KR20210105191A - 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터, 이를 포함하는 하이브리드 시스템 및 모터 조립 시스템 - Google Patents

마일드 하이브리드 스타터/제너레이터, 이를 포함하는 하이브리드 시스템 및 모터 조립 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터에 관한 것으로, 그 내측에 단차부가 형성된 모터 하우징, 상기 모터 하우징 내측에 구비되는 스테이터, 상기 스테이터와 결합되어 상기 단차부에 장착되는 스테이터 플레이트 및 상기 스테이터 내부에 구비되며, 상기 스테이터와의 사이에 에어 갭을 형성하는 로터 어셈블리를 포함할 수 있다.

Description

마일드 하이브리드 스타터/제너레이터, 이를 포함하는 하이브리드 시스템 및 모터 조립 시스템 {MILD HYBRID STARTER/GENERATOR, HYBRID SYSTEM INCLUDING THE SAME AND MOTOR ASSEMBLY SYSTEM FOR THE SAME}
본 발명은 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터, 이를 포함하는 하이브리드 시스템 및 모터 조립 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로터와 스테이터의 에어갭 설정이 용이한 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터, 이를 포함하는 하이브리드 시스템 및 모터 조립 시스템에 관한 것이다.
하이브리드 차량(hybrid electric vehicle)은 내연기관(internal combustion engine)과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 차량은 내연기관의 동력과 모터의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.
하이브리드 차량은 엔진과 모터의 파워 분담비에 따라 마일드(mild) 타입과 하드(hard) 타입으로 구분할 수 있다. 마일드 타입의 하이브리드 차량(또는 마일드 하이브리드 차량)은 알터네이터(alternator) 대신에 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기(mild hybrid starter & generator; MHSG)를 포함한다. 하드 타입의 하이브리드 차량은 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기와 차량을 구동하는 구동 모터를 각각 별도로 포함한다.
마일드 하이브리드 차량은 MHSG의 토크만으로 차량을 구동시키는 주행 모드는 없지만, MHSG를 이용하여 주행 상태에 따라 엔진 토크를 보조할 수 있으며, 회생제동을 통해 배터리(예를 들어, 48 V 배터리)를 충전할 수 있다. 이에 따라, 마일드 하이브리드 차량의 연비가 향상될 수 있다.
본 발명은, 로터와 스테이터의 에어갭 설정이 용이한 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터, 이를 포함하는 하이브리드 시스템 및 모터 조립 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터는 그 내측에 단차부가 형성된 모터 하우징, 상기 모터 하우징 내측에 구비되는 스테이터, 상기 스테이터와 결합되어 상기 단차부에 장착되는 스테이터 플레이트 및 상기 스테이터 내부에 구비되며, 상기 스테이터와의 사이에 에어 갭을 형성하는 로터 어셈블리를 포함할 수 있다.
상기 스테이터 플레이트는 상기 스테이터를 지지하는 지지부 및 상기 지지부에서 절곡 형성되며, 상기 단차부에 결합하는 장착부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터는 상기 장착부와 상기 단차부를 결합하는 패스너를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터는 상기 스테이터 플레이트와 상기 모터 하우징에 결합하여 상기 스테이터 위치를 정렬하는 다월핀을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 시스템은 크랭크 축을 포함하는 엔진, 상기 엔진과 결합하는 부분 내측에 단차부가 형성된 모터 하우징, 상기 모터 하우징 내측에 구비되는 스테이터, 상기 스테이터와 결합되어 상기 단차부에 장착되는 스테이터 플레이트, 변속기 및 상기 스테이터 내부에 구비되며, 상기 스테이터와의 사이에 에어 갭을 형성하고, 상기 크랭크 축과 결합하는 크랭크 축 체결부와 상기 변속기와 연결되는 변속기 체결부가 형성된 로터 어셈블리를 포함할 수 있다.
상기 스테이터 플레이트는 상기 스테이터를 지지하는 지지부 및 상기 지지부에서 절곡 형성되며, 상기 단차부에 결합하는 장착부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터 조립 시스템은 그 내측에 단차부가 형성된 모터 하우징, 상기 모터 하우징 내측에 구비되는 스테이터, 상기 스테이터와 결합되어 상기 단차부에 장착되는 스테이터 플레이트, 상기 스테이터 내부에 구비되며, 상기 스테이터와의 사이에 에어 갭을 형성하고, 변속기 체결부가 형성된 로터 어셈블리 로터 어셈블리 및 상기 모터 하우징과 결합하는 모터 하우징 결합부와 상기 변속기 체결부와 결합하는 로터 결합부가 형성된 모터 결합 지그를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터 조립 시스템은 상기 모터 하우징과 상기 모터 결합 지그 사이에 구비되는 스탠드 오프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터, 이를 포함하는 하이브리드 시스템 및 모터 조립 시스템에 의하면 로터와 스테이터의 에어갭 설정이 용이하다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터를 포함하는 하이브리드 시스템의 단면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터의 정면도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 모터 조립 시스템을 도시한 단면도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 모터 조립 시스템을 도시한 정면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터를 포함하는 하이브리드 시스템의 단면도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터의 정면도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100)는 그 내측에 단차부(112)가 형성된 모터 하우징(110), 상기 모터 하우징(110) 내측에 구비되는 스테이터(120), 상기 스테이터(120)와 결합되어 상기 단차부(112)에 장착되는 스테이터 플레이트(130) 및 상기 스테이터(120) 내부에 구비되며, 상기 스테이터(120)와의 사이에 에어 갭(G)을 형성하는 로터 어셈블리(150)를 포함할 수 있다.
스테이터 하우징 (스테이터 리테이너; 122, 123)이 상기 스테이터(120)를 지지하도록 구비되며, 상기 로터 어셈블리(150)는 상기 스테이터(120) 와의 사이에 에어 갭(G)을 형성하는 연구 자석(156)을 포함한다.
상기 스테이터 플레이트(130)는 상기 스테이터(120)를 지지하는 지지부(132) 및 상기 지지부(132)에서 절곡 형성되며, 상기 단차부(112)에 결합하는 장착부(134)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100)는 상기 장착부(134)와 상기 단차부(112)를 결합하는 패스너(136; fastener)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100)는 상기 스테이터 플레이트(130)와 상기 모터 하우징(110)에 결합하여 상기 스테이터(120) 위치를 정렬하는 다월핀(138)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100)는 상기스테이터(120)를 고정하는 상기 스테이터 플레이트(130)를 상기 모터 하우징(110) 내부의 상기 단차부(112)에 고정시키는 구조이다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100)는 상기 스테이터(120)와 상기 로터 어셈블리(150)의 사이에 상기 에어 갭(G)을 용이하게 형성할 수 있다.
상기 다월핀(138)은 상기 패스너(136)로 상기 스테이터(120)를 결합하기 전에 결합이 용이하도록 상기 스테이터(120)의 위치를 정렬(positioning) 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 시스템(10)은 크랭크 축(30)을 포함하는 엔진(20), 상기 엔진(20)과 결합하는 부분 내측에 상기 단차부(112)가 형성된 상기 모터 하우징(110), 상기 스테이터(120), 상기 스테이터 플레이트(130), 변속기(40) 및 상기 크랭크 축(30)과 결합하는 크랭크 축 체결부(152)와 상기 변속기(40)와 연결되는 변속기 체결부(154)가 형성된 로터 어셈블리(150)를 포함할 수 있다.
상기 엔진(20)의 엔진 블록(22)에 상기 모터 하우징(110)이 결합한다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 시스템(10)은 상기 스테이터 플레이트(130)가 상기 모터 하우징(110) 내부에 장착되어 상기 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100)를 포함한 상기 하이브리드 시스템(10)의 전체 길이를 축소할 수 있다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 모터 조립 시스템을 도시한 단면도이고, 도4는 본 발명의 실시예에 따른 모터 조립 시스템을 도시한 정면도이다.
도3, 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 조립 시스템은 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100) 및 상기 모터 하우징(110)과 결합하는 모터 하우징 결합부(220)와 상기 변속기 체결부(154)와 결합하는 로터 결합부(210)가 형성된 모터 결합 지그(200)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터 조립 시스템은 상기 모터 하우징(110)과 상기 모터 결합 지그(200) 사이에 구비되는 스탠드 오프(222)를 더 포함하고, 상기 스탠드 오프(222)를 통해 상기 모터 하우징(110)과 상기 모터 결합 지그(200) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100)의 다양한 형상/종류에 대응하여, 다양한 길이의 상기 스탠드 오프(222)를 적용하여 다차종에 적용 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 모터 조립 시스템은 최초 조립시 상기 모터 결합 지그(200)를 사용하여 상기 에어갭(G) 설정이 된 상태로 상기 엔진(20)에 조립이 용이하도록 상기 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100)를 어셈블리화 할 수 있다.
즉, 엔진과 모터의 조립시 상기 모터 결합 지그(200)를 탈거만으로 상기 에어갭(G)의 설계 공차를 만족할 수 있어 에어갭 공차 만족을 위한 별도의 조립 장비가 불필요 하게 된다. 따라서, 생산성 향상이 가능하다.
상기 변속기 체결부(154)와 상기 로터 결합부(210)를 볼트(212)로 체결하고, 상기 모터 하우징(110)과 상기 모터 하우징 결합부(220)를 볼트(224)로 체결하여 상기 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100)를 조립한 상태에서, 상기 엔진(20)과 상기 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터(100)를 결합한다. 그 후, 상기 모터 결합 지그(200)를 탈거하고, 상기 변속기(40)를 결합할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 모터 조립 시스템에 의하면 에어갭 공차 만족을 위한 별도의 조립 장비가 불필요 하여 생산성 향상이 가능하다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 하이브리드 시스템 20: 엔진
22: 엔진 블록 30: 크랭크 축
40: 변속기
100: 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터
110: 모터 하우징 112: 단차부
120: 스테이터
122, 123: 스테이터 하우징 (스테이터 리테이너)
130: 스테이터 플레이트 132: 지지부
134: 장착부 136: 패스터
138: 다월핀 150: 로터 어셈블리
152: 크랭크 축 체결부 154: 변속기 체결부
156: 영구 자석 200: 모터 결합 지그
210: 로터 결합부 210: 모터 하우징 결합부
222: 스탠드 오프 G: 에어 갭

Claims (8)

  1. 그 내측에 단차부가 형성된 모터 하우징;
    상기 모터 하우징 내측에 구비되는 스테이터;
    상기 스테이터와 결합되어 상기 단차부에 장착되는 스테이터 플레이트; 및
    상기 스테이터 내부에 구비되며, 상기 스테이터와의 사이에 에어 갭을 형성하는 로터 어셈블리;
    를 포함하는 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터.
  2. 제1항에서,
    상기 스테이터 플레이트는
    상기 스테이터를 지지하는 지지부; 및
    상기 지지부에서 절곡 형성되며, 상기 단차부에 결합하는 장착부;
    를 포함하는 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터.
  3. 제2항에서,
    상기 장착부와 상기 단차부를 결합하는 패스너;
    를 더 포함하는 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터.
  4. 제2항에서,
    상기 스테이터 플레이트와 상기 모터 하우징에 결합하여 상기 스테이터 위치를 정렬하는 다월핀;
    을 더 포함하는 마일드 하이브리드 스타터/제너레이터.
  5. 크랭크 축을 포함하는 엔진;
    상기 엔진과 결합하는 부분 내측에 단차부가 형성된 모터 하우징;
    상기 모터 하우징 내측에 구비되는 스테이터;
    상기 스테이터와 결합되어 상기 단차부에 장착되는 스테이터 플레이트;
    변속기; 및
    상기 스테이터 내부에 구비되며, 상기 스테이터와의 사이에 에어 갭을 형성하고, 상기 크랭크 축과 결합하는 크랭크 축 체결부와 상기 변속기와 연결되는 변속기 체결부가 형성된 로터 어셈블리;
    를 포함하는 하이브리드 시스템.
  6. 제5항에서,
    상기 스테이터 플레이트는
    상기 스테이터를 지지하는 지지부; 및
    상기 지지부에서 절곡 형성되며, 상기 단차부에 결합하는 장착부;
    를 포함하는 하이브리드 시스템.
  7. 그 내측에 단차부가 형성된 모터 하우징;
    상기 모터 하우징 내측에 구비되는 스테이터;
    상기 스테이터와 결합되어 상기 단차부에 장착되는 스테이터 플레이트;
    상기 스테이터 내부에 구비되며, 상기 스테이터와의 사이에 에어 갭을 형성하고, 변속기 체결부가 형성된 로터 어셈블리 로터 어셈블리; 및
    상기 모터 하우징과 결합하는 모터 하우징 결합부와 상기 변속기 체결부와 결합하는 로터 결합부가 형성된 모터 결합 지그;
    를 포함하는 모터 조립 시스템.
  8. 제7항에서,
    상기 모터 하우징과 상기 모터 결합 지그 사이에 구비되는 스탠드 오프;
    를 더 포함하는 모터 조립 시스템.
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