전기모터, 전기차] 열 손실: 속도에 따른 동손과 철손, 적층길이와 효율

 

 

 전기모터의 회전/토크 선도, 차량의 요구사항

 

전기모터가 각광 받는 이유 중 하나가

 

자동차에서 요구하는 속도/토크 곡선과 유사한 형상을 보이기 때문입니다.

 

 

저속에서는 고토크를, 고속에서는 비교적 안정적인 저토크를 내는 것이 전기모터의 일반적인 특징입니다.

 

2022.03.27 - [정리, 공부/자동차, 친환경차] - 전기모터, 전동기] 내연기관(변속기)과 전기모터(감속기), 차량 주행의 요구 토크

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

 

 모터에서 발생하는 손실

 

전기모터(EDU: 모터+감속기+인버터)에서 발생하는 주된 손실은

 

동손, 철손, 기계손이 있습니다.

 

기계손은 간단히 회전할 때의 베어링 손실, 감속기에서의 기어 마찰 손실 등이 있습니다.

 

 

 

동손은 모터의 회전을 위해 필요한 코일 다발이 전력을 받아 저항에 의해 발생하는 열손실입니다.

 

그렇기에 위의 그래프에서 고속을 내기 위해 출력을 증가함에 따라 동손 또한 증가할 것입니다.

 

silicon-mobility

 

하지만 회전에 의한 와류손, 유도손 등이 커지게 되면

 

모터의 디자인에 따라 동손 보다 철손이 많이 발생하는 구간이 위와 같이 나타나기도 합니다.

 

 적층 길이에 따른 열 손실, 효율

 

보통 모터(전동기)에서의 손실: 동손 > 철손 > 기계손

 

전동기의 적층 길이가 증가할수록 영구자석형 동기전동기의 철손은 적층 길이에 비례적으로 증가하고

 동손은 적층 길이에 반비례하여 감소하니

최적의 효율을 갖는 적층 길이 존재합니다.

 

 

적층

--> 철손에서 증가하는 손실보다 동손에서 떨어지는 손실이 더 크기에 효율 개선

--> 동손과 철손이 같아지는 지점까지 가능

 

하지만, 테슬라가 오일 특허를 품에 따라 많은 모터에 오일을 사용한 코일 직접 냉각이 들어가고

그렇기에 동손을 잡는 것 보다, 회전자에서 발생하는 철손을 잡는 것이 어렵기도 합니다.

 

테크월드 뉴스

샤프트에 냉각수를 흘려 전도로 회전자 코어를 냉각시켜주는 것으로 알고 있지만,,

 

직접 분사에 비해서는 효율이 떨어진다 알고 있습니다.

 

 

 

 

마치며

 

보통 모터(전동기)에서의 손실: 동손(~전력) > 철손(회전속도에 비례?) > 기계손(베어링, 감속기 기어 등의 마찰열)

 

적층2배 -> 동손 1/2 & 철손 2배 (보통 초기에 동손이 철손에 비해 아주 크기에, 동손이 반으로 줄고 철손이 2배가 된다면 손실측면에서 아주 이득)