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KR102684629B1 - Cooling structrue of electric motor - Google Patents

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Publication number
KR102684629B1
KR102684629B1 KR1020220182860A KR20220182860A KR102684629B1 KR 102684629 B1 KR102684629 B1 KR 102684629B1 KR 1020220182860 A KR1020220182860 A KR 1020220182860A KR 20220182860 A KR20220182860 A KR 20220182860A KR 102684629 B1 KR102684629 B1 KR 102684629B1
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KR
South Korea
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cooling
cooling fluid
electric motor
stator
passage
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KR1020220182860A
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Korean (ko)
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Inventor
강훈철
김종현
이종찬
이찬우
Original Assignee
주식회사 현대케피코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 전기 모터의 냉각 구조에 대한 것이다. 본 발명은, 복수의 스테이터 세그먼트가 결합된 스테이터; 및 인접하는 스테이터 세그먼트의 결합면 사이로 냉각 유체를 전달하는 냉각 유로 구조체;를 포함하는 전기 모터의 냉각 구조를 제공한다. The present invention relates to a cooling structure for an electric motor. The present invention includes a stator in which a plurality of stator segments are combined; and a cooling passage structure that transfers cooling fluid between mating surfaces of adjacent stator segments.

Description

전기 모터의 냉각 구조 {COOLING STRUCTRUE OF ELECTRIC MOTOR}COOLING STRUCTRUE OF ELECTRIC MOTOR}

본 발명은 전기 모터의 냉각 구조에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 전기 모터의 스테이터를 냉각하는 전기 모터의 냉각 구조에 대한 것이다. The present invention relates to a cooling structure for an electric motor. More specifically, the present invention relates to a cooling structure for an electric motor that cools the stator of the electric motor.

전기 자동차, 전기 이륜차 등의 이동 수단은 고전압 배터리와 같은 전기 공급원으로부터 공급받은 전기 에너지를 이용하여 구동력을 발생하는 전기 모터를 포함한다. Means of transportation, such as electric vehicles and electric two-wheeled vehicles, include electric motors that generate driving force using electric energy supplied from an electric source such as a high-voltage battery.

전기 모터는 구동 중에 열이 발생하고, 전기 모터의 고출력, 고효율 및 내구성 확보를 위해서는 전기 모터의 작동 중에 충분한 냉각이 이루어질 것이 요구된다. 전기 모터의 냉각을 위하여 냉각수와 같은 냉각 유체를 전기 모터의 내부로 공급하는 수냉 방식의 냉각 기술이 알려져 있다. Electric motors generate heat during operation, and sufficient cooling is required during operation of the electric motor to ensure high output, high efficiency, and durability of the electric motor. In order to cool an electric motor, a water-cooled cooling technology is known in which a cooling fluid such as coolant is supplied to the inside of the electric motor.

전기 모터의 주요 발열 부품은 코일이 권선되는 스테이터로서 저항 성분에 의한 손실로 열이 발생된다. 냉각 성능을 향상시키기 위해서는 냉각 유체를 스테이터 측으로 직접 공급하는 것이 바람직할 수 있으나, 냉각 유체를 전기 모터 내부로 직접 공급하는 경우 냉각 유체가 누설될 우려가 존재한다. 이에 따라 전기 모터의 냉각을 위하여 스테이터 측으로 직접 냉각 유체를 공급하는 것이 아니라, 전기 모터의 하우징에 냉각 유체를 공급하여 냉각하는 방식이 주로 사용되고 있다. The main heat-generating part of an electric motor is the stator where the coil is wound, and heat is generated due to loss due to resistance components. In order to improve cooling performance, it may be desirable to supply the cooling fluid directly to the stator, but if the cooling fluid is supplied directly into the electric motor, there is a risk of the cooling fluid leaking. Accordingly, instead of supplying cooling fluid directly to the stator, a method of cooling the electric motor by supplying cooling fluid to the housing of the electric motor is mainly used.

공개특허공보 제10-2016-0055483호Public Patent Publication No. 10-2016-0055483

본 발명은 전기 모터의 효율적인 냉각을 위하여, 전기 모터의 스테이터 측으로 직접 냉각 유체가 공급되도록 함으로써 스테이터의 직접적인 냉각을 가능하게 하는 전기 모터의 냉각 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. The purpose of the present invention is to provide a cooling structure for an electric motor that enables direct cooling of the stator by supplying cooling fluid directly to the stator side of the electric motor for efficient cooling of the electric motor.

본 발명은, 복수의 스테이터 세그먼트가 결합된 스테이터; 및 인접하는 스테이터 세그먼트의 결합면 사이로 냉각 유체를 전달하는 냉각 유로 구조체;를 포함하는 전기 모터의 냉각 구조를 제공한다. The present invention includes a stator in which a plurality of stator segments are combined; and a cooling passage structure that transfers cooling fluid between mating surfaces of adjacent stator segments.

일 실시예에 있어서, 상기 냉각 유로 구조체는, 상기 냉각 유체를 공급받아 분배하는 냉각 유체 공급관과, 상기 냉각 유체를 회수하는 냉각 유체 배출관, 및 상기 스테이터 세그먼트의 결합면 사이에 위치하고 상기 냉각 유체 공급관과 상기 냉각 유체 배출관을 연결하는 냉각 유로를 포함한다. In one embodiment, the cooling passage structure is located between a cooling fluid supply pipe for receiving and distributing the cooling fluid, a cooling fluid discharge pipe for recovering the cooling fluid, and a coupling surface of the stator segment, and is located between the cooling fluid supply pipe and the cooling fluid supply pipe. It includes a cooling passage connecting the cooling fluid discharge pipe.

또한, 상기 냉각 유체 공급관과 상기 냉각 유체 배출관은 상기 스테이터의 일측에 링 형상으로 구비될 수 있다. Additionally, the cooling fluid supply pipe and the cooling fluid discharge pipe may be provided in a ring shape on one side of the stator.

또한, 상기 냉각 유체 공급관에는 상기 냉각 유체가 유입되는 냉각 유체 유입구가 구비되고, 상기 냉각 유체 배출관에는 상기 냉각 유체가 유출되는 냉각 유체 유출구가 구비될 수 있다. Additionally, the cooling fluid supply pipe may be provided with a cooling fluid inlet through which the cooling fluid flows, and the cooling fluid discharge pipe may be provided with a cooling fluid outlet through which the cooling fluid flows out.

또한, 상기 냉각 유체 공급관과 상기 냉각 유체 배출관은 상기 전기 모터의 구동축의 반경 방향으로 순차 배치될 수 있다. Additionally, the cooling fluid supply pipe and the cooling fluid discharge pipe may be sequentially arranged in the radial direction of the drive shaft of the electric motor.

일 실시예에 있어서, 상기 냉각 유로는 상기 냉각 유체 공급관에 연결되고 상기 스테이터 세그먼트의 길이 방향으로 연장되는 제 1 냉각 유로와, 상기 제 1 냉각 유로에 연결되고 상기 스테이터 세그먼트의 길이 방향으로 연장되어 상기 냉각 유체 배출관에 연결되는 제 2 냉각 유로를 포함한다. In one embodiment, the cooling passage is connected to the cooling fluid supply pipe and extends in the longitudinal direction of the stator segment, and a first cooling passage is connected to the first cooling passage and extends in the longitudinal direction of the stator segment. It includes a second cooling passage connected to the cooling fluid discharge pipe.

또한, 상기 냉각 유로는 U자형의 파이프로 형성될 수 있다. Additionally, the cooling passage may be formed as a U-shaped pipe.

일 실시예에 있어서, 상기 스테이터 세그먼트의 상기 결합면에는 상기 냉각 유로가 장착되는 냉각 유로 장착홈이 형성될 수 있다. In one embodiment, a cooling passage mounting groove in which the cooling passage is mounted may be formed on the coupling surface of the stator segment.

일 실시예에 있어서, 상기 스테이터 세그먼트는, 요크와 티스를 포함하는 분할 코어, 상기 분할 코어에 결합되는 절연체, 상기 분할 코어에 감겨진 코일 권선 및 상기 코일 권선을 덮도록 형성된 몰딩을 포함하고, 상기 냉각 유로 장착홈은 상기 몰딩에 홈 형상으로 구비될 수 있다. In one embodiment, the stator segment includes a split core including a yoke and teeth, an insulator coupled to the split core, a coil winding wound around the split core, and a molding formed to cover the coil winding, The cooling passage mounting groove may be provided in a groove shape in the molding.

본 발명에 따르면, 스테이터 세그먼트의 측면 접촉면 사이로 냉각 유로를 직접 배치하여 스테이터 세그먼트의 냉각이 이루어지므로 냉각 효율이 향상되는 효과가 있다. According to the present invention, the stator segment is cooled by directly arranging the cooling passage between the side contact surfaces of the stator segment, thereby improving cooling efficiency.

또한, 냉각 유로가 인접하는 스테이터 세그먼트의 접촉면 사이에 배치됨에 따라, 전기 모터의 외부 하우징과 스테이터의 사이에 냉각 유체를 공급하여 냉각을 수행하는 종래 냉각 구조에 비해 전기 모터의 반경 방향 크기가 축소될 수 있다. In addition, as the cooling passage is disposed between the contact surfaces of adjacent stator segments, the radial size of the electric motor can be reduced compared to a conventional cooling structure in which cooling is performed by supplying cooling fluid between the external housing of the electric motor and the stator. You can.

또한, 냉각 유체를 스테이터 세그먼트에 공급하는 냉각 유로 구조체를 구비함에 따라 냉각 유체의 순환시 냉각 유체의 누설되는 것이 방지되어 절연성을 향상시킬 수 있다.In addition, by providing a cooling passage structure that supplies cooling fluid to the stator segment, leakage of the cooling fluid during circulation is prevented, thereby improving insulation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 구조를 구비한 전기 모터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 냉각 유체가 공급되는 냉각 유로 구조체를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 방향 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 전기 모터의 스테이터를 구성하는 스테이터 세그먼트를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 냉각 유로 구조체의 냉각 유로가 스테이터 세그먼트의 냉각 유로 조립홈에 결합하는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 냉각 유로 구조체와 스테이터의 결합 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 냉각 유로 구조체의 다른 실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 냉각 유로 구조체의 다른 실시 형태를 스테이터 세그먼트에 배치한 상태를 설명하는 도면이다. 1 is a perspective view of an electric motor with a cooling structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a cooling structure of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing a cooling passage structure to which cooling fluid is supplied in the cooling structure of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a cross section taken in the direction AA' of FIG. 3.
Figure 5 is a perspective view showing a stator segment constituting a stator of an electric motor in a cooling structure for an electric motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram illustrating a state in which the cooling passage of the cooling passage structure is coupled to the cooling passage assembly groove of the stator segment in the cooling structure of the electric motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a process of combining a cooling passage structure and a stator in the cooling structure of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a perspective view showing another embodiment of the cooling channel structure in the cooling structure for an electric motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which another embodiment of the cooling passage structure is disposed on the stator segment in the cooling structure for an electric motor according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. First, when adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention is not limited or restricted thereto, and of course, it can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 구조를 구비한 전기 모터의 사시도이다. 1 is a perspective view of an electric motor with a cooling structure according to an embodiment of the present invention.

전기 모터(1)는 하우징(10), 하우징(10)의 내부에 구비되는 스테이터, 스테이터의 내측에 구비되며 구동축(16)이 연결된 로터(미도시)를 포함한다. 도 1을 참조하면, 하우징(10)은 전기 모터(1)의 구동축(16) 방향을 따라 형성된 원통형의 외부 하우징(12)과 상기 외부 하우징(12)의 개방부를 덮는 커버 하우징(14)을 포함하여 형성될 수 있다. The electric motor 1 includes a housing 10, a stator provided inside the housing 10, and a rotor (not shown) provided inside the stator and to which a drive shaft 16 is connected. Referring to FIG. 1, the housing 10 includes a cylindrical outer housing 12 formed along the direction of the drive shaft 16 of the electric motor 1 and a cover housing 14 that covers the opening of the outer housing 12. It can be formed.

하우징(10)에는 냉각을 위한 냉각 유체를 순환시키기 위한 냉각 유체 유입구(24)와 냉각 유체 유출구(28)가 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 냉각 유체 유입구(24) 및 냉각 유체 유출구(28)는 커버 하우징(14)을 관통하는 형태로 구비될 수 있으나, 냉각 유체 유입구(24)와 냉각 유체 유출구(28)의 구비 위치 및 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. A cooling fluid inlet 24 and a cooling fluid outlet 28 for circulating cooling fluid for cooling may be formed in the housing 10 to be exposed to the outside. In one embodiment, the cooling fluid inlet 24 and the cooling fluid outlet 28 may be provided in a form that penetrates the cover housing 14, but the cooling fluid inlet 24 and the cooling fluid outlet 28 may be provided in a form that penetrates the cover housing 14. The location and shape of the device are not limited to this.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 냉각 유체가 공급되는 냉각 유로 구조체를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 A-A' 방향 단면을 도시한 도면이다. Figure 2 is a perspective view showing a cooling structure of an electric motor according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a cooling flow path structure to which cooling fluid is supplied in the cooling structure of an electric motor according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A' of FIG. 3.

본 발명에 따른 전기 모터의 냉각 구조는, 복수의 스테이터 세그먼트(50)가 결합된 스테이터(40)와, 인접하는 스테이터 세그먼트들(50)의 결합면 사이에 위치하여 스테이터 세그먼트(50)를 직접 냉각시키는 복수의 냉각 유로(30)를 구비한 냉각 유로 구조체(20)를 포함한다. The cooling structure of the electric motor according to the present invention is located between the stator 40, in which a plurality of stator segments 50 are coupled, and the coupling surface of adjacent stator segments 50, to directly cool the stator segment 50. It includes a cooling passage structure (20) having a plurality of cooling passages (30).

본 발명에 있어서, 스테이터(40)는 분할 코어형 스테이터이며, 복수의 스테이터 세그먼트(50)가 결합하여 스테이터(40)를 구성한다. 스테이터(40)는 도 1에 도시된 하우징(10)의 내측에 구비되고, 스테이터(40)의 내부 공간에는 도시되지 않은 로터가 구비된다. In the present invention, the stator 40 is a split core type stator, and a plurality of stator segments 50 are combined to form the stator 40. The stator 40 is provided inside the housing 10 shown in FIG. 1, and a rotor (not shown) is provided in the inner space of the stator 40.

일 실시예에 있어서, 냉각 유로 구조체(20)는, 구동축(16)의 축 방향을 둘러싸는 링 형태로 형성된 중공형의 냉각 유체 공급관(22)과, 구동축(16)의 축 방향을 둘러싸는 링 형태로 형성된 중공형의 냉각 유체 배출관(26), 및 상기 냉각 유체 공급관(22)과 냉각 유체 배출관(26)을 연결하는 냉각 유로(30)를 포함한다. In one embodiment, the cooling passage structure 20 includes a hollow cooling fluid supply pipe 22 formed in a ring shape surrounding the axial direction of the drive shaft 16, and a ring surrounding the axial direction of the drive shaft 16. It includes a hollow cooling fluid discharge pipe 26, and a cooling passage 30 connecting the cooling fluid supply pipe 22 and the cooling fluid discharge pipe 26.

냉각 유체 공급관(22)의 일측에는 냉각 유체가 유입되는 냉각 유체 유입구(24)가 구비된다. 냉각 유체 유입구(24)에서 공급된 냉각 유체는 냉각 유체 공급관(22)을 따라 원주 방향으로 전달될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 냉각 유체 공급관(22)은 단면이 원형 또는 사각형일 수 있다. A cooling fluid inlet 24 through which cooling fluid flows is provided on one side of the cooling fluid supply pipe 22. Cooling fluid supplied from the cooling fluid inlet 24 may be delivered in a circumferential direction along the cooling fluid supply pipe 22. In one embodiment, the cooling fluid supply pipe 22 may have a circular or square cross-section.

냉각 유체 배출관(26)의 일측에는 냉각 유체가 유출되는 냉각 유체 유출구(28)가 구비된다. 냉각 유체 공급관(22)을 통해 공급된 냉각 유체는 냉각 유로(30)를 통해 냉각 유체 배출관(26)으로 전달되고, 냉각 유체 배출관(26)의 냉각 유체는 냉각 유체 배출관(26)을 따라 원주 방향으로 흘러 냉각 유체 유출구(28)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 일 실시예에 있어서 냉각 유체 배출관(26)은 단면이 원형 또는 사각형일 수 있다. One side of the cooling fluid discharge pipe 26 is provided with a cooling fluid outlet 28 through which the cooling fluid flows. The cooling fluid supplied through the cooling fluid supply pipe 22 is delivered to the cooling fluid discharge pipe 26 through the cooling passage 30, and the cooling fluid in the cooling fluid discharge pipe 26 flows in a circumferential direction along the cooling fluid discharge pipe 26. It may flow and be discharged to the outside through the cooling fluid outlet 28. In one embodiment, the cooling fluid discharge pipe 26 may have a circular or square cross-section.

냉각 유체 공급관(22)과 냉각 유체 배출관(26)은 구동축(16)의 축 방향에서 스테이터(40)의 일측에 구비될 수 있다. 또한, 냉각 유체 유입구(24)와 냉각 유체 유출구(28)는 구동축(16)의 축 방향에 평행하게 냉각 유체 공급관(22)과 냉각 유체 배출관(26)의 상단으로 돌출되도록 구비될 수 있다. 그러나, 냉각 유체 유입구(24)와 냉각 유체 유출구(28)의 배치가 도 2에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다.The cooling fluid supply pipe 22 and the cooling fluid discharge pipe 26 may be provided on one side of the stator 40 in the axial direction of the drive shaft 16. Additionally, the cooling fluid inlet 24 and the cooling fluid outlet 28 may be provided to protrude from the top of the cooling fluid supply pipe 22 and the cooling fluid discharge pipe 26 in parallel to the axial direction of the drive shaft 16. However, the arrangement of the cooling fluid inlet 24 and the cooling fluid outlet 28 is not limited to that shown in FIG. 2 .

냉각 유로(30)는 구동축(16)의 축 방향에 평행하게 연장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 냉각 유로(30)는 냉각 유체 공급관(22)의 하부에 결합되는 제 1 냉각 유로(32)와 냉각 유체 배출관(26)의 하부에 결합되는 제 2 냉각 유로(34)가 U자형을 이루며 결합된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 냉각 유로(30)는 U자형으로 절곡된 파이프로서 구비될 수 있다. The cooling passage 30 may extend parallel to the axial direction of the drive shaft 16. In one embodiment, the cooling passage 30 includes a first cooling passage 32 coupled to the lower portion of the cooling fluid supply pipe 22 and a second cooling passage 34 coupled to the lower portion of the cooling fluid discharge pipe 26. It can be configured to form a U-shape and be combined. Additionally, the cooling passage 30 may be provided as a pipe bent into a U shape.

냉각 유로(30)는 인접하는 스테이터 세그먼트(50)의 결합면 사이에 위치하므로, 제 1 냉각 유로(32)와 제 2 냉각 유로(34)는 구동축(16)의 회전 중심으로부터 반경 방향으로 배치될 수 있다. 도 2 및 도 3의 실시예에서, 냉각 유체 공급관(22)은 구동축(16)의 회전 중심에 더 가까운 위치에 구비되고, 냉각 유체 배출관(26)은 냉각 유체 공급관(22)보다 구동축(16)의 회전 중심으로부터 더 먼 위치에 구비되는 것으로 도시되어 있다. 다만, 본 발명의 실시에 있어서, 냉각 유체 공급관(22)이 냉각 유체 배출관(26)에 비해 구동축(16)의 회전 중심에서 더 멀리 위치하도록, 즉, 냉각 유체 공급관(22)의 안쪽에 냉각 유체 배출관(26)이 위치하도록 구성되는 것도 가능할 수 있다. Since the cooling passage 30 is located between the mating surfaces of adjacent stator segments 50, the first cooling passage 32 and the second cooling passage 34 are disposed in the radial direction from the rotation center of the drive shaft 16. You can. 2 and 3, the cooling fluid supply pipe 22 is provided in a position closer to the rotation center of the drive shaft 16, and the cooling fluid discharge pipe 26 is located closer to the drive shaft 16 than the cooling fluid supply pipe 22. It is shown as being provided in a position farther from the center of rotation. However, in the practice of the present invention, the cooling fluid supply pipe 22 is located farther from the rotation center of the drive shaft 16 than the cooling fluid discharge pipe 26, that is, the cooling fluid is located inside the cooling fluid supply pipe 22. It may also be possible to configure the discharge pipe 26 to be located.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 전기 모터의 스테이터를 구성하는 스테이터 세그먼트를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 냉각 유로 구조체의 냉각 유로가 스테이터 세그먼트의 냉각 유로 조립홈에 결합하는 상태를 도시한 도면이다.Figure 5 is a perspective view showing stator segments constituting the stator of an electric motor in a cooling structure for an electric motor according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a cooling structure for an electric motor according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing a state in which the cooling passage of the cooling passage structure is coupled to the cooling passage assembly groove of the stator segment.

도 5의 (a)는 스테이터 세그먼트(50)를 구성하기 위하여 요크(52)와 티스(54)로 이루어진 분할 코어에 절연체(56a, 56b)를 구비하고, 코일 권선(58)이 감겨진 상태를 도시한다. 도 5의 (b)는 코일 권선(58)과 절연체(56a, 56b)를 덮도록 수지로 몰딩(60)을 형성한 상태의 스테이터 세그먼트(50)를 도시한다. Figure 5 (a) shows a state in which insulators 56a and 56b are provided on a split core composed of a yoke 52 and teeth 54 to form the stator segment 50, and a coil winding 58 is wound. It shows. Figure 5(b) shows the stator segment 50 with a molding 60 formed of resin to cover the coil winding 58 and the insulators 56a and 56b.

도 5의 (b)를 참조하면, 스테이터 세그먼트(50)의 측면부(62)에는 냉각 유로(30)를 위한 냉각 유로 장착홈(64)이 형성된다. 냉각 유로 장착홈(64)은 구동축(16)의 축방향에 따른 제 1 장착홈(64a)과, 상기 제 1 장착홈(64a)보다 상기 구동축(16)의 회전 중심에서 반경 방향으로 외측에 위치하는 제 2 장착홈(64c) 및 제 1 장착홈(64a)과 제 2 장착홈(64c)의 하측을 연결하는 제 3 장착홈(64b)을 포함하여 형성될 수 있다. Referring to (b) of FIG. 5, a cooling passage mounting groove 64 for the cooling passage 30 is formed in the side portion 62 of the stator segment 50. The cooling passage mounting groove 64 is located radially outside the rotation center of the driving shaft 16 than the first mounting groove 64a along the axial direction of the driving shaft 16 and the first mounting groove 64a. It may be formed to include a second mounting groove 64c and a third mounting groove 64b connecting the lower sides of the first mounting groove 64a and the second mounting groove 64c.

도 6을 참조하면, 스테이터 세그먼트(50)의 측면부(62)에 형성된 냉각 유로 장착홈(64)에 냉각 유로(30)가 안착되는 형태로 결합될 수 있다. 냉각 유로(30)는 인접하는 스테이터 세그먼트(50)의 결합면 사이에 위치하므로, 냉각 유로 장착홈(64)의 깊이는 냉각 유로(30)의 장착에 의해 스테이터 세그먼트들(50)의 결합이 방해받지 않을 정도로 형성될 수 있다. 또한, 냉각 유로(30)는 스테이터 세그먼트(50)의 측면가 가능한 한 접촉 면적이 많은 것이 좋을 수 있다. Referring to FIG. 6, the cooling passage 30 may be seated and coupled to the cooling passage mounting groove 64 formed on the side portion 62 of the stator segment 50. Since the cooling passage 30 is located between the mating surfaces of adjacent stator segments 50, the depth of the cooling passage mounting groove 64 is such that the coupling of the stator segments 50 is hindered by the installation of the cooling passage 30. It can be formed to the point where it is not received. Additionally, it may be desirable for the cooling passage 30 to have as much contact area as possible with the side surface of the stator segment 50 .

일 실시예에 있어서, 냉각 유로 장착홈(64)은 스테이터 세그먼트(50)의 좌우 측면부에 모두 형성될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 냉각 유로 장착홈(64)은 스테이터 세그먼트(50)의 좌측면 또는 우측면 중 어느 한쪽에만 형성되는 것도 가능할 수 있다.In one embodiment, the cooling passage mounting groove 64 may be formed on both left and right side surfaces of the stator segment 50. In another embodiment, the cooling passage mounting groove 64 may be formed only on either the left side or the right side of the stator segment 50.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 냉각 유로 구조체와 스테이터의 결합 과정을 설명하는 도면이다. FIG. 7 is a diagram illustrating a process of combining a cooling passage structure and a stator in the cooling structure of an electric motor according to an embodiment of the present invention.

냉각 유로 구조체(20)를 준비하고, 냉각 유로 구조체의 냉각 유로(30)가 인접하는 스테이터 세그먼트(50)의 측면 사이에 위치하도록 한 상태에서 스테이터 세그먼트(50)를 결합한다. 일 실시예에 있어서, 스테이터 세그먼트(50)는 인접하는 스테이터 세그먼트(50)와 결합되는 돌기와 홈(미도시)을 구비할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스테이터 세그먼트(50)는 용접이나 접착제 등을 이용하여 서로 결합되는 것도 가능할 수 있다. The cooling passage structure 20 is prepared, and the stator segments 50 are coupled with the cooling passage 30 of the cooling passage structure positioned between the side surfaces of adjacent stator segments 50. In one embodiment, the stator segment 50 may have protrusions and grooves (not shown) that are coupled to adjacent stator segments 50. In one embodiment, the stator segments 50 may be coupled to each other using welding or adhesives.

이러한 본 발명에 따르면, 스테이터 세그먼트(50)의 측면 접촉면 사이로 냉각 유로(30)를 직접 배치하여 스테이터 세그먼트(50)의 냉각이 이루어지므로 냉각 효율이 향상될 수 있다. 또한, 냉각 유로(30)가 인접하는 스테이터 세그먼트(50)의 접촉면 사이에 배치됨에 따라, 전기 모터의 외부 하우징과 스테이터의 사이에 냉각 유체를 공급하여 냉각을 수행하는 종래 냉각 구조에 비해 전기 모터의 반경 방향 크기가 축소될 수 있다. According to the present invention, the stator segment 50 is cooled by directly placing the cooling passage 30 between the side contact surfaces of the stator segment 50, so cooling efficiency can be improved. In addition, as the cooling passage 30 is disposed between the contact surfaces of adjacent stator segments 50, compared to a conventional cooling structure in which cooling is performed by supplying cooling fluid between the external housing of the electric motor and the stator, the electric motor The radial size may be reduced.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 냉각 유로 구조체의 다른 실시 형태를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터의 냉각 구조에 있어서, 냉각 유로 구조체의 다른 실시 형태를 스테이터 세그먼트에 배치한 상태를 설명하는 도면이다.Figure 8 is a perspective view showing another embodiment of a cooling passage structure in the cooling structure of an electric motor according to an embodiment of the present invention, and Figure 9 is a perspective view showing another embodiment of the cooling channel structure of an electric motor according to an embodiment of the present invention. In terms of structure, this is a diagram explaining a state in which another embodiment of the cooling channel structure is arranged in the stator segment.

도 2와 도 3의 실시예에서는, 냉각 유체 공급관(22)과 냉각 유체 배출관(26)이 구동축(16)의 축 방향에서 스테이터(40)의 일측에 구비되는 것으로 설명하였다. 이에 대해, 도 8과 도 9의 실시 형태에서는, 냉각 유로 구조체(70)는 스테이터(40)의 일측에 냉각 유체 공급관(72)이 구비되고, 스테이터(40)의 타측에 냉각 유체 배출관(76)이 구비된다. 냉각 유체 유입구(74)를 통해 공급된 냉각 유체는 냉각 유체 공급관(72)에서 냉각 유로(80)로 분배되고, 냉각 유로(80)를 통과한 냉각 유체는 냉각 유체 배출관(76)으로 전달된 후 냉각 유체 유출구(78)를 통해 배출된다.2 and 3 , the cooling fluid supply pipe 22 and the cooling fluid discharge pipe 26 are described as being provided on one side of the stator 40 in the axial direction of the drive shaft 16. In contrast, in the embodiments of FIGS. 8 and 9, the cooling passage structure 70 is provided with a cooling fluid supply pipe 72 on one side of the stator 40, and a cooling fluid discharge pipe 76 on the other side of the stator 40. This is provided. The cooling fluid supplied through the cooling fluid inlet 74 is distributed from the cooling fluid supply pipe 72 to the cooling passage 80, and the cooling fluid passing through the cooling passage 80 is delivered to the cooling fluid discharge pipe 76. It is discharged through the cooling fluid outlet (78).

도 9를 참조하면, 냉각 유로(80)는 스테이터 세그먼트(50)의 측면부(62)에 형성된 위한 냉각 유로 장착홈(64)에 장착될 수 있다. Referring to FIG. 9, the cooling passage 80 may be mounted in the cooling passage mounting groove 64 formed on the side portion 62 of the stator segment 50.

도 8과 도 9의 실시 형태에 있어서, 냉각 유로(80)는 길이 방향으로 2개가 쌍으로 이루어 배치된 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시에 있어서 냉각 유로(80)는 1개만이 구비되거나 3개 이상 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다. 냉각 유로(80)는 인접한 스테이터 세그먼트(50)의 측면부(62) 사이에 배치되어 스테이터 세그먼트(50)에 대한 직접 접촉을 통해 냉각 효율을 높일 수 있다.In the embodiments of FIGS. 8 and 9, the cooling passages 80 are described as being arranged in pairs in the longitudinal direction. However, in the practice of the present invention, only one cooling passage 80 is provided or three cooling passages 80 are provided. Of course, it may also be possible to have the above. The cooling passage 80 is disposed between the side portions 62 of adjacent stator segments 50 to increase cooling efficiency through direct contact with the stator segments 50.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions can be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the attached drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the attached drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

1 : 전기 모터
10 : 하우징
12 : 외부 하우징
14 : 커버 하우징
16 : 구동축
20 : 냉각 유로 구조체
22 : 냉각 유체 공급관
24 : 냉각 유체 유입구
26 : 냉각 유체 배출관
28 : 냉각 유체 유출구
30 : 냉각 유로
40 : 스테이터
50 : 스테이터 세그먼트
60 : 몰딩
62 : 측면부
64 : 냉각 유로 장착홈1: electric motor
10: housing
12: external housing
14: Cover housing
16: drive shaft
20: Cooling channel structure
22: Cooling fluid supply pipe
24: Cooling fluid inlet
26: Cooling fluid discharge pipe
28: Cooling fluid outlet
30: Cooling passage
40: stator
50: stator segment
60: molding
62: side part
64: Cooling passage mounting groove

Claims (9)

복수의 스테이터 세그먼트가 결합된 스테이터; 및
인접하는 스테이터 세그먼트의 결합면 사이로 냉각 유체를 전달하는 냉각 유로 구조체;
를 포함하고,
상기 냉각 유로 구조체는 상기 스테이터 세그먼트의 결합면 사이에 위치하고 상기 냉각 유체가 유동하는 냉각 유로를 포함하고,
상기 스테이터 세그먼트의 상기 결합면에는 상기 냉각 유로가 장착되는 냉각 유로 장착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전기 모터의 냉각 구조.A stator in which a plurality of stator segments are combined; and
A cooling channel structure that transfers cooling fluid between mating surfaces of adjacent stator segments;
Including,
The cooling passage structure is located between the coupling surfaces of the stator segments and includes a cooling passage through which the cooling fluid flows,
A cooling structure for an electric motor, characterized in that a cooling passage mounting groove in which the cooling passage is mounted is formed on the coupling surface of the stator segment. 제 1 항에 있어서,
상기 냉각 유로 구조체는, 상기 냉각 유체를 공급받아 상기 냉각 유로로 분배하는 냉각 유체 공급관과, 상기 냉각 유로를 통과한 상기 냉각 유체를 회수하는 냉각 유체 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터의 냉각 구조. According to claim 1,
The cooling passage structure includes a cooling fluid supply pipe that receives the cooling fluid and distributes it to the cooling passage, and a cooling fluid discharge pipe that recovers the cooling fluid that has passed through the cooling passage. . 제 2 항에 있어서,
상기 냉각 유체 공급관과 상기 냉각 유체 배출관은 상기 스테이터의 일측에 링 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 모터의 냉각 구조. According to claim 2,
A cooling structure for an electric motor, wherein the cooling fluid supply pipe and the cooling fluid discharge pipe are provided in a ring shape on one side of the stator. 제 2 항에 있어서,
상기 냉각 유체 공급관에는 상기 냉각 유체가 유입되는 냉각 유체 유입구가 구비되고, 상기 냉각 유체 배출관에는 상기 냉각 유체가 유출되는 냉각 유체 유출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 모터의 냉각 구조. According to claim 2,
A cooling structure for an electric motor, wherein the cooling fluid supply pipe is provided with a cooling fluid inlet through which the cooling fluid flows, and the cooling fluid discharge pipe is provided with a cooling fluid outlet through which the cooling fluid flows out. 제 3 항에 있어서,
상기 냉각 유체 공급관과 상기 냉각 유체 배출관은 상기 전기 모터의 구동축의 반경 방향으로 순차 배치된 것을 특징으로 하는 전기 모터의 냉각 구조. According to claim 3,
A cooling structure for an electric motor, wherein the cooling fluid supply pipe and the cooling fluid discharge pipe are sequentially arranged in a radial direction of the drive shaft of the electric motor. 제 2 항에 있어서,
상기 냉각 유로는 상기 냉각 유체 공급관에 연결되고 상기 스테이터 세그먼트의 길이 방향으로 연장되는 제 1 냉각 유로와, 상기 제 1 냉각 유로에 연결되고 상기 스테이터 세그먼트의 길이 방향으로 연장되어 상기 냉각 유체 배출관에 연결되는 제 2 냉각 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터의 냉각 구조. According to claim 2,
The cooling passage includes a first cooling passage connected to the cooling fluid supply pipe and extending in the longitudinal direction of the stator segment, and a first cooling passage connected to the first cooling passage and extending in the longitudinal direction of the stator segment and connected to the cooling fluid discharge pipe. A cooling structure for an electric motor, comprising a second cooling passage. 제 6 항에 있어서,
상기 냉각 유로는 U자형의 파이프로 형성된 것을 특징으로 하는 전기 모터의 냉각 구조. According to claim 6,
A cooling structure for an electric motor, wherein the cooling passage is formed of a U-shaped pipe. 삭제delete 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스테이터 세그먼트는, 요크와 티스를 포함하는 분할 코어, 상기 분할 코어에 결합되는 절연체, 상기 분할 코어에 감겨진 코일 권선 및 상기 코일 권선을 덮도록 형성된 몰딩을 포함하고, 상기 냉각 유로 장착홈은 상기 몰딩에 홈 형상으로 구비된 것을 특징으로 하는 전기 모터의 냉각 구조.

The method according to any one of claims 1 to 7,
The stator segment includes a split core including a yoke and teeth, an insulator coupled to the split core, a coil winding wound around the split core, and a molding formed to cover the coil winding, and the cooling passage mounting groove is the A cooling structure for an electric motor, characterized in that it is provided in a groove shape in a molding.
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