KR20230037807A - 인버터 통합형 인휠 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 인버터 통합형 인휠 모터(1)는 인버터(90) 또는 배터리(300)가 내장되는 중공 조립 공간(10)과 함께 외부 공기를 유입하여 중공 조립 공간(10)으 내부를 냉각하는 공기 덕트(20)로 이루어진 공랭 냉각부(1-1)가 림(60)을 회전시키는 모터(30)의 모터 내부 공간으로 내장됨으로써 샤프트를 없앤 모터 내부 공간으로 모터(40)와 인버터(90) 및 배터리(300)를 일체 구조로 형성할 수 있고, 특히 인버터기 내장된 모터 하우징 내부 공간에 공랭식 공기 흐름을 형성함으로써 모터(40)와 인버터(90) 및 배터리(300)의 발열을 함께 효과적으로 냉각하는 특징이 구현된다.

Description

인버터 통합형 인휠 모터{Inverter Integrated type In-wheel Motor}
본 발명은 인휠 모터에 관한 것으로, 특히 샤프트를 제거한 모터 공간으로 인버터를 내장하여 모터 내부 발열이 공랭식으로 효과적인 냉각 가능한 인버터 통합형 인휠 모터에 관한 것이다.
일반적으로 인휠 모터는 차량 바퀴의 휠 내부에 설치되어 공간 활용성과 효율성을 높임으로써 친환경 차량, 전기자동차, 전동 이륜차의 후륜에 장착된다.
특히 상기 인휠 모터는 모터 및 림 일체형 구조로 별도의 인버터 및 배터리와 연계되는 인버터 분리형 인휠 모터로 전동 이륜차에 적용된다. 이 경우 상기 모터는 브러시리스(brushless) 모터이다.
일례로 상기 인버터 분리형 인휠 모터는 모터 하우징 내측부에 동력을 낼 수 있는 모터가 위치되고. 차체와 연결 가능한 샤프트가 모터 하우징 중앙부에 위치되며, 차체에 별도로 장착된 인버터 및 배터리가 와이어 하네스를 이용해 모터와 서로 연결됨으로써 전동 이륜차 후륜을 구동하여 준다.
일본특개 JP 2017-013592 A
하지만, 상기 인버터 분리형 인휠 모터는 구동을 위해선 인버터가 필요한 브러시리스(brushless) 모터가 사용됨으로써 차체(즉, 전동 이륜차의 차체)에선 인버터를 별도 장착하기 위한 공간 확보가 필요하게 된다.
특히 상기 인버터 분리형 인휠 모터는 모터와 인버터 간 전기적 연결을 위해 와이어 하네스(또는 케이블)가 필요하고, 상기 와이어 하네스(또는 케이블)는 인버터에서 모터까지의 거리가 멀수록 케이블 저항이 증가됨으로써 인휠 모터의 효율 측면에서 인버터 일체형 인휠 모터 대비 효율이 떨어지게 된다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 샤프트를 없앤 모터 내부 공간에 인버터 또는 배터리가 내장됨으로써 모터와 인버터 또는 배터리를 일체 구조로 형성할 수 있고, 특히 인버터 또는 배터리기 내장된 모터 내부 공간에 공랭식 공기 흐름을 형성함으로써 모터와 인버터 또는 배터리의 발열을 함께 효과적으로 냉각할 수 있는 인버터 통합형 인휠 모터의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인버터 통합형 인휠 모터는 모터 하우징으로 감싸여 림을 회전시키는 모터의 모터 내부 공간으로 내장된 공랭 냉각부를 포함하고, 상기 공랭 냉각부는 인버터가 내장되는 중공 조립 공간, 및 상기 모터와 상기 인버터를 냉각하는 외부 공기를 유입하고, 상기 외부 공기를 상기 중공 조립 공간에서 순환시킨 후 외부로 배출시켜 주는 공기 덕트로 구성되는 것을 특징으로 하는 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 중공 조립 공간은 좌/우 개방 구조이며, 상기 모터의 스테이터 허브가 갖는 허브 폭과 동일한 크기이다.
바람직한 실시예로서, 상기 중공 조립 공간은 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터는 상기 모터와 상기 인버터에 전원 회로와 신호 회로를 형성한다.
바람직한 실시예로서, 상기 공기 덕트는 상기 중공 조립 공간의 중심에 대해 상기 중공 조립 공간을 상부 구간과 하부 구간으로 분할하여 위치되고, 상기 상부 구간과 상기 하부 구간에서 상기 외부 공기의 순환을 독립적으로 형성한다.
바람직한 실시예로서, 상기 공기 덕트는 상기 외부 공기를 유입하는 덕트 유입구, 상기 외부 공기의 순환이 형성되는 덕트 바디 및 상기 외부 공기를 배출하는 덕트 배출구로 구성된다.
바람직한 실시예로서, 상기 덕트 유입구와 상기 덕트 바디 및 상기 덕트 배출구는 일체 구조로 이루어지며, 상기 덕트 유입구와 상기 덕트 배출구는 상기 중공 조립 공간의 한쪽측면에서 상기 중공 조립 공간을 벗어나 위치되고, 상기 덕트 바디는 “ㄹ"형상의 중공 구조로 이루어지고, 상기 “ㄹ" 중공 구조는 상기 모터의 스테이터 허브가 갖는 허브 폭과 동일한 크기로 상기 외부 공기의 공기 흐름 통로를 형성한다.
바람직한 실시예로서, 상기 모터에는 볼트를 매개로 커버와 방열판이 결합되고, 상기 커버와 상기 방열판은 상기 중공 조립 공간을 밀폐시켜준다.
바람직한 실시예로서, 상기 커버는 커버 유입 홀과 커버 배출 홀을 구비하고, 상기 커버 유입 홀은 상기 외부 공기를 상기 공기 덕트로 보내주며, 상기 커버 배출 홀은 상기 외부 공기를 상기 공기 덕트에서 외부로 빼내준다.
바람직한 실시예로서, 상기 방열판은 상기 인버터와 일체 구조로 이루어져 방열 핀을 구비한다.
바람직한 실시예로서, 상기 모터와 상기 인버터는 와이어하네스와 연결되고, 상기 와이어하네스는 상기 커버를 통해 상기 중공 조립 공간으로 위치된다.
바람직한 실시예로서, 상기 림은 전동 이륜차의 후륜과 결합되고, 상기 모터의 동력은 상기 림을 통해 상기 후륜으로 전달된다.
이러한 본 발명의 인휠 모터는 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.
첫째, 차체 연결용 샤프트 제거로 확보된 모터 하우징 내부 공간에 인버터를 내장함으로써 전동 이륜차용 인휠 모터가 인버터 통합 구조로 제조될 수 있다. 둘째, 인버터 통합형 인휠 모터로 인버터 및 배터리를 차체 구조에서 분리함으로써 전동 이륜차의 차체 구조가 물품 적재 공간 또는 배터리의 장착 공간으로 활용되거나 추가 확보될 수 있다. 셋째, 모터 하우징 내부 공간의 공기 흐름이 인버터 통합 구조에서 합쳐진 모터와 인버터 발열을 공랭식으로 냉각함으로써 모터와 인버터에 대한 방열 문제가 효과적으로 해소될 수 있다. 넷째, 인버터 통합 구조에 의한 모터와 인버터 간 거리 축소로 시스템 효율 증대와 함께 별도의 기존의 와이어 하네스(또는 케이블)가 미 적용됨으로써 효율이 좋고 탈/부착이 원활하여 보수(Maintenance) 측면에서 유리하다. 다섯째, 인버터 통합형 인휠 모터가 커버 및 인버터를 이용하여 공기 냉각 경로를 형성함으로써 휠 사이즈가 클수록 내측의 공간이 더 크게 확보 가능함으로써 인버터 통합 구조에서 배터리나 DC-DC 컨버터와 같은 다른 전장품으로 공기 냉각 경로의 유로 형성이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터의 공랭 냉각부 중 모터 내부 공간의 변형 예이고, 도 3은 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터의 공랭 냉각부 중 공기 유로 덕트 구성 예이며, 도 4는 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터의 전기적 연결 상태이며, 도 6은 본 발명에 따른 인버터 통합형 인휠 모터가 구현하는 공랭 상태이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1 내지 도 3은 전동 이륜차(200)에 적용된 인휠 모터(1)와 이에 형성된 공랭 냉각부(1-1)를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 상기 인휠 모터(1)는 전동 이륜차(200)의 차체(203) 쪽 후륜(201)에 장착된다.
일례로 상기 전동 이륜차(200)는 운전자 좌석을 형성한 차체(203)의 아래쪽에 후륜(201)을 구비하고, 상기 후륜(201)은 인휠 모터(1)의 림(60)과 조립됨으로써 모터(30)의 동력을 림(60)을 통해 전달받는다. 그러므로 상기 전동 이륜차(200)는 인휠 모터(1) 적용이 가능한 일반적인 전동 이륜차와 동일하다.
도 1의 단면 A-A를 참조하면, 상기 인휠 모터(1)는 모터(30)의 안쪽에 내장되어 스테이터 허브(31)로 감싸인 상태에서 좌/우 양쪽이 외부 노출된 공랭 냉각부(1-1)를 구비한다. 이 경우 상기 모터(30)는 림(60)이 결합된 모터 하우징(40)으로 감싸이고, 모터 안쪽 공간에 전기적 연결을 위한 커넥터(50)를 구비하며, 모터 일측부(즉, 좌측방향)에서 커버 조립 핀(53)을 돌출시켜 커버(70)(도 3 참조)와 결합된다.
일례로 상기 공랭 냉각부(1-1)는 커버체결반향의 좌측면을 커버 조립 핀(53)과 결합된 커버(70)(도 3 참조)로 가려주고, 인버터 체결반향의 우측면을 공랭 냉각부 안쪽 공간에 내장된 인버터(90)의 방열 판(93)(도 3 참조)으로 가려 준다.
그러므로 상기 공랭 냉각부(1-1)는 인버터(90)를 내장한 상태에서 커버(70)와 방열 판(93)으로 가려진 중공 조립 공간(10)과 함께 모터(30)와 인버터(90)가 냉각되도록 유입된 외부 공기(즉, 주행 풍)를 중공 조립 공간(10)에서 순환시킨 후 다시 외부로 내보내는 공기 덕트(20)로 구성된다.
특히 상기 공랭 냉각부(1-1)는 인버터 폭(Wa)(또는 스테이터 허브(31)의 허브 폭(Wa))과 인버터 외경(d)(또는 스테이터 허브(31)의 허브 내경(d))을 공랭 냉각부 사이즈로 형성한다.
반면 도 2를 참조하면, 상기 인버터 폭(Wa)은 배터리 폭(Wb)(또는 스테이터 허브(31)의 허브 폭(Wb))으로 변경되면서 상기 인버터 외경(d)은 배터리 외경(D)(또는 스테이터 허브(31)의 허브 내경(D))으로 변경될 수 있다.
그러므로 상기 공랭 냉각부(1-1)의 사이즈는 인휠 모터(1)에 통합되는 구성요소인 인버터(90) 또는 배터리(300)에 맞춰 변경될 수 있으며, 이러한 경우 상기 공랭 냉각부(1-1)는 인버터(90)와 배터리(300)가 함께 내장됨으로써 인휠 모터(1)는 인버터(90) 만 내장될 때 필요한 커버 조립 핀(53)과 커버(70)를 삭제하여 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 공랭 냉각부(1-1)는 중공 조립 공간(10)이 커버(70)와 인버터(90)의 방열 판(93)(도 4 참조)으로 좌우 가려짐으로써 공기 덕트(20)는 외부 공기(즉, 주행 풍)가 들어오고 나가는 커버(70)의 커버 유입 홀(71)과 커버 배출 홀(73)에 연계된다. 이 경우 상기 커버 유입 홀(71)과 커버 배출 홀(73)은 서로 대향되어 형성되고, 한 쌍의 제1,2 커버 유입 홀(71a,71b)과 한 쌍의 제1,2 커버 배출 홀(73a,73b)(도 4 참조)로 이루어진다.
특히 상기 공기 덕트(20)는 한 쌍의 상/하부 공기 덕트(20-1,20-2)로 이루어지고, 상기 상/하부 공기 덕트(20-1,20-2)의 사이즈는 공랭 냉각부(1-1)의 사이즈인 인버터 폭(Wa)과 인버터 외경(d)(또는 배터리 폭(Wb)과 배터리 외경(D))에 맞춰진다.
구체적으로 상기 상부 공기 덕트(20-1)와 상기 하부 공기 덕트(20-2)는 덕트 유입구(21), 덕트 바디(22) 및 덕트 배출구(23)를 구성요소로 하여 동일하게 이루어지고, 중공 조립 공간(10)의 중심에 대해 상/하 방향으로 서로 대향 배치(즉, 180° 위치 배열)된다.
그러므로 상기 상부 공기 덕트(20-1)는 커버 유입 홀(71) 중 제1 커버 유입 홀(71a)(도 4 참조)과 연통되어 공기를 유압하면서 커버 배출 홀(73) 중 제1 커버 배출 홀(73a)(도 4 참조)과 연통되어 공기를 내보내고, 상기 하부 공기 덕트(20-2)는 커버 유입 홀(71) 중 제2 커버 유입 홀(71b)(도 4 참조)과 연통되어 공기를 유압하면서 커버 배출 홀(73) 중 제2 커버 배출 홀(73b)(도 4 참조)과 연통되어 공기를 내보낸다.
일례로 상기 덕트 바디(22)는 중간 구간부를 연결 부위로 하면서 양쪽 끝단부를 개방부위로 하여 “ㄹ"형상의 중공 구조로 이루어지고, 상기 “ㄹ" 중공 구조로 공기 흐름 통로를 형성한다. 이 경우 상기 “ㄹ" 중공 구조는 모터(30)의 스테이터 허브(31)가 갖는 허브 폭(Wa,Wb)과 동일한 크기이다.
일례로 상기 덕트 유입구(21)는 덕트 바디(22)의 양쪽 끝단부 개방구 중 한쪽 개방구를 형성함으로써 제1 커버 유입 홀(71a)과 제2 커버 유입 홀(71b)에 각각 연결된다. 그리고 상기 덕트 배출구(23)는 덕트 바디(22)의 양쪽 끝단부 개방구 중 반대쪽 개방구를 형성함으로써 제1 커버 배출 홀(73a)과 제2 커버 배출 홀(73b)에 각각 연결된다.
그러므로 상기 덕트 유입구(21)와 상기 덕트 배출구(23)는 중공 조립 공간(10)의 한쪽측면(즉, 커버(70)가 결합되는 좌측 부위)에서 상기 중공 조립 공간(10)을 벗어나 외부에 위치되고, 커버(70)의 “ㄷ”단면 구조의 원판 테두리에 형성된 커버 유입 홀(71)과 커버 배출 홀(73)(도 4 참조)에 각각 연결된다.
이와 같이 상기 인휠 모터(1)는 모터(30)의 도넛 형태로 모터 내부에 형성한 공랭 냉각부(1-1)가 인버터(90)를 수용함으로써 인버터 통합형 인휠 모터로 특징되고, 상기 인버터 통합형 인휠 모터는 인버터(90)를 외부 노출시킨 도넛 형태의 모터 안쪽 공간에서 스테이터와 커버에 의한 두개의 독립적인 공간 구조의 유로 형성으로 모터(30) 및 인버터(90) 모두의 발열 문제를 해소하여 준다.
한편 도 4 및 도 5는 상기 인휠 모터(1)의 분해 구성을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상기 인휠 모터(1)는 공랭 냉각부(1-1), 모터(30), 모터 하우징(40), 커넥터(50), 커버 조립 핀(53), 림(60), 커버(70), 와이어하네스(80), 인버터(90), 및 볼트(100)를 포함한다.
일례로 상기 모터(30)는 스테이터 코어(33)가 결합된 스테이터 허브(31)로 도넛 형태로 모터 내부 공간을 형성하여 공랭 냉각부(1-1)가 위치되고, 상기 모터 바디(40)는 모터(30)를 감싸며, 상기 림(60)은 모터 하우징(40)을 감싼 상태에서 스테이터 허브(31)와 결합되어 회전된다. 이 경우 상기 스테이터 코어(33)는 공급된 전원으로 전자기력을 발생하여 모터(30)의 회전을 발생하며, 통상적인 인휠 모터의 모터 구성요소이다.
일례로 상기 커넥터(50)는 스테이터 허브(31) 또는 모터 하우징(40)에 구비되고, 공랭 냉각부(1-1)의 중공 조립 공간(10) 중 한쪽 측부(즉, 커버(70)가 결합되는 좌측부)로 위치되어 와이어하네스(80)의 연결로 전기회로를 형성한다. 그리고 상기 커버 조립 핀(53)은 소정 길이로 돌출되어 커버(70)에 뚫린 핀 홀로 끼워짐으로써 중공 조립 공간(10)의 한쪽을 가려준다. 이 경우 상기 커버 조립 핀(53)은 2개로 이루어져 중공 조립 공간(10)의 중심에 대해 상/하 방향으로 대칭 배열된다.
일례로 상기 커버(70)는 “ㄷ”단면 구조의 원판으로 이루어져 중공 조립 공간(10)의 한쪽을 가려주며, 서로 간격을 두고 원형을 이루는 복수개의 핀 홀이 원판에 천공됨으로써 2개의 핀 홀로 2개의 커버 조립 핀(53)이 끼워진다.
특히 상기 커버(70)는 원판 중심에서 이격된 오프셋 간격(Offset Distance)으로 편중된 커버 홀(70a)을 원판 면에 형성함으로써 와이어 하네스(80) 중 배터리 케이블(81)의 일부가 관통된다.
또한, 상기 커버(70)는 원판 테두리에서 커버 유입 홀(71)과 커버 배출 홀(73)을 천공하고, 상기 커버 유입 홀(71)과 상기 커버 배출 홀(73)은 원판 중심에 대해 서로 대향 배치(즉, 180° 위치 배열)된다, 이 경우 상기 커버 유입 홀(71)은 서로 간격을 둔 한 쌍의 제1,2 커버 유입 홀(71a,71b)로 형성되며, 상기 커버 배출 홀(73)은 서로 간격을 둔 한 쌍의 제1,2 커버 배출 홀(73a,73b)로 형성된다.
일례로 상기 와이어하네스(80)는 모터(30)와 인버터(90)에 연결되어 전원공급과 함께 전기회로를 형성하며, 배터리 케이블(81)과 시그널 케이블(83)로 이루어진다. 이 경우 상기 배터리 케이블(81)은 한쪽부위를 배터리(300)(도 2 참조)에 연결한 상태에서 커버(70)의 커버 홀(70a)을 통과한 반대쪽부위를 커넥터(50)의 전원 커넥터(51A)(도 5 참조)에 연결하며, 상기 시그널 케이블(83)은 공랭 냉각부(1-1)의 중공 조립 공간(10)에서 커넥터(50)의 시그널 커넥터(51B)(도 5 참조)에 연결도니다.
일례로 상기 인버터(90)는 인버터 몸통이 공랭 냉각부(1-1)의 중공 조립 공간(10)에 위치되고, 상기 인버터 몸통의 전면에 구비된 단자(91)와 후면에 구비된 방열 판(93)을 구비한다.
특히 상기 단자(91)는 커넥터(50)와 연결되어 전기회로를 형성한다. 상기 방열 판(93)은 인버터 몸통 직경보다 큰 직경인 인버터 외경(d)(도 1 참조) 또는 배터리 외경(D)(도 2 참조) 보다 약간 큰 직경으로 형성되어 커버(70)와 같이 복수개의 판 홀이 천공되고, 외부 노출면에 방열 핀(93a)을 구비한다. 이 경우 상기 방열 핀(93a)은 인버터 발열을 외부로 방열하여 준다.
일례로 상기 볼트(100)는 커버(70)와 인버터(90)를 모터 하우징(40)에 체결하여 준다, 그러므로 상기 커버(70)는 천공된 복수개의 핀 홀을 관통한 볼트(100)로 모터 하우징(40)의 한쪽부위에 고정되고, 상기 인버터(90)는 방열 판(93)에 천공된 복수개의 핀 홀을 관통한 볼트(100)로 모터 하우징(40)의 반대쪽부위에 고정된다. 이 경우 상기 볼트(100)는 스크류일 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 커넥터(50)와 상기 단자(91)의 연결은 공랭 냉각부(1-1)의 중공 조립 공간(10)에서 만들어 진다.
일례로 상기 커넥터(50)는 전원 커넥터(51A)와 시그널 커넥터(51B)로 이루어지고, 상기 단자(91)는 전원 단자(91A)와 시그널 단자(91B)로 이루어진다.
그러므로 상기 전원 커넥터(51A)와 상기 전원 단자(91A)의 연결은 3상 전원 회로를 형성함으로써 모터(30)의 스테이터 코어(33)와 인버터(90)가 배터리 케이블(81)로부터 전원을 공급 받을 수 있도록 한다. 또한, 상기 시그널 커넥터(51B)와 상기 시그널 단자(91B) 연결은 신호 회로를 형성함으로써 인버터(90) 및/또는 모터(30)가 시그널 케이블(83)로부터 여러 가지의 제어 신호를 받으면서 시그널 케이블(83)쪽으로 여러 가지의 검출 신호를 보내 줄 수 있다.
한편, 도 6은 상기 인버터 통합형 인휠 모터(1)가 공랭 냉각부(1-1)로 주행 풍을 이용하여 모터(30)와 인버터(90)가 동시적으로 냉각되는 공랭 효과를 나나탠다.
도시된 바와 같이, 상기 전동 이륜차(200)는 후륜(201)에 적용된 인버터 통합형 인휠 모터(1)로 주행 동력을 발생함으로써 인휠 모터(1)는 주행 풍의 바람 경로와 마주한다.
그러면 상기 인휠 모터(1)의 커버(70)는 제1,2 커버 유입 홀(71a,71b)을 바람 입구로 하여 주행 풍을 공랭 냉각부(1-1)의 내부로 유입시켜 주고, 제1,2 커버 배출 홀(73a,73b)을 바람 출구로 하여 주행 풍을 공랭 냉각부(1-1)의 외부로 배출시켜 준다.
이와 같은 주행 풍의 유입과 배출 과정에서, 상기 공랭 냉각부(1-1)의 공기 덕트(20)는 상/하부 공기 덕트(20-1,20-2)를 통해 주행 풍을 중공 조립 공간(10)에서 순환시킴으로써 모터(30)(즉, 스테이터 코어(33)와 인버터(90)가 함께 냉각되어진다.
구체적으로 상기 상부 공기 덕트(20-1)의 덕트 유입구(21) 하부 공기 덕트(20-2)의 덕트 유입구(21)의 각각은 제1,2 커버 유입 홀(71a,71b)로 들어온 주행 풍을 유입하고, 유입된 주행 풍은 상부 공기 덕트(20-1)의 덕트 바디(22)와 하부 공기 덕트(20-2)의 덕트 바디(22)로 각각 분배된다.
그러면 상기 덕트 바디(22)는 “ㄹ" 중공 구조의 내부 공간으로 주행 풍을 순환시킴으로써 모터(30)(즉, 스테이터 코어(33)와 인버터(90)상/하 구간은 중공 조립 공간(10)에서 주행 풍과 열 교환을 발생한다.
이로 인해 상기 모터(30)(즉, 스테이터 코어(33)와 상기 인버터(90)의 발열 온도는 주행 풍의 열 교환 효과로 함께 내려감으로써 구동 중이더라도 항상 적정 온도로 유지될 수 있다.
이어 상기 덕트 바디(22)에서 더워진 주행 풍은 상기 상부 공기 덕트(20-1)의 덕트 배출구(23)와 하부 공기 덕트(20-2)의 덕트 배출구(23) 각각을 출구로 하여 덕트 바디(22)에서 외부로 빠져나감으로써 덕트 바디(22)에선 새로 들어온 차가운 주핼 풍이 다시 순환하게 된다.
이와 같이 상기 상/하부 공기 덕트(20-1,20-2)는 주행 풍을 지속적으로 받아들임으로써 인휠 모터(1)는 모터(30) 및 인버터(90) 모두의 발열 문제없이 구동될 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 인버터 통합형 인휠 모터(1)는 인버터(90) 또는 배터리(300)가 내장되는 중공 조립 공간(10)과 함께 외부 공기를 유입하여 중공 조립 공간(10)으 내부를 냉각하는 공기 덕트(20)로 이루어진 공랭 냉각부(1-1)가 림(60)을 회전시키는 모터(30)의 모터 내부 공간으로 내장됨으로써 샤프트를 없앤 모터 내부 공간으로 모터(40)와 인버터(90) 및 배터리(300)를 일체 구조로 형성할 수 있고, 특히 인버터기 내장된 모터 하우징 내부 공간에 공랭식 공기 흐름을 형성함으로써 모터(40)와 인버터(90) 및 배터리(300)의 발열을 함께 효과적으로 냉각할 수 있다.
1 : 인휠 모터
1-1 : 공랭 냉각부 10 : 중공 조립 공간
20 : 공기 덕트 20-1,20-2 : 상/하부 공기 덕트
21 : 덕트 유입구 22 : 덕트 바디
23 : 덕트 배출구
30 : 모터 31 : 스테이터 허브
33 : 스테이터 코어
40 : 모터 하우징 50 : 커넥터
51A : 전원 커넥터 51B : 시그널 커넥터
53 : 커버 조립 핀
60 : 림 70 : 커버
70a : 커버 홀 71 : 커버 유입 홀
71a,71b : 제1,2 커버 유입 홀
73 : 커버 배출 홀 73a,73b : 제1,2 커버 배출 홀
80 : 와이어하네스 81 : 배터리 케이블
83 : 시그널 케이블
90 : 인버터 91 : 단자
91A : 전원 단자 91B : 시그널 단자
93 : 방열 판 93a : 방열 핀
100 : 볼트
200 : 전동 이륜차 201 : 후륜
203 : 차체
300 : 배터리

Claims (16)

  1. 모터 하우징으로 감싸여 림을 회전시키는 모터의 모터 내부 공간으로 내장된 공랭 냉각부를 포함하고,
    상기 공랭 냉각부는 인버터가 내장되는 중공 조립 공간, 및 상기 모터와 상기 인버터를 냉각하는 외부 공기를 유입하고, 상기 외부 공기를 상기 중공 조립 공간에서 순환시킨 후 외부로 배출시켜 주는 공기 덕트
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 중공 조립 공간은 좌/우 개방 구조인 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 중공 조립 공간은 상기 모터의 스테이터 허브가 갖는 허브 폭과 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 중공 조립 공간은 커넥터를 구비하고,
    상기 커넥터는 상기 모터와 상기 인버터에 전원 회로와 신호 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 공기 덕트는 상기 중공 조립 공간의 중심에 대해 상기 중공 조립 공간을 상부 구간과 하부 구간으로 분할하여 위치되는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 공기 덕트는 상기 상부 구간과 상기 하부 구간에서 상기 외부 공기의 순환을 독립적으로 형성해 주는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 공기 덕트는 상기 외부 공기를 유입하는 덕트 유입구, 상기 외부 공기의 순환이 형성되는 덕트 바디, 및 상기 외부 공기를 배출하는 덕트 배출구로 구성되는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 덕트 유입구와 상기 덕트 바디 및 상기 덕트 배출구는 일체 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 덕트 유입구와 상기 덕트 배출구는 상기 중공 조립 공간의 한쪽측면에서 상기 중공 조립 공간을 벗어나 위치되는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 덕트 바디는 “ㄹ"형상의 중공 구조로 이루어지고, 상기 “ㄹ" 중공 구조로 상기 외부 공기의 공기 흐름 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 “ㄹ" 중공 구조는 상기 모터의 스테이터 허브가 갖는 허브 폭과 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 모터에는 볼트를 매개로 커버와 방열판이 결합되고, 상기 커버와 상기 방열판은 상기 중공 조립 공간을 밀폐시켜주는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 커버는 커버 유입 홀과 커버 배출 홀을 구비하고, 상기 커버 유입 홀은 상기 외부 공기를 상기 공기 덕트로 보내주며, 상기 커버 배출 홀은 상기 외부 공기를 상기 공기 덕트에서 외부로 빼내주는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 방열판은 상기 인버터와 일체 구조로 이루어져 방열 핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 모터와 상기 인버터는 와이어 하네스와 연결되고, 상기 와이어 하네스는 상기 커버를 통해 상기 중공 조립 공간으로 위치되는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 림은 전동 이륜차의 후륜과 결합되고, 상기 모터의 동력은 상기 림을 통해 상기 후륜으로 전달되는 것을 특징으로 하는 인휠 모터.
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JP2017013592A (ja) 2015-06-30 2017-01-19 Ntn株式会社 インホイールモータ駆動装置
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