[전기차, 전기모터] 엔진과 구동모터, 내연기관과 전동기 각 원리, 비교

 

 

- 엔진과 구동모터

- 내연기관과 전동기

 

 엔진과 구동모터

 

엔진

 

화학에너지 -> 운동에너지 ~ 점화, 급격한 팽창 -> 피스톤에 부착된 커넥팅로드에 의해 크랭크샤프트에 힘이 전달(직선운동이 회전운동으로) -> 발생된 회전력이 변속기와 드라이브샤프트를 거쳐 휠까지 전달

엔진구조 및 명칭

환경규제 강화 & 자동차 무게를 줄이기 위해 엔진 경량화 -> 실리넏 헤드 커버와 실린더 블록을 기존의 철 소재 대신 마그네슘 합금/알루미늄 합금을 사용

그런이유로, 옛날 차 보다 최근 차들의 엔진은 엔진오일을 일찍 갈아줄 필요가 없음 (기존 철 소재에서 발생하던 버 같은 것들이 마그네슘 합금/알루미늄 합금에서는 훨씬 덜 발생)

 

구동모터

발생하는 소음과 진동이 매우 적다. 전기차 특유의 조용하고 안락한 승차감

(이라곤 하지만, 실제로 100km이상에선 특히 주로 모터가 달리는 뒷자석의 경우,, 엥엥 대는 거슬리는 소리가 심하긴 하다)

 

구동모터는 발전기로도 변환한다. 내리막길 등 탄력 주행 시 발생하는 운동에너지를 전기에너지로 전환해 배터리에 저장할 수 있다. 주행 중 속도를 줄일 때도 마찬가지다. 이를 회생제동 시스템이라 하고, 하이브리드의 연비가 좋게 나오는 이유이다.

 

2023.03.05 - [1차 정리 - 재정리 후 위로/자동차 관련 학술\공법\공부] - [전기차, 전기모터] PMSM 표면 부착형과 자석매입형

[전기차, 전기모터] PMSM 표면 부착형과 자석매입형

 

닛산 리프트 BLDC모터를, 테슬라 모델S와 모델3, BMW i3, 피아트 500e는 AC모터를, 현대 아이오닉 일렉트릭, 기아 쏘울 일렉트릭, 폭스바겐 e-골프, 포드 포커스 일렉트릭은 PMSM(영구자석형 동기모터)을 채택

(이라곤 하지만, 실제로 PMSM을 가장 많이 사용, 자석의 재료인 희토류의 가격이 높아질 때마다 비희토류 모터의 사용이 내부에서 말이 나오는 정도)

 

PMSM은 영구자석 동기 모터로, 브러쉬(와 정류자)가 없어서 내구성이 뛰어나고 계자 코일의 손실에 의한 온도 상승이 없어 이에 대한 보호가 필요없다는 장점이 있다.

 

 

차세대 모터로 인휠모터(In Wheel Motor)가 각광받고 있다. 인휠모터는 각 바퀴에 모터를 장착하는 개념을 의미한다. 구동 과정이 간소화돼 동력손실이 줄고, 각 바퀴 구동력을 독립적으로 제어할 수 있으며, 차체 무게를 줄일 수 있다. 하지만 구조가 복잡해 시스템 제어가 어렵다는 단점이 있다.

+ 4개의 바퀴에 모터를 모두 한번에 제어를 하는 것이 만만치 않다.

+ 차량 하중을 모터 축이 받아내야 한다. 서스팬션 등의 개선이 중요할지도?

+ NVH, 소음 진동 이슈가 심하다 한다.

 

Ex) 현대모비스의 e-코너 모듈

 

 

 

 

 

 내연기관과 전동기

 

 

내연기관 <--> 전동기

 

내연기관 = 응답속도 느림 = 엑셀을 밟은 시점으로부터  수백ms 이후 엔진이 응답

전동기 = 엑셀을 밟은 순간 수 ms 후 빠른 응답을 얻음 & 고정밀(토크/속도)제어 가능

 

전동기: 탑재 위치가 굉장히 자유로움 (배터리로부터 멀어도 ㄱㅊ. 공간만 주어지면 어디든 가능)

전기에너지 from 화석연료, 풍력, 태양열, 원자력 => 생각보다 전기 생산이 환경친화적이지 않다는 지적이 많다.

발전기: 전기와 동일한 기계(반대되는 목적) = 기계에너지 -> 전기에너지

핵융합시대: 핵융합 -> 진정한 의미의 친환경 전기자동차의 시대가 올 것이라 한다.

즉, 전기 생산까지 모든 것이 친환경적이게 된다면, 전기차가 진정한 친환경차라 불릴 수 있을 것이다.

그런 의미에서 수소차 및 수소생산에도 포커싱이 맞춰지는 것.

2022.03.25 - [정리, 공부/자동차, 친환경차] - 전기차] 전기차와 내연기관차 비교

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