KR101151779B1 - 전기자동차의 모터 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 모터 냉각 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 전기자동차의 모터 냉각 장치는, 전기자동차의 모터에서 발생되는 열을 쿨링하기 위한 것으로, 상기 모터에서 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉매의 순환경로를 제공할 수 있도록, 상기 모터의 하우징 외면을 감싸는 형태로 배치되는 냉각유로; 상기 냉각유로와 소통되도록 상기 하우징에 결합되고, 상기 냉각유로의 유입구 및 배출구와 각각 소통되는 소통공간을 가지며, 상기 모터 구동축의 상기 하우징을 관통하여 돌출된 부위가 배치되는 댐핑블럭; 상기 모터의 구동축과 함께 회전가능하도록 상기 소통공간 내에 설치되는 냉매순환용 팬; 상기 냉매순환용 팬의 회전에 의해 강제 순환되는 냉매가 열교환기 측으로 유입될 수 있도록, 상기 댐핑블럭과 상기 열교환기에 각각 접속되는 냉매 배출관; 및 상기 열교환기를 통과한 냉매가 상기 댐핑블럭을 통해 상기 냉각유로에 유입될 수 있도록, 상기 열교환기와 댐핑블럭에 각각 접속되는 냉매 유입관;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

전기자동차, 모터, 냉각유로, 냉매순환용 팬

Description

전기자동차의 모터 냉각 장치{Electric vehicle motor cooling apparatus}

본 발명은 전기자동차의 모터 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기자동차에 채용되는 모터의 냉각효율을 높일 수 있도록 구조가 개선된 전기자동차의 모터 냉각 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전기자동차의 동력발생수단은 모터이다. 상기 모터는 전류가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기적 에너지를 기계적인 일로 바꾸는 장치로서, 도체에 다수의 코일이 권선되어 있는 회전자와 마그네트와 같이 자계를 형성시키는 계자를 포함하여 이루어진다.

이러한 모터는, 전류가 흐르는 도체를 자기장 속에 놓으면 자기장의 방향에 수직한 방향으로 전자력이 발생하여 플레밍의 왼손법칙에 의해 회전됨으로써, 동력을 창출하게 된다.

상기 전자력의 크기는 자계의 세기와 전류의 크기와 코일의 길이에 비례하게 되는데, 일반적으로 모터는 상기 전류의 크기를 조절함으로써 그 모터의 회전을 제어하게 된다.

그러나, 모터가 채용되는 일반적인 제품과는 달리 전기자동차의 경우 무거운 중량을 가지는 차체를 상기 모터로 이동시켜야 하기 때문에, 용량이 큰 모터가 요구됨에 따라 그 모터에서 발생되는 열의 크기가 예컨대 일반 가전제품에 채용되는 모터보다 더 크다.

따라서, 전기자동차의 특수성, 예컨대 일반 가솔린 엔진에 상응하는 모터의 냉각을 위해 그 가솔린 엔진의 쿨링에 사용되는 라디에이터를 이용하여, 상기 모터의 냉각효율을 높일 수 있는 제품설계가 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기자동차에 채용되는 모터에서 발생되는 열을, 일반 가솔린 엔진의 냉각을 위한 구조에서 착안한 구성에 의해, 효율적으로 냉각시킬 수 있는 전기자동차의 모터 냉각 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전기자동차의 모터에서 발생되는 열을 쿨링하기 위한 것으로, 상기 모터에서 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉매의 순환경로를 제공할 수 있도록, 상기 모터의 하우징 외면을 감싸는 형태로 배치되는 냉각유로; 상기 냉각유로와 소통되도록 상기 하우징에 결합되고, 상기 냉각유로의 유입구 및 배출구와 각각 소통되는 소통공간을 가지며, 상기 모터 구동축의 상기 하우징을 관통하여 돌출된 부위가 배치되는 댐핑블럭; 상기 모터의 구동축과 함께 회전가능하도록 상기 소통공간 내에 설치되는 냉매순환용 팬; 상기 냉매순환용 팬의 회전에 의해 강제 순환되는 냉매가 열교환기 측으로 유입될 수 있도록, 상기 댐핑블럭과 상기 열교환기에 각각 접속되는 냉매 배출관; 및 상기 열교환기를 통과한 냉매가 상기 댐핑블럭을 통해 상기 냉각유로에 유입될 수 있도록, 상기 열교환기와 댐핑블럭에 각각 접속되는 냉매 유입관;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각유로는 상기 하우징의 외면을 둘러서 나선형으로 형성되는 것이 바 람직하다.

본 발명은, 상기 열교환기에 의한 열교환 효율을 높이기 위해, 상기 열교환기에 회전가능하게 설치되는 송풍팬과, 상기 모터의 하우징 내부의 온도를 센싱하기 위한 센서장치와, 상기 센서장치에 의해 센싱된 온도에 따라 상기 송풍팬을 구동시키기 위한 제어신호를 그 송풍팬에 인가시키는 제어장치를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 전기자동차의 모터 냉각 장치는, 기존의 가솔린엔진의 냉각에 사용되는 열교환기인 라디에이터를 이용하여 모터를 냉각시킬 수 있도록 구성되어서, 전기자동차의 설계를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 냉매순환용 팬이 모터의 구동축과 함께 회전되도록 구성됨으로써, 상기 냉각유로, 댐핑공간, 냉매 배출관, 열교환기 및 냉매 유입관을 경유하는 냉매의 순환을 원활하게 하여, 모터의 하우징의 내부에서 발생되는 열을 효율적으로 냉각시키는 장점을 가진다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 모터 냉각 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 모터 냉각 장치의 단면도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전기자동차의 모터 냉각 장치 는, 전기자동차의 모터에서 발생되는 열을 쿨링하기 위한 것으로, 냉각유로(18)와 댐핑블럭(22)과 냉매순환용 팬(24)과 냉매 배출관(26)과 냉매 유입관(28)을 포함하여 이루어진다.

상기 모터는, 도체에 다수의 코일이 권선되어 있으며 모터의 구동축(10)과 함께 회전되는 회전자(12)와, 마그네트와 같이 상기 회전자(12)와 함께 자계를 형성시키는 계자(14)를 구비한다. 상기 회전자(12)와 계자(14)는 각각 모터의 하우징(16) 내부에 배치된다.

상기 냉각유로(18)는, 상기 모터에서 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉매의 순환경로를 제공할 수 있도록, 상기 모터의 하우징(16) 외면을 감싸는 형태로 배치된다. 본 실시예에서, 상기 냉각유로(18)는, 상기 하우징(16)의 외면을 둘러서 배치되는 유로 케이스(20)의 내부에 나선형으로 형성됨으로써, 냉매가 원활하게 순환될 수 있게 한다.

상기 댐핑블럭(22)은, 상기 냉각유로(18)와 소통 가능하게 상기 하우징(16)에 결합되고, 상기 냉각유로(18)의 유입구(18a) 및 배출구(18b)와 각각 소통되는 소통공간(22a)을 가진다. 그리고, 상기 댐핑블럭(22)에는 상기 모터의 구동축(10)의 돌출된 부위(10a)가 배치된다. 즉, 상기 돌출된 부위(10a)는 상기 하우징(16)의 내측에서 그 하우징(16)을 관통하여 외측으로 연장된 부분을 의미한다.

이러한 구동축(10)의 돌출된 부위(10a)에는 상기 냉매순환용 팬(24)이 결합된다. 상기 냉매순환용 팬(24)은 상기 소통공간(22a) 내에 배치된 상기 돌출된 부위(10a)에 결합되어서, 상기 구동축(10)과 함께 회전된다. 이러한 냉매순환용 팬(24)은, 상기 냉매의 순환이 원활하게 이루어지도록 그 냉매를 강제 순환시켜서 냉각효율을 향상시키는 역할을 한다.

상기 냉매 배출관(26)은, 상기 냉매순환용 팬(24)의 회전에 의해 강제 순환되는 냉매가 열교환기(30) 측으로 유입될 수 있도록, 상기 댐핑블럭(22)과 열교환기(30)에 각각 접속된다. 여기서, 상기 열교환기(30)는 기존 가솔린 엔진의 냉각을 위해 채용되는 라디에이터인 것으로, 상기 하우징(16)의 내부를 경유한 고온의 냉매를 저온 상태로 되게 하는 역할을 한다.

상기 냉매 유입관(28)은, 상기 열교환기(30)와 댐핑블럭(22)에 각각 접속되어서, 상기 열교환기(30)를 통과한 냉매가 상기 댐핑블럭(22)을 통해 상기 냉각유로(18)에 유입될 수 있게 한다.

이러한 구성을 가지는 본 발명에 의한 전기자동차의 모터 냉각 장치는, 상기 냉매순환용 팬(24)이 상기 모터의 구동축(10)과 함께 회전되면서, 상기 냉각유로(18), 댐핑공간, 냉매 배출관(26), 열교환기(30) 및 냉매 유입관(28)을 경유하는 냉매의 순환을 원활하게 함으로써, 상기 하우징(16)의 내부에서 발생되는 열을 효율적으로 냉각시키는 장점을 가진다.

한편, 본 실시예는, 상기 열교환기(30)에 회전가능하게 설치되는 송풍팬(32)을 구비한다. 상기 송풍팬(32)은, 고온 상태의 냉매를 저온 상태로 만들어 주기 위하여 상기 열교환기(30)의 보조적인 열교환 장치 역할을 하는 것으로, 상기 열교환기(30) 의한 열교환 효율을 높일 수 있게 한다.

그리고, 본 실시예는, 상기 하우징(16) 내부의 온도에 따라 선택적으로 상기 송풍팬(32)을 구동시키기 위한 구성으로, 센서장치(34)와 제어장치(미도시)가 마련되어 있다. 즉, 상기 센서장치(34)는, 상기 하우징(16) 내부의 온도를 센싱하고, 상기 제어장치는, 상기 센서장치(34)에 의해 센싱된 온도에 따라 상기 송풍팬(32)을 구동시키기 위한 제어신호를 그 송풍팬(32)에 인가시키는 역할을 한다.

이러한 본 실시예는, 상기 하우징(16) 내부의 온도에 따라 상기 송풍팬(32)을 구동시키는 제어수단을 구비함으로써, 불필요한 전력손실을 방지하여 배터리의 장시간 사용에 일조할 수 있는 장점을 가진다.

이상, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있음은 자명하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 모터 냉각 장치의 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10:구동축 10a:돌출된 부위

12:회전자 14:계자

16:하우징 18:냉각유로

18a:유입구 18b:배출구

20:유로 케이스 22:댐핑블럭

22a:소통공간 24:냉매순환용 팬

26:냉매 배출관 28:냉매 유입관

30:열교환기 32:송풍팬

34:센서장치

Claims (4)

1. 전기자동차의 모터에서 발생되는 열을 쿨링하기 위한 것으로,

   상기 모터에서 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉매의 순환경로를 제공할 수 있도록, 상기 모터의 하우징(16) 외면을 감싸는 형태로 배치되는 냉각유로(18);

   상기 냉각유로(18)와 소통되도록 상기 하우징(16)에 결합되고, 상기 냉각유로(18)의 유입구(18a) 및 배출구(18b)와 각각 소통되는 소통공간(22a)을 가지며, 상기 모터에 마련된 구동축(10)이 상기 하우징(16)을 관통함으로써 돌출된 부위(10a)가, 배치되는 댐핑블럭(22);

   상기 모터의 구동축(10)과 함께 회전가능하도록 상기 소통공간(22a) 내에 설치되는 냉매순환용 팬(24);

   상기 냉매순환용 팬(24)의 회전에 의해 강제 순환되는 냉매가 열교환기(30) 측으로 유입될 수 있도록, 상기 댐핑블럭(22)과 상기 열교환기(30)에 각각 접속되는 냉매 배출관(26); 및

   상기 열교환기(30)를 통과한 냉매가 상기 댐핑블럭(22)을 통해 상기 냉각유로(18)에 유입될 수 있도록, 상기 열교환기(30)와 댐핑블럭(22)에 각각 접속되는 냉매 유입관(28);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 모터 냉각 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉각유로(18)는 상기 하우징(16)의 외면을 둘러서 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 모터 냉각 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 열교환기(30)에 의한 열교환 효율을 높이기 위해, 상기 열교환기(30)에 회전가능하게 설치되는 송풍팬(32)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 모터 냉각 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 모터의 하우징(16) 내부의 온도를 센싱하기 위한 센서장치(34);

   상기 센서장치(34)에 의해 센싱된 온도에 따라 상기 송풍팬(32)을 구동시키기 위한 제어신호를 그 송풍팬(32)에 인가시키는 제어장치;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 모터 냉각장치.

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