KR20150041258A - Cooling structure of drive motor - Google Patents

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KR20150041258A KR20130119316A KR20130119316A KR20150041258A KR 20150041258 A KR20150041258 A KR 20150041258A KR 20130119316 A KR20130119316 A KR 20130119316A KR 20130119316 A KR20130119316 A KR 20130119316A KR 20150041258 A KR20150041258 A KR 20150041258A
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Abstract

Disclosed is a cooling unit of a drive motor. The cooling unit of the driving motor, in a driving motor which has an end coil cover for arranging a stator in a motor housing of forming a cooling root for coolant flow, arranging rotators which are separated in the stator by a constant distance, and preventing the separation of a wire coil in both sides of the rotator, can form a turbulence generation part for generating the turbulence of surrounding air in the end coil cover by the rotation of the rotator.

Description

구동모터의 냉각유닛 {COOLING STRUCTURE OF DRIVE MOTOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a COOLING STRUCTURE OF DRIVE MOTOR,

본 발명의 실시 예는 친환경 차량용 구동모터의 냉각유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계자권선형 동기모터(WRSM)의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 구동모터의 냉각 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling unit for an eco-friendly vehicle driving motor, and more particularly to a cooling structure of a driving motor capable of improving the cooling performance of a field winding synchronous motor (WRSM).

대개 친환경 자동차로 불리우는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차는 전기 에너지로 회전력을 얻는 전기 모터(이하에서는 "구동모터" 라고 한다)에 의해 구동력을 발생시킬 수 있다.A hybrid vehicle or an electric vehicle, which is generally called an eco-friendly automobile, can generate driving force by an electric motor (hereinafter referred to as "driving motor"

예를 들면, 하이브리드 차량은 구동모터의 동력만을 이용하는 순수 전기 자동차 모드인 EV(Electric Vehicle)모드로 주행하거나 엔진과 구동모터의 회전력을 모두 동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle)모드로 주행한다. 그리고 일반적인 전기 자동차는 구동모터의 회전력을 동력으로 이용하여 주행한다.For example, the hybrid vehicle travels in an EV (Electric Vehicle) mode, which is a pure electric vehicle mode using only the driving motor power, or in an HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode, in which both rotational power of the engine and the driving motor is used as power. And a general electric vehicle drives by using the rotational power of the driving motor as a power source.

이와 같이 친환경 자동차의 동력원으로 이용되는 구동모터는 대부분 영구자석형 동기모터(PMSM)를 사용한다. 이러한 영구자석형 동기모터는 제약된 레이아웃 조건에서 최대의 성능을 발휘하기 위해 영구자석의 성능을 극대화시킬 필요가 있다.Most of the drive motors used as power sources for environmentally friendly vehicles use permanent magnet type synchronous motors (PMSM). Such a permanent magnet type synchronous motor needs to maximize the performance of the permanent magnets in order to exhibit maximum performance under constrained layout conditions.

상기한 영구자석 내의 네오디뮴(Nd)은 영구자석의 세기를 개선하며, 디스프로슘(Dy)은 고온 감자(Demagnetization) 내성을 개선한다. 그러나 이러한 영구자석의 희토류(Nd, Dy) 금속 성분은 중국 등 일부 국가에 제한적으로 매장되어 있고, 매우 고가이며 가격 변동이 심하다.Neodymium (Nd) in the permanent magnet improves the strength of the permanent magnet, and dysprosium (Dy) improves demagnetization resistance. However, rare earth (Nd, Dy) metal components of these permanent magnets are buried in a limited number of countries such as China and are very expensive and prone to price fluctuations.

이에 최근 들어서는 친환경 자동차의 동력원으로 이용되는 구동모터로서 영구자석형 동기모터(PMSM)를 대체할 수 있는 계자권선형 동기모터(WRSM)의 개발이 더욱 진행되고 있다.Recently, a field winding synchronous motor (WRSM) which can replace a permanent magnet type synchronous motor (PMSM) has been developed as a driving motor used as a power source of an environmentally friendly automobile.

계자권선형 동기모터는 고정자 뿐만 아니라 회전자에도 코일을 권선하여 전류 인가 시 회전자를 전자석화시킴으로써 영구자석형 동기모터(PMSM)의 영구자석을 대체하고 있다.The field winding synchronous motor replaces the permanent magnet of the permanent magnet type synchronous motor (PMSM) by winding the coil to the rotor as well as the stator and electromagnetizing the rotor when current is applied.

이러한 계자권선형 동기모터는 회전자가 고정자 내측에 일정 공극을 두고 배치되고, 고정자와 회전자의 코일에 전원이 인가되면 자계가 형성되며, 이들 사이에 발생되는 자기적 작용에 의해 회전자의 회전이 이루어진다.In such a field winding synchronous motor, a rotor is disposed with a certain gap inside the stator, and when a power source is applied to the coils of the stator and the rotor, a magnetic field is formed. Due to the magnetic action generated therebetween, .

한편, 상기와 같은 계자권선형 동기모터에서는 영구자석형 동기모터와 달리 회전자에 코일을 권선하게 되므로, 회전자의 고회전(보통 EV의 경우 최대 10,000rpm 이상)에 따른 권선 코일의 이탈 방지를 위해 그 회전자의 양 끝단에 엔드 코일 커버를 장착하고 그 커버 내에 수지를 몰딩함으로써 회전자의 권선 코일을 고정하고 있다.On the other hand, in the field winding synchronous motor as described above, unlike the permanent magnet type synchronous motor, the coils are wound on the rotor. Therefore, in order to prevent the winding coils from escaping due to the high rotation of the rotor An end coil cover is mounted on both ends of the rotor, and the resin is molded in the cover to fix the winding coil of the rotor.

다른 한편으로, 상기한 계자권선형 동기모터에서 고집적 및 고밀도 권선 코일이 적용되는 고정자 어셈블리의 냉각 구조는 권선 코일에서 발생한 열이 고정자 코어에 전달되는 바, 고정자 코어의 외주면에 접촉된 모터 하우징의 내부로 냉각매체를 순환시킴으로써 권선 코일을 간접적으로 냉각하는 방식을 채용하고 있다.On the other hand, in the field winding synchronous motor, the cooling structure of the stator assembly, to which the highly integrated and high-density winding coils are applied, transfers heat generated in the winding coils to the stator core, So that the winding coils are indirectly cooled by circulating the cooling medium.

그러나, 상기 권선 코일에서 발생하는 열이 코어에 전달되기 위해서는 그 열이 코어와 권선 코일 사이의 절연물을 통과해야 하는데, 보통 절연물과 코어와의 접촉면이 완벽하게 밀착되지 않음으로써 코어에 대한 열 전달량에 한계가 있다.However, in order for the heat generated from the winding coil to be transmitted to the core, the heat must pass through the insulation between the core and the winding coil. Normally, the contact surface between the insulation and the core is not perfectly close, There is a limit.

특히, 권선 코일에서 발생한 열이 절연물, 코어, 모터 하우징 및 냉각매체를 통해 전달되는 메커니즘에서는 차량의 급가속, 등판 조건 등에서 권선 코일의 발열이 급격한 경우 그 열을 신속하게 배출시키지 못하므로, 열에 의한 코일 저항 증가로 모터 효율 및 차량의 연비를 저하시킬 수 있다.Particularly, in the mechanism in which the heat generated in the winding coil is transmitted through the insulator, the core, the motor housing, and the cooling medium, the heat can not be discharged quickly in case of sudden acceleration of the coil in the vehicle, Increasing coil resistance can reduce motor efficiency and vehicle fuel economy.

더 나아가 코일 권선의 점적률을 증가시켜 모터의 효율을 증가시키는 고집적, 고밀도 권선에서는 코일에서 발생하는 열을 신속하고 효과적으로 방출시킬 필요가 있다.Furthermore, in highly integrated, high-density windings that increase the efficiency of the motor by increasing the point rate of the coil winding, it is necessary to release the heat generated by the coil quickly and effectively.

본 발명의 실시 예들은 계자권선형 구동모터에서 고집적 및 고밀도 권선의 고정자 코일을 직접적으로 냉각시킬 수 있도록 한 구동모터의 냉각유닛을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are intended to provide a cooling unit for a drive motor that can directly cool stator coils of highly integrated and high density windings in a field winding drive motor.

본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛은, 냉각매체를 유동시키기 위한 냉각 루트를 형성하고 있는 모터 하우징 내에 고정자를 배치하고, 상기 고정자의 내측에 일정 공극을 두고 회전자를 배치하며, 상기 회전자의 양측 단부에 권선 코일의 이탈을 방지하기 위한 엔드 코일 커버를 장착하고 있는 구동모터에서, 상기 회전자의 회전으로서 주변 공기의 난류를 발생시키는 난류 발생부를 상기 엔드 코일 커버에 형성할 수 있다.The cooling unit of the drive motor according to the embodiment of the present invention is characterized in that a stator is disposed in a motor housing forming a cooling route for flowing a cooling medium, a rotor is disposed with a certain gap inside the stator, A turbulence generating unit for generating turbulence of ambient air as the rotation of the rotor can be formed on the end coil cover in the drive motor having an end coil cover for preventing the winding coils from being separated from both ends of the rotor .

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛은, 상기 난류 발생부에 의해 발생된 상기 엔드 코일 커버 주변 공기의 난류로서 상기 고정자의 권선 코일 엔드 부위를 직접적으로 냉각할 수 있다.The cooling unit of the driving motor according to the embodiment of the present invention can directly cool the end portion of the coil of the stator as the turbulence of the air around the endcoil cover generated by the turbulence generation portion.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛에 있어서, 상기 난류 발생부는 상기 회전자의 회전 샤프트를 중심에 두고 상기 엔드 코일 커버의 표면에 방사 상으로 배치되는 다수 개의 블레이드들을 포함할 수 있다.Further, in the cooling unit of the drive motor according to the embodiment of the present invention, the turbulence generating unit includes a plurality of blades radially disposed on the surface of the end coil cover with the rotation shaft of the rotor as a center .

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛은, 상기 블레이드들이 팬 형상으로 이루어질 수 있다.Further, in the cooling unit of the driving motor according to the embodiment of the present invention, the blades may be formed in a fan shape.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛에 있어서, 상기 난류 발생부는 상기 회전자의 회전 샤프트를 중심에 두고 상기 엔드 코일 커버의 표면에 방사 상으로 형성되는 다수 개의 그루브들을 포함할 수 있다.Further, in the cooling unit of the driving motor according to the embodiment of the present invention, the turbulence generating unit may include a plurality of grooves formed on the surface of the end coil cover in a radial fashion with the rotating shaft of the rotor as a center .

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛에 있어서, 상기 난류 발생부는 상기 엔드 코일 커버의 표면에 표면 거칠기를 부여한 요철(凹凸)로서 형성될 수 있다.Further, in the cooling unit of the drive motor according to the embodiment of the present invention, the turbulent flow generating unit may be formed as irregularities imparting surface roughness to the surface of the end coil cover.

본 발명의 실시 예들은 고정자 코어와 모터 하우징의 방열 구조를 통해 이루어지는 고정자 코일의 간접 냉각 방식을 기본으로, 엔드 코일 커버의 난류 발생부를 통해 고정자 코일의 엔드 부위에 대한 직접적인 냉각이 이루어질 수 있다.The embodiments of the present invention can directly cool the end portion of the stator coil through the turbulence generating portion of the end coil cover based on the indirect cooling method of the stator coil through the heat dissipation structure of the stator core and the motor housing.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 고정자 코일의 평균 온도 및 최대 온도가 낮아지게 되며, 그 고정자 코일의 온도가 낮아질수록 전류와 저항의 곱으로 산출되는 구동모터의 동손이 저감하게 되므로, 결과적으로는 구동모터의 효율을 증대시킬 수 있고, 구동모터 효율의 향상으로 친환경 차량의 연비 향상을 도모할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the average temperature and the maximum temperature of the stator coils are lowered, and as the temperature of the stator coils is lowered, the coils of the driving motor, which is calculated by multiplying the current and resistance, The efficiency of the motor can be increased and the fuel efficiency of the environmentally friendly vehicle can be improved by improving the efficiency of the drive motor.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 엔드 코일 커버의 난류 발생부를 통해 구동모터 내부 공기의 난류도(대류 열전달)를 증가시킴으로써 냉각팬의 추가 없이 고정자 코일의 온도를 저하시킬 수 있으므로, 냉각 성능 대비 전체 장치의 부품 수 및 제작 원가를 절감할 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, the temperature of the stator coil can be lowered without increasing the cooling fan by increasing the turbulence degree (convection heat transfer) of the air inside the driving motor through the turbulence generating portion of the end coil cover. It is possible to reduce the number of parts and production cost of the apparatus.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예가 적용되는 구동모터의 일 예를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛에 적용되는 엔드 코일 커버를 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛에 적용되는 엔드 코일 커버의 변형 예를 도시한 도면이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 and 2 are perspective views showing a cooling unit of a drive motor according to an embodiment of the present invention.
3 is a sectional view schematically showing an example of a drive motor to which an embodiment of the present invention is applied.
4 is a perspective view showing an end coil cover applied to a cooling unit of a driving motor according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are views showing a modified example of the end coil cover applied to the cooling unit of the drive motor according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.It should be noted that terms such as " ... unit ", "unit of means "," part of item ", "absence of member ", and the like denote a unit of a comprehensive constitution having at least one function or operation it means.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛을 도시한 사시도이다.1 and 2 are perspective views showing a cooling unit of a drive motor according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛(100)은 친환경 자동차에서 전기 에너지로 구동력을 얻는 구동모터로서 계자권선형 동기모터(WRSM)에 적용될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, a cooling unit 100 of a driving motor according to an embodiment of the present invention can be applied to a field winding synchronous motor (WRSM) as a driving motor that obtains driving force from electric energy in an environmentally friendly automobile.

상기 계자권선형 동기모터는 고정자 뿐만 아니라 회전자에 코일을 권선하여 전류 인가 시 회전자를 전자석화시키는 것으로서, 회전자의 전자석과 고정자의 전자석 간 전자기의 인력 및 척력으로 구동 토크를 발생시킬 수 있다.The field winding synchronous motor is used not only for a stator but also for inducing electromagnetization of a rotor when a current is applied by winding a coil on a rotor. The field winding synchronous motor can generate driving torque by attraction and repulsion of electromagnetic force between the electromagnet of the rotor and the electromagnet of the stator.

예를 들면, 본 발명의 실시 예가 적용되는 상기 구동모터는 도 3에서와 같이, 냉각매체를 유동시키기 위한 냉각 루트(11)를 형성하고 있는 모터 하우징(13)과, 모터 하우징(13) 내에 배치되는 고정자(15)와, 고정자(15)의 내측에 일정 공극을 두고 배치되는 회전자(17)를 포함하고 있다.For example, as shown in FIG. 3, the drive motor to which the embodiment of the present invention is applied includes a motor housing 13 forming a cooling route 11 for flowing a cooling medium, And a rotor 17 disposed inside the stator 15 with a predetermined gap therebetween.

여기서, 상기 고정자(15)는 고정자 코어(21)에 고정자 코일(23)이 권선되어 있으며, 상기 회전자(17)는 회전 샤프트(25)에 결합된 회전자 코어(27)에 회전자 코일(29)이 권선되어 있다.The stator 15 includes a stator core 21 wound around a stator coil 23 and a rotor 17 connected to a rotor core 27 coupled to a rotating shaft 25, 29) are wound.

그리고, 상기 회전자(17)의 양측 단부에는 회전자 코일(29)의 이탈 방지를 위한 엔드 코일 커버(31)가 장착되어 있다. 상기 엔드 코일 커버(31)는 이의 내부에 수지가 몰딩됨으로써 회전자 코일(29)을 고정할 수 있다.At both ends of the rotor 17, an end coil cover 31 for preventing the rotor coils 29 from escaping is mounted. The end coil cover 31 can be fixed to the rotor coil 29 by molding resin therein.

즉, 상기 엔드 코일 커버(31)는 회전자(17)의 양측 단부에서 회전자 코일(29)을 커버링하며 이의 내부에 채워진 몰딩 수지로 회전자 코일(29)을 고정시킴으로써 회전자(17)의 고회전(보통 EV의 경우 최대 10,000rpm 이상)에 따른 회전자 코일(29)의 이탈을 저지할 수 있다.That is, the end coil cover 31 covers the rotor coil 29 at both side ends of the rotor 17 and fixes the rotor coil 29 with the molding resin filled therein, It is possible to prevent the detachment of the rotor coil 29 due to a high rotation (usually 10,000 rpm or more in the case of an EV).

한편, 상기한 구동모터에서는 고정자(15)에 적용된 고집적 및 고밀도의 고정자 코일(23)에서 발생하는 열을 방출시키기 위해 위에서 언급한 바 있는 모터 하우징(13)의 냉각 루트(11)로 냉각매체를 유동시키는 냉각 구조를 채용하고 있다.Meanwhile, in the above-described driving motor, the cooling medium (11) of the above-mentioned motor housing (13) is used as the cooling medium (11) in order to discharge heat generated in the stator coil (23) And a cooling structure for allowing the cooling water to flow.

이와 같은 고정자(15)의 냉각 구조는 고정자 코일(23)에서 발생한 열이 고정자 코어(21)에 전달되는 바, 그 고정자 코어(21)의 외주면에 접촉된 모터 하우징(13)의 냉각 루트(11)로 냉각매체를 순환시킴으로써 고정자 코일(23)을 간접적으로 냉각하는 방식을 적용하고 있다.The cooling structure of the stator 15 is such that the heat generated in the stator coil 23 is transmitted to the stator core 21 and the cooling route 11 of the motor housing 13 contacting the outer circumferential surface of the stator core 21 To cool the stator coil 23 indirectly by circulating the cooling medium through the cooling medium.

다른 한편으로, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛(100)은 엔드 코일 커버(31)를 통해 고집적 및 고밀도의 고정자 코일(23)을 냉각풍으로서 직접 냉각시킬 수 있는 구조로 이루어진다.On the other hand, the cooling unit 100 of the drive motor according to the embodiment of the present invention has a structure capable of directly cooling the highly integrated and high-density stator coil 23 as the cooling wind through the end coil cover 31 .

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛(100)은 도 1 및 도 2에서와 같이 회전자(17)의 회전으로서 그 엔드 코일 커버(31) 주변 공기의 난류를 발생시키는 난류 발생부(50)를 엔드 코일 커버(31)에 형성하고 있다.1 and 2, the cooling unit 100 of the driving motor according to the embodiment of the present invention is a turntable that generates turbulence of air around the end coil cover 31 as the rotation of the rotor 17, And the generating portion 50 is formed in the end coil cover 31. Fig.

즉, 본 발명의 실시 예에서는 전류가 인가되어 고정자(15)의 고정자 코일(23)에 발열이 일어나는 조건에서, 회전자(17)의 회전운동으로 엔드 코일 커버(31)의 난류 발생부(50)에 의해 발생된 엔드 코일 커버(31) 주변 공기의 난류로서 고정자(15)의 고정자 코일(23) 엔드 부위를 직접적으로 냉각할 수 있다.That is, in the embodiment of the present invention, the turbulence generating unit 50 of the end coil cover 31 is rotated by the rotational motion of the rotor 17 under the condition that current is applied and heat is generated in the stator coil 23 of the stator 15 It is possible to directly cool the end portion of the stator coil 23 of the stator 15 as the turbulent flow of the air around the end coil cover 31 generated by the stator 15.

다시 말하면, 본 발명의 실시 예에서는 고정자 코일(23)의 엔드 부위에 인접한 엔드 코일 커버(31)가 회전함에 따라 그 엔드 코일 커버(31)의 난류 발생부(50)를 통해 엔드 코일 커버(31) 주변 공기 유동의 난류도를 급격히 증가시킴으로써 가장 온도가 높은 고정자 코일(23)의 엔드 부위를 냉각풍을 통해 직접적으로 신속하게 냉각시킬 수 있다. In other words, in the embodiment of the present invention, as the end coil cover 31 adjacent to the end portion of the stator coil 23 rotates, the end coil cover 31 ), The end portion of the stator coil 23 having the highest temperature can be directly and rapidly cooled through the cooling wind by rapidly increasing the turbulence degree of the ambient air flow.

구체적으로, 본 발명의 실시 예에서 상기 난류 발생부(50)는 도 4에서와 같이, 회전자(17)의 회전 샤프트(25)를 중심에 두고 엔드 코일 커버(31)의 표면(엔드면)에 방사 상으로 배치되는 다수 개의 블레이드들(51)을 포함할 수 있다.4, the turbulence generator 50 is disposed on the surface (end surface) of the end coil cover 31 with the rotary shaft 25 of the rotor 17 as the center, And may include a plurality of blades 51 disposed radially in the rotor.

여기서, 상기 엔드 코일 커버(31)의 중앙 부위에는 회전 샤프트(25)가 끼워지며 결합될 수 있는 결합홀(53)이 형성되며, 블레이드들(51)은 그 결합홀(53)을 중심에 두고 엔드 코일 커버(31)의 표면(엔드면)에 방사 상으로 배치된다.A coupling hole 53 is formed at a central portion of the end coil cover 31 so that the rotary shaft 25 can be inserted into the coupling hole 53. The blades 51 And is radially disposed on the surface (end surface) of the end coil cover 31.

이 경우, 상기 블레이드들(51)은 엔드 코일 커버(31)의 표면 가장자리 단에서 결합홀(53)로 연결되는 임의의 가상 선 상에 배치되는 바, 소정 폭(도면에서 엔드 코일 커버의 표면을 기준으로 하는 높이)을 지닌 띠 형상에서 일 부분이 한 쪽 방향(예를 들면, 회전자의 회전 방향)으로 휘어진 형상을 취할 수 있다.In this case, the blades 51 are arranged on an imaginary line connecting the end edge of the end coil cover 31 to the engagement hole 53, (For example, the rotational direction of the rotor) in a strip shape having a height as a reference.

예를 들면, 상기 블레이드들(51)은 엔드 코일 커버(31)의 표면에 방사 상으로 배치되며, 전체적인 형상이 팬 형상으로 이루어질 수 있다.For example, the blades 51 are disposed radially on the surface of the end coil cover 31, and the overall shape may be a fan shape.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛(100)에서 고정자(15)의 고정자 코일(23) 및 회전자(17)의 회전자 코일(29)에 전류가 인가되면, 고정자(15)와 회전자(17) 사이에서 발생되는 자기적 작용에 의해 회전자(17)의 회전이 이루어진다.Therefore, in the cooling unit 100 of the drive motor according to the embodiment of the present invention configured as described above, current is applied to the stator coil 23 of the stator 15 and the rotor coil 29 of the rotor 17 The rotor 17 is rotated by the magnetic action generated between the stator 15 and the rotor 17. [

여기서, 고집적 및 고밀도의 권선이 적용된 고정자(15)의 고정자 코일(23)에서는 발열이 일어나고, 그 열은 고정자 코어(21)를 통해 모터 하우징(13)으로 전달되며, 모터 하우징(13)의 냉각 루트(11)로 순환되는 냉각매체에 의해 외부로 방출될 수 있다.Heat is generated in the stator coil 23 of the stator 15 to which the highly integrated and high density windings are applied and the heat is transmitted to the motor housing 13 through the stator core 21 and the cooling of the motor housing 13 And can be discharged to the outside by the cooling medium circulated to the root 11.

즉, 이 경우에서는 고정자 코일(23)에서 발생된 열이 고정자 코어(21)를 통해 모터 하우징(13)으로 전달된 상태에서, 그 모터 하우징(13)의 냉각 루트(11)로 냉각매체를 순환시킴으로써 고정자 코일(23)을 간접적으로 냉각할 수 있다.That is, in this case, when the heat generated in the stator coil 23 is transmitted to the motor housing 13 through the stator core 21, the cooling medium is circulated to the cooling route 11 of the motor housing 13 The stator coil 23 can be cooled indirectly.

이러는 과정에 회전자(17)가 회전함에 따라 고정자 코일(23)의 엔드 부위에 인접하며 회전자 코어(27)의 양측에 장착된 엔드 코일 커버(31) 또한 회전을 하게 되고, 이에 엔드 코일 커버(31)의 블레이드들(51)은 엔드 코일 커버(31) 주변 공기 유동의 난류도를 급격히 증가시키며 냉각풍을 발생시키게 된다.As the rotor 17 rotates in this process, the end coil cover 31, which is adjacent to the end portion of the stator coil 23 and mounted on both sides of the rotor core 27, also rotates, The blades 51 of the end cover 31 rapidly increase the turbulence of the air flow around the end coil cover 31 and generate the cooling wind.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 엔드 코일 커버(31)의 블레이드들(51)을 통해 발생된 냉각풍에 의해 비교적 온도가 가장 높은 고정자 코일(23)의 엔드 부위를 직접적으로 신속하게 냉각시킬 수 있다.Thus, in the embodiment of the present invention, the end portion of the stator coil 23 having the relatively high temperature can be directly and rapidly cooled by the cooling wind generated through the blades 51 of the end coil cover 31 .

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛(100)에 의하면, 고정자 코어(21)와 모터 하우징(13)의 방열 구조를 통해 이루어지는 고정자 코일(23)의 간접 냉각 방식을 기본으로, 엔드 코일 커버(31)의 블레이드들(51)을 통해 고정자 코일(23)의 엔드 부위에 대한 직접적인 냉각이 이루어질 수 있다.According to the cooling unit 100 of the driving motor according to the embodiment of the present invention as described above, the indirect cooling method of the stator coil 23, which is achieved through the heat dissipation structure of the stator core 21 and the motor housing 13, The direct cooling of the end portion of the stator coil 23 can be achieved through the blades 51 of the end coil cover 31. [

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 고정자 코일(23)의 평균 온도 및 최대 온도가 낮아지게 되며, 그 고정자 코일(23)의 온도가 낮아질수록 전류와 저항의 곱으로 산출되는 구동모터의 동손이 저감하게 되므로, 결과적으로는 구동모터의 효율을 증대시킬 수 있고, 구동모터 효율의 향상으로 친환경 차량의 연비 향상을 도모할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the average temperature and the maximum temperature of the stator coil 23 are lowered, and as the temperature of the stator coil 23 is lowered, the coils of the driving motor, which is calculated by multiplying the current and resistance, As a result, the efficiency of the drive motor can be increased, and the fuel efficiency of the environmentally friendly vehicle can be improved by improving the efficiency of the drive motor.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 엔드 코일 커버(31)의 블레이드들(51)을 통해 구동모터 내부 공기의 난류도(대류 열전달)를 증가시킴으로써 냉각팬의 추가 없이 고정자 코일(23)의 온도를 저하시킬 수 있으므로, 냉각 성능 대비 전체 장치의 부품 수 및 제작 원가를 절감할 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, the turbulence degree (convective heat transfer) of the air inside the drive motor is increased through the blades 51 of the end coil cover 31 so that the temperature of the stator coil 23 is lowered Therefore, the number of parts and manufacturing cost of the entire apparatus can be reduced compared to the cooling performance.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛에 적용되는 엔드 코일 커버의 변형 예를 도시한 도면이다.5 and 6 are views showing a modified example of the end coil cover applied to the cooling unit of the drive motor according to the embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛에 적용되는 엔드 코일 커버(31)의 제1 변형 예는 그 엔드 코일 커버(31)의 표면에 다수 개의 그루브들(151)이 방사 상으로 형성된 난류 발생부(150)를 구성할 수 있다.5, a first modified example of the end coil cover 31 applied to the cooling unit of the driving motor according to the embodiment of the present invention includes a plurality of grooves 151 on the surface of the end coil cover 31, It is possible to construct the turbulent flow generating unit 150 formed in the radial direction.

본 변형 예에서, 상기 그루브들(151)은 엔드 코일 커버(31) 주변 공기 유동의 난류도를 증대시키기 위한 것으로, 엔드 코일 커버(31)의 표면 가장자리 단에서 결합홀(53)로 연결되는 임의의 가상 선 상에 홈 형태로 형성될 수 있다.In this modification, the grooves 151 are provided to increase the turbulence degree of the air flow around the end coil cover 31. The grooves 151 are formed in the end coil edge of the end coil cover 31, In the form of a groove on the imaginary line of FIG.

한편 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛에 적용되는 엔드 코일 커버(31)의 제2 변형 예는 그 엔드 코일 커버(31)의 표면에 표면 거칠기를 부여한 요철(凹凸)(251)로서 형성된 난류 발생부(250)를 구성할 수 있다.6, a second modified example of the end coil cover 31 applied to the cooling unit of the drive motor according to the embodiment of the present invention is a modified example of the end coil cover 31 in which the surface roughness is given to the surface of the end coil cover 31 (Concavity and convexity) (251).

본 변형 예에서, 상기 요철(251)은 엔드 코일 커버(31) 주변 공기 유동의 난류도를 증대시키기 위한 것으로, 엔드 코일 커버(31)의 표면 전체를 표면 가공하여 표면 거칠기의 크기를 증가시킴으로써 형성될 수 있다.The unevenness 251 is for increasing the turbulence of the air flow around the end coil cover 31. The unevenness 251 is formed by surface processing the entire surface of the end coil cover 31 to increase the size of the surface roughness .

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Other embodiments may easily be proposed by adding, changing, deleting, adding, etc., but this is also within the scope of the present invention.

11... 냉각 루트 13... 모터 하우징
15... 고정자 17... 회전자
21... 고정자 코어 23... 고정자 코일
25... 회전 샤프트 27... 회전자 코어
29... 회전자 코일 31... 엔드 코일 커버
50, 150, 250... 난류 발생부 51... 블레이드
53... 결합홀 151... 그루브
251... 요철11 ... cooling route 13 ... motor housing
15 ... stator 17 ... rotor
21 ... stator core 23 ... stator coil
25 ... rotating shaft 27 ... rotor core
29 ... rotor coil 31 ... end coil cover
50, 150, 250 ... turbulence generation part 51 ... blade
53 ... joint hole 151 ... groove
251 ... uneven

Claims (6)

냉각매체를 유동시키기 위한 냉각 루트를 형성하고 있는 모터 하우징 내에 고정자를 배치하고, 상기 고정자의 내측에 일정 공극을 두고 회전자를 배치하며, 상기 회전자의 양측 단부에 권선 코일의 이탈을 방지하기 위한 엔드 코일 커버를 장착하고 있는 구동모터에서,
상기 엔드 코일 커버에는 상기 회전자의 회전으로서 주변 공기의 난류를 발생시키는 난류 발생부가 구비되는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.A stator is disposed in a motor housing forming a cooling route for flowing a cooling medium. A rotor is disposed inside the stator with a predetermined gap therebetween. In a drive motor equipped with an end coil cover,
Wherein the end coil cover is provided with a turbulence generating unit for generating turbulence of ambient air as rotation of the rotor. 제1 항에 있어서,
상기 난류 발생부에 의해 발생된 상기 엔드 코일 커버 주변 공기의 난류로서 상기 고정자의 권선 코일 엔드 부위를 직접적으로 냉각하는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.The method according to claim 1,
And directly cooling the end portion of the coil of the stator as turbulence of the air around the endcoil cover generated by the turbulence generating portion. 제1 항에 있어서,
상기 난류 발생부는,
상기 회전자의 회전 샤프트를 중심에 두고 상기 엔드 코일 커버의 표면에 방사 상으로 배치되는 다수 개의 블레이드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.The method according to claim 1,
Wherein the turbulent flow generating unit comprises:
And a plurality of blades radially disposed on a surface of the end coil cover with the rotation shaft of the rotor as a center. 제3 항에 있어서,
상기 블레이드들이 팬 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.The method of claim 3,
Wherein the blades are fan-shaped. 제1 항에 있어서,
상기 난류 발생부는,
상기 회전자의 회전 샤프트를 중심에 두고 상기 엔드 코일 커버의 표면에 방사 상으로 형성되는 다수 개의 그루브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.The method according to claim 1,
Wherein the turbulent flow generating unit comprises:
And a plurality of grooves formed radially on the surface of the end coil cover with the rotation shaft of the rotor as a center. 제1 항에 있어서,
상기 난류 발생부는,
상기 엔드 코일 커버의 표면에 표면 거칠기를 부여한 요철(凹凸)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.The method according to claim 1,
Wherein the turbulent flow generating unit comprises:
Wherein the end coil cover is formed as a concavo-convex surface to which surface roughness is imparted to the surface of the end coil cover.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180068466A (en) * 2016-12-14 2018-06-22 주식회사 만도 Rotor for wound-rotor induction motor
CN113874235A (en) * 2019-04-12 2021-12-31 潍柴动力股份有限公司 Hybrid power system
CN117900901A (en) * 2024-02-20 2024-04-19 海辰精密机械(嘉兴)股份有限公司 Heat source blocking structure of power turret

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220043482A (en) 2020-09-29 2022-04-05 현대자동차주식회사 Motor apparatus having cooling structure

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0993871A (en) * 1995-09-22 1997-04-04 Denso Corp Electric rotating machine
JP2000245110A (en) * 1999-02-23 2000-09-08 Toshiba Corp Rotating electric machine
JP2011062076A (en) * 2009-09-07 2011-03-24 Johnson Electric Sa Brushless motor
KR20110053088A (en) * 2009-11-13 2011-05-19 엘지전자 주식회사 Motor and automobile comprising the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0993871A (en) * 1995-09-22 1997-04-04 Denso Corp Electric rotating machine
JP2000245110A (en) * 1999-02-23 2000-09-08 Toshiba Corp Rotating electric machine
JP2011062076A (en) * 2009-09-07 2011-03-24 Johnson Electric Sa Brushless motor
KR20110053088A (en) * 2009-11-13 2011-05-19 엘지전자 주식회사 Motor and automobile comprising the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180068466A (en) * 2016-12-14 2018-06-22 주식회사 만도 Rotor for wound-rotor induction motor
CN113874235A (en) * 2019-04-12 2021-12-31 潍柴动力股份有限公司 Hybrid power system
CN113874235B (en) * 2019-04-12 2024-05-17 潍柴动力股份有限公司 Hybrid power system
CN117900901A (en) * 2024-02-20 2024-04-19 海辰精密机械(嘉兴)股份有限公司 Heat source blocking structure of power turret

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