전기차에 사용되는 모터의 종류와 미래 동향 • EVreporter

모터는 전기자동차의 동력원이다. 최고 속도, 가속도, 언덕 오르기 능력, 전력 소비 및 차량 성능을 결정합니다. 이 기사에서는Gurusharan Dhillon(Customized Energy Solutions의 eMobility 이사)전기자동차에 사용되는 각종 모터의 특성과 주요 구성품에 대해 설명합니다.

전기 모터 선택을 마무리할 때 고려해야 할 세 가지 중요한 사항은 다음과 같습니다.

차량 중량, 과부하 및 공기 역학은 전기 모터의 속도, 토크 및 전력 요구 사항을 결정하는 데 도움이 됩니다.

교통 밀도, 지형, 온도 등 다양한 요소를 고려한 주행 사이클 고려 사항이 배터리 팩 크기와 파워트레인 선택에 영향을 미칩니다.

모터 속도를 고려하려면 차량의 최대 속도를 고려해야 합니다. 속도를 얼마나 오랫동안 유지해야 하는지, 차동비 및 휠 반경도 모터 선택에 영향을 미칩니다.

가장 적합한 전기 모터를 선택하기 위한 구체적인 고려 사항은 다음과 같습니다.

전기자동차의 성능은 전기모터의 성능에 직접적으로 좌우됩니다. 모터의 성능은 견인모터의 토크-속도 및 전력-속도 특성에 따라 결정됩니다.

EV 모터의 적절한 출력 특성을 선택하는 것은 정전력 영역에서 가속 성능과 넓은 속도 범위 사이의 균형을 찾는 것이 필요하기 때문에 어려운 일입니다. 일정한 토크 작동 영역은 저속에서 좋은 시동과 오르막길 주행을 제공하는 데 중요합니다. 일정한 출력 영역은 평평한 표면의 최대 속도를 결정합니다.

로터는 기계적 동력을 전달하는 샤프트를 회전시키는 움직이는 부품입니다. 로터는 축에서 회전할 수 있도록 지지하는 베어링에 의해 지지되며, 전류가 공급되면 권선이 자극을 형성합니다. 고정자는 고정된 부분입니다.

전기 모터에서 자석은 와이어 루프를 통과하는 전류를 사용하여 회전을 생성하는 데 사용됩니다. 이러한 자석은 일반적으로 지리적으로 매우 제한된 공급망을 갖는 네오디뮴 및 디스프로슘과 같은 희토류 재료로 만들어집니다. 중국은 전 세계 희토류 생산량의 대부분을 차지해 가격 변동성이 크다.

비용 및 가용성 문제 외에도 이러한 물질은 추출, 거래 및 폐기와 관련하여 중요한 환경적, 정치적, 윤리적 문제를 불러일으킵니다.

희토류 원소의 사용을 피하는 모터 설계가 개발되고 있으며 컨트롤러와 함께 모터의 더 높은 수준의 최적화가 필요합니다.

최근 개발에는 동등한 유도 모터와 유사하거나 더 나은 전력 밀도를 갖는 페라이트 자석을 사용하는 스포크 로터 PMSM이 포함됩니다. 다른 혁신에는 자석을 구리 권선으로 교체하기 위해 권선형 회전자 구성을 활용하는 것, 알루미늄 회전자 유도 모터 및 회전자에 자석이나 구리가 필요하지 않은 스위치드 릴럭턴스 모터가 포함됩니다.

동기 릴럭턴스 모터의 주요 특징은 희토류 영구자석을 사용하지 않고 동기 속도에서 효율이 높다는 점입니다. 자기소거에 대한 우려가 없으므로 본질적으로 영구 자석 모터보다 신뢰성이 더 높습니다.

동기식 릴럭턴스 모터의 주요 장점은 회전자 손실을 무시할 수 있다는 것입니다. 동기식 릴럭턴스 모터의 열 감소는 토크 및 전력 밀도를 향상시켜 주어진 정격에 대해 더 작은 크기를 허용합니다. 또한 이 모터는 낮은 토크 리플과 진동 수준으로 인해 조용합니다.

효율성 향상

효율성은 전기 모터의 중요한 요소이며, 향후 개발은 효율성을 더욱 높이는 데 중점을 둘 가능성이 높습니다. 여기에는 새로운 재료의 사용, 향상된 디자인, 더욱 발전된 제어 알고리즘이 포함될 수 있습니다.

IoT와의 통합

IoT 시스템과의 통합성이 향상되어 원격 모니터링, 제어 및 최적화가 가능합니다.

디자인의 진화