전기차 전동기(모터)의 장단점 & 어떤 기술이 더 필요한가

- 전기차 전동기(모터)의 장점

- 전기차 전동기(모터)의 단점

- 전기차 전동기(모터)의 효율 상승을 위해 어떤 기술이 더 필요한가

 

전기차 전동기(모터)의 장점

• 고효율 작동(에너지 손실, 발열 비교적 적어), 저속에서 고출력(고토크)이 가능하다(발진장치가 필요하지 않다.), 회생 제동 가능(발전기 역할)
•  
• 고효율, 최고효율 95%인 모터 + 인버터의 효율도 매우 높아(동력원에 의한 발열을 최소화할 수 있는 고효율 시스템 구성)
• 에너지 수송 용이
• (하지만 실질, 연료생산부터의 전체 효율은 내연기관 차량과 10% 차이) 

 

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• 핵융합 같은, 충분한 에너지 발전량과 친환경적인 발전방법이 가능하다면 100%에 가까운 친환경성이 가능할 것이다.

 

매일경제

 

 

• 모터의 즉각 응답을 통한 빠른 제어 <-> 내연기관: 점화타임 – 밸브 – 클러치 – 변속제어)
• 파워트레인 구조 단순화 (클러치, 변속기 등 불필요) = 비용 절감
• 탑재 위치의 자유도: 엔진 위치는 거의 정해졌지만, 전기차는 기존 내연기관 대비 부속장치가 적고, power-by-wire를 통한 탑재 위치의 자유도가 높음(전선만 잘 연결된다면 위치의 자유도가 어느정도 보장됨) + 효율이 비교적 높기에 냉각시스템 등의 공간 차지도 준다.
• 소음과 진동이 작다

 

전기차 전동기(모터)의 단점

 

 

하지만 배터리는 무겁고 고비용에 느린 충전시간, 저용량(저 에너지밀도) + 외기온도가 매우 낮을 때, 전기를 사용해 실내 온도를 유지해야함 -> 새로운 전극 물질 + 대량생산체제 + 히트펌프 시스템 등이 필요

 

 

기아자동차

 

 

어려운 에너지 저장 (에너지 밀도, 용량, 무게 등) ~ 발전 속도가 더딘 이유

 

 

vimeo

 

 

가솔린의 에너지 밀도: 약 12,200 Wh/kg

급유시간 '분' 단위 -> 충전시간 '시간' 단위

 

 

 

전기차 전동기(모터)의 효율 상승을 위해 어떤 기술이 더 필요한가

 

• 고효율 모터 설계 기술 + 출력 향상 기술 + 냉각 성능 개선 기술 -> 차량의 효율과 높은 연관성
• 영구자석 동기모터 구조 최적화, 권선 형상 최적화, 희토류 등 관련 소재 기술
• 모터 구동 제어 수행을 위한 인버터 관련 기술: 차세대 파워소자 + 냉각 구조/소재 개선 = 효율 향상
• 모터의 경량화 설계 기술 (전동화 파워트레인은 기계적 요소가 적기에): 모터, 인버터, 감속기 등 하우징 통합 기술 -> 부피, 무게 감소 & 생산 단가 절감 효과 기대 (추가적으로 모비스는 e-모터 모듈 기술을 추가하고자)
• 영구자석형 동기모터의 철손을 줄이기 위해 클러치 장착 -> Coasting 구간에서 시스템 효율 높임

 

 

 

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