의 냉매가 칠러로 유동되도록 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브의 개폐를 제어하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.a first expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the chiller; a second expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the cooling core for indoor air conditioning; and controlling the first control valve so that, in the first mode of raising the temperature of the battery by using the waste heat of the electric component, the cooling water of the battery line flows to the heating line and the cooling water of the heating line flows into the battery line at an upstream point of the battery, A controller that controls the third control valve so that the coolant of the electrical component line flows to the chiller through the integrated line, and controls the opening and closing of the first expansion valve or the second expansion valve so that the coolant of the coolant line flows to the chiller; can do.
칠러의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제1팽창밸브; 실내공조용 냉각코어의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제2팽창밸브; 및 전장부품의 폐열을 이용하여 실내를 난방하는 제2모드에서, 배터리라인의 냉각수가 가열라인로 유동되고 가열라인의 냉각수는 배터리의 하류 지점에서 배터리라인으로 유동되도록 제1컨트롤밸브를 제어하고, 전장부품라인의 냉각수가 통합라인을 통하여 칠러로 유동되도록 제3컨트롤밸브를 제어하며, 냉매라인의 냉매가 칠러로 유동되도록 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브의 개폐를 제어하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.a first expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the chiller; a second expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the cooling core for indoor air conditioning; and controlling the first control valve so that, in the second mode of heating the room using waste heat of electric components, the cooling water of the battery line flows to the heating line and the cooling water of the heating line flows into the battery line at a point downstream of the battery, A controller that controls the third control valve so that the coolant of the electrical component line flows to the chiller through the integrated line, and controls the opening and closing of the first expansion valve or the second expansion valve so that the coolant of the coolant line flows to the chiller; can do.
칠러의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제1팽창밸브; 실내공조용 냉각코어의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제2팽창밸브; 및 배터리를 칠러로 냉각하는 제3모드에서, 배터리라인의 냉각수가 가열라인을 바이패스하여 고전압배터리의 상류 지점으로 유동되도록 제1컨트롤밸브를 제어하고, 배터리라인의 냉각수가 통합라인을 통해 칠러로 유동되도록 제3컨트롤밸브를 제어하며, 냉매라인의 냉매가 칠러로 유동되도록 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브의 개폐를 제어하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.a first expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the chiller; a second expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the cooling core for indoor air conditioning; and in the third mode in which the battery is cooled by the chiller, the first control valve is controlled so that the cooling water of the battery line bypasses the heating line and flows to the upstream point of the high voltage battery, and the cooling water of the battery line goes to the chiller through the integrated line. It may further include a controller that controls the third control valve to flow, and controls opening and closing of the first expansion valve or the second expansion valve so that the refrigerant in the refrigerant line flows to the chiller.
칠러의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제1팽창밸브; 및 실내공조용 냉각코어의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제2팽창밸브;를 더 포함하고, 배터리와 실내를 동시에 냉각하는 제4모드에서, 배터리라인의 냉각수가 가열라인을 바이패스하여 고전압배터리의 상류 지점으로 유동되도록 제1컨트롤밸브를 제어하고, 고전압배터리를 통과한 배터리라인의 냉각수가 칠러로 유동되도록 제3컨트롤밸브를 제어하며, 냉매라인의 냉매가 칠러 및 실내공조용 냉각코어로 유동되도록 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브의 개폐를 제어하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.a first expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the chiller; and a second expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the cooling core for indoor air conditioning, wherein, in the fourth mode of cooling the battery and the room at the same time, the cooling water of the battery line bypasses the heating line to the high voltage battery controls the first control valve to flow to an upstream point of It may further include a controller for controlling the opening and closing of the first expansion valve or the second expansion valve.
전장부품 또는 고전압배터리의 폐열을 회수하지 않는 제5모드에서, 통합라인의 냉각수 유동을 차단하도록 제3컨트롤밸브를 제어하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.The controller may further include a controller that controls the third control valve to block the flow of the coolant in the integrated line in the fifth mode in which waste heat of the electric components or the high voltage battery is not recovered.
본 발명의 차량의 통합 열관리 회로에 따르면, 단일의 칠러만으로 전장부품 및 고전압배터리의 폐열을 선택적으로 회수할 수 있는 효과를 갖는다.According to the integrated thermal management circuit of the vehicle of the present invention, there is an effect of selectively recovering waste heat of electric components and high voltage batteries with only a single chiller.
또한, 단일의 컨트롤밸브를 통하여 전장부품 및 고전압배터리의 폐열 회수 및 냉각을 제어할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, it has the effect of controlling the recovery and cooling of waste heat of the electronic components and the high voltage battery through a single control valve.
이에 따라, 요구되는 부품이 감소되고, 공간 활용 및 패키지 측면의 효과를 가지며, 제조 원가가 절감되는 효과를 갖는다.Accordingly, required parts are reduced, have the effect of space utilization and package aspect, and have the effect of reducing the manufacturing cost.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 통합 열관리 회로의 구성도를 도시한 것이다.
도 2 내지 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 통합 열관리 회로의 구성도를 도시한 것이다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 통합 열관리 회로의 다양한 제어모드를 도시한 것이다.1 is a block diagram of an integrated thermal management circuit of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 to 9 are diagrams illustrating a configuration of an integrated thermal management circuit of a vehicle according to another embodiment of the present invention.
10 to 14 are diagrams illustrating various control modes of the integrated thermal management circuit of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. Specific structural or functional descriptions of the embodiments of the present invention disclosed in the present specification or application are only exemplified for the purpose of describing the embodiments according to the present invention, and the embodiments according to the present invention may be implemented in various forms. and should not be construed as being limited to the embodiments described in the present specification or application.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the embodiment according to the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiment according to the concept of the present invention with respect to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first and/or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another, for example, without departing from the scope of rights according to the inventive concept, a first component may be termed a second component, and similarly The second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the described features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof exist, and include one or more other features or numbers. , it should be understood that it does not preclude the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as meanings consistent with the context of the related art, and unless explicitly defined in the present specification, they are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 통합 열관리 회로의 구성도를 도시한 것이다.1 is a block diagram of an integrated thermal management circuit of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 통합 열관리 회로는 내부에서 유동되는 냉각수가 고전압배터리(110)와 열교환 가능하게 연결되며, 내부의 냉각수를 유동시키는 제1펌프(130) 및 제1라디에이터(120)가 구비된 배터리라인(100); 제1펌프(130)의 하류 지점에서 배터리라인(100)으로부터 분기되고, 실내공조용 가열코어(210)가 구비되며, 실내공조용 가열코어(210)의 하류 지점에서 분기되어 고전압배터리(110)의 상류 지점 및 하류 지점에서 배터리라인(100)으로 합류되는 가열라인(200); 및 배터리라인(100)에서 가열라인(200)으로 분기되는 지점에 위치되어 배터리라인(100)에서 가열라인(200)으로 유동되는 냉각수의 유량을 조절하거나, 또는 가열라인(200)에서 배터리라인(100)으로 합류되는 지점에 위치되어 고전압배터리(110)의 상류 지점과 하류 지점으로 분기되는 냉각수의 유량을 조절하는 제1컨트롤밸브(300);를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , in the integrated thermal management circuit of a vehicle according to an embodiment of the present invention, the coolant flowing therein is connected to the
배터리라인(100)에는 제1펌프(130)가 구비되고, 제1펌프(130)에 의해 유동되는 냉각수가 고전압배터리(110)와 열교환하며, 제1라디에이터(120)로 유동되면서 외부와 열교환될 수 있다. 배터리라인(100)은 제1펌프(130)의 하류 지점에서 가열라인(200)로 분기될 수 있다.The
가열라인(200)에는 실내공조용 가열코어(210)가 구비되고, 제1펌프(130)에 의해 유동되는 배터리라인(100)의 냉각수가 가열라인(200)의 내부로 유동될 수 있다. 가열라인(200)은 제1컨트롤밸브(300)를 통해 배터리라인(100)으로 합류될 수 있다.A
제1컨트롤밸브(300)는 배터리라인(100)에서 가열라인(200)으로 유동되는 냉각수의 유량을 조절함과 동시에 고전압배터리(110)의 상류 지점과 하류 지점으로 분기되는 냉각수의 유량을 조절할 수 있다. 즉, 가열라인(200)은 제1컨트롤밸브(300)에서 분기되어 고전압배터리(110)의 상류 지점과 하류 지점에서 배터리라인(100)으로 합류될 수 있다.The
특히, 제1컨트롤밸브(300)는 배터리라인(100)에서 가열라인(200)으로 유동되는 냉각수의 유량 및 고전압배터리(110)의 상류 지점과 하류 지점으로 분기되는 냉각수의 유량을 동시에 조절하는 멀티포트 밸브일 수 있다.In particular, the
더 구체적으로, 일 실시예로 제1컨트롤밸브(300)는 유입구가 배터리라인(100)의 제1펌프(130) 하류 지점 및 가열라인(200)의 실내공조용 가열코어(210) 하류 지점에 연결되고, 배출구가 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 상류 지점 및 하류 지점과 가열라인(200)의 실내공조용 가열코어(210) 상류 지점에 연결된 5-Way 밸브일 수 있다.More specifically, in one embodiment, the
도 2 내지 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 통합 열관리 회로의 구성도를 도시한 것이다.2 to 9 are diagrams illustrating a configuration of an integrated thermal management circuit of a vehicle according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 다른 실시예로 제1컨트롤밸브(300)는 배터리라인(100)의 제1펌프(130) 하류 지점에 연결된 유입구가 가열라인(200)의 실내공조용 가열코어(210) 상류 지점 및 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 상류 지점에 연결된 배출구로 분기되고, 가열라인(200)의 실내공조용 가열코어(210) 하류 지점에 연결된 유입구가 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 상류 지점 및 하류 지점에 연결된 배출구로 분기된 6-Way 밸브일 수 있다.Referring to FIG. 2 , in another embodiment, the
고전압배터리(110)의 하류 지점에서 배터리라인(100)으로부터 분기되고, 제1라디에이터(120)를 바이패스하여 제1펌프(130)의 상류 지점에서 배터리라인(100)으로 합류되는 바이패스라인(400);을 더 포함하고, 고전압배터리(110)의 하류 지점에서 배터리라인(100)으로 합류되는 가열라인(200)은 바이패스라인(400)으로 합류될 수 있다.A bypass line branched from the
바이패스라인(400)은 고전압배터리(110)를 통과한 냉각수가 제1라디에이터(120)를 바이패스하여 바로 제1펌프(130)의 상류 지점으로 합류되는 구성이다. 가열라인(200)에서 고전압배터리(110)의 하류 지점으로 합류되는 위치는 바이패스라인(400)일 수 있다.The
도 3 내지 4를 참조하면, 배터리라인(100)에서 바이패스라인(400)으로 분기되는 지점 또는 바이패스라인(400)에는 바이패스라인(400)으로 유동되는 냉각수의 유동을 허용하거나 차단하는 제2컨트롤밸브(410)가 구비될 수 있다.3 to 4 , at a point branching from the
특히, 도 3에 도시한 것과 같이, 제2컨트롤밸브(410)는 배터리라인(100)에서 바이패스라인(400)으로 분기되는 지점에서 바이패스라인(400)으로 유동되는 냉각수와 제1라디에이터(120)로 유동되는 냉각수 사이의 비율을 조절할 수 있는 3-Way 밸브일 수 있다.In particular, as shown in FIG. 3 , the
또한, 도 4에 도시한 것과 같이, 제2컨트롤밸브(410)는 바이패스라인(400)에 위치된 2-Way 밸브일 수 있다. 제2컨트롤밸브(410)는 일정한 압력차 이상일 때만 개방되도록 설계된 체크밸브이거나, 제어기(1000)에 의해 On/Off가 제어되는 On/Off밸브일 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4 , the
도 5를 참조하면, 바이패스라인(400)은 삭제될 수 있고, 고전압배터리(110)의 승온이 요구되는 경우에는 칠러(910)로 연결된 통합라인(900)으로 냉각수를 순환시킬 수 있다. 또한, 가열라인(200)은 고전압배터리(110)의 하류 지점에서 배터리라인(100)에 직접 연결될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
가열라인(200)에는 실내공조용 가열코어(210)의 상류 지점에 위치되어 내부의 냉각수를 가열하는 수가열히터(220)가 구비될 수 있다. 수가열히터(220)는 가열라인(200)에서 수냉컨덴서(620)의 하류 지점에 위치되어, 수냉컨덴서(620)에서 가열된 냉각수를 추가로 가열할 수 있다.The
배터리라인(100)에서 분기되고, 제1라디에이터(120)를 바이패스하여 배터리라인(100)으로 다시 합류되는 통합라인(900); 냉매가 내부에서 유동되고, 실내공조용 냉각코어(610)가 구비되며, 실내공조용 가열코어(210) 상류 지점에서 가열라인(200)과 열교환 가능하게 연결된 수냉컨덴서(620)가 구비된 냉매라인(600); 냉매라인(600)에서 실내공조용 냉각코어(610)를 바이패스하도록 연결되며, 통합라인(900)의 냉각수와 냉매라인(600)의 냉매가 서로 열교환 가능하게 연결된 칠러(910); 및 배터리라인(100) 및 통합라인(900)과 동시에 연결되어 칠러(910)를 통과한 통합라인(900)의 냉각수 유동을 조절하는 제3컨트롤밸브(500);를 더 포함할 수 있다.an
내부에서 유동되는 냉각수가 전장부품(810)과 열교환 가능하게 연결되며, 제2라디에이터(820)가 구비된 전장부품라인(800);을 더 포함하고, 통합라인(900)은 전장부품라인(800) 및 배터리라인(100)에서 각각 분기되어 합류되고, 유동방향을 따라 유동되면서 전장부품라인(800) 및 배터리라인(100)으로 다시 분기되며, 제3컨트롤밸브(500)는 배터리라인(100), 전장부품라인(800) 및 통합라인(900)과 동시에 연결될 수 있다.The cooling water flowing therein is heat-exchangeably connected with the
전장부품라인(800)에는 제2펌프(830)가 구비되고, 제2펌프(830)에 의해 유동되는 냉각수가 전장부품라인(800)과 열교환하며, 제2라디에이터(820)로 유동되면서 외부와 열교환될 수 있다.A
여기서, 전장부품(810)이란 차량을 구동하는 모터, 인버터, 컨버터 등 차량의 구동에 따라 발열하는 부품들을 통칭하는 용어로 사용될 수 있다.Here, the
통합라인(900)은 전장부품라인(800)에서 전장부품(810)의 하류 지점 및 배터리라인(100)에서 고전압배터리(110)의 하류 지점에 분기되는 라인일 수 있다. 통합라인(900)은 컨트롤밸브를 통하여 다시 전장부품라인(800) 및 배터리라인(100)으로 합류될 수 있다. 특히, 통합라인(900)은 배터리라인(100)의 제1펌프(130) 및 전장부품라인(800)의 제2펌프(830)의 상류 지점으로 분기되어 연결될 수 있다.The
칠러(910)는 통합라인(900)에 구비되어, 냉매라인(600)의 냉매를 이용하여 전장부품라인(800)의 폐열 또는 배터리라인(100)의 폐열을 회수할 수 있고, 이에 따라 전장부품라인(800) 및 배터리라인(100)의 냉각수가 냉각될 수 있다.The
칠러(910)에는 제1팽창밸브(650)가 구비되고, 실내공조용 냉각코어(610)에는 제2팽창밸브(660)가 구비될 수 있다.A
냉매라인(600)에는 컴프레서(630)에 의해 압축된 냉매를 냉각수로 냉각시키는 수냉컨덴서(620) 및 외기로 냉각시키는 외기컨덴서(640)가 모두 포함될 수 있다.The
도 6을 참조하면, 전장부품라인(800)은 배터리라인(100)과 별도로 순환되고, 통합라인(900)으로 연결되지 않을 수 있다. 이러한 경우에는 냉매라인(600)은 칠러(910)에서 전장부품(810)의 폐열은 회수하지 않고, 고전압배터리(110)의 폐열만을 회수할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the
여기서, 제3컨트롤밸브(500)에서 제2라디에이터(820)를 통과한 전장부품라인(800)의 냉각수는 다시 전장부품(810)으로 유동되고, 통합라인(900)과 전장부품라인(800)은 제3컨트롤밸브(500)에서 연결되지 않을 수 있다.Here, the cooling water of the
배터리라인(100)에서 제1라디에이터(120)를 통과한 냉각수 및 전장부품라인(800)에서 제2라디에이터(820)를 통과한 냉각수가 서로 분리된 상태로 유동되는 리저버탱크(700);를 더 포함하고, 제1라디에이터(120)를 통과한 배터리라인(100) 및 제2라디에이터(820)를 통과한 전장부품라인(800)의 냉각수는 각각 리저버탱크(700)를 통과하여 제3컨트롤밸브(500)로 유동될 수 있다.
리저버탱크(700)는 내부에 격막이 형성되어 서로 분리된 내부공간이 형성될 수 있다. 서로 분리된 내부공간에는 각각 배터리라인(100) 및 전장부품라인(800)의 냉각수가 분리된 상태로 저장될 수 있다.The
리저버탱크(700)는 배터리라인(100)의 제1라디에이터(120)와 제1펌프(130) 사이 및 전장부품라인(800)의 제2라디에이터(820)와 제2펌프(830) 사이에 구비될 수 있다.The
고전압배터리(110)의 하류 지점에서 배터리라인(100)으로부터 분기되고, 제1라디에이터(120)를 바이패스하여 제1펌프(130)의 상류 지점에서 배터리라인(100)으로 합류되는 바이패스라인(400);을 더 포함하고, 바이패스라인(400)은 리저버탱크(700)로 연결되어 배터리라인(100)으로 합류될 수 있다.A bypass line branched from the
도 7을 참조하면, 바이패스라인(400)은 제1펌프(130)의 상류 지점에 연결될 수 있다. 특히, 리저버탱크(700)를 바이패스하여 리저버탱크(700)와 제1펌프(130) 사이에서 배터리라인(100)으로 합류될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
전장부품라인(800) 또는 배터리라인(100)에서 분기되어 통합라인(900)으로 합류되는 위치에서 냉각수의 역방향 유동을 차단하는 차단밸브(920,930);가 더 포함될 수 있다.Shut-off
차단밸브(920,930)는 전장부품라인(800)에서 통합라인(900)으로 연결되는 위치에 구비된 제1차단밸브(920) 또는 배터리라인(100)에서 통합라인(900)으로 연결되는 위치에 구비된 제2차단밸브(930)일 수 있다.The shut-off
제1차단밸브(920) 및 제2차단밸브(930)는 전장부품라인(800)과 배터리라인(100)의 냉각수가 서로 혼입되지 않도록 냉각수를 차단하는 구성으로, 냉각수가 일방향으로만 유동되도록 허용하는 체크밸브일 수 있다. 특히, 체크밸브는 일정한 압력차 이상인 경우에만 개방되도록 내부에 포함된 스프링의 탄성계수가 조절될 수 있다.The
도 1 내지 7에 도시한 것과 같이, 제3컨트롤밸브(500)는 유입구가 통합라인(900), 배터리라인(100)의 제1라디에이터(120) 측 및 전장부품라인(800)의 제2라디에이터(820) 측에 연결되고, 배출구가 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 측 및 전장부품라인(800)의 전장부품(810) 측에 연결된 5-Way 밸브일 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 7 , the
도 8을 참조하면, 제3컨트롤밸브(500)는 유입구가 상류지점에서 분기된 통합라인(900), 배터리라인(100)의 제1라디에이터(120) 측 및 전장부품라인(800)의 제2라디에이터(820) 측에 연결되고, 배출구가 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 측 및 전장부품라인(800)의 전장부품(810) 측에 연결된 6-Way 밸브일 수 있다.Referring to FIG. 8 , the
즉, 통합라인(900)은 배터리라인(100)으로 합류되거나 전장부품라인(800)으로 합류되도록 양측으로 분기된 상태로 제3컨트롤밸브(500)에 연결될 수 있다. That is, the
제3컨트롤밸브(500)에서는, 제3컨트롤밸브(500)의 상류지점에서 분기된 통합라인(900) 중 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 측으로 연결된 통합라인(900) 또는 배터리라인(100)의 제1라디에이터(120) 측에서 유입된 냉각수가 선택적으로 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 측으로 공급되고, 제3컨트롤밸브(500)의 상류지점에서 분기된 통합라인(900) 중 전장부품라인(800)의 전장부품 측으로 연결된 통합라인(900) 또는 전장부품라인(800)의 제2라디에이터(820) 측에서 유입된 냉각수가 선택적으로 전장부품라인(800)의 전장부품(810) 측으로 공급될 수 있다.In the
제3컨트롤밸브(500)의 상류지점에서 분기된 통합라인(900) 중 제3컨트롤밸브(500)를 통해 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 측으로 연결된 통합라인(900)에 위치되고, 냉각수의 역방향 유동을 차단하는 역류방지밸브(940);를 더 포함할 수 있다.It is located in the
역류방지밸브(940)는 전장부품라인(800) 및 배터리라인(100)으로 연결되는 통합라인(900)의 냉각수가 서로 혼입되지 않도록 냉각수를 차단하는 구성으로, 냉각수가 일방향으로만 유동되도록 허용하는 체크밸브일 수 있다. 특히, 체크밸브는 일정한 압력차 이상인 경우에만 개방되도록 내부에 포함된 스프링의 탄성계수가 조절될 수 있다.The
도 9를 참조하면, 제1컨트롤밸브(300)는 배터리라인(100)의 제1펌프(130) 하류 지점에 연결된 유입구가 가열라인(200)의 실내공조용 가열코어(210) 상류 지점 및 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 상류 지점에 연결된 배출구로 분기되고, 가열라인(200)의 실내공조용 가열코어(210) 하류 지점에 연결된 유입구가 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 상류 지점 및 하류 지점에 연결된 배출구로 분기된 6-Way 밸브일 수 있다.Referring to FIG. 9 , the
구체적으로, 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 하류 지점에 연결된 제1컨트롤밸브(300)의 배출구는 제3컨트롤밸브(500)의 상류지점에서 분기된 통합라인(900) 중 제3컨트롤밸브(500)를 통해 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 측으로 연결된 통합라인(900)에 연결될 수 있다. Specifically, the outlet of the
또는, 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 하류 지점에 연결된 제1컨트롤밸브(300)의 배출구는 도 9에 도시한 것과 같이, 배터리라인(100)의 제1라디에이터(120) 하류 지점에 연결될 수 있다. 특히, 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 하류 지점에 연결된 제1컨트롤밸브(300)의 배출구는 리저버탱크(700)에 직접 연결될 수 있다.Alternatively, the outlet of the
특히, 제1컨트롤밸브(300)의 배출구 중 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 하류 지점에 연결된 배출구는 리저버탱크(700)을 통하여 제3컨트롤밸브(500)로 유입되거나, 제3컨트롤밸브(500)의 상류지점에서 분기된 통합라인(900)을 통하여 제3컨트롤밸브(500)로 유입되어 배터리라인(100)으로 합류될 수 있다.In particular, among the outlets of the
여기서, 바이패스라인(400)은 제3컨트롤밸브(500)를 통해 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 측으로 연결된 통합라인(900)에 직접 연결될 수 있고, 배터리라인(100)의 고전압배터리(110) 하류 지점에 연결된 제1컨트롤밸브(300)의 배출구는 바이패스라인(400)에 연결될 수 있다.Here, the
도 10 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 통합 열관리 회로의 다양한 제어모드를 도시한 것이다.10 to 14 are diagrams illustrating various control modes of the integrated thermal management circuit of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어기(1000)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.The
구체적으로 도 10을 참조하면, 제어기(1000)는 전장부품(810)의 폐열을 이용하여 고전압배터리(110)를 승온하는 제1모드에서, 배터리라인(100)의 냉각수가 가열라인(200)로 유동되고 가열라인(200)의 냉각수는 고전압배터리(110)의 상류 지점에서 배터리라인(100)으로 유동되도록 제1컨트롤밸브(300)를 제어하고, 전장부품라인(800)의 냉각수가 통합라인(900)을 통하여 칠러(910)로 유동되도록 제3컨트롤밸브(500)를 제어하며, 냉매라인(600)의 냉매가 칠러(910)로 유동되도록 제1팽창밸브(650) 또는 제2팽창밸브(660)의 개폐를 제어할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 10 , in the first mode in which the
도 11를 참조하면, 제어기(1000)는 전장부품(810)의 폐열을 이용하여 실내를 난방하는 제2모드에서, 배터리라인(100)의 냉각수가 가열라인(200)로 유동되고 가열라인(200)의 냉각수는 고전압배터리(110)의 하류 지점에서 배터리라인(100)으로 유동되도록 제1컨트롤밸브(300)를 제어하고, 전장부품라인(800)의 냉각수가 통합라인(900)을 통하여 칠러(910)로 유동되도록 제3컨트롤밸브(500)를 제어하며, 냉매라인(600)의 냉매가 칠러(910)로 유동되도록 제1팽창밸브(650) 또는 제2팽창밸브(660)의 개폐를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 11 , in the second mode in which the
다른 실시예로, 실내를 제습하는 제습모드의 경우에는 실내의 냉각과 난방을 동시에 수행하도록 제1팽창밸브(650) 및 제2팽창밸브(660)를 제어할 수 있다.In another embodiment, in the case of the dehumidifying mode for dehumidifying the room, the
도 12을 참조하면, 제어기(1000)는 고전압배터리(110)를 칠러(910)로 냉각하는 제3모드에서, 배터리라인(100)의 냉각수가 가열라인(200)을 바이패스하여 고전압배터리(110)의 상류 지점으로 유동되도록 제1컨트롤밸브(300)를 제어하고, 배터리라인(100)의 냉각수가 통합라인(900)을 통해 칠러(910)로 유동되도록 제3컨트롤밸브(500)를 제어하며, 냉매라인(600)의 냉매가 칠러(910)로 유동되도록 제1팽창밸브(650) 또는 제2팽창밸브(660)의 개폐를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 12 , in the third mode in which the
도 13을 참조하면, 제어기(1000)는 고전압배터리(110)와 실내를 동시에 냉각하는 제4모드에서, 배터리라인(100)의 냉각수가 가열라인(200)을 바이패스하여 고전압배터리(110)의 상류 지점으로 유동되도록 제1컨트롤밸브(300)를 제어하고, 고전압배터리(110)를 통과한 배터리라인(100)의 냉각수가 칠러(910)로 유동되도록 제3컨트롤밸브(500)를 제어하며, 냉매라인(600)의 냉매가 칠러(910) 및 실내공조용 냉각코어(610)로 유동되도록 제1팽창밸브(650) 또는 제2팽창밸브(660)의 개폐를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 13 , in the fourth mode in which the
도 14을 참조하면, 제어기(1000)는 전장부품(810) 또는 고전압배터리(110)의 폐열을 회수하지 않는 제5모드에서, 통합라인(900)의 냉각수 유동을 차단하도록 제3컨트롤밸브(500)를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 14 , in the fifth mode in which the
제3컨트롤밸브(500)는 통합라인(900)의 냉각수가 전장부품라인(800)으로 유동되거나 배터리라인(100)으로 유동되도록 제어할 수도 있지만, 통합라인(900)의 냉각수 유동을 차단하도록 제어할 수도 있다.The
제어기(1000)는 제5모드에서 제1펌프(130) 또는 제2펌프(830)의 구동을 제어함으로써 배터리라인(100)의 외기 냉각 또는 전장부품라인(800)의 외기 냉각을 제어할 수 있다.The
본 발명의 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.Although shown and described with respect to specific embodiments of the present invention, it is within the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the spirit of the present invention provided by the following claims. It will be obvious to one of ordinary skill.
100 : 배터리라인 200 : 가열라인
300 : 제1컨트롤밸브 400 : 바이패스라인
500 : 제3컨트롤밸브 600 : 냉매라인
700 : 리저버탱크 800 : 전장부품라인
900 : 통합라인 1000 : 제어기100: battery line 200: heating line
300: first control valve 400: bypass line
500: third control valve 600: refrigerant line
700: reservoir tank 800: electric part line
900: integrated line 1000: controller
Claims (21)
제1펌프의 하류 지점에서 배터리라인으로부터 분기되고, 실내공조용 가열코어가 구비되며, 실내공조용 가열코어의 하류 지점에서 분기되어 고전압배터리의 상류 지점 및 하류 지점에서 배터리라인으로 합류되는 가열라인; 및
배터리라인에서 가열라인으로 분기되는 지점에 위치되어 배터리라인에서 가열라인으로 유동되는 냉각수의 유량을 조절하거나, 또는 가열라인에서 배터리라인으로 합류되는 지점에 위치되어 고전압배터리의 상류 지점과 하류 지점으로 분기되는 냉각수의 유량을 조절하는 제1컨트롤밸브;를 포함하고,
제1컨트롤밸브는 배터리라인에서 가열라인으로 유동되는 냉각수의 유량 및 고전압배터리의 상류 지점과 하류 지점으로 분기되는 냉각수의 유량을 동시에 조절하는 멀티포트 밸브이며,
제1컨트롤밸브는 유입구가 배터리라인의 제1펌프 하류 지점 및 가열라인의 실내공조용 가열코어 하류 지점에 연결되고, 배출구가 배터리라인의 고전압배터리 상류 지점 및 하류 지점과 가열라인의 실내공조용 가열코어 상류 지점에 연결된 5-Way 밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.a battery line in which the cooling water flowing therein is heat-exchangeably connected with the high voltage battery, and having a first pump and a first radiator for flowing the cooling water therein;
a heating line branched from the battery line at a point downstream of the first pump, provided with a heating core for indoor air conditioning, branched at a point downstream of the heating core for indoor air conditioning, and joined to the battery line at a point upstream and downstream of the high voltage battery; and
It is located at the point where it branches from the battery line to the heating line to regulate the flow rate of the coolant flowing from the battery line to the heating line, or it is located at the point where the heating line joins the battery line and branches to the upstream and downstream points of the high voltage battery. Including; a first control valve for controlling the flow rate of the cooling water to be
The first control valve is a multi-port valve that simultaneously regulates the flow rate of the coolant flowing from the battery line to the heating line and the coolant flow branched to the upstream and downstream points of the high voltage battery,
The first control valve has an inlet connected to a point downstream of the first pump in the battery line and a point downstream of the heating core for indoor air conditioning in the heating line, and the outlet is connected to an upstream point and downstream point of the high voltage battery in the battery line and indoor air conditioning heating in the heating line. An integrated thermal management circuit for the vehicle, characterized in that it is a 5-Way valve connected to a point upstream of the core.
제1컨트롤밸브는 배터리라인의 제1펌프 하류 지점에 연결된 유입구가 가열라인의 실내공조용 가열코어 상류 지점 및 배터리라인의 고전압배터리 상류 지점에 연결된 배출구로 분기되고, 가열라인의 실내공조용 가열코어 하류 지점에 연결된 유입구가 배터리라인의 고전압배터리 상류 지점 및 하류 지점에 연결된 배출구로 분기된 6-Way 밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.The method according to claim 1,
The first control valve has an inlet connected to the downstream point of the first pump of the battery line, and an outlet connected to an upstream point of the heating core for indoor air conditioning of the heating line and an upstream point of the high voltage battery of the battery line, and a heating core for indoor air conditioning of the heating line. An integrated thermal management circuit for a vehicle, characterized in that the inlet connected to the downstream point is a 6-way valve branched to the outlet connected to the high voltage battery upstream point and downstream point of the battery line.
고전압배터리의 하류 지점에서 배터리라인으로부터 분기되고, 제1라디에이터를 바이패스하여 제1펌프의 상류 지점에서 배터리라인으로 합류되는 바이패스라인;을 더 포함하고,
고전압배터리의 하류 지점에서 배터리라인으로 합류되는 가열라인은 바이패스라인으로 합류되는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.The method according to claim 1,
A bypass line branched from the battery line at a point downstream of the high voltage battery and joined to the battery line at an upstream point of the first pump by bypassing the first radiator; further comprising,
An integrated thermal management circuit for a vehicle, characterized in that a heating line joined to the battery line at a downstream point of the high voltage battery is joined as a bypass line.
배터리라인에서 바이패스라인으로 분기되는 지점 또는 바이패스라인에는 바이패스라인으로 유동되는 냉각수의 유동을 허용하거나 차단하는 제2컨트롤밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.6. The method of claim 5,
An integrated thermal management circuit for a vehicle, characterized in that a second control valve for allowing or blocking the flow of the coolant flowing to the bypass line is provided at the branch or the bypass line branching from the battery line to the bypass line.
가열라인에는 실내공조용 가열코어의 상류 지점에 위치되어 내부의 냉각수를 가열하는 수가열히터가 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.The method according to claim 1,
An integrated thermal management circuit for a vehicle, characterized in that the heating line is provided with a water heating heater located at an upstream point of the heating core for indoor air conditioning to heat the internal cooling water.
배터리라인에서 분기되고, 제1라디에이터를 바이패스하여 배터리라인으로 다시 합류되는 통합라인;
냉매가 내부에서 유동되고, 실내공조용 냉각코어가 구비되며, 실내공조용 가열코어 상류 지점에서 가열라인과 열교환 가능하게 연결된 수냉컨덴서가 구비된 냉매라인;
냉매라인에서 실내공조용 냉각코어를 바이패스하도록 연결되며, 통합라인의 냉각수와 냉매라인의 냉매가 서로 열교환 가능하게 연결된 칠러; 및
배터리라인 및 통합라인과 동시에 연결되어 칠러를 통과한 통합라인의 냉각수 유동을 조절하는 제3컨트롤밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.The method according to claim 1,
an integrated line branching from the battery line and rejoining the battery line by bypassing the first radiator;
a refrigerant line in which a refrigerant flows therein, a cooling core for indoor air conditioning is provided, and a water-cooled condenser connected to the heating line to exchange heat at an upstream point of the indoor air conditioning heating core;
a chiller connected to the refrigerant line to bypass the cooling core for indoor air conditioning, and the cooling water of the integrated line and the refrigerant of the refrigerant line are connected to each other so as to exchange heat; and
The integrated thermal management circuit of the vehicle further comprising a; a third control valve connected to the battery line and the integrated line at the same time to control the flow of coolant in the integrated line passing through the chiller.
내부에서 유동되는 냉각수가 전장부품과 열교환 가능하게 연결되며, 제2라디에이터가 구비된 전장부품라인;을 더 포함하고,
통합라인은 전장부품라인 및 배터리라인에서 각각 분기되어 합류되고, 유동방향을 따라 유동되면서 전장부품라인 및 배터리라인으로 다시 분기되며,
제3컨트롤밸브는 배터리라인, 전장부품라인 및 통합라인과 동시에 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.9. The method of claim 8,
The cooling water flowing therein is connected so as to be heat-exchangeable with the electric parts, and an electric part line provided with a second radiator; further comprising,
The integrated line branches and merges in the electric component line and the battery line, respectively, and branches again into the electric component line and the battery line while flowing along the flow direction,
The third control valve is an integrated thermal management circuit of the vehicle, characterized in that it is connected simultaneously with the battery line, the electric component line and the integrated line.
배터리라인에서 제1라디에이터를 통과한 냉각수 및 전장부품라인에서 제2라디에이터를 통과한 냉각수가 서로 분리된 상태로 유동되는 리저버탱크;를 더 포함하고,
제1라디에이터를 통과한 배터리라인 및 제2라디에이터를 통과한 전장부품라인의 냉각수는 각각 리저버탱크를 통과하여 제3컨트롤밸브로 유동되는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.10. The method of claim 9,
It further includes; a reservoir tank in which the coolant that has passed through the first radiator in the battery line and the coolant that has passed through the second radiator in the electric component line flow in a separated state from each other;
The integrated thermal management circuit of the vehicle, characterized in that the coolant of the battery line passing through the first radiator and the electric component line passing through the second radiator flows to the third control valve through the reservoir tank, respectively.
고전압배터리의 하류 지점에서 배터리라인으로부터 분기되고, 제1라디에이터를 바이패스하여 제1펌프의 상류 지점에서 배터리라인으로 합류되는 바이패스라인;을 더 포함하고,
바이패스라인은 리저버탱크로 연결되어 배터리라인으로 합류되는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.11. The method of claim 10,
A bypass line branched from the battery line at a point downstream of the high voltage battery and joined to the battery line at an upstream point of the first pump by bypassing the first radiator; further comprising,
The bypass line is connected to the reservoir tank, and the integrated thermal management circuit of the vehicle, characterized in that it is joined to the battery line.
전장부품라인 또는 배터리라인에서 분기되어 통합라인으로 합류되는 위치에서 냉각수의 역방향 유동을 차단하는 차단밸브;가 더 포함된 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.10. The method of claim 9,
The integrated thermal management circuit of the vehicle, characterized in that it further includes a shut-off valve that blocks the reverse flow of the coolant at a position where it branches off from the electric component line or the battery line and joins the integrated line.
제3컨트롤밸브는 유입구가 통합라인, 배터리라인의 제1라디에이터 측 및 전장부품라인의 제2라디에이터 측에 연결되고, 배출구가 배터리라인의 고전압배터리 측 및 전장부품라인의 전장부품 측에 연결된 5-Way 밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.10. The method of claim 9,
The third control valve has an inlet connected to the integrated line, the first radiator side of the battery line, and the second radiator side of the electric component line, and the outlet is connected to the high voltage battery side of the battery line and the electric component side of the electric component line 5- The integrated thermal management circuit of the vehicle, characterized in that it is a way valve.
제3컨트롤밸브는 유입구가 상류지점에서 분기된 통합라인, 배터리라인의 제1라디에이터 측 및 전장부품라인의 제2라디에이터 측에 연결되고, 배출구가 배터리라인의 고전압배터리 측 및 전장부품라인의 전장부품 측에 연결된 6-Way 밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.10. The method of claim 9,
The third control valve has an inlet connected to the integrated line branched from the upstream point, the first radiator side of the battery line, and the second radiator side of the electric component line, and the outlet port is connected to the high voltage battery side of the battery line and the electric component of the electric component line. The integrated thermal management circuit of the vehicle, characterized in that it is a 6-way valve connected to the side.
제3컨트롤밸브의 상류지점에서 분기된 통합라인 중 제3컨트롤밸브를 통해 배터리라인의 고전압배터리 측으로 연결된 통합라인에 위치되고, 냉각수의 역방향 유동을 차단하는 역류방지밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.15. The method of claim 14,
and a non-return valve located in the integrated line connected to the high voltage battery side of the battery line through the third control valve among the integrated lines branched from the upstream point of the third control valve, and blocking the reverse flow of the coolant. The vehicle's integrated thermal management circuitry.
제1컨트롤밸브는 배터리라인의 제1펌프 하류 지점에 연결된 유입구가 가열라인의 실내공조용 가열코어 상류 지점 및 배터리라인의 고전압배터리 상류 지점에 연결된 배출구로 분기되고, 가열라인의 실내공조용 가열코어 하류 지점에 연결된 유입구가 배터리라인의 고전압배터리 상류 지점 및 하류 지점에 연결된 배출구로 분기된 6-Way 밸브이며,
배터리라인의 고전압배터리 하류 지점에 연결된 제1컨트롤밸브의 배출구는 제3컨트롤밸브의 상류지점에서 분기된 통합라인 중 제3컨트롤밸브를 통해 배터리라인의 고전압배터리 측으로 연결된 통합라인 또는 배터리라인의 제1라디에이터 하류 지점에 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.15. The method of claim 14,
The first control valve has an inlet connected to the downstream point of the first pump of the battery line, and an outlet connected to an upstream point of the heating core for indoor air conditioning of the heating line and an upstream point of the high voltage battery of the battery line, and a heating core for indoor air conditioning of the heating line. It is a 6-way valve with an inlet connected to the downstream point branching out to an outlet connected to the upstream point and downstream point of the high voltage battery in the battery line,
The outlet of the first control valve connected to the downstream point of the high voltage battery of the battery line is the first of the integrated line or the battery line connected to the high voltage battery side of the battery line through the third control valve among the integrated lines branched from the upstream point of the third control valve. Integrated thermal management circuitry in a vehicle, characterized in that it is connected to a point downstream of the radiator.
칠러의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제1팽창밸브;
실내공조용 냉각코어의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제2팽창밸브; 및
전장부품의 폐열을 이용하여 고전압배터리를 승온하는 제1모드에서, 배터리라인의 냉각수가 가열라인로 유동되고 가열라인의 냉각수는 고전압배터리의 상류 지점에서 배터리라인으로 유동되도록 제1컨트롤밸브를 제어하고, 전장부품라인의 냉각수가 통합라인을 통하여 칠러로 유동되도록 제3컨트롤밸브를 제어하며, 냉매라인의 냉매가 칠러로 유동되도록 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브의 개폐를 제어하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.10. The method of claim 9,
a first expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the chiller;
a second expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the cooling core for indoor air conditioning; and
In the first mode of raising the temperature of the high-voltage battery using waste heat from electronic components, the first control valve is controlled so that the cooling water of the battery line flows to the heating line and the cooling water of the heating line flows into the battery line at an upstream point of the high-voltage battery, , a controller that controls the third control valve so that the cooling water of the electric component line flows to the chiller through the integrated line, and controls the opening and closing of the first expansion valve or the second expansion valve so that the refrigerant of the refrigerant line flows to the chiller; The integrated thermal management circuit of the vehicle, characterized in that it comprises.
칠러의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제1팽창밸브;
실내공조용 냉각코어의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제2팽창밸브; 및
전장부품의 폐열을 이용하여 실내를 난방하는 제2모드에서, 배터리라인의 냉각수가 가열라인로 유동되고 가열라인의 냉각수는 고전압배터리의 하류 지점에서 배터리라인으로 유동되도록 제1컨트롤밸브를 제어하고, 전장부품라인의 냉각수가 통합라인을 통하여 칠러로 유동되도록 제3컨트롤밸브를 제어하며, 냉매라인의 냉매가 칠러로 유동되도록 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브의 개폐를 제어하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.10. The method of claim 9,
a first expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the chiller;
a second expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the cooling core for indoor air conditioning; and
In the second mode of heating a room using waste heat of electrical components, the first control valve is controlled so that the cooling water of the battery line flows to the heating line and the cooling water of the heating line flows to the battery line at a point downstream of the high voltage battery, A controller that controls the third control valve so that the coolant of the electrical component line flows to the chiller through the integrated line, and controls the opening and closing of the first expansion valve or the second expansion valve so that the coolant of the coolant line flows to the chiller; Integrated thermal management circuit of the vehicle, characterized in that.
칠러의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제1팽창밸브;
실내공조용 냉각코어의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제2팽창밸브; 및
고전압배터리를 칠러로 냉각하는 제3모드에서, 배터리라인의 냉각수가 가열라인을 바이패스하여 고전압배터리의 상류 지점으로 유동되도록 제1컨트롤밸브를 제어하고, 배터리라인의 냉각수가 통합라인을 통해 칠러로 유동되도록 제3컨트롤밸브를 제어하며, 냉매라인의 냉매가 칠러로 유동되도록 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브의 개폐를 제어하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.10. The method of claim 9,
a first expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the chiller;
a second expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the cooling core for indoor air conditioning; and
In the third mode of cooling the high-voltage battery with the chiller, the first control valve is controlled so that the cooling water of the battery line bypasses the heating line and flows to the upstream point of the high-voltage battery, and the cooling water of the battery line goes to the chiller through the integrated line. and a controller controlling the third control valve to flow, and controlling the opening and closing of the first expansion valve or the second expansion valve so that the refrigerant in the refrigerant line flows to the chiller.
칠러의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제1팽창밸브; 및
실내공조용 냉각코어의 상류지점에서 냉매라인에 구비된 제2팽창밸브;를 더 포함하고,
고전압배터리와 실내를 동시에 냉각하는 제4모드에서, 배터리라인의 냉각수가 가열라인을 바이패스하여 고전압배터리의 상류 지점으로 유동되도록 제1컨트롤밸브를 제어하고, 고전압배터리를 통과한 배터리라인의 냉각수가 칠러로 유동되도록 제3컨트롤밸브를 제어하며, 냉매라인의 냉매가 칠러 및 실내공조용 냉각코어로 유동되도록 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브의 개폐를 제어하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.10. The method of claim 9,
a first expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the chiller; and
Further comprising; a second expansion valve provided in the refrigerant line at an upstream point of the cooling core for indoor air conditioning;
In the fourth mode of cooling the high voltage battery and the room at the same time, the first control valve is controlled so that the cooling water of the battery line bypasses the heating line and flows to the upstream point of the high voltage battery, and the cooling water of the battery line passing through the high voltage battery and a controller that controls the third control valve to flow to the chiller, and controls opening and closing of the first expansion valve or the second expansion valve so that the refrigerant in the refrigerant line flows to the chiller and the cooling core for indoor air conditioning. The vehicle's integrated thermal management circuitry.
전장부품 또는 고전압배터리의 폐열을 회수하지 않는 제5모드에서, 통합라인의 냉각수 유동을 차단하도록 제3컨트롤밸브를 제어하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 열관리 회로.10. The method of claim 9,
The integrated thermal management circuit of the vehicle further comprising a controller that controls the third control valve to block the flow of the coolant in the integrated line in the fifth mode in which waste heat of the electric components or the high voltage battery is not recovered.
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