KR20110053088A - 모터 및 이를 포함하는 자동차 - Google Patents

모터 및 이를 포함하는 자동차 Download PDF

Info

Publication number
KR20110053088A
KR20110053088A KR1020090109904A KR20090109904A KR20110053088A KR 20110053088 A KR20110053088 A KR 20110053088A KR 1020090109904 A KR1020090109904 A KR 1020090109904A KR 20090109904 A KR20090109904 A KR 20090109904A KR 20110053088 A KR20110053088 A KR 20110053088A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
stator
motor
flow
air
Prior art date
Application number
KR1020090109904A
Other languages
English (en)
Inventor
정우석
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020090109904A priority Critical patent/KR20110053088A/ko
Publication of KR20110053088A publication Critical patent/KR20110053088A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는, 전원을 공급받는 고정자와, 상기 고정자에 회전 가능하게 구비되는 회전자 및, 상기 회전자에 형성되고 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 고정자와 상기 회전자의 사이로 공기를 유동시키는 유동부를 포함하여 구성된다.
모터, 회전자, 고정자, 유동부, 공기

Description

모터 및 이를 포함하는 자동차{Motor and Automobile comprising the same}
본 발명은 모터 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전자와 고정자에서 발생하는 열을 제거하는 모터 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
내연기관의 발명에 의해 출현하게 된 자동차는 인류의 생활에 없어서는 안될 필수품이나, 환경오염의 주범 및 막대한 에너지의 소비에 의한 에너지 고갈 문제를 초래하게 되었으며, 내연기관을 동력으로 하는 자동차 대신 전기를 동력으로 하는 전기자동차나, 수소연료 또는 내연기관과 이들을 조합한 하이브리드 자동차가 개발되어 사용되고 있는 추세에 있다.
전기자동차(Electric vehicle, EV)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류되며, 배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하고 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다.
또한, 하이브리드 전기자동차는 직렬 방식과 병렬 방식으로 분류될 수 있으며, 직렬 방식은 엔진에서 출력되는 기계적 에너지는 발전기를 통하여 전기적 에너지로 바뀌고 이 전기적 에너지가 배터리나 모터로 공급되어 차량은 항상 모터로 구동되는 자동차로 기존의 전기자동차에 주행거리의 증대를 위하여 엔진과 발전기를 추가시킨 개념이고, 병렬 방식은 배터리 전원으로도 차를 움직이게 할 수 있고 엔진(가솔린 또는 디젤)만으로도 차량을 구동시키는 두 가지 동력원을 사용하고 주행조건에 따라 병렬 방식은 엔진과 모터가 동시에 차량을 구동할 수도 있다.
또한, 최근 모터/제어기술도 점점 발달하여 고출력, 소형이면서 효율이 높은 시스템이 개발되고 있다. DC모터를 AC모터로 변환함에 따라 출력과 EV의 동력성능(가속성능, 최고속도)이 크게 향상되어 가솔린차에 비하여 손색없는 수준에 도달하였다. 고출력화를 추진하면서 고회전화함에 따라 모터가 경량소형화되어 탑재중량이나 용적도 크게 감소하였다.
그러나, 전기자동차를 구동하는 모터는 동선에 전류가 흐름에 따라 주울열에 의한 동손과 철심에서의 철손으로 인한 열이 발생한다. 이러한 온도 상승은 고온에 견디는 고가의 절연재를 사용해야 하며, 절연재의 온도상승에 의한 수명 단축으로 전동기의 수명과 신뢰성에 영향을 끼친다. 따라서 발생된 열을 제거하여 모터의 신뢰성 및 수명을 늘리는 방안을 연구하는 것이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 회전자와 고정자에서 발생하는 열을 제거하는 모터 및 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터는,
전원을 공급받는 고정자; 상기 고정자에 회전 가능하게 구비되는 회전자; 및
상기 회전자에 형성되고, 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 고정자와 상기 회전자의 사이로 공기를 유동시키는 유동부; 를 포함하여 구성된다.
또한 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터는,
전원을 공급받는 고정자; 상기 고정자의 내부에 수용되어, 회전 시 상기 고정자와의 사이로 공기가 유동되도록 하는 회전자; 및 상기 회전자의 바깥면에 곡선형으로 형성되는 유동부; 를 포함하여 구성된다.
또한 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는,
직류전원을 교류전원으로 변환하는 모터구동부; 상기 모터구동부로부터 교류전원을 공급받아 회전하는 모터; 및 상기 모터에 의하여 회전하는 바퀴; 를 포함하고, 상기 모터는 전원을 공급받는 고정자; 상기 고정자의 내부에 수용되어, 회전 시 상기 고정자와의 사이로 공기가 유동되도록 하는 회전자; 및 상기 회전자의 바깥면에 곡선형으로 형성되는 유동부; 를 포함하여 구성된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 자동차에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 회전자에 유동부가 구비되어, 회전자의 회전 시 공기를 유동시켜 모터를 냉각시킨다.
둘째, 고정자에 복수개의 중공이 구비되어, 중공을 따라 공기가 순환기류를 형성하여 모터를 냉각시킬 수 있다.
셋째, 중공이 고정자에 길이방향으로 복수개가 형성되어, 공기의 유동을 원활히 할 수 있도록 한다.
넷째, 고정자의 축방향 길이가 회전자의 축방향 길이보다 더 길게 형성되어, 공기가 유동되도록 하는 가이드 역할을 한다.
다섯째, 회전자와 고정자의 사이에 틈새가 형성되어, 공기가 유동되도록 한다.
여섯째, 회전자의 밑면에 유동부가 형성되어, 틈새를 통과 중인 공기가 틈새를 신속하게 통과하여, 순환기류를 형성하도록 한다.
일곱째, 회전자의 옆면에 유동부가 형성되어, 틈새로 공기가 원활히 유동되도록 하며, 틈새를 통과한 공기가 순환기류를 형성하여 공기의 모터를 냉각시키도 록 한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 자동차(1)를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(1)의 차체를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(1)는, 전원을 공급하는 배터리(100), 배터리(100)로부터 전원을 공급받는 모터구동부(200), 모터구동부(200)에 의해 구동되어 회전하는 모터(300), 모터(300)에 의해 회전되는 앞바퀴(510) 및/또는 뒷바퀴(520), 노면의 진동이 차체에 전달되는 것을 차단하는 전륜 현가장치(610) 및 후륜현가장치(620)가 구비된다. 또한 모터(300)의 회전속도를 기어비에 따라 변속하는 구동기어(미도시)가 추가적으로 구비될 수 있다.
배터리(100)는 모터(300)에 전원을 공급한다. 배터리(100)는 복수개의 단위셀의 집합으로 형성될 수 있다. 복수개의 단위셀은 일정한 전압을 유지하기 위해 배터리관리시스템(Battery Management System, BMS)에 의해 관리될 수 있으며, 배터리관리시스템에 의해 일정한 전압을 방출한다. 배터리(100)는 충전 및 방전이 가능한 2차전지로 구성됨이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
모터구동부(200)는 배터리(100)로부터 직류전원케이블(210)에 의해서 직류전원을 공급받는다. 모터구동부(200)는 배터리(100)로부터 받는 직류전원을 교류전원으로 변환하여 모터(300)에 공급한다. 변환되는 교류전원은 삼상교류전원이 바람직하다. 모터구동부(200)는 모터구동부(200)에 구비된 교류전원케이블(220)을 통하여 모터(300)에 삼상교류전원을 공급한다. 도 1의 모터구동부(200)는 세 개의 케이블로 구성된 교류전원케이블(220)을 도시하였으나, 단일의 케이블 내에 세 개의 케이블이 구비될 수 있다. 모터구동부(200)의 구조에 관하여는 도 3이하에서 상술한다.
모터(300)는 회전하지 않고 고정되는 고정자(310)와, 회전하는 회전자(320)로 구성되며, 모터구동부(200)에서 공급되는 교류전원을 공급받아 회전한다. 모터(300)는 교류전원케이블(220)이 구비되어 모터구동부(200)에서 공급되는 삼상교류전원을 인가 받는다. 삼상교류전원이 모터(300)에 인가되면, 모터(300)의 고정자(310)가 삼상교류전원을 받아 자기장을 발생한다. 고정자(310)에서 발생한 자기장과 회전자(320)에 구비된 영구자석의 자기장이 반발하여 회전자(320)가 회전한 다. 회전자(320)의 회전은 회전에너지를 발생하여 후술하는 구동기어로 전달한다.
모터(300)의 일측에는 구동기어(미도시)가 구비될 수 있다. 구동기어는 모터(300)의 회전에너지를 기어비에 따라 변환시킨다. 구동기어에서 출력되는 회전에너지는 앞바퀴(510) 및/또는 뒷바퀴(520)에 전달되어 자동차(1)가 움직이도록 한다.
전륜현가장치(610) 및 후륜현가장치(620)는 차체에 대하여 각각 앞바퀴(510) 및 뒷바퀴(520)를 지지한다. 전륜현가장치(610) 및 후륜현가장치(620)의 상하방향은 스프링 또는 감쇠기구에 의해 지지하여, 노면의 진동이 차체에 닿지 않도록 한다.
앞바퀴(510)에는 조향장치(미도시)가 더 구비될 수 있다. 조향장치는 자동차(1)를 운전자가 의도하는 방향으로 주행시키기 위하여 앞바퀴(510)의 방향을 조절하는 장치이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(300)와 배터리(100) 및 모터구동부(200)를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전원을 공급하는 배터리(100), 배터리(100)로부터 직류전원을 공급받아 모터(300)에 변환된 교류전원을 인가하는 모터구동부(200), 모터구동부(200)에 의해 구동되어 회전하는 모터(300)를 포함하여 구성된다.
모터구동부(200)는 배터리(100)로부터 공급되는 직류전원을 평활하고 저장하는 캐패시터(250), 캐패시터(250)로부터 전달받은 직류전원을 교류전원으로 변화하는 인버터(230) 및, 인버터(230)를 제어하는 인버터제어부(240)를 포함하여 구성된 다.
캐패시터(250)는 축전기의 일종으로 배터리(100)로부터 공급되는 직류전원을 평활한다. 배터리(100)로부터 공급되는 직류전원이 일정하지 않을 수 있으므로, 캐패시터(250)가 직류전원을 저장하여 평활한다. 평활된 직류전원은 인버터(230)로 공급되도록 한다. 캐패시터(250)는 직류링크캐패시터(DC-link Capacitor)로 구성될 수 있다.
인버터(230)는 직류전원을 교류전원으로 변환한다. 인버터(230)는 복수개의 스위칭소자(미도시)가 구비될 수 있다. 스위칭소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류전원을 소정 주파수의 삼상교류전원으로 변환하여 모터(300)에 인가한다.
인버터(230)는 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭소자 및 하암 스위칭소자가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상암 및 하암 스위칭소자가 서로 병렬로 연결된다. 인버터(230) 내의 스위칭소자들은 인버터제어부(240)로부터의 인버터(230) 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상교류전원이 모터(300)에 인가된다.
인버터제어부(240)는 인버터(230)의 스위칭소자의 동작을 제어하기 위해, 인버터(230) 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(230)에 출력한다. 인버터제어부(240)의 스위칭 제어신호(Sic)는 PWM용 스위칭 제어신호로서 상술한 스위칭소자의 동작을 제어하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(300) 및 이를 포함하는 자동차(1)의 사시도이고, 도 4는 도 3에 나타난 회전자(320)의 양 측면을 나타내는 도면이 다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(1)는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 모터구동부(200)와, 모터구동부로(200)부터 교류전원을 공급받아 회전하는 모터(300) 및, 모터(300)에 의하여 회전하는 바퀴(510 내지 520)를 포함하여 구성된다.
또한 모터(300)는, 전원을 공급받는 고정자(310)와, 고정자(310)의 내부에 수용되고, 고정자(310)에 회전 가능하게 구비되며, 회전 시 고정자(310)와 사이로 공기가 유동되도록 하는 회전자(320) 및, 회전자(320)의 바깥면(B 및/또는 B' 및/또는 S)에 곡선형으로 형성되고 회전자(320)가 회전함에 따라 고정자(310)와 회전자(320)의 사이로 공기를 유동시키는 유동부(350)를 포함하여 구성된다.
고정자(310)는 전원을 공급받는다. 전원은 상술한 삼상교류전원이 바람직하다. 고정자(310)는 내부에 회전자(320)가 수용되도록 중앙이 비어있는 원주형태로 형성될 수 있다. 고정자(310)는 전원을 공급받아 자기장을 일으킨다. 자기장은 회전자(320)의 영구자석과 반발되도록 한다.
고정자(310)는 공기가 유동하는 복수개의 중공(360a 내지 360b)이 형성된다. 중공(360a 내지 360b)은 고정자(310)의 길이방향으로 형성되고, 고정자(310)를 관통하여 형성된다. 중공(360a 내지 360b)은 후술하는 유동부(350)에 의하여 공기가 유동되는 통로 역할을 한다. 공기는 복수개의 중공(360a 내지 360b)을 통해 고정자(310)의 일측에서 타측으로 유동된다.
회전자(320)는 고정자(310)에 회전 가능하게 구비되는 모든 실시예를 포함한 다. 또한 회전자(320)는 고정자(310)의 내부에 수용된다. 회전자(320)는 고정자(310)의 중앙에 수용되는 것이 바람직하며, 고정자(310)가 자기장을 일으키면, 회전자(320)에 구비되는 영구자석과 고정자(310)의 자기장이 반발을 일으켜 회전자(320)가 회전하도록 한다. 이 때 회전자(320)의 회전 및 고정자(310)의 전원공급에 의하여 다량의 열이 발생한다.
회전자(320)는 실시예에 따라 원주형으로 형성될 수 있다. 회전자(320)는 고정자(310)의 내부에 수용되도록 원주형으로 형성되며, 회전축방향을 중심으로 고정자(310)보다 길이가 짧게 형성된다. 즉 고정자(310)의 축방향 길이가 회전자(320)의 축방향 길이보다 더 길게 형성되도록 한다. 고정자(310)와 회전자(320)의 길이 차이(L)만큼의 공간은 공기가 유동할 때 가이드 역할을 한다. 이하에서는 회전자(320)가 원주형으로 형성되는 것으로 설명하나, 이에 회전자(320)의 형상이 한정되는 것은 아니다.
회전자(320)는 고정자(310)와 틈새(W)를 두어 이격되도록 구비된다. 틈새(W)는 회전자(320)가 고정자(310)에 대하여 상대 회전을 하도록 소정의 폭을 가진 이격된 공간으로 형성된다. 틈새(W)는 고정자(310)의 측면과 회전자(320)의 측면의 사이에 형성된다. 틈새(W)는 회전자(320)가 고정자(310)에 수용될 때, 고정자(310)의 내측면과 회전자(320)의 외측면 사이에 형성된다.
틈새(W)가 형성되어, 고정자(310)에 대하여 회전자(320)가 마찰 없이 회전하게 된다. 또한 틈새(W)는 후술하는 유동부(350)에 의하여 공기가 틈새(W)를 거쳐 중공(360a 내지 360b)으로 유동되도록 하는 통로 역할을 한다.
유동부(350)는 공기를 유동시키는 다양한 형태로 구현 가능하며, 다양한 위치에 형성 또는 배치될 수 있다. 본 실시예에서 유동부(350)는 회전자(320)의 바깥면(B 및/또는 B' 및/또는 S)에 형성되는 것으로 설명하나, 이에 유동부(350)의 위치가 한정되는 것은 아니다. 유동부(350)는 회전자(320)가 회전함에 따라, 고정자(310)와 회전자(320)의 사이로 공기를 유동시킨다. 유동부(350)는 모터(300)의 내부에서 공기가 유동되어 순환기류가 형성되도록 한다.
유동부(350b)는 회전자(320)의 옆면(S)에 나선형으로 형성될 수 있다. 유동부(350b)는 회전자(320)의 옆면(S)인 외주면에 일측으로 공기를 유동시키도록, 나선형으로 형성된다. 회전자(320)가 회전함에 따라, 공기는 나선형의 유동부(350b)를 따라서 일측에서 타측으로 유동된다. 나선형은 나사산의 형상, 또는 팬 형상 등 공기를 일측에서 타측으로 유동시킬 수 있는 다양한 실시예들을 포함한다.
또한, 유동부(350a)는 도 4에 도시된 것과 같이, 회전자(320)의 밑면(B 내지B')에 곡선형으로 형성될 수 있다. 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 회전자(320)의 일측의 왼쪽밑면(B)과 타측의 오른쪽밑면(B')을 살펴보면, 회전자(320)가 회전함에 따라 곡선형의 유동부(350a)는 공기를 유동시킨다. 곡선형은 나사산의 형상, 또는 팬 형상 등 공기를 회전축방향으로 또는 회전축의 반대방향으로 유동시킬 수 있는 다양한 실시예들을 포함한다.
도 4의 (a)에 형성된 유동부(350a)는 시계방향으로 회전자(320)가 회전할 때, 공기를 회전축에서 바깥 방향으로 유동시킨다. 회전축의 바깥 방향으로 유동된 공기는 틈새(W)를 따라서, 도 3에 도시된 화살표 방향으로 유동한다.
도 4의 (b)에 형성된 유동부(350a)는 시계방향으로 회전자(320)가 회전할 때, 공기를 회전축 방향으로 유동시킨다. 유동부(350a)는 고정자(310)의 내주면에 인접된 부분의 공기를 회전축 방향으로 유동시키게 된다. 고정자(310)의 내주면과 회전자(320)의 외주면이 인접된 부분에는 공기가 유동되어 일시적으로 진공이 형성된다. 이 때, 회전자(320)의 일측에서 유동되어 틈새(W)를 통과 중인 공기가, 압력 차이에 의해서 진공이 형성된 부분으로 신속하게 유동된다. 틈새(W)를 통과 중인 공기는 상술한 진공이 발생됨으로써, 회전자(320)의 타측으로 유동이 원활하게 일어나게 된다.
유동부(350a)에 의해 회전축으로 유동된 공기는 다시 중공(360a 내지 360b)을 통하여, 고정자(310)의 타측에서 일측방향으로 유동된다. 고정자(310)의 일측으로 유동된 공기는 다시 회전자(320)가 회전함에 따라 틈새(W)로 유동되어, 모터(300)의 내부에서 순환기류가 형성된다.
유동부(350)는 회전자(320)로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 또한 실시예에 따라 회전자(320)의 내측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 유동부(350)는 공기가 유동될 수 있도록 형성된 모든 입체적 형상을 포함한다.
모터(300)는 고정자(310)가 수용되며, 외관을 형성하는 케이스(340)가 더 포함된다. 케이스(340)는 밀폐되어 있으며, 케이스(340)의 외부에는 케이스(340)를 를 수냉 또는 공냉으로 냉각하는 냉각자켓(미도시)이 추가적으로 구비될 수 있다. 냉각자켓은 케이스(340)와 밀착되어 있는 고정자(310)를 냉각한다.
케이스(340) 내부에 구비되는 고정자(310)와 회전자(320)는 케이스(340)에 의해서 밀폐된다. 회전자(320)에서 발생한 열은 유동하는 공기에 의하여 고정자(310)로 전달되고 고정자(310)로 전달된 열과 고정자(310) 자체에서 발생된 열은 케이스(340)로 전달되어 냉각자켓에 의하여 방열된다. 따라서, 유동부(350)에 의해 공기가 유동되어 모터(300)가 냉각되므로, 모터(300)의 수명 및 신뢰성이 향상된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 차체를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터와 배터리 및 모터구동부를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 및 이를 포함하는 자동차의 사시도이고, 도 4는 도 3에 나타난 회전자의 양 측면을 나타내는 도면이다.

Claims (19)

  1. 전원을 공급받는 고정자;
    상기 고정자에 회전 가능하게 구비되는 회전자; 및
    상기 회전자에 형성되고, 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 고정자와 상기 회전자의 사이로 공기를 유동시키는 유동부;
    를 포함하는 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정자는 공기가 유동하는 복수개의 중공이 형성되는 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정자가 수용되며, 외관을 형성하는 케이스가 더 포함되는 모터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 중공은 상기 고정자의 길이방향으로 형성되는 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정자의 축방향 길이는 상기 회전자의 축방향 길이보다 더 길게 형성되는 모터.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 회전자는 상기 고정자와 틈새를 두어 이격되어, 상기 틈새를 거쳐 상기 중공으로 공기가 유동되도록 하는 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전자는 원주형으로 형성되고,
    상기 틈새는 상기 고정자의 측면과 상기 회전자의 측면의 사이에 형성되는 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회전자는 원주형으로 형성되고,
    상기 유동부는 상기 회전자의 밑면에 곡선형으로 형성되는 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회전자는 원주형으로 형성되고,
    상기 유동부는 상기 회전자의 옆면에 나선형으로 형성되는 모터.
  10. 전원을 공급받는 고정자;
    상기 고정자의 내부에 수용되어, 회전 시 상기 고정자와의 사이로 공기가 유동되도록 하는 회전자; 및
    상기 회전자의 바깥면에 곡선형으로 형성되는 유동부;
    를 포함하는 모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고정자는 공기가 유동하는 복수개의 중공이 형성되는 모터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 고정자가 수용되며, 외관을 형성하는 케이스가 더 포함되는 모터.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 중공은 상기 고정자의 길이방향으로 형성되는 모터.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 고정자의 축방향 길이는 상기 회전자의 축방향 길이보다 더 길게 형성되는 모터.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 회전자는 상기 고정자와 틈새를 두어 이격되어, 상기 틈새의 사이로 공기가 유동되도록 하는 모터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 회전자는 원주형으로 형성되고,
    상기 틈새는 상기 고정자의 측면과 상기 회전자의 측면의 사이에 형성되는 모터.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 회전자는 원주형으로 형성되고,
    상기 유동부는 상기 회전자의 밑면에 곡선형으로 형성되어, 상기 회전자가 회전함에 따라 공기를 유동시키는 모터.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 회전자는 원주형으로 형성되고,
    상기 유동부는 상기 회전자의 옆면에 나선형으로 형성되어, 상기 회전자가 회전함에 따라 공기를 유동시키는 모터.
  19. 직류전원을 교류전원으로 변환하는 모터구동부;
    상기 모터구동부로부터 교류전원을 공급받아 회전하는 모터; 및
    상기 모터에 의하여 회전하는 바퀴;
    를 포함하고,
    상기 모터는,
    전원을 공급받는 고정자;
    상기 고정자의 내부에 수용되어, 회전 시 상기 고정자와의 사이로 공기가 유동되도록 하는 회전자; 및
    상기 회전자의 바깥면에 곡선형으로 형성되는 유동부;
    를 포함하는 자동차.
KR1020090109904A 2009-11-13 2009-11-13 모터 및 이를 포함하는 자동차 KR20110053088A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090109904A KR20110053088A (ko) 2009-11-13 2009-11-13 모터 및 이를 포함하는 자동차

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090109904A KR20110053088A (ko) 2009-11-13 2009-11-13 모터 및 이를 포함하는 자동차

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110053088A true KR20110053088A (ko) 2011-05-19

Family

ID=44362855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090109904A KR20110053088A (ko) 2009-11-13 2009-11-13 모터 및 이를 포함하는 자동차

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110053088A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140145653A (ko) * 2013-06-13 2014-12-24 엘지전자 주식회사 전기자동차
KR20150041258A (ko) * 2013-10-07 2015-04-16 현대자동차주식회사 구동모터의 냉각유닛
KR20150068224A (ko) * 2013-12-11 2015-06-19 현대자동차주식회사 구동모터의 냉각유닛

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140145653A (ko) * 2013-06-13 2014-12-24 엘지전자 주식회사 전기자동차
KR20150041258A (ko) * 2013-10-07 2015-04-16 현대자동차주식회사 구동모터의 냉각유닛
KR20150068224A (ko) * 2013-12-11 2015-06-19 현대자동차주식회사 구동모터의 냉각유닛

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Caricchi et al. Design and construction of a wheel-directly-coupled axial-flux PM motor prototype for EVs
US11005320B2 (en) Variable flux bridge for rotor of an electric machine
EP2323469A1 (en) Motor drive unit and vehicle including the same
JP5769386B2 (ja) 電気推進装置およびこれを備えた電動車両
US20170271954A1 (en) Over Mold with Integrated Insert to Enhance Heat Transfer from an Electric Machine End Winding
EP3613625A2 (en) Vehicle propulsion system with multi-channel dc bus and method of manufacturing same
US11742708B2 (en) In slot cooling enhancement for coated stator
US20180264951A1 (en) A vehicle comprising a wheel driven generator for charging a battery
US10630134B2 (en) Electric machine cooling passage with internal fin structure
CN107104551B (zh) 用于电气化车辆的热管理组件
JP2012257394A (ja) 車両の電源システムおよびそれを備える車両
KR20110053084A (ko) 동력 모듈 및 이를 포함하는 자동차
KR20110053088A (ko) 모터 및 이를 포함하는 자동차
KR20110053082A (ko) 모터구동부 및 이를 포함하는 자동차
US20160193935A1 (en) Advances in Electric Car Technology
Belekar et al. Alternator charging system for electric motorcycles
GB2420765A (en) Battery driven vehicle
JP6421744B2 (ja) ハイブリッド車両
KR20110053085A (ko) 모터구동부 및 이를 포함하는 자동차
Yamada et al. Components and systems for electric vehicles (HEVs/EVs)
CN107465322B (zh) 电动汽车增程器栅形转子电机
Zhang et al. Investigation and development of a new brushless DC generator system for extended-range electric vehicle application
KR102186618B1 (ko) 전기 자동차 충방전 장치
EP4185072A1 (en) An air cooled resistor
KR101271833B1 (ko) 전기자동차용 충전장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application