KR102614286B1 - 인버터를 구비한 인휠 전기 모터와, 그 인휠 전기 모터의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

차량측에서, 커넥터 부재, 상기 커넥터 부재에 연결된 원통형 중공 고정자 바디를 갖는 고정자를 포함하며, 상기 고정자 바디의 외부면은 고정자 권선을 구비하고, 상기 고정자를 동축으로 둘러싸는 원통형 회전자 바디를 더 포함하는 인휠 전기 모터로서, 상기 전기 모터는 상기 고정자 권선에 전력을 공급하기 위한 전력 전자 장치를 더 포함하고, 상기 중공 고정자 바디는 상기 전력 전자 장치를 수용하기 위해 상기 전기 모터의 도로 측에 고정자 바디 개구를 구비하고, 둘러싸는 회전자 바디가 상기 도로 측에서 상기 회전자 바디의 회전자 바디 개구를 덮고 상기 고정자 바디 개구를 덮는 제거가능한 커버 플레이트를 구비하는, 인휠 전기 모터.

Description

인버터를 구비한 인휠 전기 모터와, 그 인휠 전기 모터의 제조 방법
본 발명은 인휠 전기 모터의 조립 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 인휠 전기 모터에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 전기 모터를 포함하는 차량의 휠용 구동 조립체에 관한 것이다.
이러한 인휠 전기 모터는 회전자가 하나 이상의 타이어를 운반하는 휠의 림에 결합되는 인휠 전기 모터를 갖는 전기 차량을 기술하는 WO 2013/025096호에 공지되어 있다. 고정자는 휠 서스펜션 시스템을 통해 차량의 프레임에 장착된다. 공지된 인휠 모터는 모터의 전자석이 중간 기어 없이 림 및 타이를 직접 구동하는 직접 구동 휠의 일부이다. 이러한 방식으로, 중량 및 공간이 절약되고, 구동 조립체 내의 부품의 개수 최소화된다.
인휠 모터에 의해 발생되는 토크는 회전자와 고정자 사이의 플럭스-이송 표면에 의존하며, 회전자 반경의 2차 함수이다. 회전자 자석은 최대 가능한 회전자 반경을 얻기 위해 고정자 주위에서 가능한 한 외측으로 멀리 배치되고, 모터 설계는 최대 전력 및 토크를 타이어에 전달하기 위해 회전자와 고정자 사이의 갭을 최소화하도록 최적화된다. 한편으로, 회전자와 고정자 사이의 갭 폭은 구동 조건 동안 휠에 기계적 충격을 흡수하기에 충분히 크게 설계된다.
고정자의 권선은 고정자 내에 위치된 전력 전자 장치에 의해 전력을 공급받으며, 그 전력 전자 장치는 차량의 전력 공급 시스템, 예컨대 배터리 팩 및/또는 전기 발전기로부터의 전기 에너지를 전기 모터에 의해 사용하기에 적합한 AC 전류로 변환한다. 이러한 전력 전자장치는 통상적으로 전력 전자 장치, 예를 들어 EP 1 252 034호에 기술된 바와 같은 IGBT(절연-게이트 바이폴라 트랜지스터) 전류 모듈 및 전류 조절기를 포함한다. 고정자의 권선에 공급되는 전류 및/또는 전압을 제어하도록 전력 전자장치를 사용함으로써, 고정자에 의해 발생된 자속의 자기장 벡터가 제어되고, 전기 모터는 원하는 토크 및/또는 회전 속도로 작동된다. 고정자 내에 전력 전자장치를 통합함으로써, 전력 전자장치로부터 전자석으로 동작하는 버스 바의 길이는 짧게 유지될 수 있으며, 이는 예를 들어 700V 이상에서 300A의 양일 수 있는 전기 모터를 작동시키는데 일반적으로 요구되는 높은 전류 및 전압의 손실들을 최소화하는 관점에서 매우 바람직하다.
전기 모터 및/또는 전력 전자 장치를 냉각하기 위해, 공지된 구동 조립체는 고정자 및/또는 전력 전자 장치의 외부면에 근접하여 위치되는 하나 이상의 냉각 채널을 갖는 냉각 시스템을 구비하며, 이를 통해 액체 냉각제가 구동 조립체 내외로 유동할 수 있다.
인휠 구동 조립체는 회전자에 부착되거나 그리고/또는 회전자 내로 연장되는 차량의 임의의 이동 부품 없이, 실질적으로 자체 포함된 모듈로서 구현될 수 있다. 회전자에 의해 형성된 내부 공간은 바람직하게 차량의 브레이크 시스템에 의해 및/또는 도로에 의해 방출되는 먼지 및/또는 마모 입자와 같은 외부 입자의 내부로의 진입을 방지하도록 실질적으로 폐쇄된다.
인휠 구동 조립체는 구동 조립체의 차량 측을 차량 프레임에 연결함으로써 다양한 위치에서 차량에 장착될 수 있다. 타이어를 장착하기 위한 림은 회전자에, 바람직하게는 회전자의 실질적으로 원통형인 외부면에 부착될 수 있다.
종래 기술의 인휠 전기 모터의 단점은 전력 전자 장치의 수리 또는 교체에서 하우징이 개방되고 주로 제거되는 것을 필요로 한다는 점이다. 전기 모터가 휠 내에 위치되기 때문에, 하우징의 개구는 또한 전기 모터가 수용되는 휠이 차량으로부터 제거되어야 하는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 종래 기술로부터의 하나 이상의 단점을 극복하거나 완화시키는 것이다.
상기 목적은, 차량측에서, 커넥터 부재, 상기 커넥터 부재에 연결된 원통형 중공 고정자 바디를 갖는 고정자를 포함하며; 상기 고정자 바디의 외부면은 고정자 권선을 구비하고, 상기 고정자를 동축으로 둘러싸는 원통형 회전자 바디를 더 포함하는 인휠 전기 모터로서, 상기 전기 모터는 상기 고정자 권선에 전력을 공급하기 위한 전력 전자 장치를 더 포함하고, 상기 중공 고정자 바디는 상기 전력 전자 장치를 수용하기 위해 상기 전기 모터의 도로 측에 고정자 바디 개구를 구비하고, 둘러싸는 회전자 바디가 상기 도로 측에서 상기 회전자 바디의 회전자 바디 개구를 덮고 상기 고정자 바디 개구를 덮는 제거가능한 커버 플레이트를 구비하는, 인휠 전기 모터에 의해 성취된다.
도로 측에서 제거가능한 커버 플레이트와, 상기 도로 측에서 개방된 중공 고정자 바디를 갖는 회전자 바디를 제공함으로써, 상기 전력 전자 장치는 차량으로부터 구동 휠을 분리할 필요 없이 용이하게 접근가능한 방식으로 상기 전기 모터에 삽입되거나 제거될 수 있다. 이는 유지보수 동안 설치 및 분리를 위한 시간을 절약한다.
일 실시예에 따르면, 상기 인휠 전기 모터는 상기 커넥터 부재의 헤드와 상기 전력 전자 장치의 케이싱이 플러그 및 소켓 구성체에 의해 연결되는 방식으로 배치된다. 이러한 구성은 상기 구동 휠 조립체 내의 상기 전력 전자 장치의 배치가 단순화되도록 한다. 바람직하게, 상기 커넥터 부재는 상기 도로 측과 대면하는 단부면을 가지며, 상기 전력 전자 장치는 상기 플러그 및 소켓 구성체를 통해 상기 단부면에 연결된다. 일 실시예에 따르면, 상기 커넥터 부재는 상기 단부면으로부터 연장되며 축방향으로 평행한 복수의 돌출 요소 또는 리세스를 구비하고, 상기 전력 전자 장치는 상기 중공 고정자 바디 내의 상기 커넥터 부재 상에 위치되고, 상기 돌출 요소는 대응하는 카운터 리세스 또는 상기 커넥터 부재 상의 리세스 내에 수용되어 상기 전력 전자 장치의 상기 케이싱의 대면 표면 내의 대응하는 돌출 요소를 수용한다. 이는 상기 중공 고정자 바디 내에 상기 전력 전자 장치의 장착을 상당히 용이하게 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 인-휠 전기 모터는 상기 커넥터 부재가 액체 냉각제를 위한 공급 채널의 제1 개구와, 액체 냉각제를 위한 리턴 채널 개구의 제2 개구를 구비하는 방식으로 배치되고, 각각의 공급 및 리턴 채널은 상기 커넥터 부재의 축방향에 실질적으로 평행하고, 상기 전력 전자 장치는 냉각 회로를 구비하며, 상기 냉각 회로는 상기 대면 표면 상의 액체 냉각제를 위한 공급 커넥터 및 리턴 커넥터를 포함하고, 상기 공급 커넥터는 상기 공급 채널에 액밀성 결합을 위해 배치되고, 상기 리턴 커넥터는 상기 커넥터 부재 상에 위치될 때, 상기 리턴 채널에 대한 액밀성 결합을 위해 배치된다.
액체 냉각제를 위한 내부 채널을 갖는 상기 커넥터 부재를 제공하고, 상기 전력 전자 장치의 케이싱 상에 대응하는 커넥터를 제공함으로써, 회전 부품 내의 냉각 회로와 차량의 고정 부품 사이의 연결 및 분리는 유지보수 직원에 의한 추가적인 상호작용 없이 설치 및 분리 동안 각각 이루어진다.
일 실시예에 따르면, 상기 커넥터 부재는 액체 냉각제를 위한 공급 채널의 제1 개구와, 액체 냉각제를 위한 리턴 채널 개구의 제2 개구를 구비하며, 각각의 공급 및 리턴 채널은 상기 커넥터 부재의 축방향에 실질적으로 평행하고, 상기 전력 전자 장치는 냉각 회로를 구비하며, 상기 냉각 회로는 상기 대면 표면 상에 액체 냉각제를 위한 공급 커넥터 및 리턴 커넥터를 포함하며, 상기 공급 커넥터는 상기 공급 채널에 액밀성 결합을 위해 배치되고, 상기 리턴 커넥터는 상기 커넥터 부재 상에 위치될 때, 상기 리턴 채널에 대한 액밀성 결합을 위해 배치된다. 따라서, 상기 대면 표면에 대한 상기 공급 채널의 결합은 상기 전력 전자 장치를 상기 플랜지의 대면 표면을 향해 단순히 슬라이딩시킴으로써 달성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 중공 고정자 바디는 상기 중공 고정자 바디의 원형 개구에 평행한 내부 장착 릿지를 구비하며, 상기 전력 전자 장치의 케이싱은 상기 전력 전자 장치가 상기 커넥터 부재 상에 위치될 때 상기 내부 장착 릿지와 접하는 브래킷을 상기 도로 측에 구비한다.
일 실시예에 따르면, 상기 중공 고정자 바디는 상기 회전축에 평행하게 연장되는 적어도 2개의 내부 장착 릿지를 상기 내부 원주면 상에 구비하고, 상기 전력 전자 장치의 케이싱은 상기 전력 전자 장치가 상기 커넥터 부재 상에 위치될 때 상기 내부 장착 릿지와 접하는 브래킷을 상기 도로 측에 구비한다.
일 실시예에 따르면, 상기 회전자 커버 플레이트는 상기 전기 모터의 회전축과 중심설정된 원형 커버 플레이트 개구를 구비하며, 상기 전력 전자 장치는 상기 도로 측에, 상기 고정자 권선에 대한 상기 회전자의 상대 각도 위치를 감지하는 리졸버를 포함하고, 상기 리졸버는 상기 전기 모터의 회전축과 일치하는 회전축을 가지며, 상기 원형 커버 플레이트 개구 내에 배치되어 상기 커버 플레이트에 부착된다. 이에 따라, 상기 리졸버는 상기 인휠 모터가 차량 상에 장착될 때에도, 상기 도로 측으로부터 용이하게 도달될 수 있다. 상기 회전자에 의해 감지된 바와 같은 상기 고정자 권선에 대한 상기 회전자의 상대 각도 위치는 당해 업계에 공지된 바와 같이 개별 고정자 권선에 인가될 전류 및/또는 전압을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
일 관점 따르면, 본 발명은 인휠 전기 모터를 조립하는 방법으로서, 상기 전기 모터는 차량 측에 커넥터 부재, 상기 커넥터 부재에 연결된 중심축(R)을 갖는 원통형 중공 고정자 바디를 갖는 고정자를 포함하며, 상기 고정자 바디의 외부면 상에 고정자 권선을 구비하며, 상기 전기 모터는 상기 고정자 권선에 전력을 공급하기 위한 전력 전자 장치를 더 포함하고, 상기 커넥터 부재는 상기 축방향에 평행하며 상기 도로 측에서 상기 중공 고정자 바디의 개구를 향해 연장되는 복수의 돌출 또는 오목 요소를 갖고, 상기 전력 전자 장치의 상기 케이싱의 표면은 상기 커넥터 부재의 상기 돌출 또는 오목 요소와 결합하기 위한 상보적인 돌출 또는 수용 요소를 구비하고, 상기 전력 전자 장치의 케이싱은 상기 중공 고정자 바디 내의 상기 도로 측 개구를 통해 상기 커넥터 부재와 대면하는 상기 케이싱의 표면과 함께 위치되고, 그 후 상기 전력 전자 장치를 상기 중심축의 방향을 따라 상기 커넥터 부재로 이동시키고, 상기 커넥터 부재의 상기 돌출 또는 오목 요소를 상기 전력 전자 장치의 상기 케이싱의 표면 상의 상기 돌출 또는 수용 요소 중 대응하는 하나에 결합하는, 인휠 전기 모터의 조립 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 인휠 전기 모터, 또는 전술한 바와 같은 방법에 의해 제조된 인휠 전기 모터를 포함하는 차량의 휠용 구동 조립체에 관한 것으로, 상기 회전자부 및 상기 고정자부는 모두 상기 휠 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 구성된다.
유리한 실시예들은 또한 종속 청구항들에 의해 정의된다.
이하, 예시적인 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명이 상세히 설명될 것이다. 도면은 단지 예시적인 목적으로 의도된 것이며, 본 발명의 개념의 제한으로서 의도된 것은 아니다.
도 1a, 1b, 1c는 각각 본 발명에 사용하기 위한 구동 조립체의 단면도, 절결 등각도와, 구동 조립체의 단면을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 부재의 상세도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 전자 장치의 케이싱의 등각도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 커넥터 부재와 전력 전자 장치의 결합에 대한 상세 단면도를 도시한다.
도 1a는 본 발명에 사용하기 위한 구동 조립체(1)의 단면도를 도시한다. 구동 조립체는 회전자(60)가 배치되는 외부면(32)을 갖는 중공 고정자 바디(31)를 갖는 고정자(30)를 포함한다. 구동 조립체는 구동 조립체를 차량의 액슬에 부착하기 위해 조립체(1)의 차량측(2)에 배치된 커넥터 스터브(33)를 더 포함한다. 커넥터 스터브(33)는 회전자(60) 내에 놓이며 회전자(60)의 주변 외부면(63) 외부에 놓이는 스터브(33)의 부분(36)보다 큰 직경을 갖는 플랜지(35)를 통해 고정자 바디(34)에 고정식으로 연결된다. 회전자(60)의 회전축을 중심으로 회전자(60)의 회전 운동을 지지하기 위해, 회전자가 차량측 상의 스터브(33) 상에 지지되는 차량측 베어링(52)이 제공된다. 도로측(3) 상에서, 회전자는 도로측 베어링(54)을 통해 고정자 바디(31) 상에 회전가능하게 지지된다.
회전자(60)의 내주면(62)에는 복수의 영구자석(61)이 부착되어 고정자(30)의 전자석(41)을 중심으로 회전할 수 있다. 전자석(41)은 고정자 바디(31)에 고정되어 전자석(41)에 의해 발생된 자속과 영구자석(61) 사이의 상호작용에 의해 회전자의 회전을 구동한다. 고정자(30) 및 회전자(60)는 회전축(R) 주위의 휠의 회전을 직접 구동하도록 구성된 전기 모터를 형성한다.
회전자(60)는 그 차량측(2) 및 그 도로측(3)에서 횡방향 단부(72, 73)를 각각 갖는 실질적으로 원통형인 회전자 바디(71)를 포함한다. 도로로부터 또는 차량의 제동 시스템에 의해 방출되는 먼지 및 마모 입자와 같은 외부 입자가 중공 회전자(60)의 내부로 진입하는 것을 방지하기 위해, 양자의 횡방향 단부(72, 73)는 실질적으로 폐쇄된다. 회전자의 차량측은 회전축(R)에 대해 횡방향으로 연장하는 측면 플레이트(74)에 의해 그리고 커버 플레이트(75)에 의해 실질적으로 폐쇄된다. 측면 플레이트(74) 및 커버 플레이트(75)는 각각 커넥터 부재(33)의 부분(34)이 연장되는 개구를 구비한다. 측면 플레이트(74)는 차량측 베어링(52)을 지지하는 한편, 커버 플레이트(75)는 측면 플레이트(74)에 부착되어 그 횡방향 차량측(2)에서 베어링(51)을 덮고, 부분(34)이 연장되는 개구(77)를 포함한다. 커버 플레이트(75)는, 개구(77)의 내주면 에지(79)와 샤프트(34)의 외주면 사이에 배치된 샤프트 시일(78)과 함께, 외부 입자가 차량측 베어링(52)을 손상시키는 것을 방지한다. 추가적으로, 커버 플레이트(75) 및 샤프트 시일(78)은 이러한 입자들이 차량측(2)으로부터 회전자의 내부(5)로 들어가는 것을 실질적으로 방지하며, 여기서 입자들은 전자석(41)과 간섭할 수 있다.
고정자 바디(31)의 내측부에 배치된 도로측 베어링(54)은 탈착가능한 제2 커버 플레이트(80)에 의해 도로측(3) 상에 덮인다. 리졸버(81)는 고정자(30)를 제2 측면 플레이트(80)에 회전가능하게 연결하며, 고정자(30)에 대한 회전자(60)의 각도 위치를 검출하도록 구성된다. 제2 커버 플레이트판(80)에는 원형 개구가 제공되어 회전자부에 대한 회전 연결을 위해 리졸버(81)가 제2 커버 플레이트판(80)에 부착된다.
전자석(41)을 제어 및 전력 공급하기 위해, 전력 전자기기(42)를 유지하는 하우징 또는 케이싱(100)은 중공 고정자 바디(31) 내에 배치된다. 전력 전자기기(42)는 차량의 전력 공급 시스템, 예를 들어 배터리 팩 및/또는 전기 발전기로부터의 전기 에너지를 전기 모터에 의해 사용하기에 적합한 AC 형태로 변환하기 위한 IGBT와 같은 구성요소를 포함한다. 리졸버(81)는 교류 전류가 회전자의 자기장과 동상(in phase)으로 공급되도록 회전자의 각도 위치를 나타내는 각도 위치 신호를 전력 전자장치에 제공한다.
전기 모터가 작동할 때 전력 전자장치의 과열을 방지하기 위해, 고정자 바디(32)의 내부 내의 전력 전자 장치(42)에 근접하며 고정자 바디(32)로부터 이격된 냉각 덕트(미도시)를 포함하는 냉각 회로가 제공된다. 냉각제는 회전자의 외부로부터 그 내부로 커넥터 부재(33)를 통해 주행하는 냉각제 공급 채널(45)을 통해 냉각 덕트에 공급된다. 전력 전자장치(42)를 냉각한 후에, 냉각제는 커넥터 부재(33) 내의 통로(46)를 통해, 고정자 바디(30)의 외부면(32) 상에 제공된 냉각 재킷(37)으로 유동한다. 냉각 재킷(37)은 원통형 중공 바디(31)를 따라 주행하는 회로를 형성하는 채널(38)을 구비하고, 냉각 재킷(37)의 외측부(40)에 배치된 전자석(41)을 냉각시키기 위해 액체 냉각제가 유동하는 통로를 제공한다. 이에 따라, 상대적으로 차가운 냉각제가 냉각제 공급 채널을 통해 공급될 수 있으며, 냉각제가 냉각 덕트를 통과하는 동안 워밍업되고, 전력 전자장치(42)로부터 열을 흡수하며, 그 후에 구동 조립체(1)로부터 제거되어 냉각제 방출 채널(미도시)을 통해 차량으로 다시 유도되기 전에 전자석(41)으로부터 열에너지를 흡수한다. 워밍업 냉각제는 바람직하게 차량 상의 열교환기/냉각 유닛에서 냉각되고, 그 후 냉각제 공급 채널(45)을 재순환된다.
전력 전자 장치(42)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 라인(43a, 43b)은 커넥터 부재(33) 내의 관통 구멍을 포함하는 통로(44)를 통해 회전자(60)의 외부로부터 전력 전자장치에 공급된다.
본 발명에 따르면, 전력 전자장치(42)의 하우징 또는 케이싱(100)은 헤드, 즉 커넥터 부재(33)의 플랜지(35) 상에 장착된다. 도로측에서의 원통형 회전자 바디(71) 내의 개구(90)의 직경은 전력 전자장치(42)의 케이싱의 단면보다 크다. 도로측에서 원통형 회전자 바디(71)의 개구를 폐쇄시키는 탈착가능한 제2 커버 플레이트(80)는 전력 전자장치(42)가 도로측(3)에서 원통형 회전자 바디(71)의 개구를 통해 케이싱을 삽입함으로써 장착될 수 있게 한다. 또한, 탈착가능한 제2 커버 플레이트(80)는 필요한 경우 전력 전자장치(42)의 케이싱을 제자리에 고정시키고, 또한 전력 전자장치(42)에 비교적 용이하게 접근할 수 있게 한다.
도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 전력 전자장치 및 커넥터 부재(33)의 케이싱은 각각 전력 공급 및 냉각을 위해 전력 전자 장치를 기계적으로, 전기적으로 그리고 열적으로 연결하기 위한 플러그 및 소켓 구성체와 함께 배치된다.
도 1b는 도 1a의 구동 조립체의 부분적으로 절단된 등각도를 도시하지만, 제2 커버 플레이트(80) 및 도로측 베어링(54)이 중공 고정자 바디(31) 및 리졸버(81)의 더 나은 시야를 허용하도록 도시되어 있지 않다.
도 1c는 본 발명에 사용하기 위한 휠 구동 조립체의 단면을 도시한다. 휠 구동 조립체는 인휠 전기 모터(4), 림(82) 및 하나 이상의 타이어(84)를 포함한다.
인휠 전기 모터(4)는 고정자부(60)와 회전자부(30)를 포함한다. 고정자부(60)는 차량의 섀시의 일부인 커넥터 부재(33)에 결합된다.
림(82)은 회전자부(60)의 외주에 배치된다. 림(82)은 종래 기술에서 공지된 바와 같이 볼트 연결에 의해 회전자부에 부착될 수 있다.
림(82) 상에는, 하나 이상의 타이어(84)가 장착된다. 회전자부(60)와 고정자부(30)는 모두 휠 내에 적어도 부분적으로 배치된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 부재(33) 및 중공 고정자 바디에 대한 등각도를 도시한다.
커넥터 부재(33)는 차량(미도시)의 섀시에 연결되는 차량측(2)에서 제1 단부(33-1)를 포함한다. 제1 단부(33-1)에 축방향으로 대향하는 제2 단부(33-2)에서, 커넥터 부재(33)는 중공 고정자 바디(31)에 연결하기 위해 커넥터 부재(33)의 헤드를 형성하는 플랜지(35)를 포함한다. 도로측(3)과 대면하는 플랜지(35)의 표면 내에서, 커넥터 부재(33)는 축방향(A)을 따라 연장되는 복수의 돌출 요소(91)를 구비한다.
돌출 요소(91)의 위치에 대한 사전결정된 위치에서, 플랜지(35)의 표면은 액체 냉각제를 위한 공급 채널(92)을 위한 개구, 액체 냉각제를 위한 리턴 채널(93), 및 전기 전도체용 관통 구멍(94)을 각각 구비한다.
커넥터 부재(33)의 바디 내에서, 관통 구멍은 공급 채널(92), 리턴 채널(93) 및 전기 전도체(94)에 대해 축방향(A)을 따라 제공된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 전자 장치(42)의 케이싱(100)의 등각도를 도시한다.
장착 위치에서 커넥터 부재(33)의 플랜지(35)와 대면하는 전력 전자 장치(42)의 케이싱(100)의 표면 상에, 대응하는 위치에서, 돌출 요소(91)를 수용하기 위한 카운터 요소(101), 공급 및 리턴 채널(92, 93)에 대한 액밀성 결합을 위한 유체 커넥터(102), 및 전기 전도체에 대한 단자(103, 104)가 각각 제공된다. 돌출 요소(91) 플랜지(35)의 표면에서의 대안으로서 리세스가 제공되고, 플랜지(35)와 대면하는 케이싱의 표면 내에서, 대응하는 위치에 있는 돌출 카운터 요소가 제공된다는 것이 이해될 것이다.
전력 전자 장치(42)의 케이싱(100)이 플랜지(35) 상에 장착될 때, 돌출 요소(91)는 수용 카운터 요소(101) 내로 수용될 것이고 (또는 돌출 카운터 요소는 리세스 내에 수용될 것이다), 전력 전자 장치(42)의 케이싱(100)을 위한 기계적 지지를 제공할 것이다.
일부 플레이는 구동 조립체(휠 및 인-휠 전기 모터)가 동작 동안 동적 부하 하에 있을 때 연결에서 약간의 유연성을 제공하기 위해 돌출 요소(91)와 카운터 요소(101)(또는 리세스와 돌출 카운터 요소) 사이에서 허용될 수 있다.
또한, 중공 고정자 바디(31)는 전력 전자 장치(42)를 위한 2차 지지부로서 중공 고정자 바디(31)의 내주부 상에 내부 장착 플랜지(96)를 구비할 수 있다. 내부 장착 플랜지(95)는 플랜지(35)로부터 케이싱의 길이(106)에 실질적으로 대응하는 커넥터 부재(33)의 플랜지(35)로부터 이격되게 위치된다. 전력 전자 장치(42)의 케이싱(100)은 중공 고정자 바디(31)의 내부 장착 플랜지(95)와 연결되는 브래킷(105)을 포함한다. 브래킷(105) 및 내부 장착 플랜지(95)는 도 1b에 가장 잘 도시되어 있다.
장착 위치에서, 각각의 유체 커넥터(102)는 공급 및 리턴 채널(92, 93)의 각각의 개구 중 하나와 결합되고, 전기 전도체의 단자(103, 104)는 전기 전도체를 위한 커넥터 부재의 관통 구멍을 통해 차량측(2)으로 연장될 것이다.
전기 전도체는 차량(미도시) 내부의 전력 소스(미도시)에 연결된다. 전력 소스는 예를 들어 배터리 또는 전기 발생기이다.
일 실시예에서, 단자(103, 104)는 케이싱(100)의 대면 표면 및 플랜지(35)의 표면에 수직인 신장된 스트립이다. 전력 전자 장치(42)의 측부에서, 단자는 회전자부(60)에 배치된 자석(61)과의 상호작용을 위한 전자기장을 발생시키기 위해 고정자 권선을 공급하는 전력 전자 장치에 연결된다.
도 4는 커넥터 부재(33)의 플랜지(35) 상에 장착된 전력 전자 장치(42)의 케이싱의 상세한 단면도를 도시한다.
이러한 단면도에서, 공급 채널과 공급 유체 커넥터 사이 그리고 리턴 채널과 리턴 유체 커넥터 사이의 연결이 각각 도시된다. 또한, 단자 중 하나는 커넥터 부재(33) 내의 대응하는 관통 구멍 내에 도시되어 있다.
공급 채널과 공급 유체 커넥터 사이 그리고 리턴 채널과 리턴 유체 커넥터 사이의 연결은 각각 누설 방지되도록 시일(107, 108)을 구비한다.
일 실시예에서, 공급 채널(92)과 리턴 채널(93)의 개구는 시일(107, 108) 및 체크 밸브(미도시)를 구비한다. 유리하게, 체크 밸브는 전력 전자 장치(42)가 커넥터 스터브(33)의 플랜지로부터 제거될 때 커넥터 스터브(33)의 플랜지(35)에서 개방 연결의 경우에 차량측(2)에서 냉각제 회로를 폐쇄할 것이다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었다. 전술한 상세한 설명을 읽고 이해할 때 다른 사람들에게 명백한 수정 및 변경이 발생할 것이다. 본 발명은 첨부한 청구범위 내에 있는 한 모든 이러한 수정 및 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 인휠 전기 모터(in-wheel electric motor)(4)에 있어서,
    차량측(2)에서 커넥터 부재(33), 상기 커넥터 부재(33)에 연결된 원통형 중공 고정자 바디(31)를 갖는 고정자(30)를 포함하며; 상기 고정자 바디의 외부면은 고정자 권선을 구비하고, 상기 고정자(30)를 동축으로 둘러싸는 원통형 회전자 바디(60)를 더 포함하며; 상기 전기 모터(4)는 상기 고정자 권선에 전력을 공급하기 위한 전력 전자 장치(42)를 더 포함하고, 상기 중공 고정자 바디는 상기 전력 전자 장치를 수용하기 위해 상기 전기 모터(4)의 도로 측에 고정자 바디 개구(90)를 구비하고, 둘러싸는 회전자 바디(71)가 상기 도로 측에서 상기 회전자 바디(71)의 회전자 바디 개구를 덮고 상기 고정자 바디 개구(90)를 덮는 제거가능한 커버 플레이트(80)를 구비하는,
    인휠 전기 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 부재(33)는 상기 도로 측을 향하는 단부면을 갖고, 상기 전력 전자 장치(42)의 케이싱(100)은 플러그 및 소켓 구성체를 통해 상기 단부면에 연결되는,
    인휠 전기 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커넥터 부재(33)는 상기 단부면으로부터 연장되며 축방향(A)에 평행한 복수의 돌출 요소 또는 리세스(91)를 구비하고, 상기 전력 전자 장치는 상기 중공 고정자 바디 내의 상기 커넥터 부재 상에 위치되며, 상기 돌출 요소는 대응하는 카운터 리세스(101) 또는 상기 커넥터 부재 상의 리세스 내에 수용되어 상기 전력 전자 장치의 케이싱의 대면 표면 내의 대응하는 돌출 요소를 수용하는,
    인휠 전기 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 부재는 액체 냉각제를 위한 공급 채널의 제1 개구(92) 및 액체 냉각제를 위한 리턴 채널 개구의 제2 개구(93)를 구비하고, 각각의 공급 및 리턴 채널은 상기 커넥터 부재(33)의 축방향(A)에 평행하고,
    상기 전력 전자 장치는 냉각 회로를 구비하며, 상기 냉각 회로는 케이싱(100)의 대면 표면 상의 액체 냉각제를 위한 공급 커넥터(102) 및 리턴 커넥터(103)를 포함하고, 상기 공급 커넥터는 상기 공급 채널에 액밀성 결합을 위해 배치되고, 상기 리턴 커넥터는 상기 커넥터 부재 상에 위치될 때 상기 리턴 채널에 액밀성 결합을 위해 배치되는,
    인휠 전기 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중공 고정자 바디(31)는, 상기 중공 고정자 바디(31)의 원형 개구(90)에 평행한 내부 장착 릿지를 구비하고, 상기 전력 전자 장치(42)의 케이싱(100)은 상기 전력 전자 장치가 상기 커넥터 부재 상에 위치될 때 상기 내부 장착 릿지와 접하는 브래킷(105)을 상기 도로 측(3)에 구비하는,
    인휠 전기 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 중공 고정자 바디는 회전축에 평행하게 연장되는 적어도 2개의 내부 장착 릿지를 내부 원주면 상에 구비하고, 상기 전력 전자 장치의 케이싱은 상기 전력 전자 장치가 상기 커넥터 부재 상에 위치될 때 상기 내부 장착 릿지와 접하는 브래킷을 상기 도로 측에 구비하는,
    인휠 전기 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제거가능한 커버 플레이트(80)는 상기 전기 모터(4)의 회전축과 중심설정된 원형 커버 플레이트 개구를 구비하고,
    상기 전력 전자 장치(42)는 상기 고정자 권선에 대한 상기 회전자의 상대 각도 위치를 감지하기 위한 리졸버(81)를 상기 도로 측에 포함하고, 상기 리졸버는 상기 전기 모터(4)의 회전축(R)과 일치하는 회전축을 가지며, 상기 원형 커버 플레이트 개구 내에 배치되어 상기 커버 플레이트(80)에 부착되는,
    인휠 전기 모터.
  8. 인휠 전기 모터(4)를 조립하는 방법에 있어서,
    상기 전기 모터(4)는 차량측에서 커넥터 부재(33), 상기 커넥터 부재(33)에 연결된 중심축(R)을 갖는 원통형 중공 고정자 바디(31)를 갖는 고정자부(30)를 포함하고, 상기 고정자 바디의 외부면 상에는 고정자 권선이 구비되고, 상기 전기 모터(4)는 상기 고정자 권선에 전력을 공급하기 위한 전력 전자 장치(42)를 더 포함하고, 상기 커넥터 부재(33)는 축방향(A)에 평행하며 도로 측(3)에서 상기 중공 고정자 바디(31)의 개구(90)를 향해 연장되는 복수의 돌출 또는 오목 요소(91)를 갖고;
    상기 전력 전자 장치의 케이싱(100)의 표면은 상기 커넥터 부재의 돌출 또는 오목 요소와 결합하기 위한 상보적인 돌출 또는 수용 요소(101)를 구비하며, 상기 전력 전자 장치(42)의 케이싱(100)은 상기 중공 고정자 바디 내부의 도로측 개구를 통해 위치되어, 상기 케이싱의 표면은 상기 커넥터 부재를 향하고, 그 후 상기 중심축(R)의 방향을 따라 상기 전력 전자 장치를 상기 커넥터 부재로 이동시키고; 그리고
    상기 전력 전자 장치의 상기 케이싱의 표면 상의 상기 돌출 또는 수용 요소 중 대응하는 하나에 상기 커넥터 부재의 상기 돌출 또는 오목 요소를 각각 결합시키는,
    방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 커넥터 부재는 냉각제를 위한 공급 채널(92) 및 리턴 채널(93)을 포함하고, 각각의 채널은 상기 커넥터 부재의 축방향(A)에 평행하고, 상기 전력 전자 장치는 상기 케이싱(100)의 대면 표면 상에 공급 커넥터(101) 및 리턴 커넥터(102)를 포함하고,
    상기 방법은 상기 공급 커넥터를 상기 공급 채널에 밀봉 결합하고 상기 리턴 커넥터를 상기 리턴 채널에 밀봉 결합하는 단계를 포함하는 한편, 상기 커넥터 부재의 돌출 또는 수용 요소는 상기 전력 전자 장치 상의 상보적인 돌출 또는 수용 요소와 슬라이딩 가능하게 결합되는,
    방법.
  10. 제1항에 따른 인휠 전기 모터(4)를 포함하는 차량의 휠용 구동 조립체(1)에 있어서,
    상기 전기 모터(4)는 고정자부(30) 및 회전자부(60)를 포함하며, 상기 고정자부 및 회전자부는 회전축(R)에 대해 동축이며, 상기 회전자부 및 상기 고정자부는 모두 상기 휠 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 구성되는,
    구동 조립체.
  11. 제9항의 방법에 따라 조립된 인휠 전기 모터(4)를 포함하는 차량의 휠용 구동 조립체(1)에 있어서,
    회전자부(60) 및 고정자부(30)는 모두 상기 휠 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 구성되는,
    구동 조립체.
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