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KR101749271B1 - 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차 - Google Patents

전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차 Download PDF

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KR101749271B1
KR101749271B1 KR1020150160983A KR20150160983A KR101749271B1 KR 101749271 B1 KR101749271 B1 KR 101749271B1 KR 1020150160983 A KR1020150160983 A KR 1020150160983A KR 20150160983 A KR20150160983 A KR 20150160983A KR 101749271 B1 KR101749271 B1 KR 101749271B1
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Abstract

본 발명의 일실시 예는 전륜에 대한 모터와 후륜에 대한 모터의 감속비 차이를 이용하여 다단변속과 같은 효과를 구현하여 주행상태 및 도로상태에 따라 주행성능을 향상시키는 전기자동차를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차는 동력을 제공하는 전방모터, 전방모터와 결합하고 전방모터의 회전수를 줄여서 전륜에 동력을 전달하는 전방감속기, 전방모터에 전력을 공급하는 전방구동부, 후륜에 동력을 제공하는 후방모터, 후방모터와 결합하고 후방모터의 회전수를 줄여서 후륜에 동력을 전달하는 후방감속기, 후방모터에 전력을 공급하는 후방구동부 및 전방구동부가 전방모터에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하고 후방구동부가 후방모터에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차{An electric vehicle using difference of speed reduction ratio}
본 발명은 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전륜에 대한 모터와 후륜에 대한 모터의 감속비 차이를 이용하여 다단변속과 같은 효과를 구현하여 주행상태 및 도로상태에 따라 주행성능을 향상시키는 전기자동차에 관한 것이다.
최근 환경 친화적인 에너지 사용에 대한 관심과 요구가 지속적으로 증대되고, 국외 및 국내의 환경규제 강화 및 에너지 비용 절감 추세에 따라, 친환경적인 전기자동차에 대한 요구가 증가하고 있다. 미국과 유럽의 경우 전기자동차의 보급이 의무화되고 있는 상황이며, 국내에서도 저탄소 녹색성장의 방안으로 전기자동차에 대한 관심과 연구가 계속 증가하고 있는 실정이다.
전기자동차는 배터리와 모터의 동력만으로 주행이 가능한데, 대부분의 전기자동차는 전륜 또는 후륜 중 어느 하나를 모터에 의해 구동하는 방식으로 되어 있다. 그리고, 4륜으로 구동하더라도, 전륜과 후륜에 각각 모터를 구비하여 단순히 동력을 분배하는 방식으로 되어 있다.
대한민국 등록특허 제10-0642959호(발명의 명칭: 전기자동차의 구동 장치, 이하 종래기술1이라 한다.)에서는, 모든 차륜에 구동 및 회생 제동 가능한 구동용 모터를 장착하고, 차량의 주행 상태에 따라 상기 차륜 중에서 복수의 차륜을 구동륜 또는 회생 제동륜으로서 선택하며, 평탄로 및 오르막 주행 시에는 후륜 또는 후륜 그룹을 구동륜으로 선택하며, 내리막 주행 시에는 전륜 또는 전륜 그룹을 구동륜으로 선택하는 것을 특징으로 하고, 선회 시에는 반경 방향 외측의 차륜을 구동륜으로서 선택하고, 제동 시에 모든 차륜을 회생 제동륜으로서 선택하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 구동 장치가 개시되어 있다.
상기 종래기술1은, 각 차륜의 구동 또는 제동에 의해 전기자동차의 운행을 제어하므로, 정지상태에서 출발 시 또는 오르막길을 등판하는 경우 출력이 떨어지거나, 주행속도의 상승 및 가속에 한계가 있어, 도로 주행뿐만 아니라 다양한 용도 및 상황에 대응할 수 있는 전기자동차에 대한 요구를 충족시키지 못한다는 제1문제점을 갖는다.
그리고, 상기 종래기술1은, 각 차륜에 구비된 모터에 동력 분배 시, 전력소모를 효율적으로 제어하기 위한 가동방식은 고려하지 않는다는 제2문제점을 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예는, 동력을 제공하는 전방모터; 상기 전방모터와 결합하고, 상기 전방모터의 회전수를 줄여서 전륜에 동력을 전달하는 전방감속기; 상기 전방모터에 전력을 공급하는 전방구동부; 후륜에 동력을 제공하는 후방모터; 상기 후방모터와 결합하고, 상기 후방모터의 회전수를 줄여서 후륜에 동력을 전달하는 후방감속기; 상기 후방모터에 전력을 공급하는 후방구동부; 및 상기 전방구동부가 상기 전방모터에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하고, 상기 후방구동부가 상기 후방모터에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지고, 상기 후방감속기 감속비가 상기 전방감속기 감속비의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전방모터는 소정의 토크 필요 시에만 선택적으로 구동될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 소정의 속도 도달 전에는 상기 전방모터와 상기 후방모터가 구동되도록 제어신호를 송신하고, 상기 소정의 속도 도달 후에는 상기 후방모터만 구동되도록 제어신호를 송신하여, 다단변속의 효과를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 주행노면 경사도를 센싱하는 자이로센서가 구비되어, 소정의 경사도 도달 시 상기 전방모터가 구동되도록 제어신호를 송신하여, 다단변속의 효과를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전방감속기 감속비는 0.01 내지 0.5일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 후방감속기 감속비는 0.02 내지 1일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 가속페달의 조작이 있는 경우, 상기 전방구동부로부터 상기 전방모터로 공급되는 전력의 양을 조절할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 가속페달의 조작이 있는 경우, 상기 후방구동부로부터 상기 후방모터로 공급되는 전력의 양을 조절할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전방모터와 상기 후방모터는 동일 종류의 모터일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전방모터는 상기 후방모터에 비해 저속도 및 고토크의 기능을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차는, 주행속도 및 토크를 측정하여 상기 제어부에 정보를 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전방감속기 및 상기 후방감속기는 스퍼기어 방식으로 구동될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예는, 동력을 제공하는 전방모터; 상기 전방모터와 결합하고, 상기 전방모터의 회전수를 줄여서 바퀴 수가 하나인 전륜에 동력을 전달하는 전방감속기; 상기 전방모터에 전력을 공급하는 전방구동부; 후륜에 동력을 제공하는 후방모터; 상기 후방모터와 결합하고, 상기 후방모터의 회전수를 줄여서 후륜에 동력을 전달하는 후방감속기; 상기 후방모터에 전력을 공급하는 후방구동부; 및 상기 전방구동부가 상기 전방모터에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하고, 상기 후방구동부가 상기 후방모터에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지고, 상기 후방감속기 감속비가 상기 전방감속기 감속비의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 3륜 전기차를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 3륜 전기차는, 주행속도 및 토크를 측정하여 상기 제어부에 정보를 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예는, 동력을 제공하는 전방모터; 상기 전방모터와 결합하고, 상기 전방모터의 회전수를 줄여서 전륜에 동력을 전달하는 전방감속기; 상기 전방모터에 전력을 공급하는 전방구동부; 후륜에 동력을 제공하는 후방모터; 상기 후방모터와 결합하고, 상기 후방모터의 회전수를 줄여서 바퀴 수가 하나인 후륜에 동력을 전달하는 후방감속기; 상기 후방모터에 전력을 공급하는 후방구동부; 및 상기 전방구동부가 상기 전방모터에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하고, 상기 후방구동부가 상기 후방모터에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지고, 상기 후방감속기 감속비가 상기 전방감속기 감속비의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 역3륜 전기차를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 역3륜 전기차는, 주행속도 및 토크를 측정하여 상기 제어부에 정보를 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명은, 전방모터와 후방모터의 감속비 차이를 이용해서 속도 및 토크를 제어하여, 다단변속과 같은 효과를 전기자동차에 구현하므로, 정지상태에서 출발 시 또는 오르막길을 등판하는 경우 출력을 유지 또는 상승시키고, 주행속도의 상승 및 가속이 제한 없이 가능하여, 도로 주행뿐만 아니라 다양한 용도 및 상황에 대응할 수 있는 전기자동차에 대한 요구를 충족시킬 수 있다는 제1효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은, 순간 가속 등으로 단시간에 전력이 많이 소비되는 구간에서 변속충격 없이 변속의 효과를 구현할 수 있어, 전력소모를 효율적으로 제어할 수 있다는 제2효과를 갖는다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차의 속도에 따른 전륜과 후륜의 토크를 나타낸 그래프이다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 전방모터와 후방모터의 특성을 나타낸 그래프이다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차의 가속 시 전방모터와 후방모터에 공급되는 전력을 나타낸 그래프이다.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 3륜 전기차의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도6은 본 발명의 실시 예에 따른 인휠(in-wheel) 형태 3륜 전기차의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도7은 본 발명의 실시 예에 따른 역3륜 전기차의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 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 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차의 속도에 따른 전방모터와 후방모터의 토크를 나타낸 그래프이며, 도3은 본 발명의 실시 예에 따른 전방모터와 후방모터의 특성을 나타낸 그래프이다. 그리고, 도4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차의 가속 시 전방모터와 후방모터에 공급되는 전력을 나타낸 그래프이다.
도1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차는, 동력을 제공하는 전방모터(120), 전방모터(120)와 결합하고 전방모터(120)의 회전수를 줄여서 전륜(140)에 동력을 전달하는 전방감속기(110), 전방모터(120)에 전력을 공급하는 전방구동부(130), 후륜(240)에 동력을 제공하는 후방모터(220), 후방모터(220)와 결합하고 후방모터(220)의 회전수를 줄여서 후륜(240)에 동력을 전달하는 후방감속기(210), 후방모터(220)에 전력을 공급하는 후방구동부(230), 및 전방구동부(130)가 전방모터(120)에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하고 후방구동부(230)가 후방모터(220)에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하는 제어부(300)를 포함하여 이루어질 수 있고, 후방감속기(210) 감속비가 전방감속기(110) 감속비의 2배 이상일 수 있다.
전방모터(120)와 후방모터(220)에서 각각 발생된 회전력은 동력중계계통을 통해 전륜(140)과 후륜(240)에 전달되게 되어 있으며, 전방모터(120)와 후방모터(220) 각각과 구동을 위한 축은 통상적인 차동기어 유니트에 의해 연결될 수 있다.
본 발명은, 전방모터(120)와 후방모터(220)의 감속비 차이를 이용하며, 구체적으로는 후방감속기(210) 감속비가 전방감속기(110) 감속비의 2배 이상이 되도록 하여, 전륜(140)은 고토크 저속도의 동력을 제공받고, 후륜(240)은 저토크 고속도의 동력을 제공받을 수 있다.
전방모터(120)는 소정의 토크 필요 시에만 선택적으로 구동될 수 있다.
상기에서, 소정의 토크 필요 시는, 가속이 필요한 경우 또는 오르막 경사가 형성된 도로에서 본 발명의 전기자동차가 주행하는 경우일 수 있다. 이러한 경우, 순간적인 고토크가 필요할 수 있고, 전방모터(120)가 구동되어 요구되는 토크를 전륜(140)에 전달하여 순간 가속이 되도록 한 후, 본 발명의 전기자동차가 소정의 속도로 주행하면 전방모터(120)의 구동이 중단되고 후방모터(220)만 구동될 수 있다.
제어부(300)는, 소정의 속도 도달 전에는 전방모터(120)와 후방모터(220)가 구동되도록 제어신호를 송신하고, 소정의 속도 도달 후에는 후방모터(220)만 구동되도록 제어신호를 송신하여, 다단변속의 효과를 구현할 수 있다.
제어부(300)는, 주행노면 경사도를 센싱하는 자이로센서가 구비되어, 소정의 경사도 도달 시 전방모터(120)가 구동되도록 제어신호를 송신하여, 다단변속의 효과를 구현할 수 있다.
다단변속에 의해, 기존의 자동차는 저단에서 고토크 저속도로 주행하고, 고단에서 저토크 고속도로 주행할 수 있는데, 본 발명의 전기자동차의 다단변속 효과는 이와 동일할 수 있다.
도2에서의 속도(V)는, 본 발명의 전기자동차의 속도를 의미한다. 그리고, M1은 전륜(140)에 대한 그래프이고, M2는 후륜(240)에 대한 그래프이다.
도2에서 보는 바와 같이, 소정의 속도 도달 전에는 전방구동부(130)와 후방구동부(230)가 제어부(300)로부터 제어신호를 수신하고, 전방구동부(130)에서 전방모터(120)로 그리고 후방구동부(230)에서 후방모터(220)로 전력을 공급하여, 소정의 속도 도달 시까지 전방모터(120) 및 후방모터(220)를 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 저단에서 고토크 저속도를 수행하는 것과 같은 효과를 구현할 수 있다.
이 때, 경우에 따라서는, 전방모터(120)만 구동시켜 고토크 저속도의 동력을 전륜에 공급할 수 있다.
이 후, 본 발명의 전기자동차가 소정의 속도에 도달하면, 전방구동부(130)와 후방구동부(230)가 제어부(300)로부터 제어신호를 수신하고, 전방구동부(130)로부터 전방모터(120)로 공급되는 전력은 중단되고, 후방구동부(230)로부터 후방모터(220)로 전력을 공급하여, 고단에서 저토크 고속도를 수행하는 것과 같은 효과를 구현할 수 있다.
경사도가 있는 주행노면을 주행하는 경우에도, 상기와 같은 제어부(300)에 의한 구동이 수행될 수 있다.
제어부(300)에 구비된 자이로센서에서 경사도를 센싱하고, 센싱된 경사도가 사전에 제어부(300)에 입력된 소정의 경사도를 초과하는 경우, 전방구동부(130)가 제어부(300)로부터 제어신호를 수신하고, 전방구동부(130)로부터 전방모터(120)로 전력이 공급되어, 전방모터(120)를 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 저단에서 고토크 저속도를 수행하는 것과 같은 효과를 구현할 수 있다.
이 때, 경우에 따라 주행 중간에 전방모터(120)만 구동시킬 수도 있으며, 다시 소정의 경사도 이하로 주행노면이 형성되는 경우, 후방모터(220)만 구동되도록 할 수 있다.
전방감속기(110) 감속비는 0.01 내지 0.5일 수 있다.
후방감속기(210) 감속비는 0.02 내지 1일 수 있다.
후방감속기(210) 감속비가 전방감속기(110) 감속비의 2배 이상으로 형성되기 위해, 각각의 감속비는 상기와 같을 수 있다.
구체적인 일실시예로서, 전방감속기(110)는 원동기어와 종동기어의 비를 1:12로 하여 전방감속기(110)의 감속비가 0.08로 형성되고, 후방감속기(210)는 원동기어와 종동기어의 비를 1:5로 하여 감속비가 0.2로 형성될 수 있다.
이와 같이, 후방감속기(210) 감속비가 전방감속기(110) 감속비의 2배 이상이 되도록 하면, 전방모터(120)와 후방모터(220)가 동종이든 이종이든 상관없이 전방모터(120)는 고토크 저속도의 동력을 전륜(140)에 전달하고 후방모터(220)는 저토크 고속도의 동력을 후륜(240)에 전달할 수 있다.
전방모터(120)와 후방모터(220)는 동일 종류의 모터일 수 있다.
전방모터(120)는 후방모터(220)에 비해 저속도 및 고토크의 기능을 구비할 수 있다.
도3에서의 속도(rpm)는, 전방모터(120) 및 후방모터(220)의 회전수를 의미한다.
도3의 (a)는 전방모터(120)와 후방모터(220)가 동종인 경우 모터의 특성에 대한 그래프이고, 도3의 (b)는 전방모터(120)와 후방모터(220)가 이종인 경우 각 모터의 특성에 대한 그래프이다. 도3의 (b)에서, M1은 전방모터(120)에 대한 그래프이고, M2는 후방모터(220)에 대한 그래프이다.
도3의 (a)의 경우와 같이, 전방모터(120)와 후방모터(220)를 동종으로 구성하는 경우, 전방모터(120)와 후방모터(220)의 특성이 동일하지만, 전방감속기(110)와 후방감속기(210)에 의한 토크 및 속도 차이에 의해 다단변속과 같은 효과를 구현할 수 있고, 도3의 (b)와 같이, 전방모터(120)와 후방모터(220)를 이종으로 구성하는 경우, 전방모터(120)와 후방모터(220)의 특성이 달라 이에 의한 토크 및 속도 차이를 이용하여 다단변속과 같은 효과를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전방감속기(110)와 후방감속기(210)에 의한 토크 및 속도 차이 그리고 전방모터(120)와 후방모터(220)에 의한 토크 및 속도 차이를 모두 고려하여 다단변속과 같은 효과를 구현할 수 있어, 고정된 모터 특성을 변경하여 다단변속과 같은 효과를 구현할 수 있다.
제어부(300)는, 가속페달의 조작이 있는 경우, 전방구동부(130)로부터 전방모터(120)로 공급되는 전력의 양을 조절할 수 있다.
제어부(300)는, 가속페달의 조작이 있는 경우, 후방구동부(230)로부터 후방모터(220)로 공급되는 전력의 양을 조절할 수 있다.
도4에서, M1은 전방모터(120)에 대한 그래프이고, M2는 후방모터(220)에 대한 그래프이다.
도4에서 보는 바와 같이, 고토크가 필요한 경우 전방모터(120)와 후방모터(220)를 구동하여 전륜(140)과 후륜(240)에 토크를 전달한 후, 전방구동부(130)로부터 전방모터(120)로 공급되는 전력량을 점차적으로 감소시켜 전기에너지를 효율적으로 공급하고, 주행 상황에 따른 소정의 속도 도달 시 전방모터(120)의 구동을 중단하고 후방모터(220)만 구동시킬 수 있다. 그리고, 관성 등에 의해 일정속도가 유지되는 경우, 후방구동부(230)로부터 후방모터(220)로 공급되는 전력량도 점차적으로 감소시켜, 후방모터(220)가 최소한의 동력만 공급하도록 할 수 있다.
이 때, 주행 상황에 따른 소정의 속도는 사전에 제어부(300)에 입력되어 있을 수 있다.
도4의 그래프와 같은 전방모터(120)와 후방모터(220)의 구동에 의해, 변속충격 없이 다단변속과 같은 효과를 구현할 수 있고, 주행 상황에 적합하도록 전방모터(120) 또는 후방모터(220)에 전력을 공급하여 전력소모를 효율적으로 제어할 수 있는 가동방식을 구현할 수 있다.
제어부(300)는, 전방구동부(130) 또는 후방구동부(230)에 유선 또는 무선으로 제어신호를 송신하여 전방모터(120) 또는 후방모터(220)에 공급되는 전력의 양을 조절하도록 함으로서, 전방모터(120) 또는 후방모터(220)의 토크 및 속도를 제어할 수 있다.
가속페달은, 사용자의 가속조작에 대응하는 신호를 제어부(300)에 출력할 수 있다. 도시되시는 않았지만, 제동신호를 발생하는 브레이크페달(미도시)로부터 발생되는 제동신호가 제어부(300)에 제공되고, 제어부(300)는 브레이크(미도시)를 제어할 수 있다.
이 때, 브레이크(미도시)는, 마그넷 브레이크(magnet brake)로 형성될 수 있다.
본 발명의 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차는, 주행속도 및 토크를 측정하여 제어부(300)에 정보를 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
센서부는, 전륜(140)과 후륜(240)에 대해, 전방센서부(150)와 후방센서부(250)가 구비될 수 있다.
각 센서부에는, 속도센서와 토크센서가 포함될 수 있다.
속도센서로는 전륜(140) 및 후륜(240)의 회전속도를 측정하는 엔코더, 리니어 인코더 또는 리니어 포텐셔미터가 적용될 수 있다.
토크센서로는 자기변형 토크센서, 변형 게이지식 토크센서 또는 위상차 검출형 토크센서가 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는, 상기에 나열된 속도센서 및 토크센서가 센서부에 포함되는 것으로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 일반적인 센서 종류는 모두 사용될 수 있다.
전방감속기(110) 및 후방감속기(210)는 스퍼기어 방식으로 구동될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는, 전방감속기(110) 및 후방감속기(210)가 스퍼기어 방식으로 구동된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 유성기어 방식 또는 밸트구동 방식이 적용될 수 있다.
스퍼기어 방식에는 평기어(spur gear), 헬리컬기어(helical gear), 내기어(internal gear), 베벨기어(bevel gear), 웜기어(worm gear) 가 사용될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 3륜 전기차의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도6은 본 발명의 실시 예에 따른 인휠(in-wheel) 형태 3륜 전기차의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도5 및 도6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 감속비 차이를 이용한 3륜 전기차는, 동력을 제공하는 전방모터(120), 전방모터(120)와 결합하고 전방모터(120)의 회전수를 줄여서 바퀴 수가 하나인 전륜(140)에 동력을 전달하는 전방감속기(110), 전방모터(120)에 전력을 공급하는 전방구동부(130), 후륜(240)에 동력을 제공하는 후방모터(220), 후방모터(220)와 결합하고 후방모터(220)의 회전수를 줄여서 후륜(240)에 동력을 전달하는 후방감속기(210), 후방모터(220)에 전력을 공급하는 후방구동부(230) 및 전방구동부(130)가 전방모터(120)에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하고 후방구동부(230)가 후방모터(220)에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하는 제어부(300)를 포함하여 이루어질 수 있고, 후방감속기(210) 감속비가 전방감속기(110) 감속비의 2배 이상일 수 있다.
여기서, 본 발명의 감속비 차이를 이용한 3륜 전기차는, 주행속도 및 토크를 측정하여 제어부(300)에 정보를 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
도7은 본 발명의 실시 예에 따른 역3륜 전기차의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 감속비 차이를 이용한 역3륜 전기차는, 동력을 제공하는 전방모터(120), 전방모터(120)와 결합하고 전방모터(120)의 회전수를 줄여서 전륜(140)에 동력을 전달하는 전방감속기(110), 전방모터(120)에 전력을 공급하는 전방구동부(130), 후륜(240)에 동력을 제공하는 후방모터(220), 후방모터(220)와 결합하고 후방모터(220)의 회전수를 줄여서 바퀴 수가 하나인 후륜(240)에 동력을 전달하는 후방감속기(210), 후방모터(220)에 전력을 공급하는 후방구동부(230) 및 전방구동부(130)가 전방모터(120)에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하고 후방구동부(230)가 후방모터(220)에 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하는 제어부(300)를 포함하여 이루어질 수 있고, 후방감속기(210) 감속비가 전방감속기(110) 감속비의 2배 이상일 수 있다.
본 발명의 감속비 차이를 이용한 역3륜 전기차는, 주행속도 및 토크를 측정하여 제어부(300)에 정보를 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 전방감속기 120 : 전방모터
130 : 전방구동부 140 : 전륜
150 : 전방센서부 210 : 후방감속기
220 : 후방모터 230 : 후방구동부
240 : 후륜 250 : 후방센서부
300 : 제어부

Claims (16)

  1. 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차에 있어서,
    동력을 제공하며, 순간 가속을 위해 필요한 토크인 고토크 필요 시에만 선택적으로 구동되는 전방모터;
    상기 전방모터와 결합하고, 상기 전방모터의 회전수를 줄여서 전륜에 동력을 전달하는 전방감속기;
    상기 전방모터에 전력을 공급하고, 전력의 양을 조절하여 상기 전방모터에 공급하는 전방구동부;
    후륜에 동력을 제공하는 후방모터;
    상기 후방모터와 결합하고, 상기 후방모터의 회전수를 줄여서 상기 후륜에 동력을 전달하는 후방감속기;
    상기 후방모터에 전력을 공급하고, 전력의 양을 조절하여 상기 후방모터에 공급하는 후방구동부; 및
    상기 전방구동부가 상기 전방모터에 전력의 양을 가변적으로 공급하도록 제어하고, 상기 후방구동부가 상기 후방모터에 전력의 양을 가변적으로 공급하도록 제어하며, 주행노면 경사도를 센싱하는 자이로센서를 구비하고, 사전에 소정의 속도 또는 경사도가 입력되는 제어부;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 전방모터와 상기 후방모터가 동종 또는 이종임과 상관없이, 상기 전방모터는 고토크 저속도의 동력을 상기 전륜에 전달하고, 상기 후방모터는 저토크 고속도의 동력을 상기 후륜에 전달하여, 상기 전륜은 고토크 저속도의 동력을 제공받고 상기 후륜은 저토크 고속도의 동력을 제공받도록, 상기 후방감속기 감속비가 상기 전방감속기 감속비의 2배 이상이고,
    상기 전방모터와 상기 후방모터의 감속비 차이를 이용해서 상기 전륜 또는 상기 후륜의 속도 및 토크를 자동으로 제어하여 다단변속과 같은 효과를 구현하고,
    센싱된 상기 주행노면 경사도가 상기 경사도를 초과하는 경우 또는 순간 가속되는 경우와 같이 고토크가 필요한 경우에, 상기 전방모터와 상기 후방모터를 구동하여 상기 전륜과 상기 후륜에 동력을 전달한 후, 상기 제어부에 입력된 속도에 도달하면 상기 제어부가 상기 전방구동부로 제어신호를 전달하여 상기 전방모터로 공급되는 전력의 양을 점차적으로 선형 감소시킨 후 전력의 공급을 중단시키며,
    센싱된 상기 주행노면 경사도가 상기 경사도 이하이며 상기 소정의 속도에 도달하여 유지되는 경우 또는 상기 제어부에 입력된 속도 이상의 속도로 유지되는 경우, 상기 제어부가 상기 후방구동부로 제어신호를 전달하여 상기 후방모터로 공급되는 전력의 양을 점차적으로 선형 감소시킨 후 최소한으로 유지시켜,
    상기 전방모터 및 상기 후방모터에 효율적으로 전기에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항1에 있어서,
    상기 전방감속기 감속비는 0.01 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차.
  6. 청구항1에 있어서,
    상기 후방감속기 감속비는 0.02 내지 1인 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차.
  7. 청구항1에 있어서,
    상기 제어부는, 가속페달의 조작이 있는 경우, 상기 전방구동부로부터 상기 전방모터로 공급되는 전력의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차.
  8. 청구항1에 있어서,
    상기 제어부는, 가속페달의 조작이 있는 경우, 상기 후방구동부로부터 상기 후방모터로 공급되는 전력의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차.
  9. 청구항1에 있어서,
    상기 전방모터와 상기 후방모터는 동일 종류의 모터인 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차.
  10. 청구항1에 있어서,
    상기 전방모터는 상기 후방모터에 비해 저속도 및 고토크의 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차.
  11. 청구항1에 있어서,
    주행속도 및 토크를 측정하여 상기 제어부에 정보를 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차.
  12. 청구항1에 있어서,
    상기 전방감속기 및 상기 후방감속기는 스퍼기어 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기자동차.
  13. 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 3륜 전기차에 있어서,
    동력을 제공하며, 순간 가속을 위해 필요한 토크인 고토크 필요 시에만 선택적으로 구동되는 전방모터;
    상기 전방모터와 결합하고, 상기 전방모터의 회전수를 줄여서 전륜에 동력을 전달하는 전방감속기;
    상기 전방모터에 전력을 공급하고, 전력의 양을 조절하여 상기 전방모터에 공급하는 전방구동부;
    후륜에 동력을 제공하는 후방모터;
    상기 후방모터와 결합하고, 상기 후방모터의 회전수를 줄여서 상기 후륜에 동력을 전달하는 후방감속기;
    상기 후방모터에 전력을 공급하고, 전력의 양을 조절하여 상기 후방모터에 공급하는 후방구동부; 및
    상기 전방구동부가 상기 전방모터에 전력의 양을 가변적으로 공급하도록 제어하고, 상기 후방구동부가 상기 후방모터에 전력의 양을 가변적으로 공급하도록 제어하며, 주행노면 경사도를 센싱하는 자이로센서를 구비하고, 사전에 소정의 속도 또는 경사도가 입력되는 제어부;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 전방모터와 상기 후방모터가 동종 또는 이종임과 상관없이, 상기 전방모터는 고토크 저속도의 동력을 상기 전륜에 전달하고, 상기 후방모터는 저토크 고속도의 동력을 상기 후륜에 전달하여, 상기 전륜은 고토크 저속도의 동력을 제공받고 상기 후륜은 저토크 고속도의 동력을 제공받도록, 상기 후방감속기 감속비가 상기 전방감속기 감속비의 2배 이상이고,
    상기 전방모터와 상기 후방모터의 감속비 차이를 이용해서 상기 전륜 또는 상기 후륜의 속도 및 토크를 자동으로 제어하여 다단변속과 같은 효과를 구현하고,
    센싱된 상기 주행노면 경사도가 상기 경사도를 초과하는 경우 또는 순간 가속되는 경우와 같이 고토크가 필요한 경우에, 상기 전방모터와 상기 후방모터를 구동하여 상기 전륜과 상기 후륜에 동력을 전달한 후, 상기 제어부에 입력된 속도에 도달하면 상기 제어부가 상기 전방구동부로 제어신호를 전달하여 상기 전방모터로 공급되는 전력의 양을 점차적으로 선형 감소시킨 후 전력의 공급을 중단시키며,
    센싱된 상기 주행노면 경사도가 상기 경사도 이하이며 상기 소정의 속도에 도달하여 유지되는 경우 또는 상기 제어부에 입력된 속도 이상의 속도로 유지되는 경우, 상기 제어부가 상기 후방구동부로 제어신호를 전달하여 상기 후방모터로 공급되는 전력의 양을 점차적으로 선형 감소시킨 후 최소한으로 유지시켜,
    상기 전방모터 및 상기 후방모터에 효율적으로 전기에너지를 공급하는 것 을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 3륜 전기차.
  14. 청구항13에 있어서,
    주행속도 및 토크를 측정하여 상기 제어부에 정보를 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 3륜 전기차.
  15. 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 역3륜 전기차에 있어서,
    동력을 제공하며, 순간 가속을 위해 필요한 토크인 고토크 필요 시에만 선택적으로 구동되는 전방모터;
    상기 전방모터와 결합하고, 상기 전방모터의 회전수를 줄여서 전륜에 동력을 전달하는 전방감속기;
    상기 전방모터에 전력을 공급하고, 전력의 양을 조절하여 상기 전방모터에 공급하는 전방구동부;
    후륜에 동력을 제공하는 후방모터;
    상기 후방모터와 결합하고, 상기 후방모터의 회전수를 줄여서 상기 후륜에 동력을 전달하는 후방감속기;
    상기 후방모터에 전력을 공급하고, 전력의 양을 조절하여 상기 후방모터에 공급하는 후방구동부; 및
    상기 전방구동부가 상기 전방모터에 전력의 양을 가변적으로 공급하도록 제어하고, 상기 후방구동부가 상기 후방모터에 전력의 양을 가변적으로 공급하도록 제어하며, 주행노면 경사도를 센싱하는 자이로센서를 구비하고, 사전에 소정의 속도 또는 경사도가 입력되는 제어부;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 전방모터와 상기 후방모터가 동종 또는 이종임과 상관없이, 상기 전방모터는 고토크 저속도의 동력을 상기 전륜에 전달하고, 상기 후방모터는 저토크 고속도의 동력을 상기 후륜에 전달하여, 상기 전륜은 고토크 저속도의 동력을 제공받고 상기 후륜은 저토크 고속도의 동력을 제공받도록, 상기 후방감속기 감속비가 상기 전방감속기 감속비의 2배 이상이고,
    상기 전방모터와 상기 후방모터의 감속비 차이를 이용해서 상기 전륜 또는 상기 후륜의 속도 및 토크를 자동으로 제어하여 다단변속과 같은 효과를 구현하고,
    센싱된 상기 주행노면 경사도가 상기 경사도를 초과하는 경우 또는 순간 가속되는 경우와 같이 고토크가 필요한 경우에, 상기 전방모터와 상기 후방모터를 구동하여 상기 전륜과 상기 후륜에 동력을 전달한 후, 상기 제어부에 입력된 속도에 도달하면 상기 제어부가 상기 전방구동부로 제어신호를 전달하여 상기 전방모터로 공급되는 전력의 양을 점차적으로 선형 감소시킨 후 전력의 공급을 중단시키며,
    센싱된 상기 주행노면 경사도가 상기 경사도 이하이며 상기 소정의 속도에 도달하여 유지되는 경우 또는 상기 제어부에 입력된 속도 이상의 속도로 유지되는 경우, 상기 제어부가 상기 후방구동부로 제어신호를 전달하여 상기 후방모터로 공급되는 전력의 양을 점차적으로 선형 감소시킨 후 최소한으로 유지시켜,
    상기 전방모터 및 상기 후방모터에 효율적으로 전기에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 역3륜 전기차.
  16. 청구항15에 있어서,
    주행속도 및 토크를 측정하여 상기 제어부에 정보를 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 역3륜 전기차.
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