(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の冷房モード、暖房モード、暖房／除湿モード、およびヒートポンプシステム未作動モードにより、冷媒と冷却水を選択的に利用して車両に搭載されたバッテリーをウォームアップまたは冷却させるためのものであって、
ヒートポンプシステムは、圧縮機、外部コンデンサ、第１膨張バルブおよび蒸発器を有し、
ヒートポンプシステムの冷媒ラインと第１連結ラインおよび第２連結ラインを通じて連結され、電装用冷却システムの冷却ラインとバッテリー冷却ラインを通じて連結され、内部に流入される冷却水と冷媒を選択的に熱交換させるバッテリー用熱交換器と、
前記バッテリー用熱交換器を間におき、前記バッテリー冷却ラインにそれぞれ配置され、前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインを選択的に連結する２個の第１バルブと、
前記第１連結ライン上に備えられる第２バルブを通じて前記冷媒ラインと連結される第１分岐ラインと、
前記第２連結ラインに備えられる第３バルブと、前記冷媒ラインに備えられる第４バルブを通じて前記冷媒ラインと前記第２連結ラインを選択的に連結する第２分岐ラインと、
を含み、
前記第１連結ラインは、前記冷媒ラインの前記外部コンデンサと前記第１膨張バルブとの間の部分と、前記バッテリー用熱交換器とを連結し、
前記第２連結ラインは、前記冷媒ラインの前記蒸発器と前記圧縮機との間の部分と、前記バッテリー用熱交換器とを連結し、
前記第４バルブは、前記冷媒ラインの前記圧縮器と前記外部コンデンサとの間に備えられ、
前記第１分岐ラインは、前記冷媒ラインの前記第４バルブと前記外部コンデンサとの間の部分で前記冷媒ラインと連結されることを特徴とする車両用バッテリー冷却システム。
【請求項２】
前記ヒートポンプシステムは、
前記冷媒ラインを通じて連結され、車両の冷房、暖房、および暖房／除湿モードにより、蒸発器を通過した外気が内部コンデンサとヒーターに選択的に流入されるように調節する開度ドアが内部に備えられたＨＶＡＣモジュールと、
前記蒸発器と前記内部コンデンサの間で前記冷媒ラインを通じて連結される前記圧縮器と、
前記圧縮器と蒸発器の間で前記冷媒ラインに備えられるアキュムレーターと、
前記内部コンデンサと前記冷媒ラインを通じて連結され、車両の前方に配置される前記外部コンデンサと、
前記外部コンデンサと前記蒸発器を連結する前記冷媒ラインに備えられる前記第１膨張バルブと、
前記外部コンデンサと前記第１膨張バルブの間に備えられる第５バルブを通じて前記蒸発器と前記アキュムレーターの間で前記冷媒ラインと連結される第３分岐ラインと、
前記内部コンデンサと前記外部コンデンサの間で一端が前記冷媒ラインと連結され、他端は前記蒸発器と前記膨張バルブの間に連結され、第６バルブが備えられる除湿ラインと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項３】
前記第１連結ラインには、
第２膨張バルブが備えられることを特徴とする、請求項２に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項４】
前記内部コンデンサと前記外部コンデンサの間で前記冷媒ラインにはオリフィスが備えられることを特徴とする、請求項２に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項５】
前記オリフィスは、
前記冷媒ラインを選択的に開閉したり、通過する冷媒を選択的に膨張させることを特徴とする、請求項４に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項６】
前記第１分岐ラインは、
前記第４バルブと前記オリフィスの間で前記冷媒ラインと連結されることを特徴とする、請求項４に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項７】
車両の冷房モードで前記バッテリーを冷却する場合には、
前記第２、第３、第４、および第５バルブの作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ラインが閉鎖され、
前記外部コンデンサが前記バッテリー用熱交換器と前記蒸発器に並列に連結されることを特徴とする、請求項２に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項８】
車両の暖房モードで前記バッテリーを冷却する場合には、
前記第２、第３、第４、および第５バルブの作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ラインが閉鎖され、
前記蒸発器と連結される前記冷媒ラインは閉鎖されることを特徴とする、請求項２に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項９】
車両の暖房モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、
前記第２、第３、第４、および第５バルブの作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ラインが開放され、
前記蒸発器と前記第５バルブを連結する前記冷媒ラインと、前記第２連結ラインは閉鎖されることを特徴とする、請求項２に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項１０】
車両の暖房／除湿モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、
前記第２、第３、第４、第５、および第６バルブの作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ラインと前記除湿ラインが開放され、
前記蒸発器と前記第５バルブを連結する前記冷媒ラインと、前記第２連結ラインは閉鎖されることを特徴とする、請求項２に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項１１】
車両の暖房モードと暖房／除湿モードでは、
前記内部コンデンサが前記バッテリー用熱交換器と前記外部コンデンサに直列に連結されることを特徴とする、請求項２に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項１２】
前記第２、第３、第４、および第５バルブは、
車両の冷房、暖房、および暖房／除湿モードと、前記ヒートポンプシステムの未作動モードにより、前記バッテリーの冷却またはウォームアップ時に選択的に開閉される３ウェイバルブであることを特徴とする、請求項２に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項１３】
前記第１バルブは、
車両のモードにより、前記バッテリーのウォームアップまたは冷却要求時に前記バッテリー用熱交換器に冷却水が選択的に流入されるように作動し、４ウェイバルブであることを特徴とする、請求項１に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項１４】
前記電装用冷却システムは、
モータを含む電装品と、
車両の前方に配置される電装用ラジエータと、
前記電装品と前記電装用ラジエータを連結する前記冷却ライン上に備えられ、冷却水を循環させるように作動する第１ウォータポンプと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項１５】
前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器の間で前記バッテリー冷却ラインには第２ウォータポンプが備えられることを特徴とする、請求項１４に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項１６】
車両の冷房モードと暖房モードで前記バッテリーを冷却する場合には、
前記第１バルブの作動を通じて前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が連結されるように前記バッテリー冷却ラインが開放され、
前記電装品の冷却要求および冷却水温により、前記第１バルブの作動を通じて前記冷却ラインが選択的に開閉され、
前記冷却ラインの開放時には前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインが連通することを特徴とする、請求項１４に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項１７】
車両の暖房モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、
前記第１バルブの作動を通じて前記冷却ラインは閉鎖され、前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が連結されるように前記バッテリー冷却ラインが開放されることを特徴とする、請求項１４に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項１８】
車両の暖房／除湿モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、
前記第１バルブの作動を通じて前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が連結されるように前記バッテリー冷却ラインが開放され、
前記電装品の冷却要求および冷却水温により、前記第１バルブの作動を通じて前記冷却ラインが選択的に開閉されることを特徴とする、請求項１４に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項１９】
前記ヒートポンプシステムの未作動モードで前記バッテリーを冷却する場合には、
前記第１バルブの作動を通じて前記電装品と前記電装用ラジエータが連結されるように前記冷却ラインが開放され、
前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器を連結する前記バッテリー冷却ラインが閉鎖された状態で、前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインが連通することを特徴とする、請求項１４に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【請求項２０】
前記ヒートポンプシステムの未作動モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、
前記第１バルブの作動を通じて前記電装品と前記電装用ラジエータを連結する前記冷却ラインが閉鎖され、
前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が前記バッテリー冷却ラインを通じて連結された状態で、前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインが連通することを特徴とする、請求項１４に記載の車両用バッテリー冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用バッテリー冷却システムに関し、より詳細には、電気自動車またはハイブリッド車両で、ヒートポンプシステムと、モータを含む電装品に冷却水を循環させる電装用冷却システムとを連動させ、冷媒と冷却水を利用して車両のモードによりバッテリーをウォームアップまたは冷却させるようにする車両用バッテリー冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動車用空気調和装置は、自動車の室内を暖房または冷房するために冷媒を循環させるエアコンシステムを含む。
【０００３】
このようなエアコン手段は、外部の温度変化に関係なく自動車室内の温度を適当な温度に維持して快適な室内環境を維持できるようにするものであり、圧縮器の駆動により吐出される冷媒が凝縮器、レシーバードライヤー、膨張バルブおよび蒸発器を経て再び圧縮器に循環する過程で蒸発器による熱交換により自動車の室内を暖房または冷房するように構成される。
【０００４】
つまり、エアコン手段は、夏季の冷房モードである時には圧縮器から圧縮された高温、高圧の気相冷媒が凝縮器を通じて凝縮された後、レシーバードライヤーおよび膨張バルブを経て蒸発器での蒸発を通じて室内の温度および湿度を低めるようになる。
【０００５】
一方、最近、エネルギー効率と環境汚染問題に対する関心が漸次に増加することに伴って内燃機関自動車を実質的に代替可能な環境にやさしい自動車の開発が要求されており、このような環境にやさしい自動車は、普通、燃料電池や電気を動力源として駆動される電気自動車、またはエンジンとバッテリーを利用して駆動されるハイブリッド自動車に区分される。
【０００６】
このような環境にやさしい車両のうち、電気自動車またはハイブリッド車両には一般車両の空気調和装置とは異なり、別途のヒーターが使用されず、環境にやさしい車両に適用される空気調和装置を通常ヒートポンプシステムという。
【０００７】
一方、電気自動車の場合には酸素と水素の化学的反応エネルギーを電気エネルギーに転換して駆動力を発生させるようになり、この過程で燃料電池内の化学的反応により熱エネルギーが発生するところ、発生した熱を効果的に除去するのが燃料電池の性能確保において必須である。
【０００８】
そして、ハイブリッド自動車でも一般的な燃料により作動するエンジンと共に、前記燃料電池や、電気バッテリーから供給される電気を利用してモータを駆動させて駆動力を発生させるようになるところ、燃料電池やバッテリー、およびモータから発生される熱を効果的に除去してこそモータの性能を確報できるようになる。
【０００９】
そのために、従来技術によるハイブリッド車両や電気自動車ではモータと電装品、および燃料電池を含むバッテリーの発熱を防止するように電装用冷却手段、およびヒートポンプシステムと共に、バッテリー冷却システムがそれぞれ別途の密閉回路で構成しなければならない。
【００１０】
したがって、車両の前方に配置されるクーリングモジュールの大きさおよび重量が増加し、エンジンルーム内部でそれぞれのヒートポンプシステムと電装用冷却手段およびバッテリー冷却システムで冷媒または冷却水を供給する連結配管のレイアウトが複雑になるという短所がある。
【００１１】
また、バッテリーが最適性能を発揮するように車両の状態によりバッテリーをウォームアップまたは冷却させるバッテリー冷却システムが別途に備えられるところ、各連結配管と連結するための複数個のバルブが適用され、このバルブの頻繁な開閉作動による騒音および振動が車両室内に伝達されて乗車感が低下するという短所もある。
【００１２】
この背景技術の部分に記載された事項は、発明の背景に対する理解を増進させるために作成されたものであり、この技術が属する分野における通常の知識を有する者にすでに知られた従来技術でない事項を含むことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明は、前記のような問題点を解決するために発明されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、電気自動車またはハイブリッド車両で、ヒートポンプシステムと、モータを含む電装品に冷却水を循環させる電装用冷却システムとを相互連動させ、冷却水と冷媒を選択的に使用して車両のモードによりバッテリーをウォームアップまたは冷却させるようにする車両用バッテリー冷却システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するための本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムは、車両の冷房モード、暖房モード、暖房／除湿モード、およびヒートポンプシステム未作動モードにより、冷媒と冷却水を選択的に利用して車両に搭載されたバッテリーをウォームアップまたは冷却させるためのものであって、ヒートポンプシステムの冷媒ラインと第１、および第２連結ラインを通じて連結され、電装用冷却システムの冷却ラインとバッテリー冷却ラインを通じて連結され、内部に流入される冷却水と冷媒を選択的に熱交換させるバッテリー用熱交換器と、前記バッテリー用熱交換器を間におき、前記バッテリー冷却ラインにそれぞれ配置され、前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインを選択的に連結する２個の第１バルブと、前記第１連結ライン上に備えられる第２バルブを通じて前記冷媒ラインと連結される第１分岐ラインと、前記第２連結ラインに備えられる第３バルブと、前記冷媒ラインに備えられる第４バルブを通じて前記冷媒ラインと前記第２連結ラインを選択的に連結する第２分岐ラインと、を含むことができる。
【００１５】
前記ヒートポンプシステムは、前記冷媒ラインを通じて連結され、車両の冷房、暖房、および暖房／除湿モードにより、蒸発器を通過した外気が内部コンデンサとヒーターに選択的に流入されるように調節する開度ドアが内部に備えられたＨＶＡＣモジュールと、前記蒸発器と前記内部コンデンサの間で前記冷媒ラインを通じて連結される圧縮器と、前記圧縮器と蒸発器の間で前記冷媒ラインに備えられるアキュムレーターと、前記内部コンデンサと前記冷媒ラインを通じて連結され、車両の前方に配置される外部コンデンサと、前記外部コンデンサと前記蒸発器を連結する前記冷媒ラインに備えられる第１膨張バルブと、前記外部コンデンサと前記第１膨張バルブの間に備えられる第５バルブを通じて前記蒸発器と前記アキュムレーターの間で前記冷媒ラインと連結される第３分岐ラインと、前記内部コンデンサと前記外部コンデンサの間で一端が前記冷媒ラインと連結され、他端は前記蒸発器と前記膨張バルブの間に連結され、第６バルブが備えられる除湿ラインと、を含むことができる。
【００１６】
前記第１連結ラインには、第２膨張バルブが備えられ得る。
【００１７】
前記内部コンデンサと前記外部コンデンサの間で前記冷媒ラインにはオリフィスが備えられ得る。
【００１８】
前記オリフィスは、前記冷媒ラインを選択的に開閉したり、通過する冷媒を選択的に膨張させることができる。
【００１９】
前記第１分岐ラインは、前記第４バルブと前記オリフィスの間で前記冷媒ラインと連結され得る。
【００２０】
車両の冷房モードで前記バッテリーを冷却する場合には、前記第２、第３、第４、および第５バルブの作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ラインが閉鎖され、前記外部コンデンサが前記バッテリー用熱交換器と前記蒸発器に並列に連結され得る。
【００２１】
車両の暖房モードで前記バッテリーを冷却する場合には、前記第２、第３、第４、および第５バルブの作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ラインが閉鎖され、前記蒸発器と連結される前記冷媒ラインは閉鎖され得る。
【００２２】
車両の暖房モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、前記第２、第３、第４、および第５バルブの作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ラインが開放され、前記蒸発器と前記第５バルブを連結する前記冷媒ラインと、前記第２連結ラインは閉鎖され得る。
【００２３】
車両の暖房／除湿モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、前記第２、第３、第４、第５、および第６バルブの作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ラインと前記除湿ラインが開放され、前記蒸発器と前記第５バルブを連結する前記冷媒ラインと、前記第２連結ラインは閉鎖され得る。
【００２４】
車両の暖房モードと暖房／除湿モードでは、前記内部コンデンサが前記バッテリー用熱交換器と前記外部コンデンサに直列に連結され得る。
【００２５】
前記第２、第３、第４、および第５バルブは、車両の冷房、暖房、および暖房／除湿モードと、前記ヒートポンプシステムの未作動モードにより、前記バッテリーの冷却またはウォームアップ時に選択的に開閉される３ウェイバルブであってもよい。
【００２６】
前記第１バルブは、車両のモードにより、前記バッテリーのウォームアップまたは冷却要求時に前記バッテリー用熱交換器に冷却水が選択的に流入されるように作動し、４ウェイバルブであってもよい。
【００２７】
前記電装用冷却システムは、モータを含む電装品と、車両の前方に配置される電装用ラジエータと、前記電装品と前記電装用ラジエータを連結する前記冷却ライン上に備えられ、冷却水を循環させるように作動する第１ウォータポンプと、を含むことができる。
【００２８】
前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器の間で前記バッテリー冷却ラインには第２ウォータポンプが備えられ得る。
【００２９】
車両の冷房モードと暖房モードで前記バッテリーを冷却する場合には、前記第１バルブの作動を通じて前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が連結されるように前記バッテリー冷却ラインが開放され、前記電装品の冷却要求および冷却水温により、前記第１バルブの作動を通じて前記冷却ラインが選択的に開閉され、前記冷却ラインの開放時には前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインが連通することができる。
【００３０】
車両の暖房モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、前記第１バルブの作動を通じて前記冷却ラインは閉鎖され、前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が連結されるように前記バッテリー冷却ラインが開放され得る。
【００３１】
車両の暖房／除湿モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、前記第１バルブの作動を通じて前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が連結されるように前記バッテリー冷却ラインが開放され、前記電装品の冷却要求および冷却水温により、前記第１バルブの作動を通じて前記冷却ラインが選択的に開閉され得る。
【００３２】
前記ヒートポンプシステムの未作動モードで前記バッテリーを冷却する場合には、前記第１バルブの作動を通じて前記電装品と前記電装用ラジエータが連結されるように前記冷却ラインが開放され、前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器を連結する前記バッテリー冷却ラインが閉鎖された状態で、前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインが連通することができる。
【００３３】
前記ヒートポンプシステムの未作動モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、前記第１バルブの作動を通じて前記電装品と前記電装用ラジエータを連結する前記冷却ラインが閉鎖され、前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が前記バッテリー冷却ラインを通じて連結された状態で、前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインが連通することができる。
【発明の効果】
【００３４】
前述のように、本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムによると、電気自動車またはハイブリッド車両でヒートポンプシステムとモータを含む電装品に冷却水を循環させる電装用冷却システムとを連動させ、冷却水と冷媒を利用して車両のモードによりバッテリーをウォームアップまたは冷却させることによって、システムの単純化が可能になり得る。
また、バッテリーが車両のモードに適合に効率的にウォームアップおよび冷却されることによって、バッテリーの最適性能の発揮が可能になり、車両の全体的な走行距離を増加させることができる。
なお、システム全体の簡素化を通じて製作コストの節減および重量縮小が可能であり、空間活用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムのブロック構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムで車両の冷房モードによるバッテリーを冷却時の作動状態図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムで車両の暖房モードによるバッテリー冷却時の作動状態図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムで車両の暖房モードによるバッテリーウォームアップ時の作動状態図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムで暖房／除湿モードによるバッテリーウォームアップ時の作動状態図である。
【図６】本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムでヒートポンプシステムの未作動モードによるバッテリー冷却時の作動状態図である。
【図７】本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムでヒートポンプシステムの未作動モードによるバッテリーウォームアップ時の作動状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
これに先立ち、本明細書に記載された実施形態と図面に示された構成は、本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想を全て代弁するものではないため、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００３８】
本発明を明確に説明するために、説明上、不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似する構成要素に対しては同一の参照符号を付した。
図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ず図面に示されたところに限定されず、複数の部分および領域を明確に表現するために厚さを拡大して表示した。
そして、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
また、明細書に記載された「…ユニット」、「…手段」、「…部」、「…部材」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を行う包括的な構成の単位を意味する。
【００３９】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムのブロック構成図である。
本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システム１００は、電装用冷却システム１０とヒートポンプシステム２０が具備された電気自動車または燃料電池自動車に適用される。
【００４０】
このようなバッテリー冷却システム１００は、車両の冷房モード、暖房モード、暖房／除湿モード、およびヒートポンプシステム未作動モードにより、冷媒と冷却水を選択的に利用して車両に搭載されたバッテリーＢをウォームアップまたは冷却させるようになる。
【００４１】
図１に示したように、前記バッテリー冷却システム１００は、バッテリー用熱交換器１２０、第１バルブ１３０、第１分岐ライン１４９、および第２分岐ライン１５３を含む。
【００４２】
まず、前記バッテリー用熱交換器１２０は、前記ヒートポンプシステム２０の冷媒ライン２１と第１、および第２連結ライン１４３、１４７を通じて連結され、前記電装用冷却システム１０の冷却ライン１１とバッテリー冷却ライン１１０を通じて連結される。
【００４３】
このようなバッテリー用熱交換器１２０は、前記バッテリー冷却ライン１１０を通じて流入される冷却水と、前記第１、第２連結ライン１４３、１４７を通じて選択的に流入される冷媒を内部で熱交換させるようになる。
【００４４】
ここで、前記電装用冷却システム１０は、モータを含む電装品１３、車両の前方に配置される電装用ラジエータ１５、前記電装用ラジエータ１５の後方に装着されるクーリングファン１７、および前記電装品１３と前記電装用ラジエータ１５を連結する前記冷却ライン１１上に備えられ、冷却水を循環させるように作動する第１ウォータポンプＰ１を含む。
【００４５】
一方、前記バッテリーＢと前記バッテリー用熱交換器１２０の間で前記バッテリー冷却ライン１１０には第２ウォータポンプＰ２が備えられ得る。前記第２ウォータポンプＰ２は前記バッテリー冷却ライン１１０を通じて冷却水を循環させるように作動する。
【００４６】
本実施形態で、前記第１バルブ１３０は、前記バッテリー用熱交換器１２０を間におき、前記冷却ライン１１と前記バッテリー冷却ライン１１０が交差する２個の地点にそれぞれ一つずつ配置される。
【００４７】
このような第１バルブ１３０は、前記冷却ライン１１と前記バッテリー冷却ライン１１０を選択的に連通させたり、前記冷却ライン１１と前記バッテリー冷却ライン１１０を通じて流動する冷却水の流動流れをそれぞれ制御する。
【００４８】
ここで、前記第１バルブ１３０は、車両のモードにより、前記バッテリーのウォームアップまたは冷却要求時に前記バッテリー用熱交換器１２０に冷却水が選択的に流入されるように作動し、４ウェイバルブであってもよい。
【００４９】
本実施形態で、前記第１分岐ライン１４９は、前記第１連結ライン１４３上に備えられる第２バルブ１４１を通じて前記冷媒ライン２１と連結される。
【００５０】
そして、前記第２分岐ライン１５３は、前記第２連結ライン１４７に備えられる第３バルブ１４５と、前記冷媒ライン２１に備えられる第４バルブ１５１を通じて前記冷媒ライン２１と前記第２連結ライン１４７を選択的に連結する。
【００５１】
一方、本実施形態で、前記ヒートポンプシステム２０は、前記冷媒ライン２１を通じて連結されるＨＶＡＣモジュール２２（Ｈｅａｔｉｎｇ，  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ，  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ：２２）、圧縮器３１、アキュムレーター３３、外部コンデンサ３５、第１膨張バルブ３７、第３分岐ライン１５５、および除湿ライン１５９を含む。
【００５２】
まず、前記ＨＶＡＣモジュール２２は、前記冷媒ライン２１を通じて連結され、車両の冷房、暖房、および暖房／除湿モードにより、蒸発器２７を通過した外気が内部コンデンサ２３とヒーター２５に選択的に流入されるように調節する開閉ドア２９が内部に備えられる。
【００５３】
つまり、前記開閉ドア２９は、車両の暖房モードで前記蒸発器２７を通過した外気が前記内部コンデンサ２３とヒーター２５に流入されるように開放される。反対に、車両の冷房モードで前記開閉ドア２９は、前記蒸発器２７を通過しながら冷却された外気が車両内部に直ちに流入されるように内部コンデンサ２３とヒーター２５側を閉鎖するようになる。
【００５４】
前記圧縮器３１は、前記蒸発器２７と前記内部コンデンサ２３の間で前記冷媒ライン２１を通じて連結される。このような圧縮器３１は、気体状態の冷媒を圧縮させる。
【００５５】
前記アキュムレーター３３は、前記圧縮器３１と蒸発器２７の間で冷媒ライン２１に備えられる。このようなアキュムレーター３３は、前記圧縮器３１に気体状態の冷媒だけを供給することによって、前記圧縮器３１の効率および耐久性を向上させる。
【００５６】
本実施形態で、前記外部コンデンサ３５は、前記内部コンデンサ２７と前記冷媒ライン２１を通じて連結される。このような外部コンデンサ３５は、前記電装用ラジエータ１５の前方に配置されて内部に流入された冷媒を外気と相互熱交換させるようになる。
【００５７】
前記第１膨張バルブ３７は、前記外部コンデンサ３５と前記蒸発器２７を連結する前記冷媒ライン２１に備わり、前記外部コンデンサ３５を通過した冷媒の供給を受けて膨張させるようになる。
【００５８】
前記第３分岐ライン１５５は、前記外部コンデンサ３５と前記第１膨張バルブ３７の間に備えられる第５バルブ１５４を通じて前記蒸発器２７と前記アキュムレーター３３の間で前記冷媒ライン２１と連結される。
【００５９】
ここで、前記第２、第３、第４、および第５バルブ１４１、１４５、１５１、１５４は、車両の冷房、暖房、および暖房／除湿モードと、前記ヒートポンプシステムの未作動モードにより、前記バッテリーＢの冷却またはウォームアップ時に選択的に開閉される３ウェイバルブであってもよい。
【００６０】
そして、前記除湿ライン１５９は、前記内部コンデンサ２３と前記外部コンデンサ３５の間で一端が前記冷媒ライン２１と連結され、他端は前記蒸発器２７と前記膨張バルブ３７の間に連結される。このような除湿ライン１５９には第６バルブ１５７が備えられる。
【００６１】
本実施形態で、前記内部コンデンサ２３と前記外部コンデンサ３５の間で前記冷媒ライン２１にはオリフィス３９が備えら得る。
【００６２】
前記オリフィス３９は、前記内部コンデンサ２３から排出された冷媒を膨張させるように機能を果たす。
【００６３】
また、前記オリフィス３９は、冷房、暖房、および暖房／除湿モードにより選択的に冷媒の膨張なしに循環させるバルブの機能を果たすことができる。
【００６４】
つまり、前記オリフィス３９は、前記冷媒ライン２１を選択的に開閉したり、通過する冷媒を選択的に膨張させることができる。
【００６５】
ここで、前記第１分岐ライン１４９の一端は前記第４バルブ１５１と前記オリフィス３９の間で前記冷媒ライン２１と連結され、他端は前記第２バルブ１４１を通じて前記第１連結ライン１４３と連結される。
【００６６】
また、前記第４バルブ１５１は、前記内部コンデンサ２３と前記オリフィス３９の間に配置され得る。
【００６７】
一方、本実施形態で、前記第１連結ライン１４３には第２膨張バルブ４１が備えられる。前記第２膨張バルブ４１は、前記外部コンデンサ３５から排出された冷媒が前記バッテリー用熱交換器１２０に流入される場合、低温状態で流入されるように冷媒を膨張させるようになる。
【００６８】
ここで、前記第２バルブ１４１は、前記バッテリー用熱交換器１２０と前記第２膨張バルブ４１の間に配置され得る。
【００６９】
以下、前記のように構成される本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システム１００の各モード別作動および作用を図２乃至図７を通じて詳細に説明する。
【００７０】
まず、本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システム１００で車両の冷房モードによるバッテリー冷却時の作動を図２を参照して説明する。
【００７１】
図２は、本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムで車両の冷房モードによるバッテリー冷却時の作動状態図である。
【００７２】
図２を参照すると、車両の冷房モードでバッテリーＢを冷却する場合、前記電装用冷却システム１０では前記電装品１３の冷却要求および冷却水温により、前記第１バルブ１３０の作動を通じて前記冷却ライン１１が選択的に開閉される。
【００７３】
これと同時に、前記バッテリー冷却ライン１１０は、第１バルブ１３０の作動を通じて前記バッテリーＢと前記バッテリー用熱交換器１２０が連結されるように開放される。
【００７４】
これによって、前記冷却ライン１１の開放時には前記冷却ライン１１と前記バッテリー冷却ライン１１０が連通する。
【００７５】
この場合、電装用ラジエータ１５で冷却された冷却水は、前記第１ウォータポンプＰ１の作動を通じて前記電装品１３を冷却させるように前記冷却ライン１１を循環し、第２ウォータポンプＰ２の作動を通じて前記バッテリー冷却ライン１１０を循環する。
【００７６】
前記バッテリー冷却ライン１１０を循環する冷却水は、前記バッテリー用熱交換器１２０で冷媒と熱交換を通じて冷却され、前記バッテリーＢに供給される。これによって、前記バッテリーＢは冷却された冷却水により冷却される。
【００７７】
一方、前記ヒートポンプシステム２０では前記第２、第３、第４、および第５バルブ１４１、１４５、１５１、１５４の作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ライン１４９、１５３、１５５が閉鎖される。
【００７８】
そうすると、前記外部コンデンサ３５は、冷媒ライン２１を通じて前記バッテリー用熱交換器１２０と前記蒸発器２７に並列に連結され得る。
【００７９】
前記外部コンデンサ３５で排出された一部の冷媒は、前記第２膨張バルブ４１の作動を通じて膨張して低温低圧の状態になり、前記第１連結ライン１４３と連結される前記バッテリー用熱交換器１２０に流入される。
【００８０】
その後、前記バッテリー用熱交換器１２０に流入された冷媒は、冷却水と熱交換され、前記第２連結ライン１４７を通じて前記蒸発器２７と前記アキュムレーター３３の間で前記冷媒ライン２１に流入される。
【００８１】
これによって、前記バッテリーＢを冷却しながら温度が上昇した冷却水は、低温低圧の冷媒と前記バッテリー用熱交換器１２０の内部で熱交換を通じて冷却される。冷却された冷却水は前記バッテリー冷却ライン１１０を通じて再びバッテリーＢに供給される。
【００８２】
つまり、冷却水は、前述したような作動を反復して行いながら前記バッテリーＢを効率的に冷却させることができる。
【００８３】
一方、前記外部コンデンサ３５で排出された残りの冷媒は、車両の室内を冷房するように前記冷媒ライン２１を通じて流動し、前記第１膨張バルブ３７、前記蒸発器２７、前記アキュムレーター３３、前記圧縮器３１、前記内部コンデンサ２３を順次に通過する。
【００８４】
ここで、前記ＨＶＡＣモジュール２２に流入される外気は、前記蒸発器２７に流入された低温状態の冷媒により前記蒸発器２７を通過しながら冷却される。
【００８５】
この時、前記開閉ドア２９は、冷却された外気が前記内部コンデンサ２３とヒーター２５を通過しないように前記内部コンデンサ２３に通過する部分を閉鎖する。したがって、冷却された外気は車両の内部に直接流入されることによって、車両室内を冷房することができる。
【００８６】
その後、冷媒は、前記オリフィス３９を通過して前記外部コンデンサ３５に流入され、前記外部コンデンサ３５を通過しながら外気との熱交換を通じて凝縮される。
【００８７】
この時、前記オリフィス３９はバルブとして作動することができる。
【００８８】
つまり、前述した過程を反復して行いながら冷媒は車両の冷房モードで室内を冷房すると同時に、前記バッテリー用熱交換器１２０を通過しながら熱交換を通じて冷却水を冷却させるようになる。
【００８９】
本実施形態で、車両の暖房モードによるバッテリーの冷却時の作動を図３を参照して説明する。
【００９０】
図３は、本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムで車両の暖房モードによるバッテリー冷却時の作動状態図である。
【００９１】
図３を参照すると、車両の暖房モードでバッテリーＢを冷却する場合、前記電装用冷却システム１０では前記電装品１３の冷却要求および冷却水温により、前記第１バルブ１３０の作動を通じて前記冷却ライン１１が選択的に開閉される。
【００９２】
これと同時に、前記バッテリー冷却ライン１１０は、第１バルブ１３０の作動を通じて前記バッテリーＢと前記バッテリー用熱交換器１２０が連結されるように開放される。
【００９３】
これによって、前記冷却ライン１１の開放時には前記冷却ライン１１と前記バッテリー冷却ライン１１０が連通する。
【００９４】
この場合、電装用ラジエータ１５で冷却された冷却水は、前記第１ウォータポンプＰ１の作動を通じて前記電装品１３を冷却させるように前記冷却ライン１１を循環し、第２ウォータポンプＰ２の作動を通じて前記バッテリー冷却ライン１１０を循環する。
【００９５】
前記バッテリー冷却ライン１１０を循環する冷却水は、前記バッテリー用熱交換器１２０で冷媒と熱交換を通じて冷却され、前記バッテリーＢに供給される。これによって、前記バッテリーＢは冷却された冷却水により冷却される。
【００９６】
一方、前記ヒートポンプシステム２０では前記第２、第３、第４、および第５バルブ１４１、１４５、１５１、１５４の作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ライン１４９、１５３、１５５が閉鎖される。
【００９７】
ここで、前記蒸発器２７と連結される前記冷媒ライン２１は、前記第５バルブ１５４の作動を通じて閉鎖される。
【００９８】
そうすると、前記内部コンデンサ２３は、冷媒ライン２１を通じて前記バッテリー用熱交換器１２０と前記外部コンデンサ３５に直列に連結され得る。
【００９９】
したがって、前記外部コンデンサ３５で排出された冷媒は、前記第２膨張バルブ４１の作動を通じて膨張して低温低圧の状態になり、前記第１連結ライン１４３と連結される前記バッテリー用熱交換器１２０に流入される。
【０１００】
その後、前記バッテリー用熱交換器１２０に流入された冷媒は、冷却水と熱交換され、前記第２連結ライン１４７を通じて前記蒸発器２７と前記アキュムレーター３３の間で前記冷媒ライン２１に流入される。
【０１０１】
これによって、前記バッテリーＢを冷却しながら温度が上昇した冷却水は、低温低圧の冷媒と前記バッテリー用熱交換器１２０の内部で熱交換を通じて冷却される。冷却された冷却水は、前記バッテリー冷却ライン１１０を通じて再びバッテリーＢに供給される。
【０１０２】
つまり、冷却水は、前述したような作動を反復して行いながら前記バッテリーＢを効率的に冷却させることができる。
【０１０３】
一方、前記第１膨張バルブ３７と前記蒸発器２７を連結する前記冷媒ライン２１は、前記第５バルブ１５４の作動を通じて閉鎖される。これによって、冷媒は、前記第２膨張バルブ４１を通過して前記バッテリー用熱交換器１２０に流入される。また、冷媒は、前記第１膨張バルブ３７と前記蒸発器２７に流入されなくなる。
【０１０４】
このような状態で、前記開閉ドア２９は、前記ＨＶＡＣモジュール２２に流入されて前記蒸発器２７を通過した外気が前記内部コンデンサ２３を通過するように開放される。
【０１０５】
これによって、外部から流入した外気は、冷媒が供給されない前記蒸発器２７を通過時、冷却されていない室温状態で流入される。流入された外気は、前記内部コンデンサ２３を通過しながら高温状態に変換され、選択的に作動する前記ヒーター２５を通過して車両室内に流入されることによって、車両室内の暖房が実現され得る。
【０１０６】
その後、冷媒は、前記オリフィス３９を通過して前記外部コンデンサ３５に流入され、前記外部コンデンサ３５を通過しながら外気との熱交換を通じて凝縮される。
【０１０７】
この時、前記オリフィス３９はバルブとして作動することができる。
【０１０８】
つまり、前述した過程を反復して行いながら冷媒は車両の暖房モードで室内を暖房すると同時に、低温状態で前記バッテリー用熱交換器１２０を通過しながら熱交換を通じて冷却水を冷却させるようになる。
【０１０９】
本実施形態で、車両の暖房モードによるバッテリーのウォームアップ時の作動を図４を参照して説明する。
【０１１０】
図４は、本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムで車両の暖房モードによるバッテリーウォームアップ時の作動状態図である。
【０１１１】
図４を参照すると、車両の暖房モードでバッテリーＢをワームアップする場合、前記電装用冷却システム１０では前記第１バルブ１３０の作動を通じて前記冷却ライン１１が閉鎖される。
【０１１２】
これと同時に、前記バッテリー冷却ライン１１０は、第１バルブ１３０の作動を通じて前記バッテリーＢと前記バッテリー用熱交換器１２０が連結されるように開放される。
【０１１３】
そうすると、冷却水は、前記第２ウォータポンプＰ２の作動を通じて前記バッテリー冷却ライン１１０を循環し、前記バッテリー用熱交換器１２０で高温の冷媒と熱交換を通じて温度が上昇する。これによって、前記バッテリーＢは温度が上昇した冷却水によりワームアップされる。
【０１１４】
一方、前記ヒートポンプシステム２０では、前記第２、第３、第４、および第５バルブ１４１、１４５、１５１、１５４の作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ライン１４９、１５３、１５５が開放される。
【０１１５】
ここで、前記蒸発器２７と前記第５バルブ１５４を連結する前記冷媒ライン２１と、前記第２連結ライン１４７は閉鎖される。
【０１１６】
そうすると、前記内部コンデンサ２３は、冷媒ライン２１を通じて前記バッテリー用熱交換器１２０と前記外部コンデンサ３５に直列に連結され得る。
【０１１７】
したがって、前記外部コンデンサ３５で排出された冷媒は、車両の室内を暖房するように前記冷媒ライン２１を通じて流動し、前記第３分岐ライン１５５を通じて前記アキュムレーター３３、前記圧縮器３１、前記内部コンデンサ２３を順次に通過する。
【０１１８】
ここで、前記第１膨張バルブ３７と前記蒸発器２７を連結する前記冷媒ライン２１は、前記第５バルブ１５４の作動を通じて閉鎖される。これによって、冷媒は、前記第１膨張バルブ３７と前記蒸発器２７への流入が防止される。
【０１１９】
このような状態で、前記開閉ドア２９は、前記ＨＶＡＣモジュール２２に流入されて前記蒸発器２７を通過した外気が前記内部コンデンサ２３を通過するように開放される。
【０１２０】
これによって、外部から流入された外気は、冷媒が供給されない前記蒸発器２７を通過する時、冷却されていない室温状態で流入される。流入された外気は、前記内部コンデンサ２３を通過しながら高温状態に変換され、選択的に作動する前記ヒーター２５を通過して車両室内に流入されることによって、車両室内の暖房が実現され得る。
【０１２１】
その後、冷媒は、前記第３、および第４バルブ１４５、１５１の作動を通じて前記第２分岐ライン１５３に流入され、高温状態で前記バッテリー用熱交換器１２０に供給される。
【０１２２】
ここで、冷却水は、前記バッテリー用熱交換器１２０に流入される高温の冷媒と熱交換されながら温度が上昇する。温度が上昇した冷却水は前記バッテリー冷却ライン１１０を通じて再びバッテリーＢに供給される。
【０１２３】
つまり、冷却水は、前述したような作動を反復して行いながら前記バッテリーＢを効率的にウォームアップさせることができる。
【０１２４】
一方、前記バッテリー用熱交換器１２０を通過した冷媒は、前記第１連結ライン１４３を通じて排出され、前記第２バルブ１４１の作動を通じて開放された前記第１分岐ライン１４９に循環する。
【０１２５】
前記第１分岐ライン１４９を通過した冷媒は、前記オリフィス３９を通過しながら膨張され、前記外部コンデンサ３５に流入され、前記外部コンデンサ３５を通過しながら外気との熱交換を通じて凝縮される。
【０１２６】
この時、前記オリフィス３９は膨張バルブとして作動することができる。これによって、前記外部コンデンサ３５は冷媒を蒸発させる機能を果たすことができる。
【０１２７】
ここで、前記オリフィス３９と前記第４バルブ１５１を連結する前記冷媒ライン２１は、前記第４バルブ１５１の作動を通じて閉鎖される。
【０１２８】
つまり、前述した過程を反復して行いながら冷媒は車両の室内を暖房すると同時に、高温状態で前記バッテリー用熱交換器１２０を通過しながら熱交換を通じて冷却水の温度を上昇させるようになる。
【０１２９】
温度が上昇した冷却水は、第２ウォータポンプＰ２の作動を通じて前記バッテリー冷却ライン１１０を循環しながら前記バッテリーＢを迅速にウォームアップさせることができる。
【０１３０】
一方、車両の暖房モードで前記バッテリーＢを冷却またはウォームアップする場合、前記冷却ライン１１は閉鎖されるのを一実施形態として説明しているが、これに限定されず、前記電装品１３の冷却要求および冷却水温により、前記第１バルブ１３０の作動を通じて前記冷却ライン１１が選択的に開放され得る。
【０１３１】
本実施形態で、車両の暖房／除湿モードによるバッテリーのウォームアップ時の作動を図５を参照して説明する。
【０１３２】
図５は、本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムで暖房／除湿モードによるバッテリーウォームアップ時の作動状態図である。
【０１３３】
図５を参照すると、車両の暖房／除湿モードでバッテリーＢをワームアップする場合、前記電装用冷却システム１０では前記電装品１３の冷却要求および冷却水温により、前記第１バルブ１３０の作動を通じて前記冷却ライン１１が選択的に開閉され得る。本実施形態では前記冷却ライン１１が閉鎖されたものを一例として説明する。
【０１３４】
これと同時に、前記バッテリー冷却ライン１１０は、第１バルブ１３０の作動を通じて前記バッテリーＢと前記バッテリー用熱交換器１２０が連結されるように開放される。
【０１３５】
そうすると、冷却水は、前記第２ウォータポンプＰ２の作動を通じて前記バッテリー冷却ライン１１０を循環し、前記バッテリー用熱交換器１２０で高温の冷媒と熱交換を通じて温度が上昇する。これによって、前記バッテリーＢは温度が上昇した冷却水によりワームアップされる。
【０１３６】
一方、前記ヒートポンプシステム２０では、前記第２、第３、第４、および第５バルブ１４１、１４５、１５１、１５４の作動を通じて前記第１、第２、および第３分岐ライン１４９、１５３、１５５が開放される。また、前記除湿ライン１５９は、前記外部コンデンサ３５に流入される冷媒のうちの一部が循環するように前記第６バルブ１５７の作動を通じて開放される。
【０１３７】
ここで、前記蒸発器２７と前記第５バルブ１５４を連結する前記冷媒ライン２１と、前記第２連結ライン１４７は閉鎖され得る。
【０１３８】
そうすると、前記内部コンデンサ２３は、冷媒ライン２１を通じて前記バッテリー用熱交換器１２０と前記外部コンデンサ３５に直列に連結され得る。
【０１３９】
したがって、前記外部コンデンサ３５で排出された冷媒は、車両の室内を暖房するように前記冷媒ライン２１を通じて流動し、前記第３分岐ライン１５５を通じて前記アキュムレーター３３、前記圧縮器３１、前記内部コンデンサ２３を順次に通過する。
【０１４０】
ここで、前記第１膨張バルブ３７と前記蒸発器２７を連結する前記冷媒ライン２１は、前記第５バルブ１５４の作動を通じて閉鎖される。しかし、前記オリフィス３９を通過しながら膨張された冷媒のうちの一部が開放された前記除湿ライン１５９を通じて前記蒸発器２７に流入される。
【０１４１】
このような状態で、前記開閉ドア２９は、前記ＨＶＡＣモジュール２２に流入されて前記蒸発器２７を通過した外気が前記内部コンデンサ２３を通過するように開放される。
【０１４２】
ここで、前記ＨＶＡＣモジュール２２に流入される外気は、前記蒸発器２７に流入された低温状態の冷媒により前記蒸発器２７を通過しながら除湿される。その後、前記内部コンデンサ２３を通過しながら高温状態に変換され、選択的に作動する前記ヒーター２５を通過して車両室内に流入されることによって、車両の室内を暖房／除湿するようになる。
【０１４３】
その後、冷媒は、前記第３、および第４バルブ１４５、１５１の作動を通じて前記第２分岐ライン１５３に流入され、高温状態で前記バッテリー用熱交換器１２０に供給される。
【０１４４】
ここで、冷却水は、前記バッテリー用熱交換器１２０に流入される高温の冷媒と熱交換されながら温度が上昇する。温度が上昇した冷却水は、前記バッテリー冷却ライン１１０を通じて再びバッテリーＢに供給される。
【０１４５】
つまり、冷却水は、前述したような作動を反復して行いながら前記バッテリーＢを効率的にウォームアップさせることができる。
【０１４６】
一方、前記バッテリー用熱交換器１２０を通過した冷媒は、前記第１連結ライン１４３を通じて排出され、前記第２バルブ１４１の作動を通じて開放された前記第１分岐ライン１４９に循環する。
【０１４７】
前記第１分岐ライン１４９を通過した冷媒は、前記オリフィス３９を通じて膨張される。膨張された冷媒のうちの一部は、前記除湿ライン１５９に循環する。そして、膨張された冷媒のうちの残りは、前記外部コンデンサ３５に流入され、前記外部コンデンサ３５を通過しながら外気との熱交換を通じて凝縮される。
【０１４８】
これによって、前記オリフィス３９は、冷媒を膨張させる膨張バルブとして作動することができる。
【０１４９】
ここで、前記オリフィス３９と前記第４バルブ１５１を連結する前記冷媒ライン２１は、前記第４バルブ１５１の作動を通じて閉鎖される。
【０１５０】
つまり、前述した過程を反復して行いながら冷媒は車両の室内を暖房／除湿するようになる。これと同時に、高温の状態の冷媒が前記バッテリー用熱交換器１２０を通過しながら冷却水と熱交換を通じて冷却水の温度を上昇させるようになる。
【０１５１】
温度が上昇した冷却水は、第２ウォータポンプＰ２の作動を通じて前記バッテリー冷却ライン１１０を循環しながら前記バッテリーＢに供給されることによって、前記バッテリーＢを迅速にウォームアップさせることができる。
【０１５２】
一方、車両の暖房／除湿モードで前記バッテリーＢの冷却またはウォームアップする場合の作動を説明するに当たり、前記冷却ライン１１は、閉鎖されることを一実施形態として説明しているが、これに限定されず、前記電装品１３の冷却要求および冷却水温により、前記第１バルブ１３０の作動を通じて前記冷却ライン１１が選択的に開放され得る。
【０１５３】
本実施形態で、前記ヒートポンプシステム２０の未作動モードでバッテリー冷却時の作動を図６を参照して説明する。
【０１５４】
図６は、本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムでヒートポンプシステムの未作動モードによるバッテリー冷却時の作動状態図である。
【０１５５】
図６を参照すると、前記ヒートポンプシステム２０の未作動モードでバッテリーＢを冷却する場合、前記電装用冷却システム１０では前記第１バルブ１３０の作動を通じて前記電装品１３と前記電装用ラジエータ１５が連結されるように前記冷却ライン１１が開放される。
【０１５６】
これと同時に、前記バッテリーＢと前記バッテリー用熱交換器１２０を連結する前記バッテリー冷却ライン１１０は、第１バルブ１３０の作動を通じて閉鎖される。
【０１５７】
このような状態で、前記冷却ライン１１が前記バッテリー冷却ライン１１０と連通する。
【０１５８】
そうすると、電装用ラジエータ３５で冷却された冷却水は、前記第１ウォータポンプＰ１の作動を通じて前記電装品１３を冷却させるように前記冷却ライン１１を循環し、第２ウォータポンプＰ２の作動を通じて前記バッテリー冷却ライン１１０を循環する。
【０１５９】
したがって、前記バッテリーＢには前記電装用ラジエータ１５で冷却された冷却水が供給される。前記バッテリーＢは冷却された冷却水により冷却される。
【０１６０】
つまり、前記ヒートポンプシステム２０の未作動モードで前記バッテリーＢを冷却する場合には、冷却水が流動しない冷媒との熱交換なしに前記電装用冷却システム１０の電装用ラジエータ１５で外気との熱交換を通じて冷却された状態で、前記バッテリーＢに供給されることによって、バッテリーＢを効率的に冷却させることができる。
【０１６１】
本実施形態で、前記ヒートポンプシステム２０の未作動モードでバッテリーウォームアップ時の作動を図７を参照して説明する。
【０１６２】
図７は、本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システムでヒートポンプシステムの未作動モードによるバッテリーウォームアップ時の作動状態図である。
【０１６３】
図７を参照すると、前記ヒートポンプシステム２０の未作動モードでバッテリーＢをワームアップする場合、前記電装用冷却システム１０では前記第１バルブ１３０の作動を通じて前記電装品１３と前記電装用ラジエータ１５を連結する前記冷却ライン１１が閉鎖される。
【０１６４】
これと同時に、前記バッテリーＢと前記バッテリー用熱交換器１２０を連結する前記バッテリー冷却ライン１１０は、第１バルブ１３０の作動を通じて連結される。
【０１６５】
このような状態で、前記冷却ライン１１が前記バッテリー冷却ライン１１０と連通する。
【０１６６】
そうすると、冷却水は、第１ウォータポンプＰ１と第２ウォータポンプＰ２の作動を通じて前記冷却ライン１１と前記バッテリー冷却ライン１１０に沿って流動し、前記電装品１３、前記バッテリーＢ、および前記バッテリー用熱交換器１２０を通過するようになる。
【０１６７】
この時、前記冷却ライン１１で循環する冷却水は、前記電装品１３を冷却しながら温度が上昇する。このような状態で、温度が上昇した冷却水は、前記バッテリー用熱交換器１２０と連結された前記バッテリー冷却ライン１１０に沿って流動し、前記バッテリー用熱交換器１２０を通過した後、前記バッテリーＢに流入される。
【０１６８】
これによって、冷却水は、電装品１３を通過しながら温度が上昇した状態で、前記バッテリーＢを通過することによって、バッテリーＢを迅速にウォームアップさせるようになる。
【０１６９】
つまり、前記ヒートポンプシステム２０の未作動モードで前記バッテリーＢをウォームアップする場合には、冷却水が流動しない冷媒との熱交換なしにも前記電装用冷却システム１０で電装品１３の熱源により温度が上昇した状態で、前記バッテリーＢに供給されることによって、バッテリーＢを効率的にウォームアップさせることができる。
【０１７０】
したがって、前述のように構成される本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システム１００を適用すると、電気自動車またはハイブリッド車両でヒートポンプシステム２０とモータを含む電装品１３に冷却水を循環させる電装用冷却システム１０とを連動させ、冷却水と冷媒を利用して車両のモードによりバッテリーＢをウォームアップまたは冷却させることによって、システムの単純化が可能になり得る。
【０１７１】
また、バッテリーＢが車両のモードに適合に効率的にウォームアップおよび冷却されることによって、バッテリーＢの最適性能の発揮が可能になり、車両の全体的な走行距離を増加させることができる。
【０１７２】
なお、システム全体が単純になることによって、製作コストの節減および重量縮小が可能であり、空間活用性を向上させることができる。
【０１７３】
以上のように、本発明は限定された実施形態と図面により説明されたが、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正および変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１７４】
１０…電装用冷却システム
１１…冷却ライン
１３…電装品
１５…電装用ラジエータ
１７…クーリングファン
２０…ヒートポンプシステム
２１…冷媒ライン
２２…ＨＶＡＣモジュール
２３…内部コンデンサ
２５…ヒーター
２７…蒸発器
２９…開閉ドア
３１…圧縮器
３３…アキュムレーター
３５…外部コンデンサ
３７…第１膨張バルブ
３９…オリフィス
４１…第２膨張バルブ
１００…バッテリー冷却システム
１１０…バッテリー冷却ライン
１２０…バッテリー用熱交換器
１３０、１４１、１４５、１５１、１５４、１５７…第１、第２、第３、第４、第５、および第６バルブ
１４３、１４７…第１、第２連結ライン
１４９、１５３、１５５…第１、第２、および第３分岐ライン
１５９…除湿ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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