KR20190046058A

KR20190046058A - 전기차용 공기조화장치

Info

Publication number: KR20190046058A
Application number: KR1020170139159A
Authority: KR
Inventors: 원종보
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2019-05-07
Also published as: KR102418657B1

Abstract

전기차용 공기조화장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 전기차용 공기조화장치는: 제1 유로부와 제2 유로부가 구획되는 공조 케이스; 제1 유로부와 제2 유로부에 공기를 공급하도록 공조 케이스에 설치되는 블로어; 냉매를 압축하는 압축기; 압축기의 토출부측에 배치되는 삼방밸브; 제1 유로부에 배치되고, 압축기에서 토출되는 냉매가 유입되는 실내 응축기; 실내 응축기의 토출부측에 배치되는 팽창모듈; 제2 유로부에 배치되고, 팽창모듈에서 토출되는 냉매가 유입되는 실내 증발기; 삼방밸브와 실내 응축기의 냉매 유입측에 연결되는 바이패스관; 및 바이패스관에 연결되고, 삼방밸브의 제어에 의해 냉매가 유입되는 실외 응축기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기차용 공기조화장치{AIRCONDITIONING APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기차용 공기조화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전장부품의 개수를 감소시키고, 크기를 줄일 수 있는 전기차용 공기조화장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기차는 배터리 전원을 이용하여 모터를 회전시킨다. 최근에는 환경 제약을 회피하고 도난 방지를 위해 초소형 전기차가 오픈 타입에서 클로즈 타입으로 변경되고 있다. 오픈 타입은 실내 공간이 외부에 노출되는 타입이고, 클로즈 타입은 실내 공간이 외부로부터 차폐되는 타입이다.

기존의 공기조화장치는 전장길이가 길게 형성되므로, 클로즈 타입의 초소형 전기차에 적용하기 어려웠다. 따라서, 초소형 전기차에 적합한 컴팩트하고 저소비전력의 공기조화장치의 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2016-0111341호(2016. 09. 26 공개, 발명의 명칭: 전기차의 열방출 시스템)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전장부품의 개수를 감소시키고, 크기를 줄일 수 있는 전기차용 공기조화장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 전기차용 공기조화장치는: 제1 유로부와 제2 유로부가 구획되는 공조 케이스; 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부에 공기를 공급하도록 상기 공조 케이스에 설치되는 블로어; 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기의 토출부측에 배치되는 삼방밸브; 상기 제1 유로부에 배치되고, 상기 압축기에서 토출되는 냉매가 유입되는 실내 응축기; 상기 실내 응축기의 토출부측에 배치되는 팽창모듈; 상기 제2 유로부에 배치되고, 상기 팽창모듈에서 토출되는 냉매가 유입되는 실내 증발기; 상기 삼방밸브와 상기 실내 응축기의 냉매 유입측에 연결되는 바이패스관; 및 상기 바이패스관에 연결되고, 상기 삼방밸브의 제어에 의해 냉매가 유입되는 실외 응축기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부는 나란하게 형성될 수 있다.

상기 제2 유로부의 단면적은 상기 제1 유로부의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.

상기 전기차용 공기조화장치는 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부에 설치되는 전열히터부를 더 포함할 수 있다.

상기 전열히터부는 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부에 설치되는 부분이 개별적으로 제어될 수 있다.

상기 실내 증발기의 공기 유입측에 상기 전열히터부가 배치되고, 상기 실내 응축기의 공기 토출부측에 상기 전열히터부가 배치될 수 있다.

상기 압축기와 상기 실외 응축기는 상기 공조 케이스의 외부에 배치될 수 있다.

상기 실외 응축기는 배터리부의 일측에 배치되고, 상기 실외 응축기의 일측에는 상기 실외 응축기에서 열교환되는 공기를 상기 배터리부 측으로 공급하도록 실외 송풍팬이 설치될 수 있다.

냉방모드시 상기 압축기에서 토출되는 냉매는 상기 삼방밸브, 상기 실외 응축기, 상기 실내 응축기, 상기 팽창모듈 및 상기 실내 증발기에 순차적으로 유동되고, 상기 블로어는 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부에 공기를 동시에 송풍할 수 있다.

상기 실내 증발기에 얼음이 결빙되는 것으로 판단되면, 상기 실내 증발기를 가열하도록 상기 전열히터부를 구동할 수 있다.

상기 실외 응축기에서 열교환되는 공기를 배터리부 측에 공급하도록 상기 실외 송풍팬을 구동할 수 있다.

난방모드시 또는 난방재상모드시 상기 압축기에서 토출되는 냉매는 상기 삼방밸브, 상기 실내 응축기, 상기 팽창모듈 및 상기 실내 증발기로 순차적으로 유동되고, 상기 블로어는 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부에 공기를 동시에 송풍할 수 있다.

본 발명에 따르면, 하나의 블로어가 제1 유로부와 제2 유로부에 공기를 공급하므로, 전장부품의 개수를 감소시키고, 크기를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제2 유로부의 단면적이 제1 유로부의 단면적보다 크게 형성되므로, 실내 증발기에서의 흡열량 증대와 얼음의 결빙 방지를 위해 제2 유로부에서 충분한 풍량을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 전열히터부가 제1 유로부와 제2 유로부에 설치되므로, 제1 유로부와 제2 유로부에서 유동되는 공기를 가열하거나 실내 증발기에 결빙된 얼음을 제거할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 실외 송풍팬이 실외 응축기를 냉각시킨 공기를 배터리부 측으로 공급하므로, 실외 송풍팬에서 송풍되는 공기가 실외 응축기를 응축시킨 후 배터리부를 냉각시키는데에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치가 전기차에 적용된 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치에서 블로어 측으로 내기와 외기가 유입되는 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치가 냉방모드로 운전되는 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치가 난방모드로 운전되는 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치가 난방제상모드로 운전되는 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전기차용 공기조화장치의 일 실시예를 설명한다. 전기차용 공기조화장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치가 전기차에 적용된 상태를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치에서 블로어 측으로 내기와 외기가 유입되는 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치는 공조 케이스(10), 블로어(17), 압축기(31), 삼방밸브(32), 실내 응축기(33), 팽창모듈(34), 실내 증발기(35), 바이패스관(23) 및 실외 응축기(37)를 포함한다. 압축기(31), 삼방밸브(32), 실내 응축기(33), 팽창모듈(34) 및 실내 증발기(35)는 냉매 순환관(20)에 의해 연결된다.

공조 케이스(10)에는 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)가 구획된다. 공조 케이스(10)는 크기가 감소됨에 따라 차량의 다양한 곳에 배치될 수 있고, 설치 자유도를 증가시킬 수 있다. 공조 케이스(10)의 일측에는 블로어(17)가 설치되도록 안착부(15)가 형성되고, 블로어(17)는 모터부(18)에 연결된다. 제1 유로부(11)에는 제1 흡입유로(11a)가 연결되고, 제2 유로부(12)에는 제2 흡입유로(12a)가 연결된다. 제1 흡입유로(11a)와 제2 흡입유로(12a)에는 내기와 외기를 선택적으로 공급할 수 있도록 유로절환 장치(16)가 설치된다(도 3 참조).

이때, 제1 유로부(11)에 내기가 유입되고, 제2 유로부(12)에 외기가 유입될 수 있다. 또한, 제1 유로부(11)에 외기가 유입되고, 제2 유로부(12)에 내기가 유입될 수 있다. 또한, 제1 유로부(11)에 내기가 유입되고, 제2 유로부(12)에 내기가 유입될 수 있다. 또한, 제1 유로부(11)에 외기가 유입되고, 제2 유로부(12)에 외기가 유입될 수 있다.

제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)의 토출단부에는 공기를 실내 공간과 실외 등으로 토출시킬 수 있도록 유로절환장치(미도시)가 연결된다. 이때, 유로절환장치는 제1 유로부(11)에서 토출되는 공기를 실내 또는 실외로 토출시키고, 제2 유로부(12)에서 토출되는 공기를 실내 또는 실외로 토출시킨다.

블로어(17)는 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에 공기를 공급하도록 공조 케이스(10)의 안착부(15)에 설치된다. 블로어(17)는 축방향으로 공기를 흡입한후 반경방향으로 배출한다. 하나의 블로어(17)가 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에 공기를 공급하므로, 전장부품의 개수를 감소시키고, 크기를 줄일 수 있다.

제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)는 나란하게 형성된다. 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12) 사이에는 격벽(13)이 형성된다. 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)가 나란하게 형성되므로, 공조 케이스(10)에 불필요한 공간을 삭제함에 따라 공조 케이스(10)의 사이즈를 감소시킬 수 있다.

또한, 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)는 수직하거나 거의 수직하게 절곡된 형태로 형성될 수 있다. 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)가 절곡된 형태로 형성되므로, 공조 케이스(10)의 전장 길이를 감소시킬 수 있다. 따라서, 초소형 전기차의 전방측 공간이 협소하더라도 공조 케이스(10)가 초소형 전기차의 전방측에 충분히 장착될 수 있다.

제2 유로부(12)의 단면적은 제1 유로부(11)의 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 유로부(12)와 제1 유로부(11)의 단면적비는 3:1~5:1 범위 내에서 형성될 수 있다. 제2 유로부(12)의 단면적이 제1 유로부(11)의 단면적보다 크게 형성되므로, 실내 증발기(35)에서의 흡열량 증대와 얼음의 결빙 방지를 위해 제2 유로부(12)에서 충분한 풍량을 확보할 수 있다.

또한, 제1 유로부(11)의 단면적이 제2 유로부(12)의 단면적보다 작게 형성되므로, 제1 유로부(11)에 배치되는 실내 응축기(33)의 크기가 감소되더라도 제1 유로부(11)를 따라 유동되는 공기가 실내 응축기(33)와 요구되는 만큼 열교환될 수 있다.

압축기(31)와 실외 응축기(37)는 공조 케이스(10)의 외부에 배치된다. 압축기(31)와 실외 응축기(37)가 공조 케이스(10)의 외부에 배치되므로, 공조 케이스(10)의 크기를 감소시키고, 압축기(31)와 실외 응축기(37)는 차체의 비사용 공간에 설치될 수 있다.

실외 응축기(37)는 배터리부(50)의 일측에 배치되고, 실외 응축기(37)의 일측에는 실외 응축기(37)에서 열교환되는 공기를 배터리부(50) 측으로 공급하도록 실외 송풍팬(38)이 설치된다. 실외 송풍팬(38)이 실외 응축기(37)를 냉각시킨 공기를 배터리부(50) 측으로 공급하므로, 실외 송풍팬(38)에서 송풍되는 공기가 실외 응축기(37)를 응축시킨 후 배터리부(50)를 냉각시키는데에 사용될 수 있다.

배터리부(50)는 내부에 공기 또는 냉각수를 주입하여 냉각하는 공냉식 또는 수냉식이 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기존에 공냉식 배터리부(50)를 냉각하는 실외 송풍팬(38)과 배터리부(50) 사이에 실외 응축기(37)를 배치하여, 기존의 실외 송풍팬(38)가 실외 응축기(37)를 냉각하기 위해 그대로 이용될 수 있다. 또한, 수냉식 배터리부(50)가 적용되는 경우, 워터펌프(미도시)와 배터리부(50) 사이에 수냉식의 실외 응축기(37)를 배치시킬 수 있다.

압축기(31)는 냉매를 압축한다. 압축기(31)는 냉매를 고온 고압으로 압축한 후 삼방밸브(32) 측으로 배출시킨다. 이러한 압축기(31)로는 초소형 전기차에 적용될 수 있도록 소용량 전동압축기(31)를 적용한다.

삼방밸브(32)는 압축기(31)의 토출부측에 배치된다. 삼방밸브(32)는 압축기(31)에서 토출되는 냉매를 바이패스관(23)과 실내 응축기(33) 중 어느 한 쪽으로 유동시킨다.

실내 응축기(33)는 제1 유로부(11)에 배치되고, 실내 응축기(33)에는 압축기(31)에서 토출되는 냉매가 유입된다. 실내 응축기(33)는 압축된 냉매를 응축시킨다.

팽창모듈(34)은 실내 응축기(33)의 토출부측에 배치된다. 팽창모듈(34)은 실내 응축기(33)에서 응축된 냉매를 팽창시킴에 따라 저온 상태로 변경시킨다. 팽창모듈(34)로는 TXV(Thermal eXpansion Valve)와 EXV(Electric eXpansion valve)와 같은 팽창밸브, 오리피스(Orifice), 캐필러리튜브(Capillary Tube) 등 다양한 형태가 적용될 수 있다. TXV는 냉매의 과열도에 따라 다이어프램을 기계식으로 조절하고, EXV는 밸브의 개도를 솔레노이드를 이용하여 조절한다.

실내 증발기(35)는 제2 유로부(12)에 배치되고, 팽창모듈(34)에서 토출되는 냉매가 유입된다. 실내 증발기(35)에는 팽창모듈(34)에서 팽창된 저온 냉매가 유입되고, 제2 유로부(12)를 통과하는 공기가 실내 증발기(35)에서 열교환됨에 따라 실내 공간에 냉기가 공급될 수 있다.

바이패스관(23)은 삼방밸브(32)와 실내 응축기(33)의 냉매 유입측에 연결된다. 즉, 바이패스관(23)의 일단부는 삼방밸브(32)에 연결되고, 바이패스관(23)의 타단부는 실내 응축기(33)의 냉매 유입측에 연결된다.

실외 응축기(37)는 바이패스관(23)에 연결되고, 실외 응축기(37)에는 삼방밸브(32)의 제어에 의해 냉매가 유입된다. 실외 응축기(37)에서 응축된 냉매는 바이패스관(23)을 통해 실내 응축기(33)에 유입된다. 냉매가 바이패스관(23)으로 유동되면, 실외 응축기(37)와 실내 응축기(33)에서 냉매가 2번에 걸쳐 응축된 후 팽창모듈(34)로 유입된다. 냉매가 2차에 걸쳐 응축된 후 팽창모듈(34)에 유입되므로, 실외 응축기(37)와 실내 응축기(33)의 사이즈를 각각 감소시킬 수 있다. 따라서, 전기차용 공기조화장치의 크기를 감소시킬 수 있다.

전기차용 공기조화장치는 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에 설치되는 전열히터부(40)를 더 포함한다. 전열히터부(40)로는 전원이 공급됨에 따라 발열되는 PTC 히터(Positive Temperature Coefficient Heater)가 적용될 수 있다. 전열히터부(40)가 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에 설치되므로, 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에서 유동되는 공기를 가열하거나 실내 증발기(35)에 결빙된 얼음을 제거할 수 있다.

전열히터부(40)는 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에 설치되는 부분이 개별적으로 제어된다. 전열히터부(40)는 제1 유로부(11)에 배치되는 제1 히터유닛(41)과, 제2 유로부(12)에 배치되는 제2 히터유닛(42)을 포함한다. 제1 히터유닛(41)과 제2 히터유닛(42)은 전원이 개별적으로 공급됨에 따라 개별적으로 제어될 수 있다. 또한, 전열히터부(40)는 개별적으로 제조되어 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에 개별적으로 설치될 수 있다.

실내 증발기(35)의 공기 유입측에 전열히터부(40)가 배치되고, 실내 응축기(33)의 공기 토출부측에 전열히터부(40)가 배치된다.

실내 증발기(35)의 공기 유입측에 전열히터부(40)의 제2 히터유닛(42)이 배치되므로, 실내 증발기(35)의 표면에 얼음이 결빙될 경우, 전열히터부(40)의 제2 히터유닛(42)에 전원을 공급하여 실내 증발기(35)에 결빙된 얼음을 제거할 수 있다. 실내 증발기(35)에 얼음이 결빙되면, 실내 증발기(35)의 성능이 저하되는데, 실내 증발기(35)에 설치된 써미스터(Thermistor)를 이용하여 얼음의 결빙 여부를 판단할 수 있다. 전열히터부(40)가 구동됨에 따라 실내 증발기(35)에 결빙된 얼음이 제거되므로, 실내 증발기(35)의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 실내 응축기(33)의 공기 토출부측에 전열히터부(40)기 배치되므로, 실내 응축기(33)에서 열교환된 공기가 제어부에 기 설정된 온도 미만으로 토출되는 경우, 전열히터부(40)에 전원을 공급하여 실내 응축기(33)에서 토출되는 공기를 추가적으로 가열할 수 있다. 실내 응축기(33)에 설치되는 온도센서(미도시)를 이용하여 실내 응축기(33)에서 토출되는 공기의 온도를 산출할 수 있다.

또한, 차량의 시동 초기에 실내 응축기(33)가 목표 온도로 충분히 가열되지 않은 경우, 제1 유로부(11)에 배치된 전열히터부(40)에 전원을 공급하여 차량의 초기 시동시 공기가 난방에 필요한 온도로 가열될 수 있다. 따라서, 실내 공간에 난방에 필요한 충분한 온도의 공기가 배출될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치의 작동에 관해 설명하기로 한다. 전기차용 공기조화장치는 냉방모드, 난방모드 및 난방재상모드로 운전될 수 있으므로, 아래에서는 순차적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치가 냉방모드로 운전되는 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 4를 참조하면, 전기차용 공기조화장치가 냉방모드로 운전되는 경우, 압축기(31)에서 압축된 냉매는 삼방밸브(32)의 제어에 의해 실외 응축기(37), 실내 응축기(33), 팽창모듈(34), 실내 증발기(35) 및 압축기(31)에 순차적으로 공급된다.

블로어(17)가 구동됨에 따라 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에는 공기가 동시에 공급된다. 이때, 제1 유로부(11)의 공기는 실내 응축기(33)와 열교환된 후 실외로 배출되고, 제2 유로부(12)의 공기는 실내 증발기(35)와 열교환된 후 실내 공간으로 배출된다. 따라서, 실내 공간에 냉기가 공급됨에 따라 실내 공간이 냉방된다.

또한, 냉방모드시 발생되는 실내 증발기(35)의 결빙은 압축기(31)의 회전수와 블로어(17)의 송풍량 등을 제어하여 해결할 수 있다. 또한, 난방모드 및 난방제상모드시에 발생되는 실내 증발기(35)의 결빙은 전열히터부(40)의 작동으로 해결할 수 있다.

따라서, 실내 증발기(35)의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 냉방모드시 실외 송풍팬(38)을 구동하여 실외 응축기(37)에서 열교환된 공기를 배터리부(50)에 공급한다. 배터리부(50)가 실외 송풍팬(38)에서 송풍된 공기에 의해 냉각되므로, 배터리부(50)의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치가 난방모드로 운전되는 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 5를 참조하면, 전기차용 공기조화장치가 난방모드로 운전되는 경우, 압축기(31)에서 압축된 냉매는 삼방밸브(32)의 제어에 의해 실내 응축기(33), 팽창모듈(34), 실내 증발기(35) 및 압축기(31)에 순차적으로 공급된다. 이때, 바이패스관(23)과 실외 응축기(37)에는 냉매가 공급되지 않는다. 압축기(31)에서 배출되는 냉매가 실내 응축기(33)에 공급되므로, 실내 응축기(33)에는 냉방모드시보다 상대적으로 고온의 냉매가 공급된다.

블로어(17)가 구동됨에 따라 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에는 공기가 동시에 공급된다. 제1 유로부(11)의 공기는 실내 응축기(33)와 열교환된 후 실내 공간으로 배출된다. 이때, 제1 유로부(11)의 공기가 실내 응축기(33)에 의해 기 설정된 온도로 가열되지 못하는 경우, 제1 유로부(11)에 배치된 전열히터부(40)의 제1 히터유닛(41)에 전원을 공급하여 제1 유로부(11)의 공기를 추가적으로 가열한다. 또한, 제2 유로부(12)의 공기는 실내 증발기(35)와 열교환된 후 실외로 배출된다. 따라서, 실내 공간에 온기가 공급됨에 따라 실내 공간이 난방된다.

또한, 공기에 함유된 습기가 실내 증발기(35)의 표면에 부착됨에 따라 실내 증발기(35)에 얼음이 응결되면, 제2 유로부(12)에 배치되는 전열히터부(40)의 제2 히터유닛(42)에 전원을 공급하여 실내 증발기(35)에 응결된 얼음을 제거한다.

또한, 난방모드시 외부 온도가 현저히 낮게 형성되므로, 배터리부(50)를 냉각시킬 필요가 없을 수 있다. 이 경우 실외 송풍팬(38)은 구동되지 않을 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차용 공기조화장치가 난방제상모드로 운전되는 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 6을 참조하면, 전기차용 공기조화장치가 난방재상모드로 운전되는 경우에 관해 설명하기로 한다. 난방재상모드는 실내 공간과 윈드쉴드에 고온 공기를 공급하여 실내 공간을 난방하면서 윈드쉴드에 응결된 얼음이나 서리를 제거하는 모드를 의미한다.

난방재상모드시 압축기(31)에서 압축된 냉매는 삼방밸브(32)의 제어에 의해 실내 응축기(33), 팽창모듈(34), 실내 증발기(35) 및 압축기(31)에 순차적으로 공급된다. 이때, 바이패스관(23)과 실외 응축기(37)에는 냉매가 공급되지 않는다. 압축기(31)에서 배출되는 냉매가 실내 응축기(33)에 공급되므로, 실내 응축기(33)에는 냉방모드시보다 상대적으로 고온의 냉매가 공급된다. 또한, 제2 유로부(12)에 배치되는 전열히터부(40)의 제2 히터유닛(42)에 전원이 공급됨에 따라 제2 유로부(12)의 공기가 가열된다.

블로어(17)가 구동됨에 따라 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에는 공기가 동시에 공급된다. 제1 유로부(11)의 공기는 실내 응축기(33)와 열교환된 후 실내 공간으로 배출된다. 이때, 제1 유로부(11)의 공기가 실내 응축기(33)에 의해 기 설정된 온도로 가열되지 못하는 경우, 제1 유로부(11)에 배치된 전열히터부(40)의 제1 히터유닛(41)에 전원을 공급하여 제1 유로부(11)의 공기를 추가적으로 가열한다. 또한, 제2 유로부(12)의 공기는 실내 증발기(35) 및 전열히터부(40)와 열교환된 후 윈드쉴드와 실외로 배출된다. 따라서, 제2 유로부(12)의 공기가 실내 공간에 공급됨에 따라 실내 공간이 난방되고, 제2 유로부(12)의 공기가 전열히터부(40)에 의해 가열된 후 윈드쉴드에 공급됨에 따라 윈드쉴드에 결빙된 서리나 얼음이 제거될 수 있다.

또한, 난방제상모드시 외부 온도가 현저히 낮게 형성되므로, 배터리부(50)를 냉각시킬 필요가 없을 수 있다. 이 경우 실외 송풍팬(38)은 구동되지 않을 수 있다.

상기와 같이, 하나의 블로어(17)가 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에 공기를 공급하므로, 전장부품의 개수를 감소시키고, 크기를 줄일 수 있다.

또한, 제2 유로부(12)의 단면적이 제1 유로부(11)의 단면적보다 크게 형성되므로, 실내 증발기(35)에서의 흡열량 증대와 얼음의 결빙 방지를 위해 제2 유로부(12)에서 충분한 풍량을 확보할 수 있다.

또한, 전열히터부(40)가 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에 설치되므로, 제1 유로부(11)와 제2 유로부(12)에서 유동되는 공기를 가열하거나 실내 증발기(35)에 결빙된 얼음을 제거할 수 있다.

또한, 실외 송풍팬(38)이 실외 응축기(37)를 냉각시킨 공기를 배터리부(50) 측으로 공급하므로, 실외 송풍팬(38)에서 송풍되는 공기가 실외 응축기(37)를 응축시킨 후 배터리부(50)를 냉각시키는데에 사용될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 공조 케이스 11: 제1 유로부
11a: 제1 흡입유로 12: 제2 유로부
12a: 제2 흡입유로 13: 격벽
15: 안착부 17: 블로어
20: 냉매 순환관 23: 바이패스관
31: 압축기 32: 삼방밸브
33: 실내 응축기 34: 팽창모듈
35: 실내 증발기 37: 실외 응축기
38: 실외 송풍팬 40: 전열히터부
41: 제1 히터유닛 42: 제2 히터유닛
50: 배터리부

Claims

제1 유로부와 제2 유로부가 구획되는 공조 케이스;
상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부에 공기를 공급하도록 상기 공조 케이스에 설치되는 블로어;
냉매를 압축하는 압축기;
상기 압축기의 토출부측에 배치되는 삼방밸브;
상기 제1 유로부에 배치되고, 상기 압축기에서 토출되는 냉매가 유입되는 실내 응축기;
상기 실내 응축기의 토출부측에 배치되는 팽창모듈;
상기 제2 유로부에 배치되고, 상기 팽창모듈에서 토출되는 냉매가 유입되는 실내 증발기;
상기 삼방밸브와 상기 실내 응축기의 냉매 유입측에 연결되는 바이패스관; 및
상기 바이패스관에 연결되고, 상기 삼방밸브의 제어에 의해 냉매가 유입되는 실외 응축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부는 나란하게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제2 항에 있어서,
상기 제2 유로부의 단면적은 상기 제1 유로부의 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 유로부에는 내기와 외기 중 어느 하나를 유입시키도록 제1 흡입유로가 연결되고,
상기 제2 유로부에는 내기와 외기 중 어느 하나를 유입시키도록 제2 흡입유로가 연결되는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부에 설치되는 전열히터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제5 항에 있어서,
상기 전열히터부는 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부에 설치되는 부분이 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제6 항에 있어서,
상기 실내 증발기의 공기 유입측에 상기 전열히터부가 배치되고,
상기 실내 응축기의 공기 토출부측에 상기 전열히터부가 배치되는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제5 항에 있어서,
상기 압축기와 상기 실외 응축기는 상기 공조 케이스의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제8 항에 있어서,
상기 실외 응축기는 배터리부의 일측에 배치되고,
상기 실외 응축기의 일측에는 상기 실외 응축기에서 열교환되는 공기를 상기 배터리부 측으로 공급하도록 실외 송풍팬이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제9 항에 있어서,
냉방모드시 상기 압축기에서 토출되는 냉매는 상기 삼방밸브, 상기 실외 응축기, 상기 실내 응축기, 상기 팽창모듈 및 상기 실내 증발기에 순차적으로 유동되고,
상기 블로어는 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부에 공기를 동시에 송풍하는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제10 항에 있어서,
상기 실내 증발기에 얼음이 결빙되는 것으로 판단되면, 상기 실내 증발기를 가열하도록 상기 전열히터부를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제10 항에 있어서,
상기 실외 응축기에서 열교환되는 공기를 배터리부 측에 공급하도록 상기 실외 송풍팬을 구동하는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.
제9 항에 있어서,
난방모드시 또는 난방재상모드시 상기 압축기에서 토출되는 냉매는 상기 삼방밸브, 상기 실내 응축기, 상기 팽창모듈 및 상기 실내 증발기로 순차적으로 유동되고,
상기 블로어는 상기 제1 유로부와 상기 제2 유로부에 공기를 동시에 송풍하는 것을 특징으로 하는 전기차용 공기조화장치.