KR20120017194A - 모터 구동 4더블유디 차량 - Google Patents

Abstract

본 발명의 모터 구동 4WD 차량은 슈퍼 캐피시터(6)와 퀵챠저(5) 및 인버터(7)가 모듈박스(8)로 콤팩트하게 통합된 통합충전모듈(4)이 구비되고, 상기 통합충전모듈(4)이 일반주행시엔 발전기로 작동하는 모터(9)로 충전되고 급충전시엔 엔진(1)으로 구동되는 알터네이터(2)로 충전되며, 상기 슈퍼 캐피시터(6)의 빠른 고출력으로 초기 출발성능이 향상되고, 종래와 같이 파워트레인부에 추가로 장착될 부품이 없어 파워트레인부의 공간확보에도 유리한 특징을 갖는다.

Description

모터 구동 4더블유디 차량{Motor Driven 4WD Vehicle}

본 발명은 모터 구동 4WD 차량에 관한 것으로, 특히 파워트레인(엔진, 트랜스미션)의 설계 변경을 요하지 않는 모터 구동 4WD 차량에 관한 것이다.

일반적으로 모터구동 4WD 차량은 필요에 따라 전륜(front wheels) 및 후륜(rear wheels) 중 어느 하나가 엔진에 의해 구동되고, 다른 하나가 모터(AC 타입)에 의해 구동되는 방식을 구현한다.

도 2는 상기와 같은 모터구동 4WD 차량으로서, 국내에 출원된 특허(공개번호 제10-2005-0051578호)인 닛산자동차(NISSAN MOTOR CO., LTD.)의 모터구동 4WD 차량의 제어 장치를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 상기 모터구동 4WD 차량은 전륜 및 후륜 중 어느 하나가 엔진에 의해 구동되고, 다른 하나가 AC 모터에 의해 구동되므로, 엔진의 출력을 받아 출력을 발생하는 계자권선형 발전기(A)와 구동모터(B)를 구비한다.

하지만, 상기와 같은 방식에선 계자권선형 발전기(A)가 별도로 필요하므로 그에 맞춰 파워트레인(엔진, 트랜스미션)을 설계 변경할 수밖에 없다.

또한, 상기와 같은 계자권선형 발전기는 제어를 필요로 하므로 4WD모드로 출발시엔 발전기의 구동토크만큼 엔진출력도 떨어질 수밖에 없게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 기계식 4WD의 단점인 무거운 중량 및 낮은 연비를 극복한 모터 구동식 4WD의 장점을 유지하면서도, 계자권선형 발전기로 인한 파워트레인(엔진, 트랜스미션)의 설계 변경을 요하지 않는 모터 구동 4더블유디 차량을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모터 구동 4더블유디 차량에 있어서, 엔진으로 구동되어 차량배터리를 충전시키는 AD컨버터를 갖춘 알터네이터와 후륜쪽에 설치된 감속기에 회전력을 전달해 후륜을 구동시키는 모터사이로 통합충전모듈이 연결되고, 주행모드에 따라 상기 통합충전모듈이 상기 모터로부터 충전되거나 상기 모터로 출력을 내보내고, 급충전시 상기 알터네이터로부터 충전되는 것을 특징으로 한다.

상기 통합충전모듈은 상기 엔진으로 구동되는 일반모드주행시 상기 모터로부터 충전되고, 4WD 스위치의 조작시 상기 모터로 출력을 내보낸다.

상기 통합충전모듈은 전기가 충전되는 슈퍼 캐피시터와, 급충전이 필요할 때 상기 알터네이터의 AD컨버터를 거쳐 공급된 전기로 상기 슈퍼 캐피시터를 충전시키는 퀵챠저와, 상기 슈퍼 캐피시터로와 상기 모터를 3상제어하는 인버터로 구성되어진다.

상기 슈퍼 캐피시터와 상기 퀵챠저와 상기 인버터는 모듈박스에 내장되고, 상기 모듈박스는 전체적인 외관을 이루고 전기적 연결을 위한 커넥터등이 구비되어진다.

이러한 본 발명에 의하면, 계자권선형 발전기의 제거로 파워트레인(엔진, 트랜스미션)의 부품수량 감소와 공간확보 용이 및 공정축소가 가능하고, 파워트레인(엔진, 트랜스미션)의 설계 변경도 필요하지 않은 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 모터 구동 4더블유디 차량의 구성도이고, 도 2는 종래에 따른 모터 구동 4더블유디 차량의 구성도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 모터 구동 4WD 차량의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 모터 구동 4WD 차량은 엔진(1)으로 구동되는 알터네이터(2)가 충전시키는 차량배터리(3)와, 일반주행시 발전기로 작동하지만 4WD주행시 후륜쪽에 설치된 감속기(10)에 회전력을 전달해 후륜을 구동시키는 모터(9)와, 상기 알터네이터(2)와 상기 모터(9)사이에 구비되고 전기가 충전되는 통합충전모듈(4)을 포함해 구성된다.

상기 알터네이터(2)는 교류출력이므로 AD컨버터가 구비되어진다.

상기 통합충전모듈(4)은 급충전시엔 상기 알터네이터(2)의 AD컨버터를 거쳐 충전시키고, 일반주행시엔 발전기로 작동하는 상기 모터(9)가 충전시키게 된다.

상기 통합충전모듈(4)은 전기가 충전되는 슈퍼 캐피시터(6)와, 급충전이 필요할 때 상기 슈퍼 캐피시터(6)를 충전시키는 퀵챠저(5)와, 상기 슈퍼 캐피시터(6)로부터 전기가 공급되고 모터(9)를 제어하는 인버터(7)로 구성된다.

상기 슈퍼 캐피시터(6)는 차량에서 필요로 하는 전압과 전류가 충분히 확보될 수 있도록 다수의 묶음으로 구성된다.

상기 퀵챠저(5)는 알터네이터(2)로부터 12Vdc가 입력되고 60Vdc로 저전압을 출력하므로 도1과 같이 단순화 회로 설계가 가능하게 된다.

상기 인버터(7)는 슈퍼 캐피시터(6)로부터 60Vdc를 공급받고, 모터(9)를 3상 제어한다.

본 실시예에선 상기 인버터(7)가 슈퍼 캐피시터(6)로부터 전기를 공급받으므로, 상기 인버터(7)에는 별도의 인버터용 캐피시터가 불필요하게 된다.

상기 슈퍼 캐피시터(6)와 상기 퀵챠저(5) 및 상기 인버터(7)는 전체적인 외관을 이루는 모듈박스(8)에 내장시키고, 상기 모듈박스(8)에는 전기적 연결을 위한 커넥터등이 구비된다.

또한, 퀵챠저(5)와 슈퍼 캐피시터(6)가 60Vdc 저전압을 출력하므로 상기 퀵챠저(5)와 슈퍼 캐피시터(6)를 수용한 모듈박스(8)는 차체와 통일된 접지(Ground)구조를 가지게 된다.

상기와 같이 모든 부품들을 내장하는 모듈박스(8)를 적용함으로써 슈퍼 캐피시터(6)와 퀵챠저(5) 및 인버터(7)가 콤팩트하게 통합시킬 수 있게 된다.

상기 모터(9)는 효율과 내구성이 우수한 영구자석모터가 적용된다.

상기와 같이 본 실시예에선 모터구동 4WD 차량에 장착된 통합충전모듈(4)이 알터네이터(2)와 모터(9)사이에 연결되고, 상기 모터(9)는 후륜쪽에 설치된 감속기(10)에 연결되어진다.

초기 출발모드에선 통합충전모듈(4)의 슈퍼 캐피시터(6)로부터 모터(9)에 전력이 공급되므로, 알터네이터(2)로부터 전력이 공급될 때에 비해 빠른 시간에 고출력을 낼 수 있어 초기 출발성능이 크게 향상되어진다.

초기 출발시 통합충전모듈(4)의 슈퍼 캐피시터(6)로부터 전력이 공급되므로 엔진(1)의 출력이 소모되지 않는다.

일반주행모드에선 엔진(1)에서 발생되는 구동력을 이용하므로 모터(9)는 슈퍼 캐피시터(6)를 충전시키는 발전기로 작동될 수 있고, 이러한 일반주행모드에서 4WD 스위치가 조작되면 상기 모터(9)의 발전기능이 멈춰지고 감속기(10)쪽으로 회전력을 전달함으로써 후륜이 상기 모터(9)로 구동되어진다.

본 실시예에선 특히 일반주행모드시 회생제동이 구현되면, 회생제동을 이용해 슈퍼 캐피시터(6)가 충전되므로 친환경적인 측면도 우수하다.

또한, 급충전이 필요할 경우엔 알터네이터(2)의 AD컨버터를 거친 전력을 공급받는 퀵챠저(5)가 슈퍼 캐피시터(6)를 충전시켜주므로, 슈퍼 캐피시터(6)는 보다 빠르게 급충전이 가능하게 된다.

본 실시예의 모터구동 4WD 차량은 알터네이터(2)와 모터(9)사이로 통합충전모듈(4)이 연결되고, 상기 통합충전모듈(4)에는 슈퍼 캐피시터(6)와 퀵챠저(5) 및 인버터(7)가 모두 통합되어 1개의 부품으로 일체화되므로, 추가적인 별도의 부품이 파워트레인부에 장착될 필요가 없어 파워트레인부위에 대한 공간확보가 유리해지게 된다.

조립공정 측면에서도 1개의 부품으로 모듈화된 통합충전모듈(4)이 이용되어 조립공정의 대폭 간소화가 가능하고, 특히 파워트레인부에 대한 설계변경이 요구되지 않는다.

1 : 엔진 2 : 알터네이터
3 : 차량배터리 4 : 통합충전모듈
5 : 퀵챠저 6 : 슈퍼 캐피시터
7 : 인버터 8 : 모듈박스
9 : 모터 10 : 감속기

Claims (4)

1. 모터 구동 4더블유디 차량에 있어서,
   엔진으로 구동되어 차량배터리를 충전시키는 AD컨버터를 갖춘 알터네이터와 후륜쪽에 설치된 감속기에 회전력을 전달해 후륜을 구동시키는 모터사이로 통합충전모듈이 연결되고, 주행모드에 따라 상기 통합충전모듈이 상기 모터로부터 충전되거나 또는 상기 모터로 출력을 내보내고, 급충전시 상기 알터네이터의 AD컨버터를 거쳐 충전되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 4더블유디 차량.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 통합충전모듈은 상기 엔진으로 구동되는 일반모드주행시 상기 모터로부터 충전되고, 4WD 스위치의 조작시 상기 모터로 출력을 내보내는 것을 특징으로 하는 모터 구동 4더블유디 차량.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 통합충전모듈은 전기가 충전되는 슈퍼 캐피시터와, 급충전이 필요할 때 상기 알터네이터의 AD컨버터를 거쳐 공급되는 전기로 상기 슈퍼 캐피시터를 충전시키는 퀵챠저와, 상기 슈퍼 캐피시터로와 상기 모터를 3상제어하는 인버터로 구성된 것을 특징으로 하는 모터 구동 4더블유디 차량.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 슈퍼 캐피시터와 상기 퀵챠저와 상기 인버터는 모듈박스에 내장되고, 상기 모듈박스에는 전체적인 외관을 이루고 전기적 연결을 위한 커넥터등이 구비된 것을 특징으로 하는 모터 구동 4더블유디 차량.
   

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