KR20110087669A

KR20110087669A - Electric vehicle

Info

Publication number: KR20110087669A
Application number: KR1020100007199A
Authority: KR
Inventors: 이대일
Original assignee: 이대일
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-08-03

Abstract

PURPOSE: An electro-mobile including an integrated wheel motor is provided to control load by manufacturing a motor in a wheel integrated type. CONSTITUTION: A tire is combined in a wheel combining unit(10). A wheel motor is formed in a U type. A driving unit is installed in both sides of a vehicle frame. A wheel motor is controlled according to driving speed of a vehicle. A control unit controls in order to drive a vehicle.

Description

Electric vehicle with integrated wheel motor {ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 휠 일체형 휠모터가 장착된 전기자동차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어가 결합되는 휠결합부가 하우징의 외주연에 일체로 형성된 휠모터를 구비하고, 타이어가 결합된 휠모터를 차체프레임의 전후단 양측에 장착하여 구동수단을 이루며, 차체에는 차량의 주행방향, 주행속도에 따라 각각의 휠모터를 개별제어하여 정상적인 차량의 주행이 이루어지도록 제어하는 제어수단을 설치하여 구성한 휠 일체형 휠모터가 장착된 전기자동차에 관한 것이다.
The present invention relates to an electric vehicle equipped with a wheel-integrated wheel motor, and more particularly, a wheel coupling unit to which a tire is coupled includes a wheel motor integrally formed at an outer circumference of the housing, and the wheel motor to which the tire is coupled is connected to a vehicle body frame. Wheels are mounted on both sides of the front and rear ends of the vehicle to form a driving means, and the wheel body wheel motor is formed by installing control means for controlling normal driving of each vehicle by individually controlling each wheel motor according to the driving direction and driving speed of the vehicle. Relates to an electric vehicle equipped with.

종래 전기자동차는 범용적으로 사용되는 하나의 BLDC모터를 사용하고 있기 때문에 전기자동차를 구성하고 있는 차체 및 구조물이 복잡하고, 시스템이 복잡하게 설계되는 문제점이 있었다.Since the conventional electric vehicle uses a single BLDC motor that is used universally, there is a problem in that the body and structure of the electric vehicle are complicated, and the system is designed to be complicated.

이러한 이유로 종래 전기자동차는 에너지의 소모가 많고 시스템의 사후 관리가 복잡한 문제점이 있었다.For this reason, the conventional electric vehicle has a problem of high energy consumption and complicated post-management of the system.

또한, 전기자동차에 사용되는 모터 구동장치가 대형 모터를 구동하기 위해 복잡하게 구성되어야 하고, 차량의 출력용량을 높이기 위해서는 모터의 용량을 높여야 하는데, 대용량의 모터를 구동하기 위한 모터구동장치의 구현은 기술적으로 매우 어렵고, 대용량 배터리의 제조에도 한계가 있으며, 전력소비 및 운전비용이 높다는 문제점과 생산 및 관리비용이 과도하게 증가한다는 문제점이 발생하고 있었다.
In addition, the motor drive device used in the electric vehicle has to be complicated to drive a large motor, and the capacity of the motor must be increased to increase the output capacity of the vehicle. Technically very difficult, there are limitations in the manufacture of large capacity batteries, high power consumption and operation costs, and problems that excessively increase production and management costs have occurred.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 전기자동차에 사용되는 모터를 휠 일체형으로 제작해 전기자동차의 바퀴로 사용하며, 전기자동차의 운행에 필요한 부하를 각 바퀴로 분산, 개별제어가 가능하여 모터의 부하를 줄여 소용량의 모터를 사용할 수 있도록 하여 모터구동장치를 단순화하면서 에너지 효율을 극대화할 수 있도록 하였다. Therefore, the present invention for solving the above problems is to use the motor used in the electric vehicle as a wheel of the electric vehicle produced by the integrated wheel, the load necessary for the operation of the electric vehicle is distributed to each wheel, the motor can be controlled separately By reducing the load on the motor, a small motor can be used to simplify the motor drive system while maximizing energy efficiency.

또한, 바퀴로 사용되는 휠일체형 모터가 회전하면서 발생되는 기계에너지를 전기에너지로 변환해 출력할 수 있도록 구성하여 모터의 구동시 발생되는 전기를 배터리에 충전하여 배터리의 수명을 연장할 수 있도록 구성한 휠일체형 휠모터가 장착된 전기자동차를 제공함을 목적으로 한다.
In addition, the wheel is configured to extend the life of the battery by charging the battery with electricity generated when the motor is driven by configuring so that the wheel-integrated motor used as the wheel converts the mechanical energy generated by the rotation into electrical energy. An object of the present invention is to provide an electric vehicle equipped with an integrated wheel motor.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

타이어가 결합되는 휠결합부가 하우징의 외주연에 'U'자 모양으로 일체로 형성된 휠모터를 구비하고, 타이어가 결합된 복수의 휠모터를 차체프레임의 전후단 양측에 장착하여 구동수단을 이루며, 차체에는 차량의 주행방향, 주행속도에 따라 각각의 휠모터를 개별제어하여 정상적인 차량의 주행이 이루어지도록 제어하는 제어수단을 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.
The wheel coupling portion to which the tire is coupled has a wheel motor which is integrally formed in a 'U' shape on the outer circumference of the housing, and a plurality of wheel motors to which the tire is coupled are mounted on both front and rear ends of the body frame to form a driving means. The vehicle body is characterized in that it is configured to install a control means for controlling the driving of the normal vehicle by individually controlling each wheel motor according to the driving direction, the driving speed of the vehicle.

본 발명에 의하면, 전기자동차의 운행에 필요한 동력을 여러개의 휠모터에 분산시킴에 따라 사용되는 모터의 출력용량을 줄여줄 수 있으며, 주변환경에 따라 개별적으로 모터를 구동할 수 있으므로 에너지소비량을 줄여줄 수 있으면서도 필요시에는 전기자동차가 고출력으로 구동할 수 있고, 모터에서 사용되는 전기에너지의 소비량을 줄여줄 수 있게되어 밧데리의 사용시간을 연장할 수 있으며, 본 발명에 적용되는 휠모터가 작동하면서 자가발전하므로 그 휠모터에서 생성되는 전기를 충전하여 재사용할 수 있게되므로 밧데리의 수명을 더욱 연장할 수 있도록 하며, 각각의 휠모터가 전기자동차의 바퀴로 사용됨에 따라 모터주변의 구성을 단순화할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to reduce the output capacity of the motor used by distributing the power required for the operation of the electric vehicle to a plurality of wheel motors, and to reduce the energy consumption because the motor can be driven individually according to the surrounding environment The electric vehicle can drive at high power when needed, and can reduce the consumption of electric energy used in the motor, thereby extending the use time of the battery, and the wheel motor applied to the present invention operates. Self-powering allows the electric power generated by the wheel motors to be recharged and reused, further extending the life of the battery and simplifying the configuration around the motor as each wheel motor is used as an electric vehicle wheel. You can expect the effect to be.

도 1 은 본 발명에 적용되는 휠일체형 휠모터를 보인 단면도.
도 2 는 본 발명에 적용되는 휠일체형 휠모터의 다른 실시예를 보인 도면.
도 3 은 본 발명에 적용된 휠일체형 휠모터를 보인 측단면도.
도 4 는 본 발명의 전기자동차를 개략적으로 보인 도면.
도 5 는 본 발명에 적용된 제어수단을 보인 블럭도.
도 6 은 본 발명의 제어과정을 보인 플로우챠트.1 is a cross-sectional view showing a wheel-integrated wheel motor applied to the present invention.
Figure 2 is a view showing another embodiment of a wheel-integrated wheel motor applied to the present invention.
Figure 3 is a side sectional view showing a wheel integrated wheel motor applied to the present invention.
Figure 4 is a schematic view of the electric vehicle of the present invention.
Figure 5 is a block diagram showing a control means applied to the present invention.
6 is a flow chart showing a control process of the present invention.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 6 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 1 to 6.

본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.The terms defined in describing the present invention have been defined in consideration of the functions of the present invention and should not be construed to limit the technical elements of the present invention.

도 1 내지 도 3 은 본 발명에 적용된 휠모터(M)의 실시예를 도시한 것으로서, 휠모터(M)는 1 to 3 show an embodiment of a wheel motor (M) applied to the present invention, the wheel motor (M) is

하우징(3)의 중심에 메인축(1)이 베어링(2)으로 결합되어 하우징(3)이 메인축(1)에 대해 독립 회전이 가능하게 구성하고, 외측에 다수의 코일권취부(5)가 돌출 형성되어 있는 계자코어(4)를 메인축(1)의 중간부에 고정 결합하며, 내부층이 Co-Fe-Y로 이루어지면서 외부층이 Fe-Nd-B로 이루어진 복수의 영구자석(8)을 상기 하우징(3)의 내주면에 장착하여 회전자(12)를 이루고, 입력전류에 의해 자극이 가변되어 영구자석(8)을 밀어내어 회전자(12)를 회전시키는 계자코일(7)을 코일권취부(5)에 권취하여 고정자(11)를 이루되,The main shaft 1 is coupled to the bearing 2 at the center of the housing 3 so that the housing 3 can be independently rotated with respect to the main shaft 1, and a plurality of coil windings 5 on the outside. Is fixed to the field core (4) is formed protruding in the middle of the main shaft (1), the inner layer is made of Co-Fe-Y and the outer layer is made of a plurality of permanent magnets (Fe-Nd-B) 8) is mounted on the inner circumferential surface of the housing (3) to form a rotor 12, the magnetic field is changed by the input current to push the permanent magnet (8) to rotate the rotor coil (12) Wound around the coil winding (5) to form a stator (11),

회전하는 영구자석(8)의 자극변화에 의해 전기에너지를 유기시키는 유도코일(6)을 상기 코일권취부(5)에 더 권취하여 구성한다.An induction coil 6 for releasing electrical energy by changing the magnetic pole of the rotating permanent magnet 8 is further wound on the coil winding 5.

하우징(3)은 고정자(11)와 회전자(12)를 수용할 수 있도록 내부가 비어있는 형태로 형성하고, 하우징(3)의 중앙부에 베어링(2)이 결합될 수 있는 축결합부(9)가 내측으로 절곡된 형태로 형성된다.The housing 3 is formed in a hollow shape to accommodate the stator 11 and the rotor 12, and the shaft coupling portion 9 in which the bearing 2 can be coupled to the central portion of the housing 3. ) Is formed in the shape bent inward.

메인축(1)과 하우징(3)이 서로 독립 회전 가능하다는 것은 고정자(11)와 회전자(12)에 의해 발생된 회전동력을 메인축(1) 또는 하우징(3)을 통해 부하측으로 전달할 수 있다는 것을 의미하는데, 본 발명에서는 하우징(3)에 부하인 타이어(13)를 결합할 수 있다.The fact that the main shaft 1 and the housing 3 are rotatable independently of each other can transmit the rotational power generated by the stator 11 and the rotor 12 to the load side via the main shaft 1 or the housing 3. In the present invention, it is possible to couple the tire 13 as a load to the housing 3.

상기 하우징(3)의 내주연에 영구자석(8)을 설치하여 회전자(12)를 이루도록 구성하는데, 상기 영구자석(8)은 내부층이 Co-Fe-Y로 이루어지면서 외부층이 Fe-Nd-B로 이루어진 것을 사용한다.The permanent magnet 8 is installed on the inner circumference of the housing 3 to form the rotor 12. The permanent magnet 8 is made of Co-Fe-Y while the outer layer is made of Fe-. Use consists of Nd-B.

일반적으로 사용되는 영구자석은 자속밀도와 자력세기의 척도가되는 BH.sub.max 값이 40MGOe 이하인 반면 본 발명에 적용되는 영구자석(8)은 그 내부층이 Co-Fe-Y로 이루어지면서 외부층이 Fe-Nd-B로 이루어진 것이기 때문에 BH.sub.max 값이 60MGOe 이상이고, 삽입계수 역시 2.5~3.5의 값을 갖게되어 영구자석(8)이 충분한 자력에너지를 보유하게 된다.In general, the permanent magnet used has a BH.sub.max value of 40 MGOe or less, which is a measure of magnetic flux density and magnetic strength, while the permanent magnet 8 applied to the present invention has an outer layer made of Co-Fe-Y. Since the layer is composed of Fe-Nd-B, the BH.sub.max value is 60 MGOe or more and the insertion coefficient is 2.5 to 3.5, so that the permanent magnet 8 has sufficient magnetic energy.

한편, 메인축(1)의 중앙부에는 다수의 코일권취부(5)가 방사상으로 돌출 형성되어 있는 계자코어(4)가 결합되고, 상기 코일권취부(5)에는 입력전류에 의해 자극이 가변되어 영구자석(8)을 밀어내어 회전자(12)를 회전시키는 계자코일(7)과 회전하는 영구자석(8)의 자극변화에 의해 전기에너지를 유기시키는 유도코일(6)을 권취하여 고정자(11)를 이룬다.On the other hand, a field core 4 having a plurality of coil windings 5 radially protruding is coupled to the central portion of the main shaft 1, and the magnetic poles of the coil winding 5 are variable by an input current. The stator 11 is wound by winding the induction coil 6 which pushes the permanent magnet 8 to rotate the rotor 12 and the induction coil 6 which induces electrical energy by the magnetic pole change of the rotating permanent magnet 8. ).

상기 계자코일(7)과 유도코일(6)은 도 1 과 같이 코일권취부(5)에 구분되게 권취할 수 있다.The field coil 7 and the induction coil 6 may be wound around the coil winding 5 as shown in FIG. 1.

즉, 도 1 과 같이 코일권취부(5)에 먼저 유도코일(6)을 권취하고, 그 유도코일(6)의 외측으로 계자코일(7)을 권취하는 것이며, 유도코일(6)과 계자코일(7)의 권취위치를 바꾸어서도 가능하다.That is, as shown in FIG. 1, the induction coil 6 is first wound on the coil winding 5, and the field coil 7 is wound outside the induction coil 6, and the induction coil 6 and the field coil are wound. It is also possible to change the winding position of (7).

또한, 도 2 에 도시된 바와같이 상기 유도코일(6)과 계자코일(7)을 코일권취부(5)에 불규칙하게 동시에 권취 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the induction coil 6 and the field coil 7 may be wound on the coil winding 5 at the same time.

그리고, 본 발명에서는 계자코어(4)와 영구자석(8) 사이에 약 0.1~0.5mm의 간극을 갖도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to have a gap of about 0.1 to 0.5 mm between the field core 4 and the permanent magnet 8.

또한, 하우징(3)의 외주연에 자동차의 타이어가 직접 결합될 수 있는 휠결합부(10)를 'U'자 모양으로 돌출 형성하여 도면과 같이 상기 휠결합부(10)에 타이어(13)를 직접 결합하여 휠모터(M)를 휠축으로 사용할 수 있도록 한다.In addition, the tire 13 of the wheel coupling portion 10 is formed by protruding the wheel coupling portion 10 which is directly coupled to the tire of the vehicle 3 to the outer circumference of the housing 3 in a 'U' shape. Directly combine the wheel motor (M) to be used as the wheel shaft.

휠모터(M)를 전기자동차의 휠축으로 사용할 때에는 메인축(1)을 차체에 고정시켜 하우징(3)이 회전하도록 사용하며, 그 하우징(3)의 외주연에 일체로 형성된 휠결합부(10)에 직접 타이어를 결합하여 사용하는 것이다.When the wheel motor M is used as a wheel shaft of an electric vehicle, the main shaft 1 is fixed to the vehicle body so that the housing 3 rotates, and the wheel coupling portion 10 integrally formed on the outer circumference of the housing 3. ) Is to use the tire directly.

이와같이 구성되는 휠모터(M)의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the wheel motor (M) configured as described above are as follows.

먼저, 후설하는 제어수단(20)으로 부터 고정자(11)의 계자코일(7)로 소정 극성의 전류가 공급되어 계자코일(7)에서 발생하는 자극과 영구자석(8)의 자극이 척력을 갖게됨에 따라 영구자석(8)이 장착된 하우징(3)이 회전하게되고, 하우징(3)이 회전한 이후에는 그 영구자석(8)의 회전속도에 추종하여 계자코일(7)로 공급되는 전류의 극성을 가변시켜 지속적으로 계자코일(7)과 영구자석(8)이 척력을 갖도록 하여 하우징(3)이 고속으로 회전할 수 있게되는 것이며, 이러한 휠모터(M)의 동작에 의해 타이어(13)가 회전하면서 전기자동차가 구동하게 되는 것이다.First, a current of a predetermined polarity is supplied from the control means 20 to the field to the field coil 7 of the stator 11 so that the magnetic pole generated from the field coil 7 and the magnetic pole of the permanent magnet 8 have repulsive force. As the housing 3 is mounted with the permanent magnet 8 rotates, and after the housing 3 rotates, the housing 3 is rotated to follow the rotational speed of the permanent magnet 8 to supply the field coil 7 with the current. By varying the polarity, the field coil 7 and the permanent magnet 8 have repulsive force so that the housing 3 can rotate at high speed, and the tire 13 is operated by the operation of the wheel motor M. As the electric car rotates.

본 발명에 적용된 휠모터(M)는 하우징(3)이 회전하여 동력을 부하측으로 전달할때, 회전하는 영구자석(8)에 의해 코일권취부(5)에 감겨있는 유도코일(6)에 전기가 유도되어 후설하는 제어수단(20)의 전기충전부(31)에 공급 충전된다.The wheel motor (M) applied to the present invention, when the housing (3) rotates to transmit power to the load side, electricity is supplied to the induction coil (6) wound on the coil winding (5) by the rotating permanent magnet (8) It is supplied and charged to the electric charging unit 31 of the control means 20 to guide and settle down.

즉, 상기 영구자석(8)이 고속으로 회전함에 따라 영구자석(8)이 갖는 자극이 코일권취부(5)에 감겨있는 유도코일(6)에 쇄교하면서 기전력이 발생되어 전기가 유도코일(6)에 유기되는 것이며, 그 유기된 전기가 외부의 전기충전부(31)에 충전되는 것이다.That is, as the permanent magnet 8 rotates at high speed, electromotive force is generated while the magnetic pole of the permanent magnet 8 is connected to the induction coil 6 wound on the coil winding 5 so that electricity is generated. ), And the induced electricity is charged in the external electric charging unit 31.

이때, 본 발명에 적용된 영구자석(8)은 앞서 설명된 바와같이 BH.sub.max 값이 60MGOe 이상인 강한 자력을 갖는 것이기 때문에 고정자(11)에 권선되어 있는 계자코일(7)과 유도코일(6)에 충분하게 자력을 제공할 수 있게되고, 이에의해 계자코일(7)에서 발생되는 자극에 의한 하우징(3) 회전동작 및 유도코일(6)의 발전 동작이 동시에 이루어질 수 있게된다.
At this time, since the permanent magnet 8 applied to the present invention has a strong magnetic force with a BH.sub.max value of 60 MGOe or more, as described above, the field coil 7 and the induction coil 6 wound around the stator 11. It is possible to provide a sufficient magnetic force (), thereby enabling the housing 3 rotation operation and the power generation operation of the induction coil 6 by the magnetic pole generated in the field coil (7) at the same time.

도 4 는 본 발명에 적용된 휠모터(M)를 차체프레임의 전후단 양측에 각각 결합하여 구동수단을 이루도록 한 실시상태를 도시한 것이다.4 shows an embodiment in which the wheel motor M applied to the present invention is coupled to both front and rear ends of the vehicle body frame to form driving means.

도 4 와 같이 본 발명에 적용된 복수개의 휠모터(M)를 전기자동차의 4바퀴로 사용하게되면, 각각의 휠모터(M)를 독립적으로 제어할 수 있게되어 에너지 소비량을 줄여줄 수 있음은 물론 모터를 대용량으로 설계하지 않아도 되는 효과를 기대할 수 있다.
When the plurality of wheel motors (M) applied to the present invention as shown in FIG. 4 are used as four wheels of an electric vehicle, each wheel motor (M) can be independently controlled, thereby reducing energy consumption. The effect of not having to design a large capacity motor can be expected.

도 5 는 본 발명에 적용된 제어수단(20)을 도시한 것으로서, 5 shows the control means 20 applied to the present invention,

운전자의 핸들 조작에 따른 조향각을 감지하고, 그 감지된 조향각에 따라 앞쪽 휠모터(M)의 회전속도 제어량을 마이콤(32)으로 출력하는 조향감지부(21)와;A steering sensing unit 21 for sensing a steering angle according to a driver's steering wheel operation and outputting a rotation speed control amount of the front wheel motor M to the microcomputer 32 according to the detected steering angle;

운전자의 브레이크 조작에 따른 제동량을 감지하고, 그 감지된 제동량에 따라 휠모터(M)의 속도 제어량을 마이콤(32)으로 출력하는 제동제어부(22)와;A braking control unit 22 for detecting a braking amount according to a driver's braking operation and outputting a speed control amount of the wheel motor M to the microcomputer 32 according to the detected braking amount;

휠모터(M)를 제어하기 위한 동기신호를 생성하여 출력하는 동기신호 발생부(23)와;A synchronization signal generator 23 for generating and outputting a synchronization signal for controlling the wheel motor M;

각각의 휠모터(M)를 구동하고 속도를 제어하기 위한 모터드라이버를 내장하고, 마이콤(32)으로 부터 전송된 속도제어정보에 따라 모터드라이버를 작동시켜 휠모터(M)를 구동하는 속도제어부(24)와;Built-in motor driver for driving each wheel motor (M) and controlling the speed, the speed control unit for driving the wheel motor (M) by operating the motor driver according to the speed control information transmitted from the microcomputer 32 ( 24);

마이콤(32)의 제어명령에 따라 차량내에 설치되어 있는 조명기구를 온/오프 제어 및 밝기제어하는 조명제어부(25)와;A lighting control unit 25 which controls on / off and brightness of lighting fixtures installed in the vehicle according to a control command of the microcomputer 32;

전기자동차의 전후진 동작에 따라 마이콤(32)에서 전송되는 제어명령에 따라 휠모터(M)의 회전방향을 제어하는 모터회전방향 제어부(26)와;A motor rotation direction controller 26 for controlling a rotation direction of the wheel motor M according to a control command transmitted from the microcomputer 32 according to the forward and backward operation of the electric vehicle;

전기자동차에 설치되어 있는 각종 센서류 및 모터의 상태를 감시하여 고장상태를 판단하고, 그 판단결과를 마이콤(32)으로 출력하는 고장진단 제어부(27)와;A failure diagnosis control unit 27 for monitoring a state of various sensors and motors installed in the electric vehicle to determine a failure state and outputting the determination result to the microcomputer 32;

휠모터(M)의 구동전원을 밧데리모듈(30)로 부터 공급하는 모터전원제어부(28)와;A motor power control unit 28 for supplying driving power of the wheel motor M from the battery module 30;

각 구성요소로 부터 출력되는 제어정보들을 수집하여 전기자동차의 작동상태 및 휠모터(M)의 작동상태를 파악하고, 고장이 감지되었을때 운전자에게 경보하여 고장부위를 정비할 수 있도록 동작하면서 특정 휠모터(M)의 고장시 해당 휠모터(M)로 공급되는 전원을 차단하여 해당 모터가 무부하상태를 유지하도록 작동하는 마이콤(32); 으로 구성한다.Collects control information output from each component to grasp the operating status of the electric vehicle and the operation of the wheel motor (M), and alerts the driver when a failure is detected to operate the specific parts of the wheel. A microcomputer 32 that operates to maintain a no-load state by cutting off the power supplied to the wheel motor M when the motor M is broken; Consists of.

그리고, 상기 제어수단(20)은 휠모터(M)의 작동시 유도코일(6)에 유기된 전기를 공급받아 충전하고, 그 충전전압을 밧데리모듈(30)에 공급하는 전기충전부(31); 를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하고, And, the control means 20 is supplied with the electricity supplied to the induction coil (6) during the operation of the wheel motor (M) and charged, the electric charging unit 31 for supplying the charging voltage to the battery module (30); Characterized in that further comprises a,

또한, 상기 제어수단(20)은 마이콤(32)으로 수집되는 차량의 운전상태 및 고장여부정보를 무선통신방식으로 외부의 중앙관리장치(미도시되었음)에 전송하는 통신제어부(29)를 더 포함하고, 상기 중앙관리장치는 전기자동차의 통신제어부(29)로 부터 전송되는 상태정보를 수신하여 전기자동차의 이력 및 상태를 관리하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control means 20 further includes a communication control unit 29 for transmitting the driving state and failure information of the vehicle collected by the microcomputer 32 to an external central management device (not shown) in a wireless communication method. And, the central management device is characterized in that to receive the status information transmitted from the communication control unit 29 of the electric vehicle to manage the history and state of the electric vehicle.

또한, 본 발명의 전기자동차는 브레이크패드와 같은 기계적 브레이크 수단을 더 포함하고, 점진적인 감속의 경우 휠모터(M)의 출력을 감소시켜 브레이크동작이 이루어지도록 하며, 긴박한 상황에서의 급정거시에는 휠모터(M)와 기계적 브레이크 수단을 동시에 작동시켜 급정거가 이루어지도록 작동한다.In addition, the electric vehicle of the present invention further includes a mechanical brake means such as a brake pad, in the case of gradual deceleration to reduce the output of the wheel motor (M) to achieve the brake operation, the wheel motor during a sudden stop in an emergency situation (M) and mechanical brake means are operated at the same time to make a quick stop.

이와같이 구성된 제어수단(20)의 동작을 도 5 와 도 6 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the control means 20 configured as described above will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

먼저, 마이콤(32)은 자체 메모리를 초기화하고, 각각의 휠모터(M)와 전기자동차에 장착되어 있는 센서들을 초기화한다.First, the microcomputer 32 initializes its own memory and initializes the sensors mounted on each wheel motor M and the electric vehicle.

그리고, 운전자가 엑셀페달을 조작하면, 속도제어부(24)는 엑셀페달 작동량을 감지한 후 그 감지량에 대응하여 각각의 휠모터(M)를 구동시키기 위한 제어값으로 내부 모터드라이버를 구동시켜 휠모터(M)를 구동시켜 전기자동차가 구동하게 된다.When the driver operates the accelerator pedal, the speed controller 24 senses the accelerator pedal operation amount and drives the internal motor driver with a control value for driving each wheel motor M in response to the detection amount. The electric motor is driven by driving the wheel motor (M).

상기 모터드라이버의 제어에 의해 모터전원제어부(28)에서 공급되는 전원이 휠모터(M)의 계자코일(7)로 공급되어 하우징(3)이 회전하므로서, 타이어(13)가 구동하여 전기자동차가 전진 작동하는 것이다.Under the control of the motor driver, the power supplied from the motor power control unit 28 is supplied to the field coil 7 of the wheel motor M so that the housing 3 rotates, so that the tire 13 is driven to drive the electric vehicle. Is going to work.

전기자동차가 정속주행하거나 중,고속 주행할때 속도제어부(24)는 동기신호발생부(23)에서 공급되는 동기신호에 동기시켜 휠모터(M)로 공급되는 제어신호를 출력함에 따라 전기자동차에 바퀴로 설치되어 있는 각각의 휠모터(M)가 동기제어된다.The speed controller 24 outputs a control signal supplied to the wheel motor M in synchronization with the synchronous signal supplied from the synchronous signal generator 23 when the electric vehicle runs at constant speed or runs at high speed. Each wheel motor M installed with the wheels is synchronously controlled.

한편, 운전자가 전기자동차의 진행방향을 가변시키기 위해 핸들을 회전시키면, 그 핸들 회전량이 조향감지부(21)에 의해 감지되고, 조향감지부(21)는 전륜을 이루는 휠모터(M)의 조향에 따른 회전제어량을 마이콤(32)으로 출력하고, 마이콤(32)은 그 조향에 따른 회전제어량을 속도제어부(24)로 전송함에 따라 조향에 따른 전륜 휠모터(M)의 회전량이 개별제어되어 원활한 조향이 이루어진다.On the other hand, if the driver rotates the steering wheel to change the direction of movement of the electric vehicle, the handle rotation amount is detected by the steering sensing unit 21, the steering sensing unit 21 is steering of the wheel motor (M) forming the front wheels The rotation control amount according to the output to the microcomputer 32, the microcomputer 32 transmits the rotation control amount according to the steering to the speed control unit 24, the amount of rotation of the front wheel motor (M) according to the steering is individually controlled smoothly Steering takes place.

즉, 조향이 이루어지면 전륜을 이루는 좌,우측 바퀴 중에서 조향방향쪽 바퀴의 회전속도가 다른쪽 바퀴보다 다소 늦게 회전하게 되므로, 이러한 상황을 만족시켜주기 위하여 조향시 상기 설명과 같이 전륜 휠모터(M)의 회전량을 개별제어하는 것이다.That is, when steering is made, the rotational speed of the steering direction wheel among the left and right wheels constituting the front wheel rotates slightly later than the other wheel, so as to satisfy this situation, the front wheel motor (M) as described above. It is to control the rotation amount of) separately.

또한 주행중 운전자가 브레이크를 밟게되면, 제동제어부(22)는 브레이크의 답입량을 감지하여 제동량을 파악하고, 그 파악된 제동량에 비례하여 감속하기 위한 휠모터(M)의 속도감소량정보를 마이콤(32)으로 출력하며, 마이콤(23)은 제동제어부(22)로 부터 출력된 속도감소량정보를 속도제어부(24)로 전송하여 휠모터(M)의 회전속도가 감소하게 된다.In addition, when the driver presses the brake while driving, the brake control unit 22 detects the depression amount of the brake to grasp the braking amount, and the speed reduction amount information of the wheel motor M to decelerate in proportion to the detected braking amount. At 32, the microcomputer 23 transmits the speed reduction amount information output from the braking control unit 22 to the speed control unit 24 so that the rotation speed of the wheel motor M is reduced.

본 발명의 전기자동차는 브레이크패드와 같은 기계적 브레이크수단을 더 구비하고 있으며, 운전중 이루어지는 통상적인 감속의 경우 휠모터(M)의 회전속도를 감소시켜 제동이 이루어지도록 하고, 급정거시에는 기계적 브레이크수단이 동시에 작동하도록 하여 급정거가 이루어지도록 한다.The electric vehicle of the present invention further includes a mechanical brake means such as a brake pad, and in the case of a normal deceleration made during driving, the rotational speed of the wheel motor M is reduced so that braking is performed, and the mechanical brake means is suddenly stopped. This will work at the same time to ensure a quick stop.

급정거 여부의 판단은 브레이크 페달을 답입량을 감지하는 제동제어부(22)가 브레이크페달의 답입량이 설정치 이상일때 급정거라고 판단하여 그 판단정보를 마이콤(32)으로 출력하고, 마이콤(32)은 급정거정보가 제동제어부(22)로 부터 입력되면 앞서 설명된 기계적 브레이크수단을 작동시킴과 동시에 휠모터(M)의 속도가 감소하도록 제어하여 급정거가 이루어지도록 하는 것이다.The determination of whether the sudden stop is the brake pedal 22 for detecting the depression amount of the brake pedal determines that the brake pedal is sudden stop when the depression amount of the brake pedal is greater than the set value, and outputs the determination information to the microcomputer 32, and the microcom 32 stops suddenly. When the information is input from the braking control unit 22, the mechanical brake means described above is operated, and at the same time, the speed of the wheel motor M is reduced so that a sudden stop is made.

본 발명에 적용된 모터회전 방향 제어부(26)는 전기자동차가 전진하거나 후진하는 것에 따라 휠모터(M)의 회전방향을 제어하게된다.The motor rotation direction control unit 26 applied to the present invention controls the rotation direction of the wheel motor M as the electric vehicle moves forward or backward.

그리고, 조명제어부(25)는 마이콤(32)의 제어에 따라 전기자동차에 설치되어 있는 각종 조명기구를 온/오프 제어하고, 고장진단 제어부(27)는 전기자동차에 설치되어 있는 각종 센서류로 부터 전송되는 감지정보를 이용하여 전기자동차의 상태를 파악하면서 휠모터(M)의 고장여부를 진단하며, 상기 진단결과 고장이 판단되면 고장진단 제어부(27)는 고장상태를 마이콤(32)으로 출력하고, 마이콤(32)은 고장상태를 운전자에게 경보하여 운전자가 신속하게 고장부위를 정비할 수 있도록 한다.In addition, the lighting control unit 25 controls on / off various lighting devices installed in the electric vehicle under the control of the microcomputer 32, and the failure diagnosis control unit 27 transmits from various sensors installed in the electric vehicle. By detecting the state of the electric vehicle by using the detected information to diagnose the failure of the wheel motor (M), if the failure is determined as a result of the diagnosis diagnosis control unit 27 outputs the failure state to the microcomputer 32, The microcomputer 32 alerts the driver of the fault condition so that the driver can quickly maintain the fault site.

또한 마이콤(32)은 고장진단 제어부(27)로 부터 휠모터(M)의 고장상태가 확인되었을때 해당 휠모터(M)의 고장상태를 운전자에게 경보하여 운전자가 휠모터(M)를 신속히 정비할 수 있도록 하면서 해당 휠모터(M)로 전원이 공급되지 않도록 하여 무부하 상태로 바퀴가 회전할 수 있도록 한다.In addition, when the failure state of the wheel motor (M) is confirmed from the failure diagnosis control unit (27), the microcomputer 32 alerts the driver of the failure state of the corresponding wheel motor (M), and the driver quickly maintains the wheel motor (M). While not allowing power to be supplied to the corresponding wheel motor (M), the wheel can rotate without load.

바퀴로 사용되는 4개의 휠모터(M) 중 어느 하나의 휠모터(M)가 고장으로 무부하상태가되면 고속주행은 어렵겠지만 저속으로 정비소에 갈수있는 정도는 구동할 수 있게되므로 신속하게 휠모터(M)를 정비할 수 있다.If any one of the four wheel motors (M) used as wheels is in a no-load state due to a failure, it is difficult to drive at high speed, but the wheel motor can be driven at a low speed because it can be driven to a repair shop at a low speed. M) can be maintained.

그리고, 상기 휠모터(M)가 동작하게되면, 휠모터(M)에 설치되어 있는 유도코일(6)에 전기가 유기되어 생성되고, 그 유도코일(6)에 생성된 전기는 전기충전부(31)에 충전된다.When the wheel motor M is operated, electricity is induced and generated in the induction coil 6 installed in the wheel motor M, and the electricity generated in the induction coil 6 is electrically charged. ) Is charged.

따라서, 밧데리모듈(30)이 모두 방전되었을때 상기 전기충전부(31)에 충전되어 있는 전기를 활용할 수 있게되므로 밧데리모듈(30)의 사용시간을 연장시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.Therefore, when all of the battery module 30 is discharged, it is possible to utilize the electricity charged in the electrical charging unit 31 can be expected to extend the use time of the battery module 30.

또한, 본 발명에 적용된 통신제어부(29)는 마이콤(32)으로 수집되는 차량의 운전상태 및 고장여부정보를 무선통신방식으로 외부의 중앙관리장치에 전송하고, 외부의 중앙관리장치는 전기자동차의 통신제어부(29)로 부터 전송되는 상태정보를 수신하여 전기자동차의 이력 및 상태를 일괄적으로 관리하여 특정 전기자동차에 이상이 발생했을때 중앙관리장치에서 해당 전기자동차의 고장상태를 판단하여 신속히 정비할 수 있게된다.In addition, the communication control unit 29 applied to the present invention transmits the driving state and failure information of the vehicle collected by the microcomputer 32 to the external central management device in a wireless communication method, the external central management device of the electric vehicle Receives status information transmitted from the communication control unit 29 and manages the history and state of the electric vehicle collectively, and when the abnormality occurs in a specific electric vehicle, the central management unit determines the fault condition of the electric vehicle and quickly maintains it. You can do it.

앞서 설명한 바와같이 본 발명은 4개의 휠모터(M)를 전기자동차의 바퀴로 사용하고, 또 그 각각의 휠모터(M)를 개별 제어하여 마치 전륜구동방식 차량과 같이 구동하게되므로 전기자동차의 주행성을 향상시킴은 물론 4개의 휠모터(M)를 사용함에 따라 대용량의 전기모터를 적용하지 않아도 되므로 에너지소비량을 현저히 줄여줄 수 있다.As described above, the present invention uses four wheel motors M as wheels of an electric vehicle, and individually controls each of the wheel motors M to drive like an all-wheel drive type vehicle. As well as improving the use of four wheel motors (M), you do not need to apply a large electric motor can significantly reduce energy consumption.

또한, 전기자동차의 본네트 내부에 전기모터를 장착하지 않고, 각각의 차륜에 휠모터(M)를 장착하여 휠모터(M)의 회전력이 직접 타이어에 전달되어 전기자동차가 구동하는 방식이므로 본네트 내부의 구조가 복잡해지지 않게되는 부가적인 효과를 기대할 수 있다.In addition, since the electric motor is driven by the wheel motor M being directly transmitted to the tire by mounting the wheel motor M on each wheel without mounting the electric motor inside the bonnet of the electric vehicle, the electric motor is driven. An additional effect can be expected that the structure is not complicated.

그리고, 휠모터(M)가 작동할때 자가발전이 이루어지고, 그 발전된 전기를 전기충전부(31)에 충전시켜 활용하므로 밧데리모듈(30)의 수명을 연장시킬 수 있게되는 것이다.
Then, when the wheel motor (M) is operating, the self-generation is made, it is possible to extend the life of the battery module 30 by utilizing the generated electricity to charge the electric charging unit 31.

1: 메인축, 2: 베어링,
3: 하우징, 4: 계자코어,
5: 코일권취부, 6: 유도코일,
7: 계자코일, 8: 영구자석,
9: 축결합부, 10: 휠결합부,
11: 고정자, 12: 회전자,
13: 타이어, 20: 제어수단,
21: 조향감지부, 22: 제동제어부,
23: 동기신호 발생부, 24: 속도제어부,
25: 조명제어부, 26: 모터회전방향제어부,
27: 고장진단제어부, 28: 모터전원제어부,
29: 통신제어부, 30: 밧데리모듈,
31: 전기충전부, 32: 마이콤,
M: 휠모터,1: main shaft, 2: bearing,
3: housing, 4: field core,
5: coil winding, 6: induction coil,
7: field coil, 8: permanent magnet,
9: shaft coupling part, 10: wheel coupling part,
11: stator, 12: rotor,
13: tire, 20: control means,
21: steering detection unit, 22: braking control unit,
23: synchronization signal generator, 24: speed controller,
25: lighting control unit, 26: motor rotation direction control unit,
27: fault diagnosis control unit, 28: motor power control unit,
29: communication control unit, 30: battery module,
31: electric charging unit, 32: micom,
M: wheel motor,

Claims

The wheel coupling portion 10 to which the tire 13 is coupled includes a wheel motor M formed integrally in a 'U' shape on the outer circumference of the housing 3, and the plurality of wheels to which the tire 13 is coupled. The motor M is mounted on both front and rear ends of the body frame to form driving means, and the wheel body M is individually controlled according to the driving direction and the driving speed of the vehicle to control the normal driving of the vehicle. Electric vehicle equipped with a wheel-integrated wheel motor, characterized in that by installing the control means 20.

The method of claim 1, wherein the wheel motor (M) is
The main shaft 1 is coupled to the bearing 2 at the center of the housing 3 so that the housing 3 can be independently rotated with respect to the main shaft 1, and a plurality of coil windings 5 on the outside. Is fixed to the field core (4) is formed protruding in the middle of the main shaft (1), the inner layer is made of Co-Fe-Y and the outer layer is made of a plurality of permanent magnets (Fe-Nd-B) 8) is mounted on the inner circumferential surface of the housing (3) to form a rotor 12, the magnetic field is changed by the input current to push the permanent magnet (8) to rotate the rotor coil (12) Wound around the coil winding (5) to form a stator (11),
An electric vehicle equipped with a wheel-integrated wheel motor, characterized in that the coil coil (5) further comprises an induction coil (6) for inducing electrical energy by changing magnetic poles of the rotating permanent magnet (8).

The method of claim 1,
The induction coil 6 and the field coil 7 are wound separately in the coil winding 5, or the induction coil 6 and the field coil 7 are wound simultaneously in the coil winding 5 irregularly. Electric vehicle with integrated wheel motor.

The method of claim 1, wherein the control means 20,
A steering sensing unit 21 for sensing a steering angle according to a driver's steering wheel operation and outputting a rotation speed control amount of the front wheel motor M to the microcomputer 32 according to the detected steering angle;
A braking control unit 22 for detecting a braking amount according to a driver's braking operation and outputting a speed control amount of the wheel motor M to the microcomputer 32 according to the detected braking amount;
A synchronization signal generator 23 for generating and outputting a synchronization signal for controlling the wheel motor M;
Built-in motor driver for driving each wheel motor (M) and controlling the speed, the speed control unit for driving the wheel motor (M) by operating the motor driver according to the speed control information transmitted from the microcomputer 32 ( 24);
A lighting control unit 25 which controls on / off and brightness of lighting fixtures installed in the vehicle according to a control command of the microcomputer 32;
A motor rotation direction controller 26 for controlling a rotation direction of the wheel motor M according to a control command transmitted from the microcomputer 32 according to the forward and backward operation of the electric vehicle;
A failure diagnosis control unit 27 for monitoring a state of various sensors and motors installed in the electric vehicle to determine a failure state and outputting the determination result to the microcomputer 32;
A motor power control unit 28 for supplying driving power of the wheel motor M from the battery module 30;
Collects control information output from each component to grasp the operating status of the electric vehicle and the operation of the wheel motor (M), and alerts the driver when a failure is detected to operate the specific parts of the wheel. A microcomputer 32 that operates to maintain a no-load state by cutting off the power supplied to the wheel motor M when the motor M is broken; Electric vehicle equipped with a wheel-integrated wheel motor, characterized in that configured as.

The method of claim 4, wherein the control means 20
An electric charger 31 which receives and charges electricity induced in the induction coil 6 during operation of the wheel motor M and supplies the charging voltage to the battery module 30; Electric vehicle equipped with a wheel-integrated wheel motor, characterized in that configured to further include.

The method of claim 4, wherein the control means 20,
Further comprising a communication control unit 29 for transmitting the driving state and failure information of the vehicle collected by the microcomputer 32 to the external central management device in a wireless communication method,
The central management device is an electric vehicle equipped with a wheel-integrated wheel motor, characterized in that for receiving the state information transmitted from the communication control unit 29 of the electric vehicle to manage the history and state of the electric vehicle.

According to claim 4, The electric vehicle further comprises a mechanical brake means, in the case of gradual deceleration to reduce the output of the wheel motor (M) to perform the brake operation, the wheel motor (M) in case of sudden stop in emergency situation Electric vehicle equipped with a wheel-integrated wheel motor, characterized in that for operating the mechanical brake means and operating at the same time to stop suddenly.