JP7320779B2 - 電動車両のパワートレイン及びそのモーターのローター冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は電動車両のパワートレイン及びそのモーターのローター冷却方法に関し、特に、統合モーター、減速ギアボックス及びディファレンシャルギアを備える電動車両のパワートレインへの応用に関する。

現在応用されているモーターは、モーター作動中にその内部温度が上昇し、モーター内部の熱エネルギーを低減するため、冷却流体をモーター内部に注入し、熱対流によりステーター及びローターの熱エネルギーを冷却流体に伝導させるとともに、外からの循環により上昇した冷却流体の温度を熱交換効果を利用して下げた後、冷却流体を再度モーター内部に流入させる。しかしステーターは、外層を絶縁材料のワニス塗膜で覆われたエナメル線が巻かれて成り、ワニス塗膜の絶縁材料の特性による制限を受け、特定の冷却流体と接触すると腐食する、又は冷却流体内の不純物に接触して損傷する可能性がある。

現在電動車両に応用されているトランスミッションシステムは、モーター本体がギアボックスに接続し、ギアボックスがディファレンシャルギアに接続している。モーターは出力軸を有し、ギアボックスは入力穴を有し、モーターの出力軸はギアボックスの入力穴に剛性接続する。組み立て及び分解を便利にするため、モーターの出力軸の直径はギアボックスの入力穴の直径より小さく、これによりモーターの出力軸とギアボックスの入力穴の間には隙間を有することになる。ギアボックス内には潤滑油を有するが、出力軸と入力穴の連結方式が制限され、特に熱エネルギーの伝達経路は、熱伝導を利用してギアボックスの入力穴に伝達する方式、及び熱対流を利用して隙間の空気に伝達する方式であるため、現在電動車両に応用されているパワートレインは、ギアボックス内の潤滑油を効果的に利用してローターの代わりに放熱を行うことができない。

本発明の目的は、電動車両のパワートレイン及びそのモーターのローター冷却方法を提供することにあり、本発明は特に統合モーター、減速ギアボックス及びディファレンシャルギアを備える電動車両のパワートレインに応用され、ローターの一部はギアボックス内の潤滑油に浸り、熱伝導を利用する方式によりローター熱エネルギーをローターの両端に伝達するとともに、熱対流を利用する方式によりローターの熱エネルギーをギアボックス内の潤滑油に伝達する。そして、熱対流方式によりギアボックス内の潤滑油の熱エネルギーをギアボックスに伝達するとともに、熱伝導を利用する方式によりギアボックスの熱エネルギーをモーター本体に伝達し、モーター本体の冷却流体によりモーター本体の熱エネルギーを放出する。

上述の目的を達成するため、本発明の好ましい実施例では、モーター本体、ステーター、ローター、冷却水路、ギアボックス、遊星歯車、遊星キャリヤー、内歯車、歯車、駆動軸及びオイルシールを含むパワートレイン設計及びそのモーターのローター冷却方法を提供する。

本発明によれば、ギアボックス内の潤滑油を効果的に利用してローターを冷却できる。

本発明の好ましい実施例における等角投影図である。 本発明の好ましい実施例における分解組立図である。 本発明の好ましい実施例における断面図である。

図１を参照すると、本発明は好ましい実施例においてモーター本体１００、第一ギアボックス２００、第二ギアボックス３００、円管４００を備え、モーター本体1００は第一ギアボックス２００に剛性接続し、第一ギアボックス２００は円管４００に接続し、円管４００は第二ギアボックス３００に接続し、第二ギアボックス３００はモーター本体１００に剛性接続する。

図２及び図３を参照すると、本発明は好ましい実施例においてモーター本体１００、ステーター１０１、ローター１０２、冷却水路１０３、第一ギアボックス２００、第一遊星歯車２０１、第二遊星歯車２０２、第三遊星歯車２０３、第一内歯車２０４、第一遊星キャリヤー２０５、第二ギアボックス３００、第四遊星歯車３０１、第五遊星歯車３０２、第六遊星歯車３０３、第二内歯車３０４、第二遊星キャリヤー３０５、円管４００、第一歯車４０１、第二歯車４０２、第三歯車４０３、駆動軸４０４、第一オイルシール５０１、第二オイルシール５０２、第三オイルシール５０３及び第四オイルシール５０４を備える。

図２を参照すると、第一ギアボックス２００は第一オイルシール５０１に接続し、第一オイルシール５０１は第一遊星キャリヤー２０５に接続し、第一遊星キャリヤー２０５は第一遊星歯車２０１、第二遊星歯車２０２及び第三遊星歯車２０３に接続し、第一遊星歯車２０１、第二遊星歯車２０２及び第三遊星歯車２０３はローター１０２及び第一内歯車２０４に接続し、ローター１０２は第二オイルシール５０２に接続し、第二オイルシール５０２は第一ギアボックス２００に接続し、第一内歯車２０４は第一歯車４０１に接続し、第一歯車４０１は駆動軸４０４に接続し、駆動軸４０４は第二歯車４０２に接続し、第二歯車４０２は第三歯車４０３に接続し、第三歯車４０３は第二内歯車３０４に接続し、第二内歯車３０４は第四遊星歯車３０１、第五遊星歯車３０２及び第六遊星歯車３０３に接続し、第四遊星歯車３０１、第五遊星歯車３０２及び第六遊星歯車３０３はローター１０２及び第二遊星キャリヤー３０５に接続し、ローター１０２は第三オイルシール５０３に接続し、第三オイルシール５０３は第二ギアボックス３００に接続し、第二ギアボックス３００は第四オイルシール５０４に接続し、第四オイルシール５０４は第二遊星キャリヤー３０５に接続し、第一内歯車２０４及び第二内歯車３０４は内歯及び外歯を有する。

図３を参照すると、第一ギアボックス２００及び第二ギアボックス３００内には潤滑油を有するとともに、第一オイルシール５０１、第二オイルシール５０２、第三オイルシール５０３及び第四オイルシール５０４を用いて潤滑油がモーター本体内部又はギアボックス外部に漏れるのを阻止し、ローター１０２は第一ギアボックス２００及び第二ギアボックス３００内の潤滑油に浸っている。

図３を参照すると、本発明に係る電動車両のパワートレイン及びそのモーターのローター冷却方法では、モーター作動中に、その内部温度が上昇し、熱伝導を利用する方式によりローター１０２の熱エネルギーをローター１０２の両端に伝達するとともに、熱対流を利用する方式によりローター１０２の熱エネルギーを第一ギアボックス２００及び第二ギアボックス３００内の潤滑油に伝達し、続いて、熱対流方式により第一ギアボックス２００及び第二ギアボックス３００内部の潤滑油の熱エネルギーを第一ギアボックス２００及び第二ギアボックス３００に伝達するとともに、熱伝導方式により第一ギアボックス２００及び第二ギアボックス３００の熱エネルギーをモーター本体１００に伝達し、さらに、熱対流方式によりモーター本体１００の熱エネルギーをモーター冷却水路１０３の冷却流体に伝達し、そして外からの循環により上昇した冷却流体の温度を熱交換効果を利用して下げた後、冷却流体をモーター内部に流入させる。

１００ モーター本体
１０１ ステーター
１０２ ローター
１０３ 冷却水路
２００ 第一ギアボックス
２０１ 第一遊星歯車
２０２ 第二遊星歯車
２０３ 第三遊星歯車
２０４ 第一内歯車
２０５ 第一遊星キャリヤー
３００ 第二ギアボックス
３０１ 第四遊星歯車
３０２ 第五遊星歯車
３０３ 第六遊星歯車
３０４ 第二内歯車
３０５ 第二遊星キャリヤー
４００ 円管
４０１ 第一歯車
４０２ 第二歯車
４０３ 第三歯車
４０４ 駆動軸
５０１ 第一オイルシール
５０２ 第二オイルシール
５０３ 第三オイルシール
５０４ 第四オイルシール

Claims (2)

1. モーター本体、ステーター、ローター、少なくとも1つの冷却水路、２つのギアボックス、６つの遊星歯車、２つの内歯車、２つの遊星キャリヤー、円管、３つの歯車、駆動軸及び４つのオイルシールを備え、
   前記モーター本体は第一ギアボックスに剛性接続し、前記第一ギアボックスは前記円管に接続し、前記円管は第二ギアボックスに接続し、前記第二ギアボックスは前記モーター本体に接続し、
   前記第一ギアボックスは第一オイルシールに接続し、前記第一オイルシールは第一遊星キャリヤーに接続し、前記第一遊星キャリヤーは第一遊星歯車、第二遊星歯車及び第三遊星歯車に接続し、前記第一遊星歯車、前記第二遊星歯車及び前記第三遊星歯車は前記ローター及び第一内歯車に接続し、前記ローターは第二オイルシールに接続し、前記第二オイルシールは前記第一ギアボックスに接続し、前記第一内歯車は第一歯車に接続し、前記第一歯車は前記駆動軸に接続し、前記駆動軸は第二歯車に接続し、前記第二歯車は第三歯車に接続し、前記第三歯車は第二内歯車に接続し、前記第二内歯車は第四遊星歯車、第五遊星歯車及び第六遊星歯車に接続し、前記第四遊星歯車、前記第五遊星歯車及び前記第六遊星歯車は前記ローター及び第二遊星キャリヤーに接続し、前記ローターは第三オイルシールに接続し、前記第三オイルシールは前記第二ギアボックスに接続し、前記第二ギアボックスは第四オイルシールに接続し、前記第四オイルシールは前記第二遊星キャリヤーに接続し、
   前記第一内歯車及び前記第二内歯車は内歯及び外歯を有し、
   前記第一ギアボックス及び前記第二ギアボックス内には潤滑油を有するとともに、前記第一オイルシール、前記第二オイルシール、前記第三オイルシール及び前記第四オイルシールを用いて前記潤滑油が前記モーター本体内部又は前記ギアボックス外部に漏れるのを阻止し、
   前記ローターは前記第一ギアボックス及び前記第二ギアボックス内の前記潤滑油に浸っていることを特徴とする、電動車両のパワートレイン。
2. モーター本体、ステーター、ローター、少なくとも1つの冷却水路、２つのギアボックス、６つの遊星歯車、２つの内歯車、２つの遊星キャリヤー、円管、３つの歯車、駆動軸及び４つのオイルシールを備え、
   前記モーター本体は第一ギアボックスに剛性接続し、前記第一ギアボックスは前記円管に接続し、前記円管は第二ギアボックスに接続し、前記第二ギアボックスは前記モーター本体に接続し、
   前記第一ギアボックスは第一オイルシールに接続し、前記第一オイルシールは第一遊星キャリヤーに接続し、前記第一遊星キャリヤーは第一遊星歯車、第二遊星歯車及び第三遊星歯車に接続し、前記第一遊星歯車、前記第二遊星歯車及び前記第三遊星歯車は前記ローター及び第一内歯車に接続し、前記ローターは第二オイルシールに接続し、前記第二オイルシールは前記第一ギアボックスに接続し、前記第一内歯車は第一歯車に接続し、前記第一歯車は前記駆動軸に接続し、前記駆動軸は第二歯車に接続し、前記第二歯車は第三歯車に接続し、前記第三歯車は第二内歯車に接続し、前記第二内歯車は第四遊星歯車、第五遊星歯車及び第六遊星歯車に接続し、前記第四遊星歯車、前記第五遊星歯車及び前記第六遊星歯車は前記ローター及び第二遊星キャリヤーに接続し、前記ローターは第三オイルシールに接続し、前記第三オイルシールは前記第二ギアボックスに接続し、前記第二ギアボックスは第四オイルシールに接続し、前記第四オイルシールは前記第二遊星キャリヤーに接続し、
   前記第一内歯車及び前記第二内歯車は内歯及び外歯を有し、
   前記第一ギアボックス及び前記第二ギアボックス内には潤滑油を有するとともに、前記第一オイルシール、前記第二オイルシール、前記第三オイルシール及び前記第四オイルシールを用いて前記潤滑油が前記モーター本体内部又は前記ギアボックス外部に漏れるのを阻止し、
   前記ローターは前記第一ギアボックス及び前記第二ギアボックス内の前記潤滑油に浸し、
   モーター作動中に、その内部温度が上昇し、熱伝導を利用する方式により前記ローターの熱エネルギーを前記ローターの両端に伝達するとともに、熱対流を利用する方式により前記ローターの熱エネルギーを前記第一ギアボックス及び前記第二ギアボックス内の前記潤滑油に伝達し、
   続いて、熱対流方式により前記第一ギアボックス及び前記第二ギアボックス内部の前記潤滑油の熱エネルギーを前記第一ギアボックス及び前記第二ギアボックスに伝達するとともに、熱伝導方式により前記第一ギアボックス及び前記第二ギアボックスの熱エネルギーを前記モーター本体に伝達し、
   さらに、熱対流方式により前記モーター本体の熱エネルギーを前記モーターの冷却流体に伝達し、そして外からの循環により上昇した前記冷却流体の温度を熱交換効果を利用して下げた後、前記冷却流体を前記モーター内部に流入させる、
   ことを特徴とする、電動車両のパワートレインのモーターのローター冷却方法。