KR102576429B1 - Inverter Integrated type In-wheel Motor - Google Patents
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Abstract
본 발명의 인버터 통합형 인휠 모터(1)는 인버터(90) 또는 배터리(300)가 내장되는 중공 조립 공간(10)과 함께 외부 공기를 유입하여 중공 조립 공간(10)으 내부를 냉각하는 공기 덕트(20)로 이루어진 공랭 냉각부(1-1)가 림(60)을 회전시키는 모터(30)의 모터 내부 공간으로 내장됨으로써 샤프트를 없앤 모터 내부 공간으로 모터(30)와 인버터(90) 및 배터리(300)를 일체 구조로 형성할 수 있고, 특히 인버터기 내장된 모터 하우징 내부 공간에 공랭식 공기 흐름을 형성함으로써 모터(30)와 인버터(90) 및 배터리(300)의 발열을 함께 효과적으로 냉각하는 특징이 구현된다.The inverter-integrated in-wheel motor (1) of the present invention has a hollow assembly space (10) in which the inverter (90) or battery (300) is built-in, and an air duct ( The air-cooled cooling unit 1-1 consisting of 20) is built into the motor inner space of the motor 30 that rotates the rim 60, thereby eliminating the shaft and housing the motor 30, inverter 90, and battery ( 300) can be formed as an integrated structure, and in particular, it has the feature of effectively cooling the heat generated by the motor 30, the inverter 90, and the battery 300 by forming an air-cooled air flow in the inner space of the motor housing with a built-in inverter. It is implemented.
Description
본 발명은 인휠 모터에 관한 것으로, 특히 샤프트를 제거한 모터 공간으로 인버터를 내장하여 모터 내부 발열이 공랭식으로 효과적인 냉각 가능한 인버터 통합형 인휠 모터에 관한 것이다.The present invention relates to in-wheel motors, and in particular, to an inverter-integrated in-wheel motor in which an inverter is built into the motor space without the shaft and the heat generated inside the motor can be effectively cooled by air cooling.
일반적으로 인휠 모터는 차량 바퀴의 휠 내부에 설치되어 공간 활용성과 효율성을 높임으로써 친환경 차량, 전기자동차, 전동 이륜차의 후륜에 장착된다.In general, in-wheel motors are installed inside the wheels of a vehicle to increase space utilization and efficiency, and are mounted on the rear wheels of eco-friendly vehicles, electric vehicles, and electric two-wheeled vehicles.
특히 상기 인휠 모터는 모터 및 림 일체형 구조로 별도의 인버터 및 배터리와 연계되는 인버터 분리형 인휠 모터로 전동 이륜차에 적용된다. 이 경우 상기 모터는 브러시리스(brushless) 모터이다.In particular, the in-wheel motor has a motor and rim integrated structure and is applied to electric two-wheeled vehicles as an inverter-separated in-wheel motor linked to a separate inverter and battery. In this case, the motor is a brushless motor.
일례로 상기 인버터 분리형 인휠 모터는 모터 하우징 내측부에 동력을 낼 수 있는 모터가 위치되고. 차체와 연결 가능한 샤프트가 모터 하우징 중앙부에 위치되며, 차체에 별도로 장착된 인버터 및 배터리가 와이어 하네스를 이용해 모터와 서로 연결됨으로써 전동 이륜차 후륜을 구동하여 준다.For example, in the inverter-separated in-wheel motor, a motor capable of producing power is located inside the motor housing. A shaft that can be connected to the car body is located in the center of the motor housing, and the inverter and battery separately mounted on the car body are connected to the motor using a wire harness to drive the rear wheel of the electric two-wheeled vehicle.
하지만, 상기 인버터 분리형 인휠 모터는 구동을 위해선 인버터가 필요한 브러시리스(brushless) 모터가 사용됨으로써 차체(즉, 전동 이륜차의 차체)에선 인버터를 별도 장착하기 위한 공간 확보가 필요하게 된다.However, the inverter-separated in-wheel motor uses a brushless motor that requires an inverter to drive, so it is necessary to secure space in the vehicle body (i.e., the body of an electric two-wheeled vehicle) to separately mount the inverter.
특히 상기 인버터 분리형 인휠 모터는 모터와 인버터 간 전기적 연결을 위해 와이어 하네스(또는 케이블)가 필요하고, 상기 와이어 하네스(또는 케이블)는 인버터에서 모터까지의 거리가 멀수록 케이블 저항이 증가됨으로써 인휠 모터의 효율 측면에서 인버터 일체형 인휠 모터 대비 효율이 떨어지게 된다.In particular, the inverter-separated in-wheel motor requires a wire harness (or cable) for electrical connection between the motor and the inverter, and the wire harness (or cable) increases the cable resistance as the distance from the inverter to the motor increases. In terms of efficiency, the efficiency is lower compared to the inverter-integrated in-wheel motor.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 샤프트를 없앤 모터 내부 공간에 인버터 또는 배터리가 내장됨으로써 모터와 인버터 또는 배터리를 일체 구조로 형성할 수 있고, 특히 인버터 또는 배터리기 내장된 모터 내부 공간에 공랭식 공기 흐름을 형성함으로써 모터와 인버터 또는 배터리의 발열을 함께 효과적으로 냉각할 수 있는 인버터 통합형 인휠 모터의 제공에 목적이 있다.Accordingly, in consideration of the above, the present invention allows the motor and the inverter or battery to be formed into an integrated structure by embedding the inverter or battery in the inner space of the motor without the shaft. In particular, the inverter or battery is installed in the inner space of the motor with air-cooled air. The purpose is to provide an inverter-integrated in-wheel motor that can effectively cool the heat generated by the motor and inverter or battery by forming a flow.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인버터 통합형 인휠 모터는 모터 하우징으로 감싸여 림을 회전시키는 모터의 모터 내부 공간으로 내장된 공랭 냉각부를 포함하고, 상기 공랭 냉각부는 인버터가 내장되는 중공 조립 공간, 및 상기 모터와 상기 인버터를 냉각하는 외부 공기를 유입하고, 상기 외부 공기를 상기 중공 조립 공간에서 순환시킨 후 외부로 배출시켜 주는 공기 덕트로 구성되는 것을 특징으로 하는 한다.The inverter-integrated in-wheel motor of the present invention for achieving the above object includes an air-cooled cooling unit built into the inner space of the motor of the motor surrounded by a motor housing and rotating the rim, and the air-cooled cooling unit is a hollow assembly space in which the inverter is installed. , and an air duct that introduces external air that cools the motor and the inverter, circulates the external air in the hollow assembly space, and then discharges it to the outside.
바람직한 실시예로서, 상기 중공 조립 공간은 좌/우 개방 구조이며, 상기 모터의 스테이터 허브가 갖는 허브 폭과 동일한 크기이다.In a preferred embodiment, the hollow assembly space has a left/right open structure and has the same size as the hub width of the stator hub of the motor.
바람직한 실시예로서, 상기 중공 조립 공간은 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터는 상기 모터와 상기 인버터에 전원 회로와 신호 회로를 형성한다.In a preferred embodiment, the hollow assembly space is provided with a connector, and the connector forms a power circuit and a signal circuit in the motor and the inverter.
바람직한 실시예로서, 상기 공기 덕트는 상기 중공 조립 공간의 중심에 대해 상기 중공 조립 공간을 상부 구간과 하부 구간으로 분할하여 위치되고, 상기 상부 구간과 상기 하부 구간에서 상기 외부 공기의 순환을 독립적으로 형성한다.In a preferred embodiment, the air duct is positioned to divide the hollow assembly space into an upper section and a lower section with respect to the center of the hollow assembly space, and independently forms the circulation of the external air in the upper section and the lower section. do.
바람직한 실시예로서, 상기 공기 덕트는 상기 외부 공기를 유입하는 덕트 유입구, 상기 외부 공기의 순환이 형성되는 덕트 바디 및 상기 외부 공기를 배출하는 덕트 배출구로 구성된다.In a preferred embodiment, the air duct is composed of a duct inlet that introduces the outside air, a duct body that circulates the outside air, and a duct outlet that discharges the outside air.
바람직한 실시예로서, 상기 덕트 유입구와 상기 덕트 바디 및 상기 덕트 배출구는 일체 구조로 이루어지며, 상기 덕트 유입구와 상기 덕트 배출구는 상기 중공 조립 공간의 한쪽측면에서 상기 중공 조립 공간을 벗어나 위치되고, 상기 덕트 바디는 “ㄹ"형상의 중공 구조로 이루어지고, 상기 “ㄹ"형상의 중공 구조는 상기 모터의 스테이터 허브가 갖는 허브 폭과 동일한 크기로 상기 외부 공기의 공기 흐름 통로를 형성한다.In a preferred embodiment, the duct inlet, the duct body, and the duct outlet are formed as an integrated structure, and the duct inlet and the duct outlet are located outside the hollow assembly space on one side of the hollow assembly space, and the duct The body is made of a “ㄹ” shaped hollow structure, and the “ㄹ” shaped hollow structure forms an air flow passage for the external air with the same size as the hub width of the stator hub of the motor.
바람직한 실시예로서, 상기 모터에는 볼트를 매개로 커버와 방열판이 결합되고, 상기 커버와 상기 방열판은 상기 중공 조립 공간을 밀폐시켜준다.In a preferred embodiment, a cover and a heat sink are coupled to the motor via bolts, and the cover and the heat sink seal the hollow assembly space.
바람직한 실시예로서, 상기 커버는 커버 유입 홀과 커버 배출 홀을 구비하고, 상기 커버 유입 홀은 상기 외부 공기를 상기 공기 덕트로 보내주며, 상기 커버 배출 홀은 상기 외부 공기를 상기 공기 덕트에서 외부로 빼내준다.In a preferred embodiment, the cover has a cover inlet hole and a cover outlet hole, the cover inlet hole sends the outside air to the air duct, and the cover discharge hole sends the outside air from the air duct to the outside. Take it out.
바람직한 실시예로서, 상기 방열판은 상기 인버터와 일체 구조로 이루어져 방열 핀을 구비한다.In a preferred embodiment, the heat sink is integrated with the inverter and includes heat dissipation fins.
바람직한 실시예로서, 상기 모터와 상기 인버터는 와이어하네스와 연결되고, 상기 와이어하네스는 상기 커버를 통해 상기 중공 조립 공간으로 위치된다.In a preferred embodiment, the motor and the inverter are connected with a wire harness, and the wire harness is positioned into the hollow assembly space through the cover.
바람직한 실시예로서, 상기 림은 전동 이륜차의 후륜과 결합되고, 상기 모터의 동력은 상기 림을 통해 상기 후륜으로 전달된다.In a preferred embodiment, the rim is coupled to the rear wheel of an electric two-wheeled vehicle, and the power of the motor is transmitted to the rear wheel through the rim.
이러한 본 발명의 인휠 모터는 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.The in-wheel motor of the present invention implements the following actions and effects.
첫째, 차체 연결용 샤프트 제거로 확보된 모터 하우징 내부 공간에 인버터를 내장함으로써 전동 이륜차용 인휠 모터가 인버터 통합 구조로 제조될 수 있다. 둘째, 인버터 통합형 인휠 모터로 인버터 및 배터리를 차체 구조에서 분리함으로써 전동 이륜차의 차체 구조가 물품 적재 공간 또는 배터리의 장착 공간으로 활용되거나 추가 확보될 수 있다. 셋째, 모터 하우징 내부 공간의 공기 흐름이 인버터 통합 구조에서 합쳐진 모터와 인버터 발열을 공랭식으로 냉각함으로써 모터와 인버터에 대한 방열 문제가 효과적으로 해소될 수 있다. 넷째, 인버터 통합 구조에 의한 모터와 인버터 간 거리 축소로 시스템 효율 증대와 함께 별도의 기존의 와이어 하네스(또는 케이블)가 미 적용됨으로써 효율이 좋고 탈/부착이 원활하여 보수(Maintenance) 측면에서 유리하다. 다섯째, 인버터 통합형 인휠 모터가 커버 및 인버터를 이용하여 공기 냉각 경로를 형성함으로써 휠 사이즈가 클수록 내측의 공간이 더 크게 확보 가능함으로써 인버터 통합 구조에서 배터리나 DC-DC 컨버터와 같은 다른 전장품으로 공기 냉각 경로의 유로 형성이 가능하다.First, by embedding an inverter in the inner space of the motor housing secured by removing the shaft for connecting the car body, an in-wheel motor for an electric two-wheeled vehicle can be manufactured with an inverter-integrated structure. Second, by separating the inverter and battery from the vehicle body structure with an inverter-integrated in-wheel motor, the body structure of the electric two-wheeled vehicle can be used or additionally secured as a loading space for goods or a mounting space for the battery. Third, the heat dissipation problem for the motor and inverter can be effectively solved by airflow in the space inside the motor housing to cool the heat generated by the combined motor and inverter in an inverter integrated structure. Fourth, system efficiency is increased by reducing the distance between the motor and inverter due to the inverter integrated structure, and the existing separate wire harness (or cable) is not applied, which is advantageous in terms of maintenance due to good efficiency and smooth attachment and detachment. . Fifth, the inverter-integrated in-wheel motor uses the cover and inverter to form an air cooling path, so the larger the wheel size, the larger the space inside can be secured, thereby creating an air cooling path from the inverter-integrated structure to other electrical components such as batteries or DC-DC converters. It is possible to form a flow path.
도 1은 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터의 공랭 냉각부 중 모터 내부 공간의 변형 예이고, 도 3은 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터의 공랭 냉각부 중 공기 유로 덕트 구성 예이며, 도 4는 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터의 전기적 연결 상태이며, 도 6은 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터가 구현하는 공랭 상태이다.Figure 1 is a configuration diagram of an inverter-integrated in-wheel motor according to the present invention, Figure 2 is a modified example of the motor internal space in the air cooling part of the inverter-integrated in-wheel motor according to the present invention, and Figure 3 is an inverter-integrated in-wheel motor according to the present invention. This is an example of the configuration of an air flow path duct in the air cooling part of the motor. Figure 4 is an exploded perspective view of the inverter-integrated in-wheel motor according to the present invention, Figure 5 is the electrical connection state of the inverter-integrated in-wheel motor according to the present invention, and Figure 6 is the present invention. This is an air-cooled state achieved by the inverter-integrated in-wheel motor according to the invention.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached illustration drawings. These embodiments are examples and may be implemented in various different forms by those skilled in the art to which the present invention pertains, so they are described herein. It is not limited to the embodiment.
도 1 내지 도 3은 전동 이륜차(200)에 적용된 인휠 모터(1)와 이에 형성된 공랭 냉각부(1-1)를 나타낸다.1 to 3 show an in-
도 1을 참조하면, 상기 인휠 모터(1)는 전동 이륜차(200)의 차체(203) 쪽 후륜(201)에 장착된다.Referring to FIG. 1, the in-
일례로 상기 전동 이륜차(200)는 운전자 좌석을 형성한 차체(203)의 아래쪽에 후륜(201)을 구비하고, 상기 후륜(201)은 인휠 모터(1)의 림(60)과 조립됨으로써 모터(30)의 동력을 림(60)을 통해 전달받는다. 그러므로 상기 전동 이륜차(200)는 인휠 모터(1) 적용이 가능한 일반적인 전동 이륜차와 동일하다.For example, the electric two-
도 1의 단면 A-A를 참조하면, 상기 인휠 모터(1)는 모터(30)의 안쪽에 내장되어 스테이터 허브(31)로 감싸인 상태에서 좌/우 양쪽이 외부 노출된 공랭 냉각부(1-1)를 구비한다. 이 경우 상기 모터(30)는 림(60)이 결합된 모터 하우징(40)으로 감싸이고, 모터 안쪽 공간에 전기적 연결을 위한 커넥터(50)를 구비하며, 모터 일측부(즉, 좌측방향)에서 커버 조립 핀(53)을 돌출시켜 커버(70)(도 3 참조)와 결합된다.Referring to cross section A-A of FIG. 1, the in-
일례로 상기 공랭 냉각부(1-1)는 커버체결반향의 좌측면을 커버 조립 핀(53)과 결합된 커버(70)(도 3 참조)로 가려주고, 인버터 체결반향의 우측면을 공랭 냉각부 안쪽 공간에 내장된 인버터(90)의 방열 판(93)(도 3 참조)으로 가려 준다.For example, the air-cooled cooling unit 1-1 covers the left side of the cover fastening echo with the cover 70 (see FIG. 3) combined with the
그러므로 상기 공랭 냉각부(1-1)는 인버터(90)를 내장한 상태에서 커버(70)와 방열 판(93)으로 가려진 중공 조립 공간(10)과 함께 모터(30)와 인버터(90)가 냉각되도록 유입된 외부 공기(즉, 주행 풍)를 중공 조립 공간(10)에서 순환시킨 후 다시 외부로 내보내는 공기 덕트(20)로 구성된다.Therefore, the air-cooled cooling unit 1-1, with the
특히 상기 공랭 냉각부(1-1)는 인버터 폭(Wa)(또는 스테이터 허브(31)의 허브 폭(Wa))과 인버터 외경(d)(또는 스테이터 허브(31)의 허브 내경(d))을 공랭 냉각부 사이즈로 형성한다.In particular, the air-cooled cooling unit 1-1 has an inverter width Wa (or a hub width Wa of the stator hub 31) and an inverter outer diameter d (or a hub inner diameter d of the stator hub 31). is formed in the size of the air-cooled cooling unit.
반면 도 2를 참조하면, 상기 인버터 폭(Wa)은 배터리 폭(Wb)(또는 스테이터 허브(31)의 허브 폭(Wb))으로 변경되면서 상기 인버터 외경(d)은 배터리 외경(D)(또는 스테이터 허브(31)의 허브 내경(D))으로 변경될 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 2, the inverter width (Wa) is changed to the battery width (Wb) (or the hub width (Wb) of the stator hub 31), and the inverter outer diameter (d) is changed to the battery outer diameter (D) (or It can be changed to the hub inner diameter (D) of the
그러므로 상기 공랭 냉각부(1-1)의 사이즈는 인휠 모터(1)에 통합되는 구성요소인 인버터(90) 또는 배터리(300)에 맞춰 변경될 수 있으며, 이러한 경우 상기 공랭 냉각부(1-1)는 인버터(90)와 배터리(300)가 함께 내장됨으로써 인휠 모터(1)는 인버터(90) 만 내장될 때 필요한 커버 조립 핀(53)과 커버(70)를 삭제하여 구성될 수 있다.Therefore, the size of the air-cooled cooling unit 1-1 can be changed to match the
도 3을 참조하면, 상기 공랭 냉각부(1-1)는 중공 조립 공간(10)이 커버(70)와 인버터(90)의 방열 판(93)(도 4 참조)으로 좌우 가려짐으로써 공기 덕트(20)는 외부 공기(즉, 주행 풍)가 들어오고 나가는 커버(70)의 커버 유입 홀(71)과 커버 배출 홀(73)에 연계된다. 이 경우 상기 커버 유입 홀(71)과 커버 배출 홀(73)은 서로 대향되어 형성되고, 한 쌍의 제1,2 커버 유입 홀(71a,71b)과 한 쌍의 제1,2 커버 배출 홀(73a,73b)(도 4 참조)로 이루어진다.Referring to FIG. 3, the air-cooled cooling unit 1-1 has an air duct in which the
특히 상기 공기 덕트(20)는 한 쌍의 상/하부 공기 덕트(20-1,20-2)로 이루어지고, 상기 상/하부 공기 덕트(20-1,20-2)의 사이즈는 공랭 냉각부(1-1)의 사이즈인 인버터 폭(Wa)과 인버터 외경(d)(또는 배터리 폭(Wb)과 배터리 외경(D))에 맞춰진다.In particular, the
구체적으로 상기 상부 공기 덕트(20-1)와 상기 하부 공기 덕트(20-2)는 덕트 유입구(21), 덕트 바디(22) 및 덕트 배출구(23)를 구성요소로 하여 동일하게 이루어지고, 중공 조립 공간(10)의 중심에 대해 상/하 방향으로 서로 대향 배치(즉, 180° 위치 배열)된다.Specifically, the upper air duct 20-1 and the lower air duct 20-2 are made of the same duct inlet 21, duct body 22, and duct outlet 23, and are hollow. They are arranged opposite to each other in the upper and lower directions with respect to the center of the assembly space 10 (i.e., 180° position arrangement).
그러므로 상기 상부 공기 덕트(20-1)는 커버 유입 홀(71) 중 제1 커버 유입 홀(71a)(도 4 참조)과 연통되어 공기를 유압하면서 커버 배출 홀(73) 중 제1 커버 배출 홀(73a)(도 4 참조)과 연통되어 공기를 내보내고, 상기 하부 공기 덕트(20-2)는 커버 유입 홀(71) 중 제2 커버 유입 홀(71b)(도 4 참조)과 연통되어 공기를 유압하면서 커버 배출 홀(73) 중 제2 커버 배출 홀(73b)(도 4 참조)과 연통되어 공기를 내보낸다.Therefore, the upper air duct 20-1 communicates with the first cover inlet hole 71a (see FIG. 4) among the cover inlet holes 71 and hydraulically presses air through the first cover discharge hole 73. (73a) (see FIG. 4) to expel air, and the lower air duct 20-2 communicates with the second cover inlet hole 71b (see FIG. 4) among the cover inlet holes 71 to expel air. While applying hydraulic pressure, air is discharged through communication with the second cover discharge hole 73b (see FIG. 4) among the cover discharge holes 73.
일례로 상기 덕트 바디(22)는 중간 구간부를 연결 부위로 하면서 양쪽 끝단부를 개방부위로 하여 “ㄹ"형상의 중공 구조로 이루어지고, 상기 “ㄹ"형상의 중공 구조로 공기 흐름 통로를 형성한다. 이 경우 상기 “ㄹ"형상의 중공 구조는 모터(30)의 스테이터 허브(31)가 갖는 허브 폭(Wa,Wb)과 동일한 크기이다.For example, the duct body 22 is made of a “L” shaped hollow structure with the middle section as a connection part and both ends as open parts, and the “L” shaped hollow structure forms an air flow passage. In this case, the “ㄹ” shaped hollow structure has the same size as the hub width (Wa, Wb) of the
일례로 상기 덕트 유입구(21)는 덕트 바디(22)의 양쪽 끝단부 개방구 중 한쪽 개방구를 형성함으로써 제1 커버 유입 홀(71a)과 제2 커버 유입 홀(71b)에 각각 연결된다. 그리고 상기 덕트 배출구(23)는 덕트 바디(22)의 양쪽 끝단부 개방구 중 반대쪽 개방구를 형성함으로써 제1 커버 배출 홀(73a)과 제2 커버 배출 홀(73b)에 각각 연결된다.For example, the duct inlet 21 is connected to the first cover inlet hole 71a and the second cover inlet hole 71b by forming one of the openings at both ends of the duct body 22. And the duct outlet 23 is connected to the first cover outlet hole 73a and the second cover outlet hole 73b by forming an opposite opening among the openings at both ends of the duct body 22.
그러므로 상기 덕트 유입구(21)와 상기 덕트 배출구(23)는 중공 조립 공간(10)의 한쪽측면(즉, 커버(70)가 결합되는 좌측 부위)에서 상기 중공 조립 공간(10)을 벗어나 외부에 위치되고, 커버(70)의 “ㄷ”단면 구조의 원판 테두리에 형성된 커버 유입 홀(71)과 커버 배출 홀(73)(도 4 참조)에 각각 연결된다.Therefore, the duct inlet 21 and the duct outlet 23 are located outside the
이와 같이 상기 인휠 모터(1)는 모터(30)의 도넛 형태로 모터 내부에 형성한 공랭 냉각부(1-1)가 인버터(90)를 수용함으로써 인버터 통합형 인휠 모터로 특징되고, 상기 인버터 통합형 인휠 모터는 인버터(90)를 외부 노출시킨 도넛 형태의 모터 안쪽 공간에서 스테이터와 커버에 의한 두개의 독립적인 공간 구조의 유로 형성으로 모터(30) 및 인버터(90) 모두의 발열 문제를 해소하여 준다.In this way, the in-
한편 도 4 및 도 5는 상기 인휠 모터(1)의 분해 구성을 나타낸다.Meanwhile, Figures 4 and 5 show the disassembled configuration of the in-
도 4를 참조하면, 상기 인휠 모터(1)는 공랭 냉각부(1-1), 모터(30), 모터 하우징(40), 커넥터(50), 커버 조립 핀(53), 림(60), 커버(70), 와이어하네스(80), 인버터(90), 및 볼트(100)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the in-
일례로 상기 모터(30)는 스테이터 코어(33)가 결합된 스테이터 허브(31)로 도넛 형태로 모터 내부 공간을 형성하여 공랭 냉각부(1-1)가 위치되고, 상기 모터 하우징(40)은 모터(30)를 감싸며, 상기 림(60)은 모터 하우징(40)을 감싼 상태에서 스테이터 허브(31)와 결합되어 회전된다. 이 경우 상기 스테이터 코어(33)는 공급된 전원으로 전자기력을 발생하여 모터(30)의 회전을 발생하며, 통상적인 인휠 모터의 모터 구성요소이다.For example, the
일례로 상기 커넥터(50)는 스테이터 허브(31) 또는 모터 하우징(40)에 구비되고, 공랭 냉각부(1-1)의 중공 조립 공간(10) 중 한쪽 측부(즉, 커버(70)가 결합되는 좌측부)로 위치되어 와이어하네스(80)의 연결로 전기회로를 형성한다. 그리고 상기 커버 조립 핀(53)은 소정 길이로 돌출되어 커버(70)에 뚫린 핀 홀로 끼워짐으로써 중공 조립 공간(10)의 한쪽을 가려준다. 이 경우 상기 커버 조립 핀(53)은 2개로 이루어져 중공 조립 공간(10)의 중심에 대해 상/하 방향으로 대칭 배열된다.For example, the
일례로 상기 커버(70)는 “ㄷ”단면 구조의 원판으로 이루어져 중공 조립 공간(10)의 한쪽을 가려주며, 서로 간격을 두고 원형을 이루는 복수개의 핀 홀이 원판에 천공됨으로써 2개의 핀 홀로 2개의 커버 조립 핀(53)이 끼워진다.For example, the cover 70 is made of a disk with a “C” cross-section structure and covers one side of the
특히 상기 커버(70)는 원판 중심에서 이격된 오프셋 간격(Offset Distance)으로 편중된 커버 홀(70a)을 원판 면에 형성함으로써 와이어 하네스(80) 중 배터리 케이블(81)의 일부가 관통된다.In particular, the cover 70 forms a cover hole 70a on the surface of the disk with an offset distance spaced from the center of the disk, so that a portion of the battery cable 81 of the wire harness 80 penetrates.
또한, 상기 커버(70)는 원판 테두리에서 커버 유입 홀(71)과 커버 배출 홀(73)을 천공하고, 상기 커버 유입 홀(71)과 상기 커버 배출 홀(73)은 원판 중심에 대해 서로 대향 배치(즉, 180° 위치 배열)된다, 이 경우 상기 커버 유입 홀(71)은 서로 간격을 둔 한 쌍의 제1,2 커버 유입 홀(71a,71b)로 형성되며, 상기 커버 배출 홀(73)은 서로 간격을 둔 한 쌍의 제1,2 커버 배출 홀(73a,73b)로 형성된다.In addition, the cover 70 has a cover inlet hole 71 and a cover discharge hole 73 drilled at the edge of the disk, and the cover inlet hole 71 and the cover discharge hole 73 face each other with respect to the center of the disk. It is arranged (i.e., 180° positioned). In this case, the cover inlet hole 71 is formed of a pair of first and second cover inlet holes 71a and 71b spaced apart from each other, and the cover discharge hole 73 ) is formed by a pair of first and second cover discharge holes 73a and 73b spaced apart from each other.
일례로 상기 와이어하네스(80)는 모터(30)와 인버터(90)에 연결되어 전원공급과 함께 전기회로를 형성하며, 배터리 케이블(81)과 시그널 케이블(83)로 이루어진다. 이 경우 상기 배터리 케이블(81)은 한쪽부위를 배터리(300)(도 2 참조)에 연결한 상태에서 커버(70)의 커버 홀(70a)을 통과한 반대쪽부위를 커넥터(50)의 전원 커넥터(51A)(도 5 참조)에 연결하며, 상기 시그널 케이블(83)은 공랭 냉각부(1-1)의 중공 조립 공간(10)에서 커넥터(50)의 시그널 커넥터(51B)(도 5 참조)에 연결된다.For example, the wire harness 80 is connected to the
일례로 상기 인버터(90)는 인버터 몸통이 공랭 냉각부(1-1)의 중공 조립 공간(10)에 위치되고, 상기 인버터 몸통의 전면에 구비된 단자(91)와 후면에 구비된 방열 판(93)을 구비한다.For example, the
특히 상기 단자(91)는 커넥터(50)와 연결되어 전기회로를 형성한다. 상기 방열 판(93)은 인버터 몸통 직경보다 큰 직경인 인버터 외경(d)(도 1 참조) 또는 배터리 외경(D)(도 2 참조) 보다 약간 큰 직경으로 형성되어 커버(70)와 같이 복수개의 판 홀이 천공되고, 외부 노출면에 방열 핀(93a)을 구비한다. 이 경우 상기 방열 핀(93a)은 인버터 발열을 외부로 방열하여 준다.In particular, the terminal 91 is connected to the
일례로 상기 볼트(100)는 커버(70)와 인버터(90)를 모터 하우징(40)에 체결하여 준다, 그러므로 상기 커버(70)는 천공된 복수개의 핀 홀을 관통한 볼트(100)로 모터 하우징(40)의 한쪽부위에 고정되고, 상기 인버터(90)는 방열 판(93)에 천공된 복수개의 핀 홀을 관통한 볼트(100)로 모터 하우징(40)의 반대쪽부위에 고정된다. 이 경우 상기 볼트(100)는 스크류일 수 있다.For example, the bolt 100 fastens the cover 70 and the
도 5를 참조하면, 상기 커넥터(50)와 상기 단자(91)의 연결은 공랭 냉각부(1-1)의 중공 조립 공간(10)에서 만들어 진다.Referring to FIG. 5, the connection between the
일례로 상기 커넥터(50)는 전원 커넥터(51A)와 시그널 커넥터(51B)로 이루어지고, 상기 단자(91)는 전원 단자(91A)와 시그널 단자(91B)로 이루어진다.For example, the
그러므로 상기 전원 커넥터(51A)와 상기 전원 단자(91A)의 연결은 3상 전원 회로를 형성함으로써 모터(30)의 스테이터 코어(33)와 인버터(90)가 배터리 케이블(81)로부터 전원을 공급 받을 수 있도록 한다. 또한, 상기 시그널 커넥터(51B)와 상기 시그널 단자(91B) 연결은 신호 회로를 형성함으로써 인버터(90) 및/또는 모터(30)가 시그널 케이블(83)로부터 여러 가지의 제어 신호를 받으면서 시그널 케이블(83)쪽으로 여러 가지의 검출 신호를 보내 줄 수 있다.Therefore, the connection between the
한편, 도 6은 상기 인버터 통합형 인휠 모터(1)가 공랭 냉각부(1-1)로 주행 풍을 이용하여 모터(30)와 인버터(90)가 동시적으로 냉각되는 공랭 효과를 나나탠다.Meanwhile, FIG. 6 shows an air cooling effect in which the inverter-integrated in-
도시된 바와 같이, 상기 전동 이륜차(200)는 후륜(201)에 적용된 인버터 통합형 인휠 모터(1)로 주행 동력을 발생함으로써 인휠 모터(1)는 주행 풍의 바람 경로와 마주한다.As shown, the electric two-
그러면 상기 인휠 모터(1)의 커버(70)는 제1,2 커버 유입 홀(71a,71b)을 바람 입구로 하여 주행 풍을 공랭 냉각부(1-1)의 내부로 유입시켜 주고, 제1,2 커버 배출 홀(73a,73b)을 바람 출구로 하여 주행 풍을 공랭 냉각부(1-1)의 외부로 배출시켜 준다.Then, the cover 70 of the in-
이와 같은 주행 풍의 유입과 배출 과정에서, 상기 공랭 냉각부(1-1)의 공기 덕트(20)는 상/하부 공기 덕트(20-1,20-2)를 통해 주행 풍을 중공 조립 공간(10)에서 순환시킴으로써 모터(30)(즉, 스테이터 코어(33)와 인버터(90)가 함께 냉각되어진다.In this process of inflow and discharge of driving wind, the
구체적으로 상기 상부 공기 덕트(20-1)의 덕트 유입구(21) 하부 공기 덕트(20-2)의 덕트 유입구(21)의 각각은 제1,2 커버 유입 홀(71a,71b)로 들어온 주행 풍을 유입하고, 유입된 주행 풍은 상부 공기 덕트(20-1)의 덕트 바디(22)와 하부 공기 덕트(20-2)의 덕트 바디(22)로 각각 분배된다.Specifically, the duct inlet 21 of the upper air duct 20-1 and the duct inlet 21 of the lower air duct 20-2 are each configured to absorb the traveling wind entering the first and second cover inlet holes 71a and 71b. flows in, and the flowing wind is distributed to the duct body 22 of the upper air duct 20-1 and the duct body 22 of the lower air duct 20-2, respectively.
그러면 상기 덕트 바디(22)는 “ㄹ"형상의 중공 구조의 내부 공간으로 주행 풍을 순환시킴으로써 모터(30)(즉, 스테이터 코어(33)와 인버터(90)상/하 구간은 중공 조립 공간(10)에서 주행 풍과 열 교환을 발생한다.Then, the duct body 22 circulates the traveling wind into the internal space of the “ㄹ” shaped hollow structure to form a hollow assembly space for the motor 30 (i.e., the upper/lower sections of the stator core 33 and the inverter 90) ( 10) Heat exchange occurs with the traveling wind.
이로 인해 상기 모터(30)(즉, 스테이터 코어(33)와 상기 인버터(90)의 발열 온도는 주행 풍의 열 교환 효과로 함께 내려감으로써 구동 중이더라도 항상 적정 온도로 유지될 수 있다.As a result, the heat generation temperature of the motor 30 (i.e., the stator core 33) and the
이어 상기 덕트 바디(22)에서 더워진 주행 풍은 상기 상부 공기 덕트(20-1)의 덕트 배출구(23)와 하부 공기 덕트(20-2)의 덕트 배출구(23) 각각을 출구로 하여 덕트 바디(22)에서 외부로 빠져나감으로써 덕트 바디(22)에선 새로 들어온 차가운 주핼 풍이 다시 순환하게 된다.Then, the running wind heated in the duct body 22 is discharged from the duct body through the duct outlet 23 of the upper air duct 20-1 and the duct outlet 23 of the lower air duct 20-2, respectively. As it escapes from (22) to the outside, the newly introduced cold air circulates again in the duct body (22).
이와 같이 상기 상/하부 공기 덕트(20-1,20-2)는 주행 풍을 지속적으로 받아들임으로써 인휠 모터(1)는 모터(30) 및 인버터(90) 모두의 발열 문제없이 구동될 수 있다.In this way, the upper and lower air ducts 20-1 and 20-2 continuously receive driving wind, so that the in-
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 인버터 통합형 인휠 모터(1)는 인버터(90) 또는 배터리(300)가 내장되는 중공 조립 공간(10)과 함께 외부 공기를 유입하여 중공 조립 공간(10)의 내부를 냉각하는 공기 덕트(20)로 이루어진 공랭 냉각부(1-1)가 림(60)을 회전시키는 모터(30)의 모터 내부 공간으로 내장됨으로써 샤프트를 없앤 모터 내부 공간으로 모터(30)와 인버터(90) 및 배터리(300)를 일체 구조로 형성할 수 있고, 특히 인버터가 내장된 모터 하우징 내부 공간에 공랭식 공기 흐름을 형성함으로써 모터(30)와 인버터(90) 및 배터리(300)의 발열을 함께 효과적으로 냉각할 수 있다.As described above, the inverter-integrated in-
1 : 인휠 모터
1-1 : 공랭 냉각부 10 : 중공 조립 공간
20 : 공기 덕트 20-1,20-2 : 상/하부 공기 덕트
21 : 덕트 유입구 22 : 덕트 바디
23 : 덕트 배출구
30 : 모터 31 : 스테이터 허브
33 : 스테이터 코어
40 : 모터 하우징 50 : 커넥터
51A : 전원 커넥터 51B : 시그널 커넥터
53 : 커버 조립 핀
60 : 림 70 : 커버
70a : 커버 홀 71 : 커버 유입 홀
71a,71b : 제1,2 커버 유입 홀
73 : 커버 배출 홀 73a,73b : 제1,2 커버 배출 홀
80 : 와이어하네스 81 : 배터리 케이블
83 : 시그널 케이블
90 : 인버터 91 : 단자
91A : 전원 단자 91B : 시그널 단자
93 : 방열 판 93a : 방열 핀
100 : 볼트
200 : 전동 이륜차 201 : 후륜
203 : 차체
300 : 배터리1: In-wheel motor
1-1: air cooling unit 10: hollow assembly space
20: air duct 20-1,20-2: upper/lower air duct
21: duct inlet 22: duct body
23: Duct outlet
30: motor 31: stator hub
33: stator core
40: motor housing 50: connector
51A:
53: Cover assembly pin
60: Rim 70: Cover
70a: cover hole 71: cover inlet hole
71a, 71b: 1st and 2nd cover inlet holes
73: Cover discharge hole 73a, 73b: 1st, 2nd cover discharge hole
80: wire harness 81: battery cable
83: signal cable
90: Inverter 91: Terminal
91A:
93: heat sink 93a: heat sink fin
100: bolt
200: Electric two-wheeled vehicle 201: Rear wheel
203: body
300: Battery
Claims (16)
상기 공랭 냉각부는 인버터가 내장되는 중공 조립 공간, 및 상기 모터와 상기 인버터를 냉각하는 외부 공기를 유입하고, 상기 외부 공기를 상기 중공 조립 공간에서 순환시킨 후 외부로 배출시켜 주는 공기 덕트로 구성되며,
상기 공기 덕트는 상기 중공 조립 공간의 중심에 대해 상기 중공 조립 공간을 상부 구간과 하부 구간으로 분할하여 위치되는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
It includes an air-cooled cooling unit built into the inner space of the motor that is surrounded by the motor housing and rotates the rim,
The air-cooled cooling unit consists of a hollow assembly space in which the inverter is built, and an air duct that introduces external air that cools the motor and the inverter, circulates the external air in the hollow assembly space, and then discharges it to the outside,
The air duct is located at the center of the hollow assembly space by dividing the hollow assembly space into an upper section and a lower section.
The in-wheel motor according to claim 1, wherein the hollow assembly space has a left/right open structure.
The in-wheel motor according to claim 2, wherein the hollow assembly space is the same size as the hub width of the stator hub of the motor.
상기 커넥터는 상기 모터와 상기 인버터에 전원 회로와 신호 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
The method according to claim 2, wherein the hollow assembly space is provided with a connector,
The in-wheel motor, wherein the connector forms a power circuit and a signal circuit in the motor and the inverter.
The in-wheel motor according to claim 1, wherein the air duct independently forms the circulation of the external air in the upper section and the lower section.
The in-wheel motor according to claim 1, wherein the air duct is comprised of a duct inlet for introducing the external air, a duct body for forming circulation of the external air, and a duct outlet for discharging the external air.
The in-wheel motor according to claim 7, wherein the duct inlet, the duct body, and the duct outlet are formed as an integrated structure.
The in-wheel motor according to claim 8, wherein the duct inlet and the duct outlet are located outside the hollow assembly space on one side of the hollow assembly space.
The in-wheel motor according to claim 7, wherein the duct body is made of an “ㄹ” shaped hollow structure, and the “ㄹ” shaped hollow structure forms an air flow passage for the external air.
The in-wheel motor according to claim 10, wherein the “L” shaped hollow structure has the same size as the hub width of the stator hub of the motor.
The in-wheel motor according to claim 1, wherein a cover and a heat sink are coupled to the motor via bolts, and the cover and the heat sink seal the hollow assembly space.
The method of claim 12, wherein the cover has a cover inlet hole and a cover outlet hole, the cover inlet hole sends the outside air to the air duct, and the cover discharge hole sends the outside air from the air duct to the outside. An in-wheel motor characterized by pulling out.
The in-wheel motor according to claim 12, wherein the heat sink is integrated with the inverter and includes heat dissipation fins.
The in-wheel motor according to claim 12, wherein the motor and the inverter are connected to a wire harness, and the wire harness is positioned into the hollow assembly space through the cover.
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Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |