KR20200098786A - 인휠 모터의 냉각 제어 시스템 - Google Patents

인휠 모터의 냉각 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 인휠 모터 냉각 제어 시스템은, 제1휠모터 및 상기 제1휠모터를 제어하는 제1제어부를 포함하는 제1구동부; 제2휠모터 및 상기 제2휠모터를 제어하는 제2제어부를 포함하는 제2구동부; 상기 제1구동부 및 제2구동부에 냉각수를 공급하는 냉각부;및 상기 제1구동부, 제2구동부 및 냉각부를 제어하는 통합제어부를 포함하고, 상기 제1구동부는 상기 냉각부로부터 공급되는 냉각수를 공급 또는 차단하는 제1밸브를 더 포함하고, 상기 제2구동부는 상기 냉각부로부터 공급되는 냉각수를 공급 또는 차단하는 제2밸브를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 복수개의 휠 모터를 구비하는 경우, 냉각수를 공급 차단할 수 있는 밸브를 포함하여 고장난 휠모터 측의 냉각수 유입을 차단하고 차단된 만큼의 냉각수 유량을 정상 동작하는 휠모터 측으로 공급하여 차량의 성능을 높일수 있다.

Description

인휠 모터의 냉각 제어 시스템{Cooling control system of in-wheel motor}
본 발명은 인휠 모터의 냉각 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 복수개의 휠 모터를 구비하는 경우, 냉각수를 공급 차단할 수 있는 밸브를 포함하여 고장난 휠모터 측의 냉각수 유입을 차단하고 차단된 만큼의 냉각수 유량을 정상 동작하는 휠모터 측으로 공급하여 차량의 성능을 높일 수 있는 것에 관한 것이다.
인휠(In-wheel) 구동시스템은 각 차륜의 휠에 장착되어 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차 및 전기자동차와 같이 전기 동력으로 주행하는 자동차에서, 대형의 단일 모터를 사용하는 대신 각 차륜에 소형인 개별 모터를 장착하여 각 차륜마다 동력을 생성, 구동되게 하는 시스템이다.
이러한 인휠 구동시스템은 각 차륜에 개별 모터(이하, 인휠모터)를 구비하게 됨으로써 대형 구동모터를 구비하는 자동차에 비하여 구동계가 단순하여 실내 공간을 크게 얻을 수 있으며, 차륜의 회전을 직접 제어 가능하므로 차동장치 등 복잡한 동력전달 장치를 생략할 수 있게 되는 장점을 갖는다.
한편, 인휠모터는 내부코일(스테이터 코일)에 전류가 흐르면서 저항에 의한 주울 열이 발생된다. 이러한 내부코일의 발열은 적정온도 보다 대략 10℃ 상승하면 인휠모터 절연부의 기대수명이 반 이하로 줄어드는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 인휠모터의 발열은 모터의 내구성 및 성능에 악영향을 미치기 때문에 적절하게 냉각해줄 필요가 있는 것이다.
종래에는 휠모터를 복수개를 구비하는 경우, 고장난 휠모터와 제어부 쪽 냉각라인에도 정상 상태와 동일하게 냉각수가 공급되면서 운행을 한다. 고장난 상태에서는 LIMP HOME 모드로 정상적인 상태에 비해 차량의 동력 성능이 현저하게 떨어지게 되는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1541848호
본 발명은 인휠 모터 냉각 제어 시스템에 관한 것으로, 복수개의 휠 모터를 구비하는 경우, 냉각수를 공급 차단할 수 있는 밸브를 포함하여 고장난 휠모터 측의 냉각수 유입을 차단하고 차단된 만큼의 냉각수 유량을 정상 동작하는 휠모터 측으로 공급하여 차량의 성능을 높일수 있는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 인휠 모터 냉각 제어 시스템은, 제1휠모터 및 상기 제1휠모터를 제어하는 제1제어부를 포함하는 제1구동부; 제2휠모터 및 상기 제2휠모터를 제어하는 제2제어부를 포함하는 제2구동부; 상기 제1구동부 및 제2구동부에 냉각수를 공급하는 냉각부;및 상기 제1구동부, 제2구동부 및 냉각부를 제어하는 통합제어부를 포함하고, 상기 제1구동부는 상기 냉각부로부터 공급되는 냉각수를 공급 또는 차단하는 제1밸브를 더 포함하고, 상기 제2구동부는 상기 냉각부로부터 공급되는 냉각수를 공급 또는 차단하는 제2밸브를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 통합제어부와 상기 제1구동부, 제2구동부 및 냉각부는 서로 CAN 통신을 하고, 상기 통합제어부와 상기 제1제어부 및 제2제어부는 상기 제1휠모터 및 제2휠보터의 상태 정보를 CAN 통신을 통해 송신 또는 수신하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 통합제어부는, 상기 제1제어부 또는 제2제어부로부터 상기 제1휠모터 또는 제2휠모터의 고장 상태가 수신되면, 상기 고장 상태가 수신된 상기 제1밸브 또는 제2밸브를 차단하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 통합제어부는, 상기 고장 상태가 수신된 제1밸브 또는 제2밸브가 차단되는 경우, 상기 차단된 제1밸브 또는 제2밸르로 공급되던 냉각수를 차단되지 않은 제1밸브 또는 제2밸브로 추가적으로 더 공급하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 복수개의 휠 모터를 구비하는 경우, 냉각수를 공급 차단할 수 있는 밸브를 포함하여 고장난 휠모터 측의 냉각수 유입을 차단하고 차단된 만큼의 냉각수 유량을 정상 동작하는 휠모터 측으로 공급하여 차량의 성능을 높일수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인휠 모터 냉각 제어 시스템의 전제적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 구동부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인휠 모터 냉각 제어 시스템의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인휠 모터 냉각 제어 시스템의 전제적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 구동부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인휠 모터 냉각 제어 시스템의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 인휠 모터 냉각 제어 시스템은, 구동부(100), 냉각부(200) 및 통합제어부(300)를 포함하여 구성된다.
상기 구동부(100)는 제1구동부(110) 및 제2구동부(120)를 포함하여 구성되고, 상기 제1구동부(110)는 제1제어부(112) 및 제1휠모터(113)으로 구성되고, 상기 제2구동부(120)는 제2제어부(122) 및 제2휠모터(123)로 구성된다. 상기 제1제어부(112)는 상기 제1휠모터(113)를 제어하고, 상기 제2제어부(122)는 상기 제2휠모터(123)를 제어한다.
상기 냉각부(200)는 상기 제1구동부(110) 및 제2구동부(120)에 냉각수를 공급한다. 상기 냉각부(200)는 상기 제1휠모터(113) 및 제2휠모터(123)의 구동에 따른 발열을 냉각시킨다.
상기 통합제어부(300)는 상기 제1구동부(110), 제2구동부(120) 및 냉각부(200)를 제어한다.
상기 제1구동부(110)는 상기 냉각부로부터 공급되는 냉각수를 공급 또는 차단하는 제1밸브(111)를 더 포함할 수 있고, 상기 제2구동부(120)는 상기 냉각부로부터 공급되는 냉각수를 공급 또는 차단하는 제2밸브(121)를 더 포함할 수 있다.
상기 통합제어부(300)는 상기 제1구동부(110), 제2구동부(120) 및 냉각부(200)와 CAN(Controller Area Network) 통신을 한다. 상기 CAN 통신은 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 콘트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위하여 설계된 통신 표준 규격으로 그 자세한 내용은 생략한다.
보다 구체적으로, 상기 통합제어부(300)와 상기 제1제어부(112) 및 제2제어부(122)는 CAN 통신을 통해 상기 제1휠모터(113) 및 제2휠모터(123)의 상태 정보를 송신 또는 수신한다. 일 실시 예로, 상기 상태 정보는 상기 제1휠모터(113) 및 제2휠모터(123)의 정상 동작 여부로 상기 제1휠모터(113)가 고장 상태 일 경우 상기 제1제어부(112)는 상기 제1휠모터(113)의 고장 상태를 감지하고, 상기 고장 상태를 상기 통합제어부(300)로 송신한다. 또한, 상기 제2휠모터(123)가 고장 상태 일 경우 상기 제2제어부(122)는 상기 제2휠모터(123)의 고장 상태를 감지하고, 상기 고장 상태를 상기 통합제어부(300)로 송신한다.
상기 통합제어부(300)는 상기 제1제어부(112) 또는 제2제어부(122)로부터 상기 제1휠모터(113) 또는 제2휠모터(123)의 고장 상태가 수신되면, 상기 고장 상태가 수신된 제1밸브(111) 또는 제2밸브(121)를 차단할 수 있다.
상기 통합제어부(300)는 상기 고장 상태가 수신된 제1밸브(111) 또는 제2밸브(121)가 차단되는 경우, 상기 차단된 제1밸브(111) 또는 제2밸브(121)로 공급되던 냉각수를 차단되지 않은 제1밸브(111) 또는 제2밸브(121)로 추가적으로 더 공급할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3을 참조하면, 제1휠모터(113) 및 제2휠모터(123)가 정상 동작 중인 경우, 상기 통합제어부(300)는상기 제1휠모터(113)와 제2휠모터(123)에 모두 냉각수가 공급될 수 있도록 냉각부(200)를 제어한다.
일 실시 예로, 상기 제1휠모터(113)가 고장인 경우, 상기 제1제어부(112)는 상기 제1휠모터(113)의 고장 상태를 감지하여 통합제어부(300)로 고장 상태를 송신한다. 상기 제1휠모터(113)의 고장 상태를 수신한 상기 통합자에부(300)는 상기 제1밸브(111)를 차단하여 상기 제1휠모터(113)로 공급되던 냉각수 공급을 차단하고, 상기 제1휠모터(113) 측으로 공급되더 냉각수를 정상동작 중인 상기 제2휠모터(123) 측으로 추가적으로 공급할 수 있다. 고장난 휠모터 측으로 공급되던 냉각수를 차단하고 정상 동작 중인 다른 휠모터 측으로 냉각수를 추가 공급함에 따라 본 발명의 냉각 제어 시스템을 장착한 차량은 보다 좋은 성능을 발휘할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 구동부 110 제1구동부
111 제1밸브 112 제1제어부
113 제1휠모터 120 제2구동부
121 제2밸브 122 제2제어부
123 제2휠모터 200 냉각부
300 통합제어부

Claims (4)

  1. 제1휠모터 및 상기 제1휠모터를 제어하는 제1제어부를 포함하는 제1구동부;
    제2휠모터 및 상기 제2휠모터를 제어하는 제2제어부를 포함하는 제2구동부;
    상기 제1구동부 및 제2구동부에 냉각수를 공급하는 냉각부;및
    상기 제1구동부, 제2구동부 및 냉각부를 제어하는 통합제어부를 포함하고,
    상기 제1구동부는 상기 냉각부로부터 공급되는 냉각수를 공급 또는 차단하는 제1밸브를 더 포함하고,
    상기 제2구동부는 상기 냉각부로부터 공급되는 냉각수를 공급 또는 차단하는 제2밸브를 더 포함하는 인휠 모터 냉각 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통합제어부와 상기 제1구동부, 제2구동부 및 냉각부는 서로 CAN 통신을 하고,
    상기 통합제어부와 상기 제1제어부 및 제2제어부는 상기 제1휠모터 및 제2휠보터의 상태 정보를 CAN 통신을 통해 송신 또는 수신하는 인휠 모터 냉각 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통합제어부는,
    상기 제1제어부 또는 제2제어부로부터 상기 제1휠모터 또는 제2휠모터의 고장 상태가 수신되면, 상기 고장 상태가 수신된 상기 제1밸브 또는 제2밸브를 차단하는 인휠 모터 냉각 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 통합제어부는,
    상기 고장 상태가 수신된 제1밸브 또는 제2밸브가 차단되는 경우,
    상기 차단된 제1밸브 또는 제2밸르로 공급되던 냉각수를 차단되지 않은 제1밸브 또는 제2밸브로 추가적으로 더 공급하는 인휠 모터 냉각 제어 시스템.
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