전기모터, 전동기] 내연기관(변속기)과 전기모터(감속기), 차량 주행의 요구 토크

 

- 차량 주행의 요구 토크

- 내연기관, 엔진이 변속기를 사용하는 이유

- 전기모터, 전동기가 감속기만 필요한 이유

 

 차량 주행의 요구 토크

 

차량은 주행을 시작할 때 가장 큰 토크를 요구합니다.

우리가 바닥에 있는 무거운 물체나 상자를 밀 때 시작부분에서 가장 큰 힘을 필요로 하고 (정지마찰)

우리가 미는 물체가 어느정도 움직임에 들어서면 비교적 적은 힘으로도 관성을 받아 기존의 방향으로 나아갑니다. (운동마찰)

 

그것과 비슷하게 자동차 또한, 처음에 멈춰있는 구동축들을 돌려주는데 가장 큰 힘을 요구하고

자동차가 어느정도 안정적인 주행(비교적 비슷한 속도로 유지되는 구간)에 들어서면 적은 힘으로도 충분한 움직임이 가능합니다.

 

그렇게 고속으로 올라서면 이때부터는 필요한 토크는 줄어들고, 관성이 붙기에 토크가 줄어듭니다.

그리고 고속으로 움직이기 위해 충분한 RPM을 요구합니다.

 

 내연기관, 엔진이 변속기를 사용하는 이유

 

내연기관은

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차량이 요구하는 토크와 놓고 보면 위와 같은 경향을 그립니다.

그렇기에 엔진을 사용하여 차량을 구동하기 위해서는

차량이 요구하는 토크를 맞춰줄 추가적인 장치가 필요합니다.

 

그것이 변속기로

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본래의 경향이 차량이 요구하는 토크의 경향과 다르기에

구간을 나누어 최대한 차량이 요구하는 토크에 맞게끔 조율해주는 것이 변속기이고

여러 단이 필요한 이유입니다.

 

 

 전기모터, 전동기가 감속기만 필요한 이유

 

반면 전기모터는

포스트: 전기차의 심장 모터에 대해 알아보자

위와 같은 토크선도를 갖습니다.

저속에서는 고토크를 갖고 고속으로 올라갈수록 토크는 줄어든다.

자동차에서 요구하는 토크선도와 아주 비슷한 경향/형상을 갖습니다.

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또, 모터는 저속에서 고속까지 무단으로 부드럽게 변환 가능하기에 변속기가 필요 없다.

그렇기에 모터는 엔진처럼 변속기의 여러 단으로 차량의 요구 토크선도를 맞춰줄 필욕가 없고,

어느정도 토크의 절대값만 맞출 수 있게 일반적으로 감속기만 추가되면 됩니다.

 

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다만, 몇몇 기업(테슬라)은 전기모터 또한 2단정도의 변속기 개념을 적용하여 조금 더 요구 토크선도에 맞추고자 하는 노력도 보이고 있습니다.

= 2단 감속기

 

 

추가적으로,

 

전기모터는 엔진과 달리 발전기로서의 역할도 합니다.

역으로 힘이 들어가면(마이너스 토크) 발전기 역할을,

 

엔진의 1/3 정도로 가격 형성

• 엄청 작은 공차를 요구하는 변속기가 필요하지 않고 (엄청난 정밀도를 요구하는 변속기)
• 모터는 엔진에 비해 비교적 낮은 기술력으로도 따라해볼 수 있는 분야 (그렇다고 정밀할 필요가 없고 한 것은 아니지만)
• 엔진에 비해 들어가는 부품도 구성도 모터가 확실히 적기에

 

Ref

현대 H모빌리티

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