KR102575911B1 - Motor cooling apparatus and vehicle having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부에 모터가 수용되는 수용공간이 형성된 모터 하우징에 모터가 삽입 설치되고, 상기 모터 하우징에는 냉각유체가 유동되는 냉각채널이 형성되며, 모터의 회전자축에는 중공이 형성되며, 모터하우징 바닥면과 회전자 사이, 모터 고정자의 자극부와 고정자 외벽 사이, 회전자와 모터 하우징 덮개 사이의 대류 통로와, 상하부 대류 통로 사이를 연동시키도록 회전자축에 형성된 중공 및 상하부 공기구멍과, 회전자축에 형성된 날개부를 포함하여 구성함으로써, 회전자축의 회전에 의해 날개부가 대류통로의 공기를 강재 송풍시켜 상하부 사이의 공기 대류가 발생되어 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.In the present invention, the motor is inserted into and installed in a motor housing having an accommodation space for accommodating the motor therein, a cooling channel through which cooling fluid flows is formed in the motor housing, a hollow is formed in the rotor shaft of the motor, and a bottom of the motor housing is formed. Hollow and upper and lower air holes formed on the rotor shaft to interlock between the surface and the rotor, between the magnetic pole of the motor stator and the outer wall of the stator, between the rotor and the motor housing cover, and between the upper and lower convection passages, and the rotor shaft By including the formed wings, the wings blow air in the convection passage by the rotation of the rotor shaft so that air convection occurs between the upper and lower parts, thereby improving the cooling efficiency.

Description

모터 냉각장치 및 이를 구비한 자동차{Motor cooling apparatus and vehicle having the same}Motor cooling apparatus and vehicle having the same {Motor cooling apparatus and vehicle having the same}

본 발명은 모터 냉각장치 및 이를 구비한 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 자동차 또는 하이브리드차 또는 연료전지 자동차에 구비되는 모터의 냉각효율을 효과적으로 향상시키 위하여 냉각유체에 의한 냉각구조에 모터 내부의 공기를 별도의 송풍팬 없이 강제 대류시켜 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 모터 냉각장치 및 이를 구비한 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a motor cooling device and a vehicle having the same, and more particularly, to a cooling structure using a cooling fluid to effectively improve the cooling efficiency of a motor provided in an electric vehicle, hybrid vehicle, or fuel cell vehicle. It relates to a motor cooling device capable of improving cooling efficiency by forced convection of air without a separate blowing fan, and a vehicle equipped with the same.

일반적으로 하이브리드차 또는 전기차의 주요 부품인 모터는 전기에너지를 기계에너지로 변환하는 것으로서, 하우징과, 하우징에 장착되는 고정자(stator)와, 고정자의 내부에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 삽입되는 회전자(rotor)를 포함한다.In general, a motor, which is a major component of a hybrid vehicle or electric vehicle, converts electrical energy into mechanical energy, and includes a housing, a stator mounted on the housing, and a rotor rotatably inserted into the stator around a rotating shaft. (rotor).

한편, 모터는 작동과정에서 회전자 및 고정자에서 고온의 열이 발생하게 되는데, 이렇게 모터 안의 코일 온도가 높아지면 모터의 구동과 발전 효율이 급격히 저하될 뿐만 아니라 부품이 손상될 우려가 있고, 모터의 구동과 발전 효율이 급격히 저하됨에 따른 동력 손실이 발생되어 관련 응용 동력계의 효율을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 때문에 이러한 문제를 방지하기 위하여 모터를 냉각시켜 모터의 높은 구동 토크와 발전효율을 유지할 수 있도록 하고 있다.On the other hand, high-temperature heat is generated in the rotor and stator during the operation of the motor. When the temperature of the coil inside the motor rises, not only the driving and power generation efficiency of the motor rapidly deteriorates, but also there is a risk of damaging parts, Power loss occurs due to a sharp drop in drive and power generation efficiency, which acts as a factor that lowers the efficiency of related application dynamometers. Therefore, in order to prevent this problem, the motor is cooled to maintain high driving torque and power generation efficiency of the motor.

종래에는 내부하우징과 외부하우징을 각각 별도로 주물 제작하고, 내부하우징과 외부하우징 사이에 냉각채널이 형성되도록 내부하우징과 외부하우징을 압입 및 실링(sealing)하거나, 용접하는 기술이 주로적용되고 있다.Conventionally, a technique of separately manufacturing the inner housing and the outer housing by casting, and press-fitting and sealing the inner housing and the outer housing so that a cooling channel is formed between the inner housing and the outer housing, or welding is mainly applied.

그런데 상기한 종래의 모터의 냉각기술은 내부하우징과 외부하우징 간의 형합 갭(gap)이 발생하면서 냉각수가 누출(leak)되어 냉각효율이 저하되고, 또한 유로의 설계 자유도가 작음에 따라 입력단과 출력단의 유로가 서로 엇갈리게 배치되면서 써멀 크로스-토크(Thermal cross-talk)가 발생되는 문제점이 있었다.However, in the above-described conventional motor cooling technology, a gap between the inner housing and the outer housing occurs and the cooling water leaks, reducing the cooling efficiency. There was a problem in that thermal cross-talk occurred as the flow paths were alternately arranged.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 출원인에 의해 출원된 선행기술로서 대한민국 등록특허 10-1761677호(2017.07.20) '모터하우징용 냉각장치'는, 모터가 수용되는 수용공간이 형성된 원통형의 하우징몸체와, 하우징몸체를 폐쇄하는 커버를 포함하는 모터하우징 및 하우징몸체의 내부에 매설되고 내부에 냉각유체가 유동하는 냉각배관을 포함하는 모터하우징용 냉각장치를 제공하여 냉각효과를 향상시킬 수 있으며, 유로의 완전밀폐를 구현하고, 써멀 크로스-토크 현상을 방지할 수 있도록 하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-1761677 (2017.07.20) 'cooling device for motor housing' as a prior art filed by the present applicant in order to improve these problems is a cylindrical housing body with a receiving space for accommodating a motor, It is possible to improve the cooling effect by providing a cooling device for a motor housing including a motor housing including a cover that closes the housing body and a cooling pipe embedded inside the housing body and having a cooling fluid flowing therein, and Sealing is realized and thermal cross-talk phenomenon is prevented.

상기와 같은 선행기술은, 모터하우징 내부의 냉각채널로 냉각유체를 유동시켜 모터를 냉각시킨다. 즉, 모터의 고정자 외벽이 모터하우징 내벽에 밀착되어 열전달이 되고 이를 모터하우징 내부의 냉각채널을 통해 냉각시키는 구조로서 수냉식 냉각구조만을 채용하고 있다. 그런데 모터 내부의 고정자에는 다수의 자극부가 형성되면서 자극부 사이의 공간이 존재한다. 모터에서 발생된 열이 고정자의 자극부 사이의 공간에 존재하게 되고, 이 공간에 존재하는 공기는 큰 흐름이 없는 상태에 있기 때문에 빠르게 냉각되지 못하는 단점이 있다.In the prior art as described above, the motor is cooled by flowing a cooling fluid through a cooling channel inside the motor housing. That is, as a structure in which the outer wall of the stator of the motor is in close contact with the inner wall of the motor housing to transfer heat and cool it through a cooling channel inside the motor housing, only a water-cooled cooling structure is employed. However, as a plurality of magnetic pole parts are formed in the stator inside the motor, there is a space between the magnetic pole parts. The heat generated in the motor exists in the space between the magnetic poles of the stator, and since the air present in this space is in a state without a large flow, there is a disadvantage in that it cannot be quickly cooled.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0023314호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0023314 대한민국 등록특허공보 10-1761677호(2017.07.20)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1761677 (2017.07.20)

본 발명은, 모터 하우징 냉각장치에 모터 내부의 공기 유로를 형성하여 회전축의 회전에 의해 강제 대류 되게 하는 모터 내부 공랭구조를 더 포함시킴으로써 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 모터 냉각장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a motor cooling device capable of further improving the cooling efficiency by further including an air cooling structure inside the motor that forms an air flow path inside the motor to force convection by rotation of a rotating shaft in the motor housing cooling device. will be.

또한, 본 발명은 모터 하우징 냉각구조와, 모터 내부 공기 대류 냉각구조를 복합 형성한 모터 냉각장치를 구비한 자동차를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a vehicle equipped with a motor cooling device in which a motor housing cooling structure and a motor internal air convection cooling structure are formed in combination.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 모터 냉각장치는,Motor cooling device for achieving the object of the present invention described above,

회전자와 모터하우징의 바닥면 및 모터하우징 덮개 사이와, 고정자의 외벽과 고정자 자극부 사이로 공기가 대류되는 공간으로 형성되는 대류통로와;a convection passage formed as a space in which air convects between the rotor and the bottom surface of the motor housing and the motor housing cover, and between the outer wall of the stator and the stator magnetic pole;

상기 회전자 축에 외부 공기가 유동될 수 있도록 형성되는 중공과;a hollow formed to allow external air to flow through the rotor shaft;

상기 대류통로의 상하부 사이의 공기가 회전자축 내부의 중공을 통해 대류되게 형성되는 상하측 공기구멍 및Upper and lower air holes formed so that the air between the upper and lower parts of the convection passage is convexed through the hollow inside the rotor shaft, and

상기 회전자축에 돌출형성되어 대류통로의 공기를 송풍시키는 날개부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a wing portion protruding from the rotor shaft to blow air in the convection passage.

상기 중공은,the hollow,

회전자 축의 일측을 통해 외부와 개방되고, 타측이 막인 중공인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it is open to the outside through one side of the rotor shaft, and the other side is a hollow membrane.

상기 중공은,the hollow,

회전자 축의 양측으로 외부와 개방되는 중공인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it is hollow and open to the outside on both sides of the rotor shaft.

상기 중공은 회전자 축의 양측이 모두 막히고, 상하측 공기구멍 사이만 연결되는 중공이고, 상기 모터하우징 바닥면 및 덮개에는 외부와 연통시킨 복수의 공기구멍이 더 형성된 것을 특징으로 한다.The hollow is characterized in that both sides of the rotor shaft are blocked and only the upper and lower air holes are connected, and a plurality of air holes communicating with the outside are further formed on the bottom surface and cover of the motor housing.

상기 상하측 공기구멍은, 어느 한쪽은 하나만 형성되고, 타측은 복수개가 형성된 것을 특징으로 한다.The upper and lower air holes are characterized in that one side is formed with only one, and the other side is formed with a plurality of air holes.

상기 날개부와 이웃하게 형성된 하측 공기구멍은 하나이고, 상측 공기구멍은 복수개로 형성된 것을 특징으로 한다. It is characterized in that the lower air hole formed adjacent to the wing portion is one, and the upper air hole is formed in plurality.

상기 상하측 공기구멍은, 모두 복수개로 형성된 것을 특징으로 한다.The upper and lower air holes are all formed in plurality.

상기 날개부는, 하나 또는 복수개로 이루어진 것을 특징으로 한다.The wing portion, characterized in that consisting of one or a plurality.

따라서, 본 발명은, 모터의 회전자축에 중공을 통해 회전자의 상하부측 공기 통로를 형성해주고, 날개부를 이용해 강제 대류시킴으로써, 회전자축의 회전에 의해 날개부에 의해 내부 공기가 강제 대류되어, 모터 하우징 바닥면 및 상부 덮개와 회전자 사이의 공간과, 모터 고정자의 외벽과 자극부 사이의 공간, 중공을 통하는 대류 경로가 형성되므로, 모터 내부의 데워진 공기가 고정자 외벽에 대류되어 접촉되면서 모터 하우징 내부에 형성된 냉각채널로 열전달이 쉽게 이루어지므로 내부 공기를 냉각시킴으로써 모터의 냉각효율을 향상시킬 수 있는 것이다.Therefore, the present invention forms air passages on the upper and lower sides of the rotor through a hollow in the rotor shaft of the motor, and forcibly convects using the wings, so that the internal air is forcibly convexed by the wings due to the rotation of the rotor shaft, Since a convection path is formed through the space between the bottom surface of the housing and the top cover and the rotor, the space between the outer wall of the motor stator and the magnetic pole, and the hollow, the heated air inside the motor convections and contacts the outer wall of the motor housing while contacting the outer wall of the motor. Since heat is easily transferred to the cooling channel formed in the motor, the cooling efficiency of the motor can be improved by cooling the internal air.

이러한 본 발명의 모터 냉각장치를 구비한 모터를 자동차 특히 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차 등의 모터를 냉각시키는 장치로서 구비함으로써, 본 발명의 모터 냉각장치를 구비한 자동차를 제공할 수 있는 것이다. By providing the motor with the motor cooling device of the present invention as a device for cooling the motor of a vehicle, particularly an electric vehicle, a hybrid vehicle, or a fuel cell vehicle, it is possible to provide a vehicle equipped with the motor cooling device of the present invention. .

본 발명에 따른 모터 냉각장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.The motor cooling device according to the present invention provides the following effects.

첫째, 모터 하우징 내부에 냉각채널을 구비한 수냉식 냉각장치와, 모터 내부의 공기를 강제 대류시켜 냉각효율을 향상시킨 공냉식 냉각장치를 복합적으로 구성함으로써, 모터 내부의 공기를 강제대류시켜 모터 내부의 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.First, a water-cooled cooling device having a cooling channel inside the motor housing and an air-cooled cooling device that enhances cooling efficiency by forced convection of the air inside the motor are complexly configured to force convection of the air inside the motor to heat the inside of the motor. has the effect of effectively cooling the

둘째, 회전자축에 중공을 형성하고 날개부를 형성해줌으로써, 회전자축의 회전시 날개부에 의해 공기가 송풍되기 때문에 모터 내부 공기를 강제 대류시켜 고정자의 외벽을 통해 열교환이 이루어지게하여 냉각효율을 향상시키는 효과가 있다.Second, by forming a hollow on the rotor shaft and forming a wing, since the air is blown by the wing when the rotor shaft rotates, the air inside the motor is forcibly convected to allow heat exchange through the outer wall of the stator to improve cooling efficiency. It works.

셋째, 중공의 일측을 외부로 개방시키고, 상측부에 복수의 공기구멍을 형성하고, 하측부의 날개옆에 하나의 공기구멍을 형성해서 외부공기가 중공으로 유입되거나 외부로 배기될 수 있고, 열전도 대류 효과를 향상시킬 수 있다.Third, open one side of the hollow to the outside, form a plurality of air holes on the upper side, and form one air hole next to the wing on the lower side so that outside air can flow into the hollow or be exhausted to the outside, heat conduction convection effect can be improved.

도 1은 본 발명에 의한 모터 냉각장치의 구조를 보인 개요도.
도 2는 본 발명에 의한 중공이 형성된 모터 회전자축의 구성도.1 is a schematic view showing the structure of a motor cooling device according to the present invention.
2 is a configuration diagram of a motor rotor shaft in which a hollow is formed according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 모터 냉각장치의 구조를 보인 개요도이고, 도 2는 본 발명에 의한 중공이 형성된 모터 회전자축의 구성도이다.1 is a schematic diagram showing the structure of a motor cooling device according to the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of a hollow motor rotor shaft according to the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 모터는 회전자축(10)에 고정된 회전자(20)가 복수의 자극부(31)가 외벽(32)에 배열 설치된 고정자(30)의 중앙에 삽입 설치된다. 상기 모터가 삽입 안착되는 안착부를 구비한 모터하우징(40)의 중앙에 상기 회전자(20)와 고정자(30)를 구비한 모터가 삽입되어 설치되고, 모터하우징(40)의 바닥면(42)과 상부 덮개(41)에 각각 베어링(60)이 설치되어 상기 모터의 회전자축(10)을 회전 가능하게 지지한다.As shown therein, in the motor, the rotor 20 fixed to the rotor shaft 10 is inserted into the center of the stator 30 in which a plurality of magnetic pole parts 31 are arranged on the outer wall 32. The motor having the rotor 20 and the stator 30 is inserted and installed in the center of the motor housing 40 having a seating portion in which the motor is inserted and seated, and the bottom surface 42 of the motor housing 40 Bearings 60 are installed on the upper cover 41 and rotatably support the rotor shaft 10 of the motor.

상기와 같이 구성되는 모터를 냉각시키기 위한 구조로서, 상기 모터 하우징(40)에 냉각채널(50)이 설치되어 냉각유체가 유동되어 모터를 냉각시키도록 이루어진다. 이러한 모터 하우징 냉각 구조에 더하여 본 발명에서는 상기 모터의 회전자축(10)에 중공(100)을 형성하고, 중공(100)의 상하부에 각각 공기구멍(120)(130)을 형성하며, 하부의 공기구멍(120)에는 날개부(110)를 형성한다.As a structure for cooling the motor configured as described above, a cooling channel 50 is installed in the motor housing 40 so that cooling fluid flows to cool the motor. In addition to this motor housing cooling structure, in the present invention, a hollow 100 is formed in the rotor shaft 10 of the motor, air holes 120 and 130 are formed in the upper and lower parts of the hollow 100, respectively, and the lower air The wing portion 110 is formed in the hole 120 .

본 발명에서는 모터 내부의 공기를 강제 대류 시키기 위한 구조로서, 회전자(20)와 모터하우징(40)의 바닥면(42) 및 모터하우징 덮개(41) 사이와, 고정자(30)의 외벽(32)과 고정자 자극부(31) 사이로 공기가 대류되는 공간으로 형성되는 대류통로(AA)와, 상기 회전자 축(10)에 외부 공기가 유동될 수 있도록 형성되는 중공(100)과, 상기 대류통로(AA)의 상하부 사이의 공기가 회전자축(10) 내부의 중공(100)을 통해 대류되게 형성되는 상하측 공기구멍(120)(130) 및 상기 회전자축(10)에 돌출형성되어 대류통로(AA)의 공기를 송풍시키는 날개부(110)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In the present invention, as a structure for forced convection of air inside the motor, between the rotor 20 and the bottom surface 42 of the motor housing 40 and the motor housing cover 41, and the outer wall 32 of the stator 30 ) and the stator magnetic pole part 31, a convection passage (AA) formed as a space in which air convects, a hollow 100 formed to allow external air to flow in the rotor shaft 10, and the convection passage The upper and lower air holes 120 and 130 formed so that the air between the upper and lower parts of the AA is convexed through the hollow 100 inside the rotor shaft 10 and the convection passage formed protruding from the rotor shaft 10 ( It is characterized by comprising a wing portion 110 for blowing air of AA).

상기 대류통로(AA)는, 모터 하우징(40)의 바닥면(42) 및 상부 덮개(41)에 고정자(30)의 외벽(32)을 결합시키는 구조에서, 고정자 자극부(31)가 바닥면(42) 및 상부 덮개(41)와 이격되어 공기가 통하는 대류통로(AA)를 형성하는 공간이 구비되며, 고정자(30)의 자극부(31)는 도 1의 우측 상세부에 도시된 바와 같이 복수의 자극부(31) 사이가 이격된 공간을 이루는 구조로서, 공기가 통하는 대류통로(AA)를 형성하게 된다.The convection passage (AA) is a structure in which the outer wall 32 of the stator 30 is coupled to the bottom surface 42 and the upper cover 41 of the motor housing 40, and the stator magnetic pole part 31 is the bottom surface 42 and the upper cover 41 are provided with a space forming a convection passage AA through which air passes, and the magnetic pole portion 31 of the stator 30 is as shown in the right detail portion of FIG. As a structure forming a spaced apart space between the plurality of magnetic pole parts 31, a convection passage AA through which air passes is formed.

상기와 같이 대류 통로(AA)는, 회전자축(10)에 형성시킨 중공(100)의 상하부 공기구멍(120)(130)을 통해서 중공(100)과 대류통로(AA)를 연통시킴으로써, 모터 내부의 공기가 상하로 대류 될 수 있다. 이때 본 발명에서는 회전자 축(10)에 날개부(110)를 돌출 형성함으로써, 회전자축(10)의 회전에 의해 날개부(110)가 대류통로(AA)의 공기를 송풍시키게 되므로 하부의 공기를 상부로 송풍시키고, 상부의 공기구멍(130)을 통해 중공(100)으로 유입되어 하부 공기구멍(130)으로 대류된다.As described above, the convection passage (AA) communicates the convection passage (AA) with the hollow 100 through the upper and lower air holes 120 and 130 of the hollow 100 formed in the rotor shaft 10, so that the inside of the motor of air can be convected up and down. At this time, in the present invention, by protruding the wing part 110 on the rotor shaft 10, the rotation of the rotor shaft 10 causes the wing part 110 to blow air in the convection passage AA, so that the lower air Air is blown to the top, flows into the hollow 100 through the upper air hole 130, and is convected to the lower air hole 130.

상기 중공(100)은, 회전자축(10)의 상하부로 관통된 중공으로 형성될 수도 있다. 이경우 상하부로 개방된 중공(100)을 통해서 외부공기와 모터 내부의 대류 통로(AA)의 공기가 서로 유동될 수 있어서 냉각효율을 향상시킬 수 있다. 그렇지만 상하부로 중공(100)이 개방되면 소음 발생문제가 있을 수 있다.The hollow 100 may be formed as a hollow penetrating the upper and lower parts of the rotor shaft 10 . In this case, the external air and the air of the convection passage AA inside the motor can flow to each other through the hollow 100 opened up and down, so that the cooling efficiency can be improved. However, when the hollow 100 is opened to the upper and lower parts, there may be a noise generation problem.

이에 따라 본 발명에서는 상기 중공(100)은, 회전자 축(10)의 일측을 통해 외부와 개방되고, 타측이 막인 중공(100)을 실시 예로 하였다. 이렇게 한쪽이 막힌 중공(100)인 경우 상측이 개방되어 있으나, 날개부(110)가 회전되면서 주변공기밀도다 낮아지면 중공(100) 속의 공기가 하부 공기구멍(130)을 통해 빠져나와 대류통로(AA)로 보내지고, 상부 공기구멍(120)을 통해 대류통로(AA)의 공기 및 외부 공기가 중공(100) 속으로 유입되어 대류될 수 있는데, 내부 공기압과 외부 공기압의 차에 의해 중공의 상부 개방부를 통해 내부공기가 일부 외부로 배출되거나 외부공기가 내부로 유입될 수 있다.Accordingly, in the present invention, the hollow 100 is open to the outside through one side of the rotor shaft 10 and the other side is a membrane. In the case of the hollow 100 with one side blocked in this way, the upper side is open, but when the density of the surrounding air decreases as the wing 110 rotates, the air in the hollow 100 escapes through the lower air hole 130 to form a convection passage ( AA), the air of the convection passage (AA) and the outside air may be introduced into the hollow (100) through the upper air hole (120) and convex, and the upper part of the hollow is caused by the difference between the internal air pressure and the external air pressure. Internal air may be partially discharged to the outside or external air may be introduced into the inside through the opening.

한편, 상기 중공(100)은 회전자 축(10)의 양단이 모두 막히고, 상하측 공기구멍(120(130) 사이만 연결되는 중공이고, 상기 모터하우징 바닥면(42) 및 덮개(41)에는 외부와 연통시킨 복수의 공기구멍(도면에 도시안됨)이 더 형성된 것을 특징으로 한다. 이는 모터 하우징(40)의 바닥면(42)과 덮개(41)에 상기 대류 통로(AA)와 연통되는 복수의 공기구멍을 형성해줌으로써, 대류통로(AA)와 중공(100)을 통해 대류되는 공기가 외부로 배출 또는 외부 공기가 대류 통로(AA)로 유입되면서 냉각효율을 향상시킬 수 있다. 이때에도 날개부(110)의 회전에 의해 강제로 대류시키는 것이므로, 모터 외부에 별도의 송풍팬을 설치하지 않아도 내부 공가가 강재 대류 될 수 있는 것이다.On the other hand, the hollow 100 is a hollow in which both ends of the rotor shaft 10 are blocked and connected only between the upper and lower air holes 120 (130), and the bottom surface 42 and the cover 41 of the motor housing It is characterized in that a plurality of air holes (not shown in the drawing) communicating with the outside are further formed, which communicates with the convection passage AA on the bottom surface 42 and cover 41 of the motor housing 40. By forming an air hole, the cooling efficiency can be improved as the air convected through the convection passage AA and the hollow 100 is discharged to the outside or the outside air is introduced into the convection passage AA. Since convection is forced by the rotation of (110), the internal air can be convected by steel materials without installing a separate blowing fan outside the motor.

또한, 본 발명은, 상기 상하측 공기구멍(120(130)은, 어느 한쪽은 하나만 형성되고, 타측은 복수개가 형성된 것을 특징으로 한다. 이는 중공(100) 속으로의 공기 유입과 공기 배출을 효과적으로 이루어지게하여 강제대류가 일어나게 하기 위한 것이다. In addition, the present invention is characterized in that only one of the upper and lower air holes 120 (130) is formed and a plurality of the other side is formed. This effectively allows air inflow into the hollow 100 and air discharge. This is done so that forced convection occurs.

그 실시 예로서, 상기 날개부(110)와 이웃하게 형성된 하측 공기구멍(130)은 하나이고, 상측 공기구멍(120)은 복수개로 형성된 것을 특징으로 한다. 즉, 날개부(110)에 이웃하는 하측 공기구멍(130)을 하나만 형성하여 중공(100) 속 공기를 대류 통로(AA)로 배출하고, 상부 공기구멍(130)을 복수개(예; 3 ~ 4개)로 형성하여 대류 통로(AA)의 공기가 쉽게 중공(100) 속으로 흡입되게 할 수 있다.As an example, it is characterized in that the lower air hole 130 formed adjacent to the wing portion 110 is one, and the upper air hole 120 is formed in plurality. That is, by forming only one lower air hole 130 adjacent to the wing portion 110, the air in the hollow 100 is discharged to the convection passage AA, and a plurality of upper air holes 130 (eg, 3 to 4 ), so that the air of the convection passage AA can be easily sucked into the hollow 100.

물론 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 상하측 공기구멍(120(130)은, 모두 복수개로 형성될 수도 있다.Of course, it is not limited thereto, and the upper and lower air holes 120 (130) may be formed in plurality.

이와 같이 중공(100)의 상하측 공기구멍(120(130)은, 모터의 특성이나 효율을 감안하여 선택적으로 상하 모두 복수개, 하측은 한개 상측은 복수개 등으로 형성할 수 있는 것이다.In this way, the upper and lower air holes 120 (130) of the hollow 100 can be selectively formed with a plurality of upper and lower sides, one lower side and a plurality of upper ones, etc., in consideration of the characteristics and efficiency of the motor.

또한, 상기 날개부(110)는, 하나 또는 복수개로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이는 본 발명의 실시 예에서는 날개부(110)를 하나만 형성한 것을 예로 하였으나 이에 한정되지 아니하고, 한개 이상 복수개를 형성할 수 있다. 이는 회전자축(10)의 회전력이나 무게 중심에 영향을 주지 않는 범위에서 날개부(110)의 크기와 갯수를 설계할 수 있으며, 대류통로(AA)의 공기를 효과적으로 송풍시키는 송풍팬 기능을 수행할 수 있으면 된다.In addition, the wing portion 110 is characterized in that consisting of one or a plurality. In the embodiment of the present invention, one wing part 110 is formed as an example, but it is not limited thereto, and one or more wing parts 110 may be formed in plurality. This can design the size and number of wings 110 within a range that does not affect the rotational force or center of gravity of the rotor shaft 10, and can perform the function of a blowing fan that effectively blows air in the convection passage AA. You should be able to.

한편, 본 발명은, 모터 하우징(40)에 냉각채널(50)이 설치되는 모터하우징 냉각장치를 구비한다. 모터 하우징(40)에 설치되는 냉각채널(50)은, 통상의 방식과 같이 모터 하우징(40)의 외벽에 나선형 냉각채널(50)을 권회시켜 부착한 구조로 구성될 수도 있으나, 냉각효율을 향상시키기 위한 구조로서 모터 하우징(40)의 몸체 내부에 매립된 냉각채널(50) 구조를 본 발명의 바람직한 실시 예로 한다.Meanwhile, the present invention includes a motor housing cooling device in which a cooling channel 50 is installed in the motor housing 40 . The cooling channel 50 installed in the motor housing 40 may have a structure in which the spiral cooling channel 50 is wound and attached to the outer wall of the motor housing 40 as in a conventional method, but the cooling efficiency is improved. As a structure for this, the structure of the cooling channel 50 embedded in the body of the motor housing 40 is a preferred embodiment of the present invention.

모터 하우징(40)에 매립 형성되는 냉각채널(50)의 단면은 원형, 사각형, 마름모형 등의 다각형 형성일 수 있다. 이는 모터의 고정자(30) 외벽방향으로 접하는 면적을 최대화시킬 수 있는 형상이 바람직하다.The cross section of the cooling channel 50 buried in the motor housing 40 may be a polygonal shape such as a circle, a quadrangle, or a rhombus. It is preferable to have a shape capable of maximizing the area in contact with the outer wall of the stator 30 of the motor.

또한, 모터 하우징(40)에 매립되는 냉각채널(50)은, 단일배관일수도 있으나, 도 1과 같이 이중배관일 수도 있으며, 또는 3중 배관으로 구성될 수도 있다. 도 1과 같이 이중 배관의 냉각 채널인 경우, 2개의 냉각채널을 모두 활용하여 냉각유체를 유동시킬 수도 있고, 고정자에 가까운 쪽의 냉각채널로 냉각유체가 유동되게 하고, 먼쪽의 냉각채널에는 진동흡음재를 충진시켜 소음을 방지하게 할 수도 있다.In addition, the cooling channel 50 buried in the motor housing 40 may be a single pipe, but may be a double pipe as shown in FIG. 1 or a triple pipe. As shown in FIG. 1, in the case of a dual pipe cooling channel, both cooling channels may be used to flow the cooling fluid, and the cooling fluid flows to the cooling channel closer to the stator, and the vibration absorption material is placed in the cooling channel farther away from the stator. It can also be filled to prevent noise.

이와 같이 본 발명에 의하면, 모터 냉각장치로서 모터 하우징(40)의 냉각채널(50)을 통해 유동되는 냉각유체에 의해 모터를 냉각시키는 냉각장치가 메인으로 작동된다. 또한, 모터의 회전자축에 중공을 통해 회전자의 상하부측 공기 통로를 형성해주고, 날개부를 이용해 강제 대류시킴으로써, 회전자축의 회전에 의해 날개부에 의해 내부 공기가 강제 대류되어, 모터 하우징 바닥면 및 상부 덮개와 회전자 사이의 공간과, 모터 고정자의 외벽과 자극부 사이의 공간, 중공을 통하는 대류 경로가 형성되므로, 모터 내부의 데워진 공기가 고정자 외벽에 대류되어 접촉되면서 모터 하우징 내부에 형성된 냉각채널로 열전달이 쉽게 이루어지므로 내부 공기를 냉각시킴으로써 모터의 냉각효율을 향상시킬 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, as a motor cooling device, a cooling device for cooling the motor by a cooling fluid flowing through the cooling channel 50 of the motor housing 40 is mainly operated. In addition, by forming air passages on the upper and lower sides of the rotor through a hollow in the rotor shaft of the motor, and by forcibly convecting using the wings, the internal air is forcibly convexed by the wings due to the rotation of the rotor shaft, and the bottom surface of the motor housing and Since a convection path is formed through the space between the upper cover and the rotor, the space between the outer wall of the motor stator and the magnetic pole, and the hollow, the heated air inside the motor convectively contacts the outer wall of the stator, forming a cooling channel inside the motor housing. Since the heat transfer is easily achieved, the cooling efficiency of the motor can be improved by cooling the internal air.

이러한 본 발명의 모터 냉각장치를 구비한 모터를 자동차 특히 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차 등의 모터를 냉각시키는 장치로서 구비함으로써, 본 발명의 모터 냉각장치를 구비한 자동차를 제공할 수 있는 것이다. By providing the motor with the motor cooling device of the present invention as a device for cooling the motor of a vehicle, particularly an electric vehicle, a hybrid vehicle, or a fuel cell vehicle, it is possible to provide a vehicle equipped with the motor cooling device of the present invention. .

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10 : 회전자 축 20 : 회전자
30 : 고정자 40 : 모터 하우징
50 : 냉각 채널 60 : 베어링
100 : 중공 110 : 날개부
120, 130 : 상하부 공기구멍10: rotor shaft 20: rotor
30: stator 40: motor housing
50: cooling channel 60: bearing
100: hollow 110: wing
120, 130: upper and lower air holes

Claims (13)

모터 냉각장치에 있어서,
회전자(20)와 모터하우징의 바닥면(42) 및 모터하우징 덮개(41) 사이와, 고정자(30)의 외벽과 고정자 자극부 사이로 공기가 대류되는 공간으로 형성되는 대류통로(AA)와;
상기 회전자(20)의 회전자 축(10) 에 외부 공기가 유동될 수 있도록 형성되는 중공(100)과;
상기 대류통로(AA)의 상하부 사이의 공기가 상기 회전자 축(10) 내부의 중공을 통해 대류되게 상기 회전자 축(10)의 상부 및 하부에 형성되는 상측 공기구멍(120) 및 하측 공기구멍(130)과;
상기 회전자 축(10)에 돌출형성되어 상기 대류통로(AA)의 공기를 송풍시키는 날개부(110)를 포함하고,
상기 중공(100)은, 상기 회전자 축(10)의 양단이 모두 막히고, 상기 상측 공기구멍(120) 및 상기 하측 공기구멍(130) 사이만 상기 대류통로(AA)를 통해 연결되도록 형성된 중공이며,
상기 모터하우징의 바닥면(42) 및 덮개(41)에는, 상기 대류통로(AA)와 외부를 연통하여, 상기 대류통로(AA)와 중공(100)을 통해 대류되는 공기가 외부로 배출되거나, 외부 공기가 상기 대류통로(AA)로 유입되도록 형성되어, 모터 외부에 별도의 송풍팬을 설치하지 않아도 내부 공기를 강제 대류시키도록 마련된 복수의 공기 구멍을 더 포함하고,
상기 모터 하우징 몸체 내부에는 냉각유체가 유동되는 냉각채널이 매립 형성되며,
상기 냉각채널은 상기 고정자(30)에 가까운 쪽의 냉각채널로 냉각유체가 유동되어 모터 내부의 데워진 공기가 상기 고정자(30) 외벽에 강제 대류되어 접촉되면서 모터 하우징 내부에 형성된 냉각채널로 열전달되도록 형성되고, 먼쪽의 냉각채널에는 진동흡음재를 충진시킨 이중배관의 냉각 채널이고,
상기 상측 공기구멍(120) 및 하측 공기구멍(130)은 어느 한쪽은 하나만 형성되고, 타측은 복수개가 형성되되,
상기 날개부(110)와 이웃하게 형성된 상기 하측 공기구멍(130)은 하나이고, 상기 상측 공기구멍(120)은 복수개로 형성되고,
상기 날개부(110)는 상기 하측 공기구멍(130)의 개구 방향으로 연장된 형태인 것을 특징으로 하는 모터 냉각장치.
In the motor cooling system,
A convection passage (AA) formed as a space in which air is convected between the rotor 20, the bottom surface 42 of the motor housing, and the motor housing cover 41, and between the outer wall of the stator 30 and the stator magnetic pole;
a hollow 100 formed to allow external air to flow in the rotor shaft 10 of the rotor 20;
Upper air holes 120 and lower air holes formed in the upper and lower parts of the rotor shaft 10 so that the air between the upper and lower parts of the convection passage AA is convexed through the hollow inside the rotor shaft 10 (130) and;
It includes a wing part 110 protruding from the rotor shaft 10 to blow the air of the convection passage AA,
The hollow 100 is a hollow formed so that both ends of the rotor shaft 10 are blocked and only the upper air hole 120 and the lower air hole 130 are connected through the convection passage AA. ,
The bottom surface 42 and the cover 41 of the motor housing communicate with the outside with the convection passage AA, so that convected air is discharged to the outside through the convection passage AA and the hollow 100, Further comprising a plurality of air holes formed so that outside air flows into the convection passage (AA) and provided to force convection of internal air without installing a separate blowing fan outside the motor,
A cooling channel through which cooling fluid flows is buried in the motor housing body,
The cooling channel is formed so that the cooling fluid flows into the cooling channel closer to the stator 30 and the heated air inside the motor is forcibly convected and brought into contact with the outer wall of the stator 30 to transfer heat to the cooling channel formed inside the motor housing. The cooling channel on the far side is a cooling channel of a double pipe filled with a vibration-absorbing material,
One of the upper air hole 120 and the lower air hole 130 is formed, and a plurality of the other side is formed,
The lower air hole 130 formed adjacent to the wing portion 110 is one, and the upper air hole 120 is formed in plurality,
The wing portion 110 is a motor cooling device, characterized in that in the form extending in the opening direction of the lower air hole (130).
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 날개부(110)는,
하나 또는 복수개로 이루어진 하는 것을 특징으로 하는 모터 냉각장치.
The method according to claim 1, wherein the wing portion 110,
Motor cooling device, characterized in that consisting of one or a plurality.
 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 모터하우징 몸체에 매립 형성되는 냉각채널은, 단면이 다각형 형상인 것을 특징으로 하는 모터 냉각장치.
The motor cooling device of claim 1, wherein the cooling channel buried in the motor housing body has a polygonal cross section.
 삭제delete 삭제delete 모터를 동력원으로 구비한 자동차에 있어서,
상기 청구항 1항의 모터 냉각장치를 구비한 자동차.In a vehicle equipped with a motor as a power source,
A vehicle equipped with the motor cooling device of claim 1.
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