전기차 실내의 겨울 난방은 차량용 에어컨 시스템에 의존하며, 송풍 온도를 설정값까지 빠르게 올려야 한다. 현재 차량용 에어컨 시스템은 주로 역카르노형 히트펌프 사이클을 사용하지만, 저온 환경에서는 난방량이 부족하여 냉시동 시 송풍 온도가 설정값에 빠르게 도달하지 못하는 문제가 있다. 차량용 에어컨 시스템이 저온 난방 조건에서 충분한 난방량을 제공하기 위해, 역카르노형 히트펌프 사이클 대신 고압측 냉매를 저압측으로 우회시키는 고온가스 바이패스 히트펌프 사이클을 적용하여 압축기의 흡입 압력을 높이고 저온 난방 조건에서 압축기의 안정적인 운전을 보장한다. 본 논문에서는 단계별 고온가스 바이패스 난방 제어 방안을 제시하였고, 시스템에 배기 조임 밸브를 추가하여 고압 형성 시간을 단축하였다. R290 기반의 고온가스 바이패스 히트펌프 사이클 시뮬레이션 모델을 구축하고 시험대를 통해 모델을 보정하였다. 시뮬레이션을 통해 저온 난방 시 고온가스 바이패스 사이클과 역카르노형 사이클의 성능 차이를 연구하고, 이를 바탕으로 제어 전략 최적화 효과를 검증하였다. 결과는 -25 ℃ 및 -20 ℃ 저온 조건에서 고온가스 바이패스 히트펌프 사이클이 역카르노형 사이클보다 난방 성능이 우수하며, 최적화된 제어 전략은 출풍 온도를 설정값에 도달하는 시간을 36% 단축할 수 있음을 보여주었다.

차량용 에어컨; 고온가스 바이패스; 제어 전략; 저온 난방; 출풍 온도