KR20090059816A - 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변속기 오일을 이용한 모터 냉각 방식을 적용하여 모터를 전폐 냉각할 수 있는 구조를 구현하고, 변속기 하우징과 모터 사이에 오일 냉각 패스를 설치하여 변속기 오일의 냉각 루트를 제공함으로써, 별도의 설치비용 증가없이 모터의 냉각 성능을 향상시키는 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 모터 하우징의 일측에 설치되되, 내부에 오일펌프가 설치되는 변속기 하우징과, 변속기 하우징의 일측에 장착되되, 변속기 오일의 통로를 제공하여 모터를 냉각시키는 오일 냉각패스와, 변속기 하우징에 오링으로 결합하되, 상기 오일 냉각패스를 지지하는 서포트링으로 구성되는 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치를 제공한다.

하이브리드, 모터, 변속기, 오일, 하우징, 냉각, 패스, 서포트링

Description

하이브리드 차량 모터용 냉각 장치{Cooling apparatus for hybrid vehicle motor}

본 발명은 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변속기 오일을 이용한 모터 냉각 방식을 적용하여 모터를 전폐 냉각할 수 있는 구조를 구현하고, 변속기 하우징과 모터 사이에 오일 냉각 패스를 설치하여 변속기 오일의 냉각 루트를 제공함으로써, 별도의 설치비용 증가없이 모터의 냉각 성능을 향상시키는 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드 차량은 연료의 연소반응을 이용하여 동력을 발생시키는 엔진과 상기 엔진 또는 외부에서 공급되는 전기동력에 의해 구동륜의 구동력을 발생시키는 모터를 함께 구비한다.

상기 모터는 작동시에 열이 발생되므로 열에 의한 손상을 막고 지속적으로 안정된 작동성을 확보하기 위해서는 적절한 냉각수단이 구비되어야 한다.

특히, 하이브리드 차량에 탑재되는 15~20kW 이상의 모터의 경우 공냉식으로 는 냉각이 충분치 않으므로 수냉이나 유냉으로 냉각시키게 된다.

이러한 하이브리드 차량용 구동모터가 오일 환경에서 운전되는 구조에서 모터 냉각 방식을 전폐 수냉식으로 구성하기 위해 종래에는 오일 환경을 생성하는 습식 클러치를 유밀구조(oil-tight)로 구성하였다.

그러나, 이러한 유밀 구조는 구조적인 특징에 따라 원심력이 발생하고, 모터축과 습식클러치가 일체화되어 조립 및 단품 성능 검증에 있어서 곤란한 문제점들이 발생하였다.

이에 따라, 수냉식 구조가 최근에 제작되었으나, 이는 전폐수냉(360도) 구조가 아닌, 부분적인 수냉식 구조를 채용할 수 밖에 없었다.

따라서, 이러한 냉각방식의 제약은 모터 성능 향상에 대한 자유도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 기존 수냉식을 개선한 모터 냉각 방식인바, 변속기 오일을 이용하여 모터를 전폐 냉각할 수 있는 구조를 구현하고, 습식 클러치를 개방형으로 제작하여 유밀구조의 여러가지 문제점을 보완하며, 유냉식을 적용하여 누설의 문제점도 해결하고, 또한, 부분적인 수냉식보다 더욱 향상된 냉각 효과를 발휘하여 모터 성능을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은

모터 하우징의 일측에 설치되되, 내부에 오일펌프가 설치되는 변속기 하우징과;

상기 변속기 하우징의 일측에 장착되되, 변속기 오일의 통로를 제공하여 모터를 냉각시키는 오일 냉각패스와;

상기 변속기 하우징에 오링으로 결합하되, 상기 오일 냉각패스를 지지하는 서포트링;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일 냉각패스는 상기 변속기 하우징에 장착되도록 일측에 개방부가 형성된 원형 고리판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일 냉각패스는 상기 개방부를 사이로 양측 단부에 각각 흡입구 및 배출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

1)변속기 오일을 이용한 모터 냉각 방식을 적용하여 모터를 전폐 냉각할 수 있는 구조를 구현한다.

2)변속기 하우징과 모터 사이에 오일 냉각 패스를 설치하여 변속기 오일의 루트를 제공함으로써, 별도의 설치비용 증가없이 모터의 냉각 성능을 향상시킨다.

3)오일 냉각 패스를 서포트링으로 지지 고정하여 모터 또는 변속기의 구조 또는 크기 변화없이 모터를 냉각시킴으로써, 모터의 성능 저하를 방지하는 효과가 있다

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치의 개시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 오일 냉각 패스의 개시도이다.

본 발명은 습식 클러치와 구동모터가 변속기 하우징(100) 내측에 위치하는 하이브리드 차량 시스템에 있어서, 습식 클러치가 개방형 구조로 형성되어 구동모터가 오일 환경에서 운전할 수 있는 구조에 적용되는 기술로서, 변속기 하우징(100)에 서포트링(110)을 설치하여 오일 냉각 패스(120)를 이용하는 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치를 제공한다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명은 변속기 하우징(100)과 모터의 고정자 코어(130) 사이에 오일의 루트가 되는 오일 냉각 패스(120)가 설치되어 고정자 코어(130)에서 발생하는 열을 흡수하고, 오일 냉각 패스(120)는 서포트링(110)에 의해 변속기 하우징(100)에 장착되어 모터의 크기 증대없이 모터를 효율적으로 냉각시키는 구조로 이루어진다.

우선, 오일 냉각 패스(120)와 열전달이 이루어지는 모터의 구조를 설명하면, 서포트링(110)의 일측에는 전기 강판으로 형성된 고정자 코어(130)가 장착되고, 고정자 코어(130)의 양측에는 구리 재질의 코일(140)이 구비된다.

여기서, 하이브리드 차량용 모터 작동시 상기 구리 재질의 코일(140)에 전류가 공급되어 코일(140)에는 전류의 제곱에 비례하는 열이 발생하게 되고, 이 열은 코일(140)의 일측에 밀접 형성된 고정자 코어(130)에 전달된다.

또한, 상기 고정자 코어(130)는 전기 강판 재질로 형성되어 코일(140)로부터 열전도 현상에 의해 열이 전달되는바, 장시간의 모터 구동시 과열되어 모터의 작동 효율성을 떨어트리게 된다.

따라서, 상기 고정자 코어(130)와 변속기 하우징(100) 사이에는 변속기 오일을 이용하여 모터의 고정자 코어(130)를 냉각시키는 오일 냉각 패스(120)가 구비된다.

일 실시예로서, 상기 오일 냉각 패스(120)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 원형 고리판(123)으로 이루어지되, 흡입구(121)와 배출구(122)를 사이로 개방부(124)가 형성되어 변속기 하우징(100)에 장착 및 이탈되는 것이 용이하게 이루어지도록 한다.

이때, 상기 오일 냉각 패스(120)의 고리판(123) 형상은 변속기 하우징(100)과 결합되는 부위의 형상을 고려하여 구현된 것으로, 변속기 하우징(100)과의 결합력 및 모터에 대한 냉각 효율성을 유지하는 범위에서 다른 형상으로 구현되는 것이 가능하다.

그리고, 상기 오일 냉각 패스(120)는 열전도성 물질로 이루어져 오일 냉각 패스(120)를 통과하는 변속기 오일이 고정자 코어(130)에 발생하는 열을 효율적으로 흡수할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 흡입구(121)는 변속기 내부의 오일펌프(미도시)와 연결되어 쿨링된 오일이 오일 냉각 패스(120)로 유입될 수 있도록 하고, 배출구(122)는 변속기 내부의 오일 챔버(미도시)와 연결되어 오일 냉각 패스(120)를 통과한 오일을 다시 변속기 내부로 공급하게 된다.

덧붙여, 오일 냉각 패스(120)의 일측에는 서포트링(110)이 장착되어 오일 냉각 패스(120)를 변속기 하우징(100)에 고정시킴으로써, 변속기 및 모터의 구조 개선없이 오일 냉각 패스(120)를 설치할 수 있게 된다.

상기 서포트링(110)은 도 1에서 도시한 바와 같이, 오링(150)에 의해 변속기 하우징(100)과 결합하여 오일이 누유되는 것을 방지하고, 모터 하우징(160)과 단자대(170)를 사이에 두고 볼트(180) 결합하여 모터 하우징(160) 및 변속기 하우징(100)과의 결합력을 증대시킨다.

이와 같이, 변속기 하우징(100)에 서포트링(110)을 이용하여 장착된 오일 냉각 패스(120)가 모터 일측에 밀접 형성됨으로써, 기존의 변속기 오일이 모터의 고정자 코어(130) 주위를 통과할 수 있는 루트가 제공되어 모터의 냉각이 이루어지게 된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 쿨링 오일의 흐름을 살펴보기로 한다.

첨부한 도 3a 및 도 3b는 쿨링 변속기 오일의 흐름 구조에 대한 각 실시예를 나타낸 도면이다.

바람직한 일 실시예는 도 3a에서 도시한 바와 같이, 변속기(220)를 거친 오일이 쿨러(200)에 의해 쿨링된후 오일펌프에 의해 모터(210)로 공급되며, 모터(210)를 냉각시킨 오일은 변속기(220)로 다시 복귀하는 직렬 구조를 제공한다.

또한, 바람직한 다른 실시예는 도 3b에서 도시한 바와 같이, 변속기(220)를 거쳐 쿨러(200)에 의해 쿨링된 오일은 모터(210) 및 변속기(220)에 각각 연결된 2개의 패스로 나뉘어 공급되는 병렬 구조를 제공한다.

이러한 변속기 오일 흐름에 관한 구조는 모터(210)의 용량, 변속기 오일의 유량 및 냉각 효율성 등 하이브리드 차량의 여러가지 제반 여건을 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치의 개시도,

도 2는 본 발명에 따른 오일 냉각 패스의 개시도,

도 3a 및 도 3b는 쿨링 변속기 오일의 흐름 구조에 대한 각 실시예를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 변속기 하우징 110 : 서포트링

120 : 오일 냉각 패스 130 : 고정자 코어

140 : 코일 150 : 오링

160 : 모터 하우징 170 : 단자대

Claims (3)

1. 모터 하우징의 일측에 설치되되, 내부에 오일펌프가 설치되는 변속기 하우징과;

   상기 변속기 하우징의 일측에 장착되되, 변속기 오일의 통로를 제공하여 모터를 냉각시키는 오일 냉각패스와;

   상기 변속기 하우징에 오링으로 결합하되, 상기 오일 냉각패스를 지지하는 서포트링;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 오일 냉각패스는 상기 변속기 하우징에 장착되도록 일측에 개방부가 형성된 원형 고리판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 오일 냉각패스는 상기 개방부를 사이로 양측 단부에 각각 흡입구 및 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량 모터용 냉각 장치.

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