KR20140066880A - Apparatus for cooling a driving motor of hybrid electrical vehicle - Google Patents

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KR20140066880A
KR20140066880A KR1020120133494A KR20120133494A KR20140066880A KR 20140066880 A KR20140066880 A KR 20140066880A KR 1020120133494 A KR1020120133494 A KR 1020120133494A KR 20120133494 A KR20120133494 A KR 20120133494A KR 20140066880 A KR20140066880 A KR 20140066880A
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문상훈
김경범
조형준
김연호
김정식
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현대자동차주식회사
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Abstract

The present invention relates to a heat dissipating device for a driving motor for a hybrid vehicle. According to the present invention, a cooling flow channel is arranged closely to a rotor inside an axis of rotation to enable heat exchanges inside the rotor and to enhance a cooling effect of the center of the rotor. Therefore, not only the coercive force and the magnetic flux density of an easily demagnetized part are increased but also motor output is increased. The temperature of the easily demagnetized part of the prior driving motor was high due to lack of heat dissipation.

Description

하이브리드 차량용 구동모터 방열장치{Apparatus for cooling a driving motor of hybrid electrical vehicle}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hybrid vehicle,

본 발명은 회전자 내부의 열교환을 통해 냉각효과를 향상시켜 모터 출력을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량용 모터 방열 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a motor vehicle heat dissipating device for a hybrid vehicle capable of improving a cooling effect through heat exchange inside a rotor to improve a motor output.

하이브리드 차량은 엔진과 구동모터를 동력원으로 사용한다.Hybrid vehicles use engines and drive motors as power sources.

상기 하이브리드 차량의 구동모터에 사용되는 영구자석은 열적, 기계적, 전기적, 환경적 스트레스 등의 내·외적 요인으로 일시적으로나 영구적으로 감자(減磁)가 되거나 손상될 수 있다.The permanent magnets used in the drive motor of the hybrid vehicle may be temporarily or permanently demagnetized or damaged due to internal or external factors such as thermal, mechanical, electrical, and environmental stresses.

한편, 도 1은 종래기술에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 냉각유로를 보여주는 단면도로서, 하이브리드 차량에서 변속기 오일은 윤활작용을 하기도 하지만, 오일압을 형성하여 구동모터의 내부에 설치된 클러치를 작동시킬 뿐만 아니라 모터 내부의 냉각유로를 통해 모터를 냉각하는 역할까지 한다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cooling flow path of a drive motor for a hybrid vehicle according to the prior art. In the hybrid vehicle, the transmission fluid lubricates, but not only operates the clutch installed inside the drive motor by forming an oil pressure And also serves to cool the motor through a cooling channel inside the motor.

상기 변속기 오일의 냉각유로를 살펴보면, 변속기 오일은 밸브 바디에서 모터 하우징(8)의 유입구(9)를 통해 유입되어 샤프트(7) 방향으로 내려가며, 샤프트(7)의 제1유로(7a)를 통해 축방향으로 이동한 뒤, 제1유로(7a)에서 회전축(4) 내측에 장착된 클러치(5)로 올라가고, 오른쪽의 홀을 통해 넘어가면서 구동축(6)의 내부공간으로 이동하며, 구동축(6)에서 샤프트(7)의 제2유로(7b)를 통해 다시 밸브 바디측으로 리턴되어 순환됨으로써, 모터를 냉각한다.The transmission oil flows from the valve body through the inlet 9 of the motor housing 8 and descends toward the shaft 7 so that the first oil passage 7a of the shaft 7 And moves up to the clutch 5 mounted on the inner side of the rotary shaft 4 in the first flow path 7a and moves to the inner space of the drive shaft 6 while passing through the hole on the right side, 6 to the valve body side through the second flow path 7b of the shaft 7 and circulated to cool the motor.

그런데, 상기 변속기 오일은 회전축(4)에 의해 가로막혀 있어 회전자(2) 내측에 매입설치된 영구자석(3)을 충분히 냉각하기에 불가능한 구조로 되어 있고, 도 2에서 타원형으로 표시한 바와 같이 회전자(2)의 위쪽과 아래쪽 부분만이 외부와 열교환에 의해 냉각되는 구조로 되어 있다.However, the transmission oil is blocked by the rotating shaft 4 and is structured so as not to sufficiently cool the permanent magnet 3 embedded in the inside of the rotor 2. As shown in an ellipse in Fig. 2, Only the upper and lower portions of the electron 2 are cooled by heat exchange with the outside.

즉, 도 2에서 노란색 등으로 표시한 바와 같이 종래의 구동모터가 4000rpm으로 작동하여 연속 부하가 걸리는 경우 영구자석(3)에서 방열이 되지 않아 온도가 상승하였음을 확인할 수 있다.That is, as shown in yellow in FIG. 2, when the conventional driving motor operates at 4000 rpm and a continuous load is applied, it can be confirmed that the permanent magnet 3 does not radiate heat and the temperature rises.

이로 인해 영구자석(3) 내부의 방열 부족으로 인해 감자가 지속적으로 발생함에 따라 보자력 및 자속밀도 저하로 모터 출력이 떨어지는 문제점이 있다.
As a result, potatoes are continuously generated due to insufficient heat dissipation in the permanent magnet (3), resulting in a problem that the output of the motor is lowered due to a decrease in coercive force and magnetic flux density.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 회전축 내부에 냉각유로를 회전자와 인접하게 형성함으로써, 회전자 내부에서의 열교환까지 가능하고 회전자 중심부의 냉각효과를 상승시켜 기존의 방열 부족으로 고온이 되는 감자취약부의 보자력 및 자속밀도를 향상시킬 뿐만 아니라 모터 출력을 높일 수 있는 하이브리드 차량용 구동모터 방열 장치를 제공하는데 그 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a cooling system in which a cooling channel is formed adjacent to a rotor inside a rotation shaft, And it is an object of the present invention to provide a drive motor heat dissipating device for a hybrid vehicle that not only improves the coercive force and magnetic flux density of a potato weak portion which becomes insufficient, but also can increase a motor output.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 방열장치는 하이브리드 차량용 구동모터에 적용되는 장치로서,In order to achieve the above object, a heat dissipation device of a drive motor for a hybrid vehicle according to the present invention is applied to a drive motor for a hybrid vehicle,

회전축; 내부에 영구자석을 가지며, 회전축을 감싸는 형태로 회전축의 외부면에 장착된 회전자; 및 상기 회전축 내부에 변속기 오일이 흐름가능하게 형성되고, 상기 회전자와 인접하게 위치하여 직접적인 열교환으로 회전자의 영구자석을 냉각시킬 수 있도록 된 냉각유로를 포함하여, 회전자 내부의 열교환을 유도하여 방열성능을 향상시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.A rotating shaft; A rotor having a permanent magnet therein and mounted on an outer surface of the rotating shaft in a manner to surround the rotating shaft; And a cooling passage formed in the rotation shaft so as to allow the transmission oil to flow therethrough and positioned adjacent to the rotor so as to cool the permanent magnet of the rotor by direct heat exchange, thereby inducing heat exchange inside the rotor So that the heat radiation performance can be improved.

특히, 상기 냉각유로는 회전축의 내주면 중간에서 축방향 후단으로 길게 관통형성되고, 원주방향으로 간격을 두고 배치되고, 냉각유로에 유입된 변속기 오일을 매개로 열교환할 뿐만 아니라 방열면적을 넓게 하여 방열성능을 극대화할 수 있는 것을 특징으로 한다.
Particularly, the cooling passage is formed so as to be long from the middle of the inner circumference of the rotating shaft to the rearward end in the axial direction, and is spaced apart in the circumferential direction and not only performs heat exchange through the transmission oil flowing into the cooling passage, Can be maximized.

본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동모터 방열장치의 장점을 설명하면 다음과 같다.Advantages of the drive motor heat radiating device for a hybrid vehicle according to the present invention will be described below.

기존에는 회전자 외부에서 열교환으로 방열되는 방식으로 방열면적이 작아서 방열부족으로 영구자석이 과열되었지만, 본 발명에서는 회전자와 인접한 위치에 있는 회전축 내부에 냉각유로를 형성하고, 밸브바디로부터 공급되는 변속기 오일을 냉각유로를 통해 회전자와 인접한 회전축 내부로 유입시켜, 회전자와 회전축 사이에 직접적인 열교환이 이루어지도록 함으로써, 회전자 내부에 매입설치된 영구자석의 열을 냉각시켜 과열로 인한 감자 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 영구자석의 감자 취약부의 보자력을 향상시키고, 영구자석의 자속밀도를 높여 모터 출력을 향상시킬 수 있다.
In the present invention, since the heat dissipation area is small in a manner that heat is dissipated from the outside of the rotor to the heat exchanger, the permanent magnet is overheated due to insufficient heat dissipation. However, in the present invention, a cooling passage is formed inside the rotary shaft at a position adjacent to the rotor, The oil is flowed into the rotating shaft adjacent to the rotor through the cooling passage so that the heat is directly exchanged between the rotor and the rotating shaft to cool the permanent magnet embedded in the rotor to prevent the generation of potatoes due to overheating Not only the coercive force of the weak potato portion of the permanent magnet can be improved, and the magnetic flux density of the permanent magnet can be increased, thereby improving the motor output.

도 1은 종래기술에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 냉각유로를 보여주는 단면도
도 2는 종래기술에 따른 구동모터의 영구자석에서 방열부족으로 과열되는 부분을 보여주는 그림
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 냉각유로를 보여주는 단면도
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동모터를 보여주는 사시도
도 5는 도 4의 배면도
도 6은 도 4의 단면도1 is a cross-sectional view showing a cooling flow path of a drive motor for a hybrid vehicle according to the related art
FIG. 2 is a diagram showing a portion of the permanent magnet of the drive motor according to the related art,
3 is a cross-sectional view showing a cooling flow path of a drive motor for a hybrid vehicle according to the present invention
4 is a perspective view showing a drive motor for a hybrid vehicle according to the present invention;
Fig. 5 is a rear view of Fig. 4
Figure 6 is a cross-

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 냉각유로를 보여주는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동모터를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 배면도이고, 도 6은 도 4의 단면도이다.FIG. 4 is a perspective view showing a drive motor for a hybrid vehicle according to the present invention, FIG. 5 is a rear view of FIG. 4, and FIG. 6 is a perspective view of the drive motor for a hybrid vehicle according to the present invention. 4 is a cross-sectional view of Fig.

본 발명은 하이브리드 차량의 구동모터에서 변속기 오일의 냉각유로를 모터의 회전축(4) 내부로까지 변경하여 회전자(2)의 냉각효과를 향상시켜 모터 출력을 증대시킬 수 있는 하이브리드 차량용 구동모터 방열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drive motor heat radiating device for a hybrid vehicle, which is capable of increasing the cooling output of the rotor (2) by changing the cooling flow path of the transmission oil from the drive motor of the hybrid vehicle to the inside of the rotation shaft .

이를 위해, 본 발명에 따른 구동모터 방열장치는 회전축(4) 내부에 원주방향으로 간격을 두고 형성된 냉각유로(10)를 더 포함한다.To this end, the driving motor heat-dissipating device according to the present invention further includes a cooling passage 10 formed inside the rotating shaft 4 at a circumferential spacing.

상기 회전축(4)은 중심부에 결합된 구동축(6)을 중심으로 회전하고, 회전축(4)의 외측면에 회전자(2)가 회전축(4)을 감싸는 형태로 장착되고, 회전자(2) 내부에는 복수의 영구자석(3)을 원주방향으로 따라 매입설치되어 있다.The rotary shaft 4 rotates about a drive shaft 6 coupled to the center and the rotor 2 is mounted on the outer surface of the rotary shaft 4 so as to surround the rotary shaft 4, A plurality of permanent magnets 3 are embedded in the circumferential direction.

상기 회전축(4)의 내부에는 클러치(5)가 삽입결합되고, 클러치(5)와 마주보는 회전축(4)의 내주면에 냉각유로(10)가 원주방향으로 간격을 두고 형성되어 있다.A clutch 5 is inserted into the rotary shaft 4 and a cooling passage 10 is formed on the inner peripheral surface of the rotary shaft 4 facing the clutch 5 in the circumferential direction.

이때, 냉각유로(10)는 회전축(4)의 내주면에서 반경방향, 즉 회전축(4)의 두께방향으로 형성된 제1냉각유로(10a)와, 제1냉각유로(10a)의 상단에서 뒤쪽 수평방향으로 관통형성된 제2냉각유로(10b)로 구성된다.At this time, the cooling channel 10 is divided into a first cooling channel 10a formed in the radial direction of the inner peripheral surface of the rotating shaft 4, that is, a thickness direction of the rotating shaft 4, And a second cooling passage 10b formed through the first cooling passage 10b.

상기한 설명에서, 상기 제1냉각유로(10a)와 제2냉각유로(10b)는 하나로 연결된 냉각 유로이며, 일 실시예로 제1 및 제2냉각유로(10a,10b)가 회전축(4)의 내부에 원주방향으로 간격을 두고 형성된 것으로 도시 및 설명하고 있지만, 다른 실시예로 회전축(4)의 내부에 원주방향을 따라 연속해서 형성될 수 있다.The first cooling passage 10a and the second cooling passage 10b are connected to one another and the first and second cooling passages 10a and 10b are connected to each other through the first and second cooling passages 10a and 10b, They may be formed continuously in the circumferential direction inside the rotary shaft 4 in other embodiments.

또한, 상기 제1 및 제2냉각유로(10a,10b)는 회전축(4)의 단면 내부에서 서로 직각으로 만나도록 형성되어 있지만, 필요 시 제1 및 제2냉각유로(10a,10b) 중 어느 하나가 테이퍼지게 형성되거나 둘 다 테이퍼지게 형성되어 직각을 이루지 않을 수 있도 있고, 라운드 형태로 만나도록 형성될 수도 있다.The first and second cooling flow paths 10a and 10b are formed so as to be perpendicular to each other in the cross section of the rotating shaft 4 but may be formed in any one of the first and second cooling flow paths 10a and 10b May be formed to be tapered or both may be formed to be tapered so as not to form a right angle, and may be formed to meet in a round shape.

이는 기존의 회전축(4)에서 수직 벽면에 형성된 유로를 회전축(4) 내측의 냉각유로(10)로 변경함으로써, 냉각유로(10)가 회전자(2)와 인접하게 되고, 이로 인해 변속기 오일을 매개로 모터 회전축(4)과 회전자(2)가 직접적으로 열교환이 가능해진다.This is because the cooling passage 10 is adjacent to the rotor 2 by changing the flow passage formed on the vertical wall surface in the conventional rotary shaft 4 to the cooling passage 10 inside the rotary shaft 4, The motor rotation shaft 4 and the rotor 2 can be directly heat-exchanged.

상기와 같이 냉각유로(10)의 구조에 의해 변속기 오일의 이동경로를 살펴보면 다음과 같다.The movement path of the transmission oil by the structure of the cooling passage 10 will be described below.

변속기 오일을 제어하기 위한 밸브 바디에서 공급되는 변속기 오일은 모터 하우징(8)의 유입구(9)를 통해 하우징(8) 내부로 유입되고, 유입구(9)에서 샤프트(7) 방향으로 하강하고, 제1유로(7a)와의 연통홀을 통해 제1유로(7a)로 유입되면서 제1유로(7a)를 따라 수평방향으로 이동하고, 제1유로(7a)에서 클러치(5)방향으로 상승하고, 클러치(5)의 상단에서 냉각유로(10)로 이동한다.The transmission oil supplied from the valve body for controlling the transmission oil flows into the housing 8 through the inlet 9 of the motor housing 8 and descends from the inlet 9 toward the shaft 7, Flows into the first flow path 7a through the communication hole with the first flow path 7a and moves horizontally along the first flow path 7a and ascends from the first flow path 7a toward the clutch 5, (10) from the upper end of the cooling passage (5).

상기 냉각유로(10)에 유입된 변속기 오일은 제1냉각유로(10a)와 제2냉각유로(10b)를 거쳐 뒤쪽으로 하강하여 구동축(6)의 중공부로 유입된다.The transmission fluid flowing into the cooling passage 10 flows downward through the first cooling passage 10a and the second cooling passage 10b and flows into the hollow portion of the drive shaft 6.

상기 중공부에 유입된 변속기 오일은 중공부에서 샤프트(7)의 제2유로(7b)로 이동하고, 제2유로(7b)의 출구에서 다시 밸브 바디로 리턴된다.The transmission fluid flowing into the hollow portion moves from the hollow portion to the second flow path 7b of the shaft 7 and returns to the valve body at the outlet of the second flow path 7b.

따라서, 본 발명에 따르면 회전자(2)와 인접한 위치에 있는 회전축(4) 내부에 냉각유로(10)를 형성하고, 밸브바디로부터 공급되는 변속기 오일을 냉각유로(10)를 통해 회전자(2)와 인접한 회전축(4) 내부로 유입시켜, 회전자(2)와 회전축(4) 사이에 직접적인 열교환이 이루어지도록 함으로써, 회전자(2) 내부에 매입설치된 영구자석(3)의 열을 냉각시켜 과열로 인한 감자 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 영구자석(3)의 감자 취약부의 보자력을 향상시키고, 영구자석(3)의 자속밀도를 높여 모터 출력을 향상시킬 수 있다.
Therefore, according to the present invention, the cooling passage 10 is formed in the rotary shaft 4 adjacent to the rotor 2, and the transmission oil supplied from the valve body is supplied to the rotor 2 So that heat is directly exchanged between the rotor 2 and the rotary shaft 4 to cool the heat of the permanent magnet 3 buried in the rotor 2 It is possible to prevent the generation of potatoes due to overheating, improve the coercive force of the potato weak portion of the permanent magnet 3, and increase the magnetic flux density of the permanent magnet 3, thereby improving the motor output.

1 : 고정자
2 : 회전자
3 : 영구자석
4 : 회전축
5 : 클러치
6 : 구동축
7 : 샤프트
7a : 제1유로
7b : 제2유로
8 : 하우징
9 : 유입구
10 : 냉각유로
10a : 제1냉각유로
10b : 제2냉각유로1: stator
2: rotor
3: permanent magnet
4:
5: Clutch
6: drive shaft
7: Shaft
7a: First Euro
7b:
8: Housing
9: Inlet
10:
10a: a first cooling flow passage
10b: second cooling flow passage

Claims (3)

하이브리드 차량용 구동모터에 있어서,
회전축(4);
내부에 영구자석(3)을 가지며, 회전축(4)을 감싸는 형태로 회전축(4)의 외부면에 장착된 회전자(2);
상기 회전축(4) 내부에 변속기 오일이 흐름가능하게 형성되고, 상기 회전자(2)와 인접하게 위치하여 직접적인 열교환으로 회전자(2)의 영구자석(3)을 냉각시킬 수 있도록 된 냉각유로(10);
를 포함하여, 회전자(2) 내부의 열교환을 유도하여 방열성능을 향상시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 방열장치.
In a drive motor for a hybrid vehicle,
A rotary shaft 4;
(2) having a permanent magnet (3) therein and mounted on the outer surface of the rotary shaft (4) so as to surround the rotary shaft (4);
A cooling fluid passage (5) which is formed in the rotary shaft (4) so as to be capable of flowing a transmission fluid and which is located adjacent to the rotor (2) and is capable of cooling the permanent magnet (3) 10);
Wherein the heat dissipation performance of the drive motor is improved by inducing heat exchange inside the rotor (2).
청구항 1에 있어서,
상기 냉각유로(10)는 오일이 회전축(4)의 내주면 중간에서 회전축의 내부로 유입가능하게 형성된 제1냉각유로(10a)와, 상기 제1냉각유로(10a)의 상단에서 회전축(4)의 후단 끝까지 축방향으로 길게 관통형성된 제2냉각유로(10b)로 구성되고, 상기 제1냉각유로(10a) 및 제2냉각유로(10b)는 원주방향으로 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 방열장치.
The method according to claim 1,
The cooling passage 10 includes a first cooling passage 10a formed so that oil can flow into the interior of the rotary shaft from the middle of the inner circumferential surface of the rotary shaft 4 and a second cooling passage 10b extending from the upper end of the first cooling passage 10a And a second cooling flow passage (10b) penetrating the first cooling passage (10a) and the second cooling passage (10b) in the axial direction to the rear end, wherein the first cooling flow passage (10a) and the second cooling flow passage (10b) are spaced apart in the circumferential direction Heat dissipation device of drive motor.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각유로(10)는 회전축(4)의 내주면 중간에서 원주방향을 따라 연속해서 형성되어 오일을 회전축(4)의 내부로 유입시킬 수 있도록 된 제1냉각유로(10a)와, 상기 제1냉각유로(10a)에서 회전축(4)의 후단 끝까지 축방향으로 관통형성된 제2냉각유로(10b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 방열장치.
The method according to claim 1,
The cooling passage 10 is formed continuously along the circumferential direction in the middle of the inner circumference of the rotating shaft 4 and has a first cooling passage 10a for allowing the oil to flow into the rotating shaft 4, And a second cooling flow passage (10b) formed in the axial direction from the oil passage (10a) to the rear end of the rotary shaft (4).
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