KR20140065212A - 전기자동차 - Google Patents

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KR20140065212A KR1020120132463A KR20120132463A KR20140065212A KR 20140065212 A KR20140065212 A KR 20140065212A KR 1020120132463 A KR1020120132463 A KR 1020120132463A KR 20120132463 A KR20120132463 A KR 20120132463A KR 20140065212 A KR20140065212 A KR 20140065212A
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박희석
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 제 1 모터와; 제 1 모터에 설치된 제 1 입력축과; 제 1 입력축에 설치된 제 1 구동기어와; 제 1 구동기어가 치합된 제 1 카운터 기어와; 제 2 모터와; 제 2 모터에 설치된 제 2 입력축과; 제 2 입력축에 설치된 제 2 구동기어와; 제 2 구동기어가 치합된 제 2 카운터 기어와; 제 1 카운터 기어 및 제 2 카운터 기어가 설치된 카운터축와; 카운터축에 설치된 제 3 카운터 기어와; 제 3 카운터 기어에 치합된 종동 기어가 설치된 차동장치와; 차동장치의 회전력을 제 1 차륜으로 전달하고 제 1 입력축을 관통하는 제 1 출력축과; 차동장치의 회전력을 제 2 차륜으로 전달하고 제 2 입력축을 관통하는 제 2 출력축을 포함하여 컴팩트화가 가능한 이점이 있다.

Description

전기자동차{Electric vehicle}
본 발명은 전기자동차에 관한 것으로서, 특히 복수개의 모터로 주행되는 전기자동차에 관한 것이다.
종래의 자동차는 크게 외관을 형성하는 바디(body)와 각종 장치들이 유기적으로 연결된 섀시(chassis)로 나눌 수 있다.
섀시는 주행의 원동력이 되는 엔진 등의 구동원을 비롯하여 동력전달 장치, 조향 장치, 현가 장치, 제동 장치 등 주요 장치를 포함한다.
자동차에 설치되는 엔진은 내연기관이 주로 사용되고, 내연기관 중 주로 휘발성 연료를 사용하는 내연기관은 연료를 공기 중의 산소와 완전연소가 이루어지도록 잘 혼합된 상태에서 압축을 한 다음 연소를 시킬 때 발생하는 열에너지를 직접 이용해 운동에너지를 얻는다.
이러한 휘발성 연료를 사용하는 내연기관은 배기가스로 인한 환경 오염과 석유 자원의 고갈을 일으키므로, 그 대안으로 전기를 동력으로 움직이는 전기자동차가 주목되고 있다.
전기자동차는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차로서, 배기가스가 없는 무공해 자동차이고, 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시킨다.
전기자동차는 전기 모터가 차륜에 직결되어 차륜이 전기 모터에 의해 회전되는 것도 가능하다.
특허문헌 001 KR 10-0682489 (2007.02.07)
본 발명은 복수개의 모터가 변속기를 통해 회전력을 전달하고 입력축과 출력축이 동일선상에 위치되는 전기자동차를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차는 제 1 모터와; 상기 제 1 모터에 설치된 제 1 입력축과; 상기 제 1 입력축에 설치된 제 1 구동기어와; 상기 제 1 구동기어가 치합된 제 1 카운터 기어와; 제 2 모터와; 상기 제 2 모터에 설치된 제 2 입력축과; 상기 제 2 입력축에 설치된 제 2 구동기어와; 상기 제 2 구동기어가 치합된 제 2 카운터 기어와; 상기 제 1 카운터 기어 및 제 2 카운터 기어가 설치된 카운터축와; 상기 카운터축에 설치된 제 3 카운터 기어와; 상기 제 3 카운터 기어에 치합된 종동 기어가 설치된 차동장치와; 상기 차동장치의 회전력을 제 1 차륜으로 전달하고 상기 제 1 입력축을 관통하는 제 1 출력축과; 상기 차동장치의 회전력을 제 2 차륜으로 전달하고 상기 제 2 입력축을 관통하는 제 2 출력축을 포함한다.
상기 제 1 구동 기어와 제 2 구동 기어는 상기 차동장치의 좌우 방향 길이 보다 큰 간격으로 이격될 수 있다.
상기 제 1 입력축과 제 2 입력축은 중공 형상일 수 있다.
상기 차동장치는 상기 제 1 모터와 제 2 모터 사이에 위치될 수 있다.
상기 제 1 출력축은 상기 제 1 모터를 관통할 수 있고, 상기 제 2 출력축은 상기 제 2 모터를 관통할 수 있다.
상기 제 3 카운터 기어는 상기 제 1 카운터 기어와 제 2 카운터 기어 사이에 위치될 수 있다.
상기 제 3 카운터 기어는 상기 제 1 카운터 기어 및 제 2 카운터 기어 보다 작을 수 있다.
본 발명에 따른 전기자동차는 제 1 모터와; 상기 제 1 모터에 설치된 제 1 입력축과; 상기 제 1 입력축에 설치된 제 1 구동기어와; 상기 제 1 구동기어가 치합된 제 1 카운터 기어와; 제 2 모터와; 상기 제 2 모터에 설치된 제 2 입력축과; 상기 제 2 입력축에 설치된 제 2 구동기어와; 상기 제 2 구동기어가 치합된 제 2 카운터 기어와; 상기 제 1 카운터 기어 및 제 2 카운터 기어가 설치된 카운터축와; 상기 카운터축에 설치된 제 3 카운터 기어와; 상기 제 3 카운터 기어에 치합된 종동 기어와; 상기 종동 기어가 설치되고 상기 제 1 입력축 및 제 2 입력축을 관통하는 출력축을 포함한다.
본 발명은 2개의 모터 제어에 의해 성능이 높고, 2개의 모터에서 발생된 회전력을 차륜으로 전달하는 출력축이 제 1 입력축과 제 2 입력축 각각을 관통하여, 컴팩트화가 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 주요부 구성이 개략 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 변속기 내부가 도시된 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 동력 전달 경로가 도시된 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 입력축 및 출력축의 중심축과 카운터축의 중심축이 개략적으로 도시된 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 주요부 구성이 개략 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 변속기 내부가 도시된 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 동력 전달 경로가 도시된 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전기자동차 일실시예의 입력축 및 출력축의 중심축과 카운터축의 중심축이 개략적으로 도시된 측면도이다.
전기자동차는 외관을 형성하는 바디(body)와, 바디에 설치된 섀시(chassis)를 포함하고, 섀시는 배터리와 출력축(2)과 변속기(4)와 모터(6)(8)를 포함한다.
출력축(2)은 모터(6)(8)에서 발생되어 변속기(4)로 전달된 회전력을 차륜(10)(12)으로 전달하는 차죽으로서, 변속기(4)를 좌,우 방향으로 관통하게 배치된 상태에서 차륜(10)(12)을 회전시킬 수 있다.
변속기(4)는 출력축(2) 및 모터(6)(8)에 연결되어 모터(6)(8)의 회전력을 출력축(2)으로 전달할 수 있다. 변속기(4)는 모터(6)(8)의 구동력을 출력축(2)으로 전달하는 복수개의 기어를 포함할 수 있다. 변속기(4)는 복수개의 기어의 변속비에 따라 변속이 가능하게 된다. 변속기(4)는 복수개의 기어의 변속비에 따라 감속기로 구성될 수 있다. 변속기(4)는 변속기(4)의 외관을 형성하는 기어 케이스(14)를 포함할 수 있다. 기어 케이스(14)는 복수개의 기어를 보호할 수 있다.
모터(6)(8)는 제 1 모터(6)와, 제 2 모터(8)를 포함할 수 있다. 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8)는 변속기(4)를 사이에 두고 좌우 이격되게 배치될 수 있다. 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8)는 변속기(4)의 기어 케이스(14)를 사이에 두고 좌우 이격되게 배치될 수 있다. 제 1 모터(6)가 기어 케이스(14)의 좌우 중 일측에 위치되게 설치될 경우 제 2 모터(8)는 기어 케이스(14)의 좌우 중 타측에 위치되게 설치될 수 있다. 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8)는 함께 구동되거나 둘 중 하나가 선택적으로 구동될 수 있다. 전기자동차는 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8)를 제어하는 모터 컨트롤 유닛(미도시)를 포함할 수 있다. 모터 컨트롤 유닛은 배터리와 케이블로 연결되고 제 1 모터(6) 및 제 2 모터(8) 각각과 케이블로 연결되어 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8)를 제어할 수 있다. 모터 컨트롤 유닛은 배터리로부터 직류 전원을 공급받아 제 1 모터(6) 및 제 2 모터(8)에 3상 교류 전압 및 전류를 인가하여 제 1 모터(6) 및 제 2 모터(8) 각각의 속도 및 토크를 제어할 수 있다.
전기자동차는 제 1 모터(6)에 설치된 제 1 입력축(20)과; 제 1 입력축(20)에 설치된 제 1 구동기어(22)와; 제 1 구동기어(22)가 치합된 제 1 카운터 기어(24)와; 제 2 모터(8)에 설치된 제 2 입력축(30)과; 제 2 입력축(30)에 설치된 제 2 구동기어(32)와; 제 2 구동기어(32)가 치합된 제 2 카운터 기어(34)와; 제 1 카운터 기어(24) 및 제 2 카운터 기어(24)가 설치된 카운터축(40)와; 카운터축(40)에 설치된 제 3 카운터 기어(42)를 포함한다.
제 1 모터(6)는 배터리에서 전류가 인가되면 구동되어 제 1 입력축(20)을 회전시킬 수 있다. 제 1 입력축(20)은 제 2 모터(8)를 향해 돌출되게 설치될 수 있다. 제 1 입력축(20)은 제 1 모터(6)의 회전자에 직접 연결되어 회전자의 회전시 제 1 입력축(20)이 회전되는 것이 가능하다. 제 1 모터(6)는 회전자에 회전축(23)이 연결되고, 제 1 입력축(20)이 제 1 모터(6)의 회전축(23)에 연결되어 제 1 모터(6)의 구동시 회전축(23)이 제 1 입력축(20)을 회전시키는 것이 가능하다. 제 1 입력축(20)은 중공 형상일 수 있다.
제 2 모터(8)는 배터리에서 전류가 인가되면 구동되어 제 2 입력축(30)을 회전시킬 수 있다. 제 2 입력축(30)은 제 1 모터(6)를 향해 돌출되게 설치될 수 있다. 제 2 입력축(30)은 제 2 모터(8)의 회전자에 직접 연결되어 회전자의 회전시 제 2 입력축(30)가 회전되는 것이 가능하다. 제 2 모터(8)는 회전자에 회전축(25)이 연결되고, 제 2 입력축(30)이 제 2 모터(8)의 회전축(25)에 연결되어 제 2 모터(8)의 구동시 회전축(25)이 제 2 입력축(30)을 회전시키는 것이 가능하다. 제 2 입력축(30)은 중공 형상일 수 있다.
제 1 구동기어(22)는 제 1 입력축(20)에 설치될 수 있고, 제 2 구동기어(32)는 제 2 입력축(30)에 설치될 수 있으며, 제 1 구동기어(22)와 제 2 구동기어(32)는 좌우 방향으로 마주보게 설치될 수 있다. 제 1 구동 기어(22)와 제 2 구동 기어(32)는 후술하는 차동장치(50)의 좌우 방향 길이(L1) 보다 큰 간격(L2)으로 이격될 수 있다.
제 1 카운터 기어(24)와 제 2 카운터 기어(34)는 하나의 카운터 축(40)에 설치될 수 있다. 제 1 카운터 기어(24)와 제 2 카운터 기어(34)는 카운터축(40)에 좌우방향으로 이격되게 설치될 수 있다.
제 3 카운터 기어(42)는 출력축(2)과 연결되어 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8) 중 적어도 하나에서 발생된 후 카운터축(40)으로 전달된 회전력을 출력축(2)으로 전달할 수 있다. 제 3 카운터 기어(42)는 제 1 카운터 기어(24)와 제 2 카운터 기어(34) 사이에 위치될 수 있다. 제 3 카운터 기어(42)는 제 1 카운터 기어(24) 및 제 2 카운터 기어(34) 보다 작을 수 있다.
전기자동차는 출력축(2)이 제 1 입력축(20) 및 제 2 입력축(30)을 관통할 수 있고, 출력축(2)은 제 3 카운터 기어(42)가 치합되는 종동 기어(48)를 포함할 수 있다. 종동 기어(48)는 제 1 구동 기어(22) 및 제 2 구동 기어(32) 보다 클 수 있다.
전기자동차는 제 3 카운터 기어(42)에 치합된 종동 기어(48)가 설치된 차동장치(50)와; 차동장치(50)의 회전력을 제 1 차륜(10)으로 전달하고 제 1 입력축(20)을 관통하는 제 1 출력축(54)과; 차동장치(50)의 회전력을 제 2 차륜(12)으로 전달하고 제 2 입력축(30)을 관통하는 제 2 출력축(58)을 포함할 수 있다. 전기자동차는 차동장치(50)와 제 1 출력축(54) 및 제 2 출력축(58)이 함께 출력축(2)을 구성할 수 있다.
제 1 출력축(54)는 제 1 입력축(20)과 제 1 모터(6)를 관통하여 제 1 모터(6)의 옆으로 연장될 수 있고, 제 1 차륜(10)에 연결될 수 있다.
제 2 출력축(58)은 제 2 입력축(30)와 제 2 모터(8)을 관통하여 제 1 모터(8)의 옆으로 연장될 수 있고, 제 1 차륜(10)에 연결될 수 있다.
종동 기어(48)는 링 기어로 구성될 수 있다.
차동장치(50)는 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8) 사이에 위치될 수 있다.
기어 케이스(14)는 제 1 입력축(20)과, 제 1 구동기어(22)와, 제 1 카운터 기어(24)와, 제 2 입력축(30)과, 제 2 구동기어(32)와, 제 2 카운터 기어(34)와, 카운터축(40)과, 제 3 카운터 기어(42)와 종동 기어(48)과 함께 변속기(4)를 구성할 수 있다.
기어 케이스(14)는 제 1 입력축(20)이 회전 가능하게 관통되는 제 1 입력축 관통홀과, 제 2 입력축(30)이 회전 가능하게 관통되는 제 2 입력축 관통홀이 각각 형성되고, 제 1 입력축 관통홀과 제 2 입력축 관통홀은 기어 케이스(14)에 좌우 방향으로 마주보게 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 전기자동차의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전기자동차의 주행시, 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8)는 급가속 모드와, 일반 운전 모드와, 정속 주행/저속 주행 모드에 따라 선택적으로 구동할 수 있다.
급가속 모드시 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8)는 함께 구동될 수 있다.
제 1 모터(6)의 구동시 회전력은 제 1 입력축(20)와, 제 1 구동기어(22)와, 제 1 카운터 기어(24)와, 카운터축(40)와, 제 3 카운터 기어(42), 종동 기어(48)를 통해 차동장치(50)로 전달된다.
제 2 모터(8)의 구동시 회전력은 제 2 입력축(30)와, 제 2 구동기어(32)와, 제 2 카운터 기어(34)와, 카운터축(40)과, 제 3 카운터 기어(42), 종동 기어(48)를 통해 차동장치(50)로 전달된다.
차동장치(50)로 전달된 회전력은 제 1 입력축(20)과 제 1 모터(6)을 관통하는 제 1 출력축(54)을 통해 제 1 차륜(10)으로 전달되고, 제 2 입력축(30)과 제 2 모터(8)을 관통하는 제 2 출력축(58)을 통해 제 2 차륜(12)으로 전달된다.
일반 운전 모드시 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8) 중 하나만 구동될 수 있고, 다른 하나는 구동되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제 2 모터(8)의 구동시, 제 2 모터(8)의 회전력은 제 2 입력축(30)과, 제 2 구동기어(32)와, 제 2 카운터 기어(34)와, 카운터축(40)과, 제 3 카운터 기어(42), 종동 기어(48)를 통해 차동장치(50)로 전달되고, 이후 제 1 출력축(54)과 제 2 입력축(30)을 통해 제 1,2 차륜(10)(12)으로 전달된다.
정속 주행/저속 주행 모드는 제 1 모터(6)와 제 2 모터(8) 중 하나만을 일반 운전 모드인 경우 보다 낮은 파워로 구동할 수 있고, 전기자동차는 높은 효율의 운전이 가능함과 아울러 연비가 향상되게 된다.
상기와 같은 구동시, 전기자동차는 차축(2)의 중심축(A)이 제 1 입력축(20)의 중심축 및 제 2 입력축(30)의 중심축과 일치될 수 있고, 이와 같이 일치된 중심축(A)과 카운터축(40)의 중심축(B) 사이의 축간 거리(L3)는 차축(2)의 중심축과 제 1,2 입력축의 중심축이 상이한 경우 보다 작게되고, 변속기(4)는 최대한 컴팩트화가 가능해질 수 있다.
2: 출력축 4: 감속기
6: 제 1 모터 8: 제 2 모터
20: 제 1 입력축 22: 제 1 구동기어
24: 제 1 카운터 기어 30: 제 2 입력축
32: 제 2 구동기거 34: 제 2 카운터 기어
38: 제 3 카운터 기어 40: 카운터축
48: 종동 기어 50: 차동장치
52: 제 1 출력축 54: 제 2 출력축

Claims (9)

  1. 제 1 모터와;
    상기 제 1 모터에 설치된 제 1 입력축과;
    상기 제 1 입력축에 설치된 제 1 구동기어와;
    상기 제 1 구동기어가 치합된 제 1 카운터 기어와;
    제 2 모터와;
    상기 제 2 모터에 설치된 제 2 입력축과;
    상기 제 2 입력축에 설치된 제 2 구동기어와;
    상기 제 2 구동기어가 치합된 제 2 카운터 기어와;
    상기 제 1 카운터 기어 및 제 2 카운터 기어가 설치된 카운터축와;
    상기 카운터축에 설치된 제 3 카운터 기어와;
    상기 제 3 카운터 기어에 치합된 종동 기어가 설치된 차동장치와;
    상기 차동장치의 회전력을 제 1 차륜으로 전달하고 상기 제 1 입력축을 관통하는 제 1 출력축과;
    상기 차동장치의 회전력을 제 2 차륜으로 전달하고 상기 제 2 입력축을 관통하는 제 2 출력축을 포함하는 전기자동차.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 기어와 제 2 구동 기어는 상기 차동장치의 좌우 방향 길이 보다 큰 간격으로 이격된 전기자동차.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 입력축과 제 2 입력축은 중공 형상인 전기자동차.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차동장치는 상기 제 1 모터와 제 2 모터 사이에 위치되는 전기자동차.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 출력축은 상기 제 1 모터를 관통하고,
    상기 제 2 출력축은 상기 제 2 모터를 관통하는 전기자동차.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 카운터 기어는 상기 제 1 카운터 기어와 제 2 카운터 기어 사이에 위치되는 전기자동차.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 카운터 기어는 상기 제 1 카운터 기어 및 제 2 카운터 기어 보다 작은 전기자동차.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 종동 기어는 상기 제 1 구동 기어 및 제 2 구동 기어 보다 큰 전기자동차.
  9. 제 1 모터와;
    상기 제 1 모터에 설치된 제 1 입력축과;
    상기 제 1 입력축에 설치된 제 1 구동기어와;
    상기 제 1 구동기어가 치합된 제 1 카운터 기어와;
    제 2 모터와;
    상기 제 2 모터에 설치된 제 2 입력축과;
    상기 제 2 입력축에 설치된 제 2 구동기어와;
    상기 제 2 구동기어가 치합된 제 2 카운터 기어와;
    상기 제 1 카운터 기어 및 제 2 카운터 기어가 설치된 카운터축와;
    상기 카운터축에 설치된 제 3 카운터 기어와;
    상기 제 3 카운터 기어에 치합된 종동 기어와;
    상기 종동 기어가 설치되고 상기 제 1 입력축 및 제 2 입력축을 관통하는 출력축을 포함하는 전기자동차.

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