KR101246653B1 - electric driving apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전원 인가에 따라 작동되는 모터부의 회전 동력을 전달함과 아울러 각각 동일한 방향으로 회전하는 발전회전링과 발전회전자를 통하여 전기를 발생시키는 발전기로서도 작용하며, 발전량의 조절에 따라 속도 및 토크를 효과적으로 제어할 수 있는 전기 구동장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric drive device, and more particularly, a generator for generating electricity through a power generation rotating ring and a power generation rotor that rotate in the same direction while transmitting rotational power of a motor operated according to power application. It also acts as, and relates to an electric drive device that can effectively control the speed and torque in accordance with the adjustment of the amount of power generation.

Description

전기 구동장치{electric driving apparatus}Electric driving apparatus

본 발명은 전기 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전원 인가에 따라 작동되는 모터부의 회전 동력을 전달함과 아울러 각각 동일한 방향으로 회전하는 발전회전링과 발전회전자를 통하여 전기를 발생시키는 발전기로서도 작용하며, 발전량의 조절에 따라 속도 및 토크를 효과적으로 제어할 수 있는 전기 구동장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric drive device, and more particularly, a generator for generating electricity through a power generation rotating ring and a power generation rotor that rotate in the same direction while transmitting rotational power of a motor operated according to power application. It also acts as, and relates to an electric drive device that can effectively control the speed and torque in accordance with the adjustment of the amount of power generation.

주지된 바와 같이, 전기 자동차나 혹은 하이브리드(hybrid) 자동차는 주행성능, 항속 거리 등과 같은 동력 성능을 보완할 목적으로 동력 수단으로서 전동기와 같은 전기 구동장치를 탑재하고 있으며, 최근에는 중장비를 포함한 그 외 다양한 동력기계장치에도 전동기를 채택하고 있다.
As is well known, electric vehicles or hybrid vehicles are equipped with electric drives such as electric motors as a means of power for the purpose of supplementing power performance such as driving performance, range, and the like. Electric motors are also adopted in various power machinery.

한편, 이상과 같은 전동기로는 DC 전동기 및 권선형 전동기가 주로 사용되고 있으며, 이러한 전동기들은 내부에 고정자인 브러시와 회전자인 정류자를 구비하고 있어서, 정류자가 회전하면서 동력을 발생시키고, 그 발생된 동력은 기어 등을 통해 차륜(wheel)을 회전시키는데 사용하고 있다.
On the other hand, the electric motor as described above is mainly used DC motor and winding-type motor, these motors are provided with a commutator is a brush and a rotor stator therein, the power generated while the commutator rotates, the generated power is It is used to rotate wheels through gears.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 모터(10)로부터 발생된 동력이 요크(yoke), 회동 샤프트 및 유니버셜조인트 등으로 이루어진 동력전달수단(20)을 통해 기어박스(30)까지 전달되면, 그 내부에 차동기어를 비롯한 각종 기어들 설치된 상기 기어박스(30)를 통해 양측 차륜(W)까지 동력을 전달하여 차륜(W)을 회전시켰다.
For example, as shown in FIG. 1, when power generated from the motor 10 is transmitted to the gearbox 30 through a power transmission means 20 composed of a yoke, a rotating shaft, a universal joint, and the like, Through the gear box 30 installed a variety of gears including a differential gear therein to transmit power to both wheels (W) to rotate the wheel (W).

그러나, 이상과 같은 종래의 모터(10)에 의하면 전원을 공급받은 모터(10)가 회전되면서 발생된 동력을 그 길이가 긴 동력전달수단(20)을 통해 차륜(W)까지 전달하는 방식을 사용하였기 때문에 모터(10)에서 공급된 토크(torque)의 손실이 크다는 문제점이 있었다.
However, according to the conventional motor 10 as described above, a method of transmitting power generated by the rotation of the powered motor 10 to the wheels W through the long power transmission means 20 is used. Because of this, there is a problem that the loss of the torque supplied from the motor 10 is large.

또한, 차륜(W)은 차축(40)에 의해 회전되는데, 이때 상기 차축(40)은 동력전달수단(20)으로부터 전달된 동력의 회전 방향을 바꾸거나, 양측의 차축(40)을 차동 변환시키는 기어박스(30)를 통해 연결되어 있어야 하므로, 상기 동력전달수단(20) 및 기어박스(30) 등을 반드시 구비하고 있어야 한다는 문제점이 있었다.
In addition, the wheel (W) is rotated by the axle (40), wherein the axle (40) to change the direction of rotation of the power transmitted from the power transmission means 20, or to differentially convert both axles (40) Since it must be connected via the gearbox 30, there was a problem that must be provided with the power transmission means 20 and the gearbox 30 and the like.

즉, 동력전달수단(20) 및 기어박스(30)를 별도로 구비해야 하므로, 차량의 제작비용이 증가됨은 물론 차량 내 공간을 많이 차지하여 연료 전지나 배터리 등을 탑재할 공간이 부족하고, 특히 차량 자체의 하중이 커져 연료 효율이 낮아진다는 문제점이 있었다.
That is, since the power transmission means 20 and the gearbox 30 must be provided separately, the production cost of the vehicle is increased and the space in the vehicle is occupied a lot, and there is a lack of space for mounting a fuel cell or a battery, and in particular, the vehicle itself. There is a problem in that the fuel efficiency is lowered due to the larger load.

또한, 관성에 의해 운전하는 타행 시에는 모터(10)가 발전기로 작용하면서 발생된 회생 전력을 배터리에 충전시키는데 사용되는데, 이때 상기 브러시와 정류자가 기계적으로 접촉되어 있어서, 상당한 양의 에너지를 마찰열로 낭비되므로 방전량 대비 충전량이 매우 미약하다는 문제점이 있었다.In addition, when driving by inertia, the regenerative power generated by the motor 10 acting as a generator is used to charge the battery. At this time, the brush and the commutator are in mechanical contact, so that a considerable amount of energy is transferred to frictional heat. There was a problem that the amount of charge is very weak compared to the amount of discharge.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 각각 동일한 방향으로 회전하는 발전회전링과 발전회전자를 연속적으로 다수개 연결하여 모터의 회전 동력을 전달함으로써 토크의 손실을 최소화하고, 기존에 마찰열로 낭비되던 에너지를 전기에너지로 변환하여 발전기로서 작용함으로써 충전 효율을 높일 수 있는 동력전달 및 발전 겸용 전기 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention has been proposed to solve the problems described above, by minimizing the loss of torque by transmitting the rotational power of the motor by connecting a plurality of power generation rotation ring and power generation rotor that rotates in the same direction, respectively, It is an object of the present invention to provide a power transmission and power generation combined electric drive device that can increase the charging efficiency by converting the energy wasted by friction heat into electrical energy to act as a generator.

또한, 차륜 사이에 설치되어 직접 차륜을 회전시킴으로써 별도의 차동장치나 동력전달수단이 필요 없는 전기 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide an electric drive device that is provided between the wheels and directly rotates the wheels without the need for a separate differential device or power transmission means.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기 구동장치는, 배터리로부터 전원을 공급받아 회전 구동되는 모터부와, 상기 모터부의 회전 동력을 전달함과 아울러 전기를 발생시키는 전동발전부를 포함하되, 상기 모터부는 원통 형상으로 구성되는 중공의 모터하우징과, 상기 모터하우징의 내부에 수용되고 좌우 양측에는 제1모터축 및 제2모터축이 각각 돌출되어 상기 모터하우징의 좌우 양측으로 관통 설치되며 배터리로부터 전원을 공급받아 회전되는 모터회전자를 포함하고, 상기 전동발전부는, 상기 원통 형상으로 구성되는 중공의 전동발전하우징과; 상기 전동발전하우징의 내부에 수용되고, 원통형 드럼 형상으로 구성되며, 좌우 양측에는 제1회전샤프트 및 제2회전샤프트가 구비되고, 상기 제1회전샤프트는 상기 모터회전자와 결합되어 모터회전자의 회전에 따라 함께 회전되는 발전회전자와; 상기 전동발전하우징의 내부에 수용되고, 내측에 상기 발전회전자를 회전가능하게 수용함과 아울러 전동발전하우징 내부에서 상기 발전회전자와 동일한 방향으로 회전되되, 중공의 원통형 부재로 구성되고 일측은 내부에 수용된 발전회전자의 제1회전샤프트가 관통되어 노출되도록 관통공이 형성되고 타측 내면에는 상기 발전회전자의 제2회전샤프트의 단부가 삽입되어 회전가능하게 지지되도록 회전축홈이 오목하게 형성되며 타측 외면에는 또 다른 발전회전자의 회전샤프트 또는 차축이 결합될 수 있도록 결합돌기가 형성된 발전회전링을 포함하며; 상기 전동발전하우징의 내주면에는 영구자석이 구비되고, 상기 발전회전링의 내외주면에는 코일이 권취되고, 발전회전자의 외주면에는 영구자석이 구비되며, 상기 코일에 부하가 연결된다.
The electric drive device according to the present invention for achieving the above object includes a motor unit that is rotationally driven by receiving power from a battery, and an electric power generation unit that transmits the rotational power of the motor unit and generates electricity. The motor unit includes a hollow motor housing configured to have a cylindrical shape, and is accommodated in the motor housing, and the first motor shaft and the second motor shaft protrude from left and right sides, respectively, to penetrate the left and right sides of the motor housing. And a motor rotor which is rotated by receiving power from the motor generator, wherein the motor generator comprises: a hollow motor power generation housing configured to have the cylindrical shape; It is accommodated in the motorized housing and is configured in a cylindrical drum shape, the left and right sides are provided with a first rotary shaft and a second rotary shaft, the first rotary shaft is coupled to the motor rotor of the motor rotor A power generation rotor that rotates together with rotation; It is accommodated inside the motor power housing, rotatably accommodates the power generation rotor inside, and is rotated in the same direction as the power generation rotor in the power generation housing, consisting of a hollow cylindrical member, one side is inside The through hole is formed so that the first rotation shaft of the power generation rotor accommodated therethrough is exposed, and the other side inner surface is formed with a concave rotation shaft groove so that the end of the second rotation shaft of the power generation rotor is rotatably supported. It includes a power generation rotary ring formed with a coupling protrusion so that the rotation shaft or axle of another power generation rotor; A permanent magnet is provided on an inner circumferential surface of the electric power generating housing, a coil is wound on an inner and outer circumferential surface of the power generating rotation ring, a permanent magnet is provided on an outer circumferential surface of the power generating rotor, and a load is connected to the coil.

그리고, 상기 발전회전자 외주면의 영구자석과 전동발전하우징 내주면의 영구자석의 극성이 동일하게 구성된다.
In addition, the polarities of the permanent magnets on the outer circumferential surface of the power generator rotor and the permanent magnets on the inner circumferential surface of the electric power generating housing are identical.

또한, 상기 모터부와 전동발전부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 배터리로부터 모터부로 공급되는 메인 전원의 주파수를 변환함으로써 제1모터축 및 제2모터축의 회전 속도 및 토크를 제어하고, 상기 전동발전부의 발전회전링에 권취된 코일에 걸리는 부하를 가변시켜 발전량을 제어하고, 부하 가변에 의해 코일에 흐르는 전류를 변화시킴으로써 상기 발전회전링의 회전 속도 및 토크를 제어하며, 상기 코일에 발생된 전류를 배터리로 공급하여 충전이 수행되도록 제어한다.
The control unit may further include a control unit for controlling the operation of the motor unit and the motor generator unit, wherein the control unit converts the frequency of the main power supplied from the battery to the motor unit to adjust the rotation speed and torque of the first motor shaft and the second motor shaft. Control the power, control the amount of power generated by varying the load on the coil wound around the power generation rotation ring of the motor power generation unit, and control the rotation speed and torque of the power generation rotation ring by changing the current flowing through the coil by the variable load. The charging is performed by supplying the current generated in the coil to the battery.

그리고, 상기 발전회전링과 발전회전자는 다수개가 연속적으로 연결될 수 있다.In addition, the power generating ring and the power generating rotor may be connected in series.

이상과 같은 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치에 의하면, 각각 동일한 방향으로 회전하는 발전회전링과 발전회전자를 연속적으로 다수개 연결하여 모터의 회전 동력을 전달함으로써 토크의 손실을 최소화하고, 기존에 마찰열로 낭비되던 에너지를 전기에너지로 변환하여 발전기로서 작용할 수 있으며, 차륜 사이에 설치되어 직접 차륜을 회전시킴으로써 별도의 차동장치나 동력전달수단이 필요 없게 되므로, 차량의 하중을 줄여 연비는 높이고, 차량 내 공간활용도를 높일 수 있게 한다. 또한, 관성에 의해 운전하는 타행 시에는 전동발전부가 비 접촉식으로 회전하므로 배터리 충전 효율을 높일 수 있게 한다.According to the power split drive device according to the present invention as described above, by connecting a plurality of power generating rotation ring and the power generation rotor rotating in the same direction each successively to transfer the rotational power of the motor to minimize the loss of torque, It can convert energy wasted by frictional heat into electrical energy and act as a generator, and it is installed between the wheels and rotates the wheels directly, so that a separate differential device or power transmission means is not necessary. It can increase the space utilization in the vehicle. In addition, since the motor generator rotates in a non-contact manner when driving by inertia, battery charging efficiency can be improved.

도 1은 종래 기술에 따른 전기 구동장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기 구동장치의 설치 상태도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기 구동장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 구동장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기 구동장치의 블록도이다.1 is a schematic view showing an electric drive device according to the prior art.
2 is an installation state diagram of the electric drive apparatus according to the present invention.
3 is a perspective view of an electric drive device according to the present invention.
4 is a cross-sectional view of the electric drive apparatus according to the present invention.
5 is a block diagram of an electric drive apparatus according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 구동장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, an electric driving apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 구동장치는(100)는 좌우 양측 차륜 사이에 연결되어 차륜을 직접 구동시키는 장치로서, 모터부(110) 및 전동발전부(120)를 포함한다.
First, as shown in Figures 2 to 4, the electric drive device 100 according to the present invention is connected between the left and right both wheels to drive the wheels directly, the motor unit 110 and the motor generator ( 120).

상기 모터부(110)는 배터리로부터 전원을 공급받아 작동되는 통상의 전기모터로서, 도 4 에 도시된 바와 같이, 모터하우징(111)과 모터회전자(112)를 포함한다.
The motor unit 110 is a conventional electric motor operated by receiving power from a battery, and as shown in FIG. 4, includes a motor housing 111 and a motor rotor 112.

상기 모터하우징(111)은 고정자로서 작용하는 구성요소로서, 대체로 원통형상으로 구성되어 내부에 모터회전자(112)를 수용하고, 좌우 양측 중앙부에는 관통공(111a,111b)이 각각 형성된다.
The motor housing 111 is a component that acts as a stator. The motor housing 111 has a generally cylindrical shape to accommodate the motor rotor 112 therein, and through holes 111a and 111b are formed at the left and right central portions, respectively.

상기 모터회전자(112)는 정류자로서 작용하는 구성요소로서, 고정자인 모터하우징(111)의 내부에 수용되는 원통형 드럼 형상으로 구성되고, 좌우 양측에는 제1모터축(112a) 및 제2모터축(112b)이 각각 돌출 형성되며, 상기 제1모터축(112a) 및 제2모터축(112b)은 모터하우징(111)의 좌우 양측 중앙부에 형성된 관통공(111a,111b)에 각각 관통되어 회전가능하게 지지된다. 그리고, 상기 제1모터축(112a) 및 제2모터축(112b)과 모터하우징(111)의 좌우 양측 관통공(111a,111b) 사이에는 상기 제1모터축(112a) 및 제2모터축(112b)을 각각 회전가능하게 지지하는 베어링이 추가로 구비될 수 있다.
The motor rotor 112 is a component that acts as a commutator and has a cylindrical drum shape that is accommodated in the motor housing 111, which is a stator. The motor rotor 112 has a first motor shaft 112a and a second motor shaft on both left and right sides. 112b are formed to protrude from each other, and the first motor shaft 112a and the second motor shaft 112b are rotatable through the through holes 111a and 111b respectively formed at the left and right central portions of the motor housing 111. Is supported. The first and second motor shafts 112a and 111b may be disposed between the first motor shaft 112a and the second motor shaft 112b and the left and right through holes 111a and 111b of the motor housing 111. Bearings rotatably supporting 112b) may be further provided.

상기 모터부(110)의 모터회전자(112)는 배터리로부터 전원을 공급받아 모터하우징(111) 내부에서 회전된다. 이를 위해, 상기 모터하우징(111)의 내주면에는 코일 또는 영구자석이 구비되며, 모터회전자(112)는 몸체 자체가 영구자석으로 구성되거나 외주면에 영구자석이 부착될 수도 있고 외주면에 코일이 권취될 수 있다. 이에 따라, 상기 모터하우징(111)의 내주면에 구비된 코일에 배터리를 연결하여 전원을 인가하거나, 모터회전자(112)의 외주면에 구비된 코일에 배터리를 연결하여 전원을 인가하게 되면, 그와 대응하는 영구자석과의 전자기 유도 현상에 의해 전자력이 발생하여 모터회전자(112)가 모터하우징(111) 내부에서 회전 구동된다. 이러한 모터회전자(112)의 회전 원리는 일반적인 전기모터의 원리와 동일하므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
The motor rotor 112 of the motor unit 110 receives power from a battery and rotates inside the motor housing 111. To this end, a coil or a permanent magnet is provided on the inner circumferential surface of the motor housing 111, the motor rotor 112 may be composed of a permanent magnet itself or a permanent magnet may be attached to the outer circumferential surface or the coil may be wound around the outer circumferential surface. Can be. Accordingly, when the battery is connected to the coil provided on the inner circumferential surface of the motor housing 111 to supply power, or when the battery is connected to the coil provided on the outer circumferential surface of the motor rotor 112 to supply power thereto, The electromagnetic force is generated by the electromagnetic induction phenomenon with the corresponding permanent magnet so that the motor rotor 112 is rotationally driven inside the motor housing 111. Since the rotation principle of the motor rotor 112 is the same as that of a general electric motor, a detailed description thereof will be omitted.

위와 같은 구성을 갖는 모터회전자(112)의 제1모터축(112a)에는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 일측 차륜(W)이 결합된 제1차축(40a)이 연결되고, 제2모터축(112b)에는 전동발전부(120)가 연결된다.
As shown in FIG. 2, the first axle 40a to which the one side wheel W is coupled is connected to the first motor shaft 112a of the motor rotor 112 having the above configuration, and the second motor The motor generator 120 is connected to the shaft 112b.

도 2 및 도 4의 (a) 에 도시된 바와 같이, 상기 전동발전부(120)는 일측이 모터회전자(112)의 제2모터축(112b)에 결합되고, 타측은 타측 차륜(W')이 결합된 제2차축(40b)에 연결되어, 모터부(110)의 회전 동력을 타측 차륜(W')에 전달함과 동시에 전기를 발생시키는 발전기로서 작용하는 부분으로서, 전동발전하우징(122), 발전회전자(124) 및 발전회전링(126)을 포함한다.
As shown in Figure 2 and 4 (a), one side of the motor power generation unit 120 is coupled to the second motor shaft 112b of the motor rotor 112, the other side of the other wheel (W ') Is connected to the second axle 40b coupled thereto, and transmits the rotational power of the motor unit 110 to the other wheel W 'and acts as a generator for generating electricity. ), The power generation rotor 124 and the power generation rotation ring 126.

상기 전동발전하우징(122)은 고정자로서 작용하는 구성요소로서, 원통 형상으로 구성되어 내부에 발전회전자(124) 및 발전회전링(126)을 수용하며, 좌우 양측에 관통공(122a,122b)이 각각 형성되어 있는 바, 대체로 상기한 모터하우징(111)과 동일한 형상으로 구성되되, 내측에 다수의 발전회전자(124) 및 발전회전링(126)이 연속적으로 연결되는 경우 길이 방향으로 길게 연장 형성된다.
The power generation housing 122 is a component that acts as a stator, and is formed in a cylindrical shape to accommodate the power generation rotor 124 and the power generation rotation ring 126 therein, and through holes 122a and 122b on both sides. Each of which is formed in the same shape as the above-mentioned motor housing 111, but a plurality of power generation rotor 124 and the power generation rotation ring 126 is extended in the longitudinal direction when connected continuously in the inner side Is formed.

상기 발전회전자(124)는 전동발전하우징(122) 내부에 수용되어 모터회전자(112)의 회전에 따라 함께 회전되는 것으로, 상기 전동발전하우징(122) 보다 크기가 작은 원통형 드럼 형상으로 구성되며 좌우 양측에는 제1회전샤프트(124a) 및 제2회전샤프트(124b)가 구비된다.
The power generation rotor 124 is accommodated in the power generation housing 122 is rotated together in accordance with the rotation of the motor rotor 112, it is composed of a cylindrical drum shape smaller in size than the power generation housing 122 The first rotating shaft 124a and the second rotating shaft 124b are provided at both left and right sides.

여기서, 상기 발전회전자(124)의 제1회전샤프트(124a)는 전동발전하우징(122)의 일측 관통공(122a)에 관통 삽입되어 모터하우징(111)의 일측 관통공(111b)에 관통 삽입된 제2모터축(112b)과 커플러 등 고정구에 의해 모터회전자(112)의 제2모터축(112b)과 결합된다. 이에 따라, 배터리로부터 모터부(110)에 전원이 인가되면 모터회전자(112)가 회전되고, 모터회전자(112)에 결합된 발전회전자(124)가 함께 회전하게 된다.
Here, the first rotation shaft 124a of the power generator rotor 124 is inserted through one side of the through hole 122a of the power generation housing 122 and inserted into one side of the through hole 111b of the motor housing 111. The second motor shaft 112b and the coupler are coupled to the second motor shaft 112b of the motor rotor 112 by a fixture. Accordingly, when power is applied from the battery to the motor unit 110, the motor rotor 112 is rotated, and the power generator rotor 124 coupled to the motor rotor 112 is rotated together.

한편, 상기 발전회전링(126)은 전동발전하우징(122) 내부에 수용되고 내측에 상기 발전회전자(124)를 회전가능하게 수용함과 아울러 자체 회전되는 것으로, 대체로 원통형 링 형상으로 구성되되, 좌우 양측은 일체 또는 별개 형성된 커버에 의해 폐쇄되어 전체적으로 중공의 원통형 부재로 구성된다. 그리고, 상기 발전회전링(126)의 일측은 내부에 수용된 발전회전자(124)의 제1회전샤프트(124a)가 관통되어 노출되도록 관통공(126a)이 형성되고, 타측 내면에는 상기 발전회전자(124)의 제2회전샤프트(124b)의 단부가 삽입되어 회전가능하게 지지되도록 회전축홈(126b)이 오목하게 형성되며, 타측 외면에는 또 다른 발전회전자의 회전샤프트 또는 차축이 결합될 수 있도록 결합돌기(126c)가 형성된다. 상기 결합돌기(126c)에는 차축 또는 또 다른 발전회전자의 회전샤프트가 축결합될 수 있도록 축홈(미도시)이 형성될 수도 있고, 별도의 커플러에 의해 결합돌기와 차축 또는 회전샤프트가 결합될 수도 있다.
On the other hand, the power generation rotation ring 126 is accommodated inside the power generation housing 122 and rotatably accommodates the power generation rotor 124 therein, and is itself rotated, consisting of a generally cylindrical ring shape, Both left and right sides are closed by an integrally or separately formed cover and are composed entirely of cylindrical members. In addition, a through hole 126a is formed at one side of the power generation rotation ring 126 to expose the first rotation shaft 124a of the power generation rotor 124 accommodated therein, and the power generation rotor at the other inner surface thereof. Rotating shaft groove 126b is concave so that the end of the second rotary shaft 124b of 124 is inserted and rotatably supported, so that the rotation shaft or axle of another power generating rotor can be coupled to the other outer surface. Coupling protrusion 126c is formed. A shaft groove (not shown) may be formed in the coupling protrusion 126c so that the rotation shaft of the axle or another power generating rotor may be axially coupled, or the coupling protrusion and the axle or the rotation shaft may be coupled by a separate coupler. .

이러한 구성에 따라, 상기 발전회전자(124)는 제1회전샤프트(124a)가 발전회전링(126)의 일측을 관통하여 모터회전자(112)의 제1모터축(112a)에 결합되고, 제2회전샤프트(124b)가 발전회전링(126)의 내면에 형성된 회전축홈(126b)에 회전가능하게 지지되어, 모터회전자(112)의 회전에 따라 발전회전링(126) 내부에서 모터회전자(112)와 동일한 방향으로 회전하게 된다.
According to this configuration, the power generator 124 is coupled to the first motor shaft 112a of the motor rotor 112 through the first rotation shaft 124a penetrates one side of the power generation rotation ring 126, The second rotation shaft 124b is rotatably supported by the rotation shaft groove 126b formed on the inner surface of the power generation rotation ring 126, and the motor rotation inside the power generation rotation ring 126 in accordance with the rotation of the motor rotor 112. It rotates in the same direction as the electron 112.

한편, 이미 언급한 바와 같이, 상기 발전회전링(126)은 자체적으로 회전가능하게 구성된다. 이를 위해, 상기 전동발전하우징(122)과 발전회전자(124) 사이에 전자력이 발생하도록 하고, 발전회전자(124)와 발전회전링(126) 사이에 또 다른 전자력이 발생하도록 하며, 각 전자력의 방향이 서로 동일하게 형성되도록 하면 발전회전자(124)와 발전회전링(126)이 각각 동일한 방향으로 회전된다.
On the other hand, as already mentioned, the power generation ring 126 is configured to be rotatable itself. To this end, an electromagnetic force is generated between the electric power generating housing 122 and the power generator 124, and another electric force is generated between the power generator rotor 124 and the power generator ring 126. When the direction of the same is formed to each other, the power generator 124 and the power rotation ring 126 are rotated in the same direction, respectively.

이를 위해, 전동발전하우징(122)의 내주면에는 영구자석(M1)이 구비되고, 상기 발전회전링(126)의 내외주면에는 코일(C)이 권취되고, 발전회전자(124)의 외주면에는 영구자석(M2)이 구비되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 모터부(110)의 모터회전자(112)가 회전되면 발전회전자(124)가 회전되고, 발전회전자(124)의 외주면에 구비된 영구자석(M2)이 회전됨에 따라 발전회전링(136) 내외주면에 권취된 코일(C)에 전압이 유도되고, 상기 코일(C)에 부하(L)를 걸어주면 전류가 흐르게 된다. 상기 코일(C)에 전류가 흐르게 되면 상기 코일(C)과 전동발전하우징(122) 내주면의 영구자석(M1)의 전자기 유도에 의해 발전회전링(126)이 또한 자체적으로 회전하게 되는 것이다. 이 때, 발전회전자(124)의 영구자석(M2)과 전동발전하우징(122)의 영구자석(M1)의 극성을 동일하게 하면 발전회전자(124)와 발전회전링(126)이 동일한 방향으로 회전하게 된다.
To this end, a permanent magnet (M1) is provided on the inner circumferential surface of the power generation housing 122, the coil (C) is wound around the inner and outer circumferential surface of the power generating rotation ring 126, the permanent circumference of the power generator rotor 124 It is preferable that the magnet M2 is provided. Accordingly, when the motor rotor 112 of the motor unit 110 is rotated, the power generator rotor 124 is rotated, and the permanent magnet M2 provided on the outer circumferential surface of the power generator rotor 124 is rotated to generate power. The voltage is induced to the coil (C) wound on the inner and outer circumferential surface of the rotary ring 136, the current flows when the load (L) is applied to the coil (C). When a current flows in the coil C, the power generation rotation ring 126 also rotates itself by electromagnetic induction of the permanent magnet M1 on the inner circumferential surface of the coil C and the power generating housing 122. At this time, if the polarity of the permanent magnet (M2) of the power generator rotor 124 and the permanent magnet (M1) of the electric power generating housing 122 is the same, the power generator rotor 124 and the power generation ring 126 is the same direction Will rotate.

이와 같은 원리에 의하여 발전회전링(126)이 회전되면, 발전회전링(126)의 외측에 돌출 형성된 결합돌기(126c)에 축결합되는 제2차축(40b)이 회전되며, 여기에 결합된 차륜(W')이 회전하게 되는 것이다.
When the power generation rotation ring 126 is rotated by the same principle, the second axle 40b axially coupled to the coupling protrusion 126c protruding from the outside of the power generation rotation ring 126 is rotated, and the wheel coupled thereto. (W ') will rotate.

이와 같이, 상기 전동발전부(120)에서는 모터부(110)의 회전력을 타측 차륜(W')에까지 전달함과 동시에 발전회전링(126)의 코일(C)에 부하(L)를 걸어줌에 따라 전기를 발생시키고, 발생된 전기를 배터리에 충전할 수 있게 된다. 발생된 전기의 배터리 충전 메카니즘을 일반적인 충전 방법과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
As described above, the motor generator 120 transmits the rotational force of the motor unit 110 to the other wheel W 'and at the same time applies the load L to the coil C of the power generation rotation ring 126. Accordingly, it is possible to generate electricity and to charge the generated electricity in the battery. Since the battery charging mechanism of the generated electricity is the same as the general charging method, a detailed description thereof will be omitted.

따라서, 본 발명에 따른 전기 구동장치는 좌우 양측에 제1차축(40a)과 제2차축(40b)이 직결되어 차륜(W,W')을 직구동시킴으로써 별도의 동력전달장치(도 1의 20 참조) 및 기어박스(도 1의 30 참조) 없이 큰 토크(torque)를 가지고 차륜을 구동시킬 수 있음은 물론 차량의 하중을 줄여 연비는 높이고, 차량 내 공간활용도를 높인다.
Therefore, in the electric drive device according to the present invention, the first axle 40a and the second axle 40b are directly connected to both left and right sides to drive the wheels W and W 'directly, thereby providing a separate power transmission device (20 in FIG. 1). It is possible to drive the wheels with a large torque without a gearbox (see 30 in FIG. 1), as well as increase the fuel efficiency by reducing the load of the vehicle and increase the space utilization in the vehicle.

한편, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 전동발전하우징(122) 내부에 발전회전자(124)와 발전회전링(126)이 다수개가 연속적으로 연결되도록 구성될 수도 있다. 구체적으로, 모터부(110)와 발전회전자(124) 및 발전회전링(126)의 결합 관계는 위에서 설명한 바와 동일하고, 상기 발전회전링(126)의 외측 결합돌기(126c)에 다른 발전회전자(124')의 제1회전샤프트(124'a)가 결합되도록 구성하며, 이러한 연결을 반복적으로 수행하면 다수개의 발전회전자 및 발전회전링이 연속적으로 연결된다. 이와 같은 방법으로 다수개의 발전회전자(124)와 발전회전링(126)을 연속적으로 연결하여 좌우 양측 차륜간 거리가 긴 경우 효과적으로 동력을 전달할 수 있으며, 각 발전회전링(126) 및 발전회전자(124) 결합체에 의해 각각 발전이 이루어지므로 차륜간 거리의 증가로 인한 에너지 손실 또한 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
On the other hand, as shown in Figure 4 (b), a plurality of power generation rotor 124 and the power generation rotation ring 126 may be configured to be continuously connected in the electric power generating housing 122. Specifically, the coupling relationship between the motor unit 110, the power generating rotor 124 and the power generating rotation ring 126 is the same as described above, and the other power generation society to the outer coupling protrusion 126c of the power generating rotation ring 126. The first rotation shaft 124'a of the electron 124 'is configured to be coupled, and when the connection is repeatedly performed, a plurality of power generators and power generation ring are continuously connected. In this way, a plurality of power generation rotors 124 and power generation rotation rings 126 are connected in series to effectively transfer power when the distance between the left and right wheels is long, and each power generation rotation ring 126 and power generation rotors Since the power generation is performed by the combination, the energy loss due to the increase in the distance between the wheels can be effectively reduced.

도 5 에는 이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전기 구동장치의 블록도가 도시된다. 도 5 에 도시되고 위에서 이미 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 구동장치는 모터부(110)와 전동발전부(120)를 포함하며, 상기 모터부(110)는 배터리(140)로부터 전원을 공급받아 제1차축(40a)에 결합된 일측 차륜(W)을 회전시킨다. 그리고, 모터부(110)의 회전력은 전동발전부(120)에 의해 전달되어 제2차축(40b)에 결합된 타측 차륜(W')을 회전시킨다. 그리고, 상기 전동발전부(102)에서는 각 발전회전링(126)에 권취된 코일에 부하(L)를 연결함으로서 전류를 발생시킨다.
5 shows a block diagram of an electric drive apparatus according to the present invention as described above. As shown in FIG. 5 and already described above, the electric drive device according to the present invention includes a motor unit 110 and a motor generating unit 120, and the motor unit 110 supplies power from the battery 140. Rotating one side wheel (W) coupled to the first axle (40a) receives the supply. Then, the rotational force of the motor unit 110 is transmitted by the motor generator 120 to rotate the other wheel (W ') coupled to the second axle (40b). In addition, the motor generator 102 generates a current by connecting the load L to the coils wound around the power generating rotation rings 126.

한편, 본 발명에 따른 전기 구동장치는 제어부(130)를 더 포함한다. 상기 제어부(130)는, 도 5 에 도시된 바와 같이, 모터부(110)와 전동발전부(120)를 각각 제어하도록 구성된다.
On the other hand, the electric drive device according to the invention further includes a control unit 130. As illustrated in FIG. 5, the controller 130 is configured to control the motor unit 110 and the motor generator 120, respectively.

구체적으로, 상기 제어부(130)는 배터리(140)로부터 모터부(110)로 공급되는 메인 전원의 주파수를 변환함으로써 모터부(110)의 회전수를 조절하여 제1차축(40a)에 연결된 차륜(W)의 회전 속도 및 토크를 제어한다. 이를 위해, 상기 제어부(130)는 인버터 회로를 포함하는 것이 바람직하다.
Specifically, the controller 130 controls the rotational speed of the motor unit 110 by converting the frequency of the main power supplied from the battery 140 to the motor unit 110 (a wheel connected to the first axle 40a) Control the rotation speed and torque of W). To this end, the controller 130 preferably includes an inverter circuit.

그리고, 상기 제어부(130)는 전동발전부(120)의 발전회전링(126)에 권취된 코일에 걸리는 부하(L)를 가변시켜 발생되는 전류의 량, 즉, 발전량을 제어하고, 이러한 부하 가변에 의해 코일에 흐르는 전류가 변화되므로 발전회전링(126)의 회전 속도 및 토크가 변화되어 궁극적으로 제2차축(40b)에 연결된 차륜(W')의 회전 속도 및 토크를 제어할 수 있게 된다. 이를 위해, 상기 발전회전링(126)에 권취된 코일에 걸리는 부하(L)는 가변저항과 같은 가변부하인 것이 바람직하고, 상기 제어부(130)는 상기 가변부하를 조절하는 다양한 형태의 회로를 포함하는 것이 바람직하다.
In addition, the controller 130 controls the amount of current generated by varying the load L applied to the coil wound on the power generation rotation ring 126 of the motor power generation unit 120, that is, the amount of power generation. Since the current flowing through the coil is changed, the rotation speed and torque of the power generation rotation ring 126 are changed to ultimately control the rotation speed and torque of the wheel W 'connected to the second axle 40b. To this end, the load (L) applied to the coil wound on the power generation rotation ring 126 is preferably a variable load, such as a variable resistor, the control unit 130 includes various types of circuit for adjusting the variable load. It is desirable to.

아울러, 상기 제어부(130)는 전동발전부(120)에서 발생된 전류를 배터리(140)로 공급하여 충전이 수행되도록 제어하는 역할 또한 수행한다. 이러한 충전 제어 기능은 종래의 충전 방식과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
In addition, the control unit 130 also serves to control the charging to be performed by supplying the current generated by the motor generator 120 to the battery 140. Since the charging control function is the same as the conventional charging method, a detailed description thereof will be omitted.

이와 같이, 본 발명에 따른 전기 구동장치는 모터부(110)와 전동발전부(120)의 회전 속도 및 토크를 독립적으로 제어 가능하여 별도의 차동장치가 필요하지 않으며, 전동발전부(120)의 발전량(구체적으로는 부하) 조절에 따라 차륜의 회전 속도와 토크를 조절할 수 있고, 기존에 모터(미도시)의 브러쉬(미도시)와 정류자(미도시)가 기계적으로 접촉되어 있어서 에너지의 대부분을 마찰열로 소비하였음에 비해, 본 발명은 전동발전하우징(122)과 발전회전링(126)이 기계적으로 접촉되어 있지 않고 코일과 영구자석 간의 전자기 유도 방식으로 전기를 발생시키므로 효율적인 에너지의 생산을 가능하게 하고, 그와 같이 생산된 에너지를 배터리에 충전시킬 수 있게 한다.
As such, the electric drive device according to the present invention is capable of independently controlling the rotational speed and torque of the motor unit 110 and the motor generator 120, and does not require a separate differential device. The rotation speed and torque of the wheel can be adjusted by adjusting the amount of power generation (specifically, the load), and the brush (not shown) of the motor (not shown) and the commutator (not shown) are mechanically in contact with each other. Compared to the consumption of frictional heat, the present invention does not make mechanical contact between the power generating housing 122 and the power generating ring 126, and generates electricity by electromagnetic induction between the coil and the permanent magnet, thereby enabling efficient production of energy. It is also possible to charge the battery with the energy thus produced.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
In the above, specific Example of this invention was described. However, the spirit and scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Those who have it will understand.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Therefore, since the embodiments described above are provided to completely inform the scope of the invention to those skilled in the art, it should be understood that they are exemplary in all respects and not limited. The invention is only defined by the scope of the claims.

110 : 모터부 111 : 모터하우징
112 : 모터회전자 120 : 전동발전부
122 : 전동발전하우징 124 : 발전회전자
126 : 발전회전링 130 : 제어부
140 : 배터리110: motor unit 111: motor housing
112: motor rotor 120: motor power generation unit
122: motorized housing 124: power generator rotor
126: power generation ring 130: control unit
140: Battery

Claims (4)

배터리로부터 전원을 공급받아 회전 구동되는 모터부와, 상기 모터부의 회전 동력을 전달함과 아울러 전기를 발생시키는 전동발전부를 포함하되,
상기 모터부는 원통 형상으로 구성되는 중공의 모터하우징과, 상기 모터하우징의 내부에 수용되고 좌우 양측에는 제1모터축 및 제2모터축이 각각 돌출되어 상기 모터하우징의 좌우 양측으로 관통 설치되며 배터리로부터 전원을 공급받아 회전되는 모터회전자를 포함하고,
상기 전동발전부는,
상기 원통 형상으로 구성되는 중공의 전동발전하우징과;
상기 전동발전하우징의 내부에 수용되고, 원통형 드럼 형상으로 구성되며, 좌우 양측에는 제1회전샤프트 및 제2회전샤프트가 구비되고, 상기 제1회전샤프트는 상기 모터회전자와 결합되어 모터회전자의 회전에 따라 함께 회전되는 발전회전자와;
상기 전동발전하우징의 내부에 수용되고, 내측에 상기 발전회전자를 회전가능하게 수용함과 아울러 전동발전하우징의 내부에서 상기 발전회전자와 동일한 방향으로 회전되되, 중공의 원통형 부재로 구성되고 일측은 내부에 수용된 발전회전자의 제1회전샤프트가 관통되어 노출되도록 관통공이 형성되고 타측 내면에는 상기 발전회전자의 제2회전샤프트의 단부가 삽입되어 회전가능하게 지지되도록 회전축홈이 오목하게 형성되며 타측 외면에는 또 다른 발전회전자의 회전샤프트 또는 차축이 결합될 수 있도록 결합돌기가 형성된 발전회전링을 포함하며;
상기 전동발전하우징의 내주면에는 영구자석이 구비되고, 상기 발전회전링의 내외주면에는 코일이 권취되고, 발전회전자의 외주면에는 영구자석이 구비되며, 상기 코일에 부하가 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 구동장치. It includes a motor unit that is rotationally driven by receiving power from a battery, and an electric power generation unit for transmitting electricity and rotational power of the motor unit,
The motor unit has a hollow motor housing configured to have a cylindrical shape, and is accommodated inside the motor housing, and the first motor shaft and the second motor shaft protrude from the left and right sides, respectively, and are penetrated to the left and right sides of the motor housing. It includes a motor rotor that is rotated by receiving power,
The motor power generation unit,
A hollow power generating housing configured to have the cylindrical shape;
It is accommodated in the motorized housing and is configured in a cylindrical drum shape, the left and right sides are provided with a first rotary shaft and a second rotary shaft, the first rotary shaft is coupled to the motor rotor of the motor rotor A power generation rotor that rotates together with rotation;
It is accommodated in the power generation housing, and accommodates the power generation rotor rotatably inside, and is rotated in the same direction as the power generation rotor in the power generation housing, consisting of a hollow cylindrical member and one side The through hole is formed so that the first rotation shaft of the power generation rotor accommodated therein is exposed, and the rotation shaft groove is concavely formed so that the end of the second rotation shaft of the power generation rotor is inserted and rotatably supported on the other side. The outer surface includes a power generation rotary ring formed with a coupling protrusion so that the rotation shaft or axle of another power generation rotor;
A permanent magnet is provided on an inner circumferential surface of the motorized housing, a coil is wound on an inner and outer circumferential surface of the power generating rotation ring, a permanent magnet is provided on an outer circumferential surface of the power generating rotor, and a load is connected to the coil. Drive system. 제1항에 있어서,
상기 발전회전자 외주면의 영구자석과 전동발전하우징 내주면의 영구자석의 극성이 동일한 것을 특징으로 하는 전기 구동장치.The method of claim 1,
An electric drive device, characterized in that the polarity of the permanent magnet on the outer circumferential surface of the power generator rotor and the permanent magnet on the inner circumferential surface of the power generating housing. 제1항에 있어서,
상기 모터부와 전동발전부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하되,
상기 제어부는,
배터리로부터 모터부로 공급되는 메인 전원의 주파수를 변환함으로써 제1모터축 및 제2모터축의 회전 속도 및 토크를 제어하고,
상기 전동발전부의 발전회전링에 권취된 코일에 걸리는 부하를 가변시켜 발전량을 제어하고, 부하 가변에 의해 코일에 흐르는 전류를 변화시킴으로써 상기 발전회전링의 회전 속도 및 토크를 제어하며,
상기 코일에 발생된 전류를 배터리로 공급하여 충전이 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 구동장치. The method of claim 1,
Further comprising a control unit for controlling the operation of the motor unit and the motor power generation unit,
The control unit,
By controlling the frequency of the main power supply to the motor unit from the battery to control the rotation speed and torque of the first motor shaft and the second motor shaft,
By varying the load applied to the coil wound around the power generation rotation ring of the electric power generation unit to control the amount of power generation, and controlling the rotation speed and torque of the power generation rotation ring by changing the current flowing in the coil by the load variable,
The electric drive device, characterized in that for controlling the charging is performed by supplying a current generated in the coil to the battery. 제1항에 있어서,
다수개의 발전회전링과 발전회전자가 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 구동장치.
The method of claim 1,
An electric drive device characterized in that a plurality of power generating rotation ring and the power generating rotor is connected in series.
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