KR20230030860A - Axle assembly of electric vehicle - Google Patents

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KR20230030860A KR1020210113033A KR20210113033A KR20230030860A KR 20230030860 A KR20230030860 A KR 20230030860A KR 1020210113033 A KR1020210113033 A KR 1020210113033A KR 20210113033 A KR20210113033 A KR 20210113033A KR 20230030860 A KR20230030860 A KR 20230030860A
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Abstract

Disclosed is an invention for an axle apparatus of an electric automobile. The axle apparatus of the electric automobile according to the present invention comprises: a first module having a first motor, a first input gear connected to the first motor, a carrier connected to the first input gear, and a shaft connected to the carrier; a second module having a sun gear, a planetary gear connected to the sun gear, and a hypoid gear connected to the planetary gear; and a third module having a second motor, a second input gear connected to the second motor, and a selection gear connected to the second input gear. The first module or the third module is selectively coupled to the second module. An objective of the present invention is to provide the axle apparatus of the electric automobile capable of driving various powers.

Description

전기자동차의 액슬장치{AXLE ASSEMBLY OF ELECTRIC VEHICLE}Axle device of electric vehicle {AXLE ASSEMBLY OF ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기자동차의 액슬장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 모듈의 조합을 통하여 다양한 동력 구동이 가능한 전기자동차의 액슬장치에 관한 것이다. The present invention relates to an axle device for an electric vehicle, and more particularly, to an axle device for an electric vehicle capable of driving various powers through a combination of a plurality of modules.

종래기술에서 모터를 이용한 전기자동차의 액슬장치(E-Axle)는 휠모터 방식 또는 각 모터의 동력은 유성기어 세트를 통하여 트랜스퍼 기어(transfer gear)로 전달되어 액슬 하이포이드 기어(hypoid gear)의 입력이 된다 .In the prior art, the axle device (E-Axle) of an electric vehicle using a motor is a wheel motor type or the power of each motor is transmitted to a transfer gear through a planetary gear set to input the axle hypoid gear becomes

후자의 구조는 모터로부터의 구동력을 유성기어를 통하여 액슬 하이포이드 기어로 전달하는 구조이며, 2속 또는 3속의 감속 구조가 일반적으로 개발되고 있다. The latter structure transmits the driving force from the motor to the axle hypoid gear through the planetary gear, and a 2-speed or 3-speed reduction structure is generally being developed.

2단 감속의 경우, 동력 성능을 충족시키지 못하는 구간이 발생될 수 있다. 또한 트랙터, 카고, 사륜구동륜 등 다양한 차량 조건에 대응할 수 없는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다. In the case of two-stage deceleration, a section that does not satisfy the power performance may occur. In addition, there is a problem in that it cannot respond to various vehicle conditions such as tractors, cargoes, and four-wheel drive wheels. Therefore, there is a need to improve this.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-2285360호(2021.07.28 등록, 발명의 명칭: 액슬 장치)에 개시되어 있다. The background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Registration No. 10-2285360 (registered on July 28, 2021, title of the invention: axle device).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 복수개의 모듈의 조합을 통하여 다양한 동력 구동이 가능한 전기자동차의 액슬장치를 제공하는 것이다. The present invention has been created to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an axle device for an electric vehicle capable of driving various powers through a combination of a plurality of modules.

본 발명에 따른 전기자동차의 액슬장치는: 제1모터; 상기 제1모터에 연결되는 제1입력기어; 상기 제1입력기어에 연결되는 캐리어; 상기 캐리어에 연결되는 샤프트를 구비하는 제1모듈; 선기어; 상기 선기어에 연결되는 유성기어; 및 상기 유성기어와 연결되는 하이포이드 기어를 구비하는 제2모듈; 및 제2모터; 상기 제2모터에 연결되는 제2입력기어; 및 상기 제2입력기어에 연결되는 선택기어를 구비하는 제3모듈을 구비하고, 상기 제2모듈에 상기 제1모듈 또는 상기 제3모듈이 선택적으로 결합된다.An axle device of an electric vehicle according to the present invention includes: a first motor; a first input gear connected to the first motor; a carrier connected to the first input gear; a first module having a shaft connected to the carrier; sun gear; a planetary gear connected to the sun gear; and a second module having a hypoid gear connected to the planetary gear. and a second motor; a second input gear connected to the second motor; and a third module having a selection gear connected to the second input gear, wherein the first module or the third module is selectively coupled to the second module.

본 발명에서 상기 제2모듈에 상기 제1모듈이 결합되고, 상기 선기어의 외주면과 상기 샤프트가 연결된다.In the present invention, the first module is coupled to the second module, and the outer circumferential surface of the sun gear is connected to the shaft.

본 발명에서 상기 제2모듈에 상기 제3모듈이 결합되고, 상기 선기어의 외주면과 상기 제2입력기어가 연결된다.In the present invention, the third module is coupled to the second module, and the outer circumferential surface of the sun gear is connected to the second input gear.

본 발명에서 상기 제2모듈에 상기 제1모듈과 상기 제3모듈이 결합되고, 상기 선기어의 외주면과 상기 샤프트가 연결되고, 상기 제2입력기어와 상기 캐리어가 연결된다.In the present invention, the first module and the third module are coupled to the second module, the outer circumferential surface of the sun gear is connected to the shaft, and the second input gear and the carrier are connected.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에 의하면, 제2모듈의 선기어에 제1모듈과 제3모듈이 선택적으로 연결되어 복수개의 모듈로 조합하여 다양한 구동 수단에 적용할 수 있다. According to the axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, the first module and the third module are selectively connected to the sun gear of the second module and combined into a plurality of modules to be applied to various driving means.

또한 본 발명에 따르면 다양한 변속 조건을 구현할 수 있어 제조성과 조립성이 우수한 전기자동차의 액슬장치를 구현할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to realize various shifting conditions, so that an electric vehicle axle device having excellent manufacturability and assembly property can be implemented.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제1모듈을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제2모듈을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제3모듈을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제2모듈에 제1모듈이 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제2모듈에 제3모듈이 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제2모듈에 제1모듈 및 제3모듈이 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전기자동차의 액슬장치가 내연기관에 연결되는 것을 개략적으로 나타내는 개념도이다. 1 is a conceptual diagram schematically illustrating a first module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram schematically illustrating a second module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram schematically illustrating a third module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram schematically illustrating coupling of a first module to a second module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram schematically illustrating coupling of a third module to a second module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram schematically illustrating coupling of a first module and a third module to a second module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram schematically illustrating that an axle device of an electric vehicle according to the present invention is connected to an internal combustion engine.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전기자동차 액슬장치의 일 실시예들을 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, one embodiment of an electric vehicle axle device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제1모듈을 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제2모듈을 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제3모듈을 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제2모듈에 제1모듈이 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제2모듈에 제3모듈이 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에서 제2모듈에 제1모듈 및 제3모듈이 결합되는 것을 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 7은 본 발명에 따른 전기자동차의 액슬장치가 내연기관에 연결되는 것을 개략적으로 나타내는 개념도이다. 1 is a conceptual diagram schematically showing a first module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram schematically showing a second module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. 3 is a conceptual diagram schematically illustrating a third module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a second module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. A conceptual diagram schematically showing that a first module is coupled to a module, and FIG. 5 is a conceptual diagram schematically showing that a third module is coupled to a second module in an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. 6 is a conceptual diagram schematically showing that the first module and the third module are coupled to the second module in the axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a conceptual diagram showing the axle device of an electric vehicle according to the present invention It is a conceptual diagram schematically showing connection to an internal combustion engine.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치는 제1모듈(100), 제2모듈(200), 제3모듈(300)이 선택적으로 조합되어 이루어진다. 1 to 3 , an axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is formed by selectively combining a first module 100, a second module 200, and a third module 300.

제1모듈(100)은 제1모터(110), 제1입력기어(120), 캐리어(130), 샤프트(140)를 구비한다. The first module 100 includes a first motor 110, a first input gear 120, a carrier 130, and a shaft 140.

제1모터(110)는 제1입력기어(120)와 연결되고, 제1입력기어(120)를 일방향 또는 타방향으로 회전시킨다. The first motor 110 is connected to the first input gear 120 and rotates the first input gear 120 in one direction or another.

제1입력기어(120)는 제1모터(110)에 축연결되어, 제1모터(110)의 작동시 제1모터(110)에 의해 일방향 또는 타방향으로 회전된다. The first input gear 120 is axially connected to the first motor 110 and is rotated in one direction or the other direction by the first motor 110 when the first motor 110 operates.

캐리어(130)는 제1입력기어(120)에 연결된다. 캐리어(130)에는 오일홀(미도시)이 통공 형성된다. 오일홀을 통과한 오일은 캐리어(130)가 회전되면서 발생되는 원심력에 의해 원주방향으로 힘을 받아서 비산하게 된다.The carrier 130 is connected to the first input gear 120 . An oil hole (not shown) is formed through the carrier 130 . The oil passing through the oil hole receives force in the circumferential direction by the centrifugal force generated as the carrier 130 rotates and is scattered.

샤프트(140)는 캐리어(130)에 연결되어 캐리어(130)의 회전에 따라 회전된다. The shaft 140 is connected to the carrier 130 and rotates according to the rotation of the carrier 130 .

제2모듈(200)은 선기어(210), 유성기어(220), 하이포이드 기어(230)를 구비한다. 선기어(210)는 제1모듈(100)의 샤프트(140) 또는 제3모듈(300)의 제2입력기어(320)가 선택적으로 연결된다. 선기어(210)는 연결된 제1모듈(100)의 샤프트(140) 또는 제3모듈(300)의 제2입력기어(320)에 의해 회전된다. 선기어(210)는 제1모듈(100)의 구동력을 제3모듈(300) 측으로 전달하거나, 제3모듈(300)의 구동력을 제1모듈(100) 측으로 전달한다. The second module 200 includes a sun gear 210, a planetary gear 220, and a hypoid gear 230. The sun gear 210 is selectively connected to the shaft 140 of the first module 100 or the second input gear 320 of the third module 300 . The sun gear 210 is rotated by the shaft 140 of the connected first module 100 or the second input gear 320 of the third module 300 . The sun gear 210 transmits the driving force of the first module 100 to the third module 300 or transmits the driving force of the third module 300 to the first module 100 .

유성기어(220)는 선기어(210)에 연결된다. 하이포이드 기어(230)는 유성기어(220)와 연결된다. 하이포이드 기어(230)는 유성기어(220)의 기어치의 위치와 경방향(도 2 기준 상하방향)으로 동일 열에 배치될 수 있다. 유성기어(220)와 하이포이드 기어(230)의 기어 수가 다르게 형성되어 감속이 이루어진다. The planetary gear 220 is connected to the sun gear 210. The hypoid gear 230 is connected to the planetary gear 220. The hypoid gear 230 may be arranged in the same row as the position of the gear teeth of the planetary gear 220 in a radial direction (vertical direction in FIG. 2 ). The number of gears of the planetary gear 220 and the hypoid gear 230 are formed to be different to achieve deceleration.

유성기어(220)와 하이포이드 기어(230)가 동일 열에 배치하여, 유성기어(220)의 폭(도 2 기준 좌우폭)에 대한 전장 길이를 축소할 수 있다.By arranging the planetary gear 220 and the hypoid gear 230 in the same row, the overall length relative to the width of the planetary gear 220 (left and right widths based on FIG. 2) can be reduced.

제3모듈(300)은 제2모터(310), 제2입력기어(320), 선택기어(330)를 구비한다. 제2모터(310)는 제2입력기어(320)와 연결되고, 제2입력기어(320)를 일방향 또는 타방향으로 회전시킨다.The third module 300 includes a second motor 310, a second input gear 320, and a selection gear 330. The second motor 310 is connected to the second input gear 320 and rotates the second input gear 320 in one direction or another.

제2입력기어(320)는 제2모터(310)에 축연결되어, 제2모터(310)의 작동시 제2모터(310)에 의해 일방향 또는 타방향으로 회전된다. The second input gear 320 is axially connected to the second motor 310 and is rotated in one direction or the other direction by the second motor 310 when the second motor 310 operates.

선택기어(330)는 제2입력기어(320)에 연결된다. 선택기어(330)는 제2입력기어(320)에 치합되게 결합된다. The selection gear 330 is connected to the second input gear 320 . The selection gear 330 is meshed with the second input gear 320 .

도 4를 참조하면, 본 발명에서 제2모듈(200)에 제1모듈(100)이 결합된다. 제2모듈(200)의 선기어(210)의 외주면에 제1모듈(100)의 샤프트(140)가 연결되어, 제1모듈(100)의 제1모터(110)의 구동력이 제2모듈(200) 측으로 전달된다. 이를 통해 3속의 전기자동차의 액슬장치가 구현된다.Referring to FIG. 4 , the first module 100 is coupled to the second module 200 in the present invention. The shaft 140 of the first module 100 is connected to the outer circumferential surface of the sun gear 210 of the second module 200, so that the driving force of the first motor 110 of the first module 100 is applied to the second module 200. ) is passed to the side. Through this, the axle device of the 3-speed electric vehicle is implemented.

도 5를 참조하면, 본 발명에서 제2모듈(200)에 제3모듈(300)이 결합된다. 제2모듈(200)의 선기어(210)의 외주면과 제3모듈(300)의 제2입력기어(320)가 연결되어, 제3모듈(300)의 제2모터(310)의 구동력이 제2모듈(200) 측으로 전달된다. 이를 통해 4속의 전기자동차의 액슬장치가 구현된다.Referring to FIG. 5 , a third module 300 is coupled to the second module 200 in the present invention. The outer circumferential surface of the sun gear 210 of the second module 200 is connected to the second input gear 320 of the third module 300, so that the driving force of the second motor 310 of the third module 300 is It is delivered to the module 200 side. Through this, the axle device of the 4-speed electric vehicle is implemented.

도 6을 참조하면, 본 발명에서 제2모듈(200)에 제1모듈(100)과 제3모듈(300)이 결합된다. Referring to FIG. 6 , in the present invention, the first module 100 and the third module 300 are coupled to the second module 200 .

제2모듈(200)의 선기어(210)의 외주면과 제1모듈(100)의 샤프트(140)가 연결되고, 제2모듈(200)의 제2입력기어(320)와 제3모듈(300)의 캐리어(130)가 연결된다. 상술한 연결 관계에 의해, 제1모듈(100)의 제1모터(110)의 구동력이 제2모듈(200) 측으로 전달되거나, 제3모듈(300)의 제2모터(310)의 구동력이 제2모듈(200) 측으로 전달된다. 이릍 통해 복합 6속의 전기자동차의 액슬장치가 구현된다.The outer circumference of the sun gear 210 of the second module 200 and the shaft 140 of the first module 100 are connected, and the second input gear 320 of the second module 200 and the third module 300 The carrier 130 of is connected. Due to the connection relationship described above, the driving force of the first motor 110 of the first module 100 is transmitted to the second module 200 or the driving force of the second motor 310 of the third module 300 is transferred to the second module 200. 2 is transmitted to the module 200 side. Through this, the axle device of the complex 6-speed electric vehicle is implemented.

도 7을 참조하면, 본 발명에서 제2모듈(200)에 제3모듈(300)이 결합된 상태를 기존의 내연기관 구동장치에 추가하여 하이브리드 차량에 적용할 수 있다. 액슬(10)과 전기모터(20)와, 엔진(30)을 연결하고, 엔진 또는 모터의 작동에 의해 작동되는 하이브리드 차량에 적용할 수 있다. Referring to FIG. 7 , in the present invention, a state in which the third module 300 is coupled to the second module 200 can be applied to a hybrid vehicle by adding it to an existing internal combustion engine driving device. The axle 10, the electric motor 20, and the engine 30 are connected, and can be applied to a hybrid vehicle operated by operation of the engine or motor.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 액슬장치에 의하면, 제2모듈(200)의 선기어(210)에 제1모듈(100)과 제3모듈(300)이 선택적으로 연결되어 복수개의 모듈로 조합하여 다양한 구동 수단에 적용할 수 있다. According to the axle device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, the first module 100 and the third module 300 are selectively connected to the sun gear 210 of the second module 200 to form a plurality of modules. It can be combined and applied to various driving means.

또한 본 발명에 따르면 다양한 변속 조건을 구현할 수 있어 제조성과 조립성이 우수한 전기자동차의 액슬장치를 구현할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to realize various shifting conditions, so that an electric vehicle axle device having excellent manufacturability and assembly property can be implemented.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments. will understand Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the claims below.

10: 액슬 20: 전기모터
30: 엔진 100: 제1모듈
110: 제1모터 120: 제1입력기어
130: 캐리어 140: 샤프트
200: 제2모듈 210: 선기어
220: 유성기어 230: 하이포이드 기어
300: 제3모듈 310: 제2모터
320: 제2입력기어 330: 선택기어10: axle 20: electric motor
30: engine 100: first module
110: first motor 120: first input gear
130: carrier 140: shaft
200: second module 210: sun gear
220: planetary gear 230: hypoid gear
300: third module 310: second motor
320: second input gear 330: selection gear

Claims (4)

제1모터; 상기 제1모터에 연결되는 제1입력기어; 상기 제1입력기어에 연결되는 캐리어; 상기 캐리어에 연결되는 샤프트를 구비하는 제1모듈;
선기어; 상기 선기어에 연결되는 유성기어; 및 상기 유성기어와 연결되는 하이포이드 기어를 구비하는 제2모듈; 및
제2모터; 상기 제2모터에 연결되는 제2입력기어; 및 상기 제2입력기어에 연결되는 선택기어를 구비하는 제3모듈을 구비하고,
상기 제2모듈에 상기 제1모듈 또는 상기 제3모듈이 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 액슬장치.
a first motor; a first input gear connected to the first motor; a carrier connected to the first input gear; a first module having a shaft connected to the carrier;
sun gear; a planetary gear connected to the sun gear; and a second module having a hypoid gear connected to the planetary gear. and
a second motor; a second input gear connected to the second motor; And a third module having a selection gear connected to the second input gear,
An axle device of an electric vehicle, characterized in that the first module or the third module is selectively coupled to the second module.
 제1항에 있어서,
상기 제2모듈에 상기 제1모듈이 결합되고,
상기 선기어의 외주면과 상기 샤프트가 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 액슬장치.
According to claim 1,
The first module is coupled to the second module,
An axle device of an electric vehicle, characterized in that the outer circumferential surface of the sun gear and the shaft are connected.
 제1항에 있어서,
상기 제2모듈에 상기 제3모듈이 결합되고,
상기 선기어의 외주면과 상기 제2입력기어가 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 액슬장치.
According to claim 1,
The third module is coupled to the second module,
An axle device of an electric vehicle, characterized in that the outer circumferential surface of the sun gear is connected to the second input gear.
 제1항에 있어서,
상기 제2모듈에 상기 제1모듈과 상기 제3모듈이 결합되고,
상기 선기어의 외주면과 상기 샤프트가 연결되고,
상기 제2입력기어와 상기 캐리어가 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 액슬장치.
According to claim 1,
The first module and the third module are coupled to the second module,
The outer circumferential surface of the sun gear and the shaft are connected,
An axle device of an electric vehicle, characterized in that the second input gear and the carrier are connected.
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