전기차에 사용되는 4가지 주요 전기 모터 유형: 간단한 가이드

전기차는 정말 조용하고 빠릅니다. 또한 매우 단순해 보였습니다. 전기 자동차의 모터는 자동차의 심장과도 같습니다. 자동차의 주행 방식, 주행 가능 거리, 심지어 가격까지 영향을 미칩니다. 저는 이 모터를 연구하는 데 많은 시간을 보냈습니다. 이제 제가 배운 것을 여러분께 알려드리고자 합니다. 이 기사에서는 전기 자동차에 사용되는 네 가지 주요 전기 모터에 대해 설명합니다. 각각의 특별한 점이 무엇인지 알게 될 것입니다. 읽고 나면 전기 자동차를 훨씬 더 잘 이해하게 될 것입니다.

전기 모터란 무엇이며 차량에서 중요한 이유는 무엇인가요?

간단한 사실부터 시작하겠습니다. 전기 모터는 장치입니다. 전기를 사용하여 움직임을 만들어냅니다. 전기 자동차에서는 이 움직임이 바퀴를 돌리게 합니다. 전기 모터는 가스를 사용하는 자동차에 있는 내연기관을 대신합니다. 전기 모터는 가스 엔진과 다릅니다. 즉각적인 토크를 제공합니다. 즉, 페달을 밟자마자 차의 속도가 바로 빨라집니다.

전기 자동차에 탑재되는 모터의 종류는 매우 중요합니다. 모터의 설계 방식에 따라 차량의 효율성이 달라집니다. 또한 출력과 무게도 달라집니다. 어떤 모터는 많은 힘을 내는 데 매우 능숙합니다. 다른 모터는 매우 효율적으로 만들어집니다. 이는 한 번 배터리 충전으로 더 먼 거리를 주행하는 데 도움이 됩니다. 어떤 종류의 모터를 선택하느냐에 따라 자동차를 운전하는 느낌에 영향을 미칩니다. 다양한 유형의 전기 모터를 이해하면 한 차량이 다른 차량과 다르게 느껴지는 이유를 알 수 있습니다. 모터는 자동차를 앞으로 나아가게 하는 시스템의 주요 부분입니다.

전기 자동차에 브러시드 DC 모터가 여전히 사용되나요?

오래전에 저는 전자제품을 가지고 놀곤 했어요. 그때 저는 간단한 브러시 DC 모터에 대해 알게 되었습니다. 이것은 아주 오래된 종류의 전기 모터입니다. 브러시라는 부품으로 작동합니다. 브러시는 로터에 전력을 공급하고 로터는 회전하는 부품입니다. 로터에는 권선이라고 하는 와이어 코일이 있습니다. 전기가 이 권선을 통과하면 자기장이 만들어집니다. 이 자기장은 움직이지 않는 부분인 고정자를 밀어냅니다. 이 힘으로 회 전자가 회전합니다. 정류자라는 부품은 로터가 계속 회전할 수 있도록 도와줍니다.

브러시드 DC 모터는 간단하고 속도를 쉽게 제어할 수 있습니다. 하지만 큰 문제가 있습니다. 시간이 지나면 브러시가 마모된다는 것입니다. 즉, 고치거나 교체해야 합니다. 이 때문에 대형 자동차 회사의 신형 전기 자동차에서는 이 DC 모터를 볼 수 없습니다. 가격이 비싸지 않기 때문에 집에서 만든 소형 전기차나 초경량 전기차에 사용되기도 합니다. 그러나 일반 크기의 자동차의 경우 속도가 제한되고 수리가 필요하기 때문에 좋지 않은 선택입니다.

브러시리스 DC 모터가 좋은 선택인 이유는 무엇인가요?

브러시리스 DC 모터(또는 BLDC 모터)는 브러시가 있는 모터보다 훨씬 낫습니다. 이름에서 알 수 있듯이 이 모터에는 브러시가 없습니다. 스마트 전자 장치를 사용하여 고정자의 자기장 방향을 변경합니다. 따라서 모터의 수명이 길어지고 에너지 사용량이 줄어듭니다. 저는 이 모터가 매우 좋은 옵션이라는 것을 알았습니다. 쉽게 마모되는 부품이 없기 때문에 수리 작업이 덜 필요하죠. 이 브러시리스 디자인은 중요한 특징입니다.

BLDC 모터는 전력 밀도가 우수합니다. 즉, 많은 전력을 생산할 수 있지만 여전히 작고 가볍습니다. 회전력(토크)이 좋고 에너지를 많이 낭비하지 않습니다. 이 브러시리스 DC 모터는 스쿠터, 전기 자전거 및 일부 소형 자동차와 같은 소형 전기 자동차에서 찾을 수 있습니다. 이러한 특징 덕분에 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 이 bldc 모터는 잘 작동하는 것으로 유명하며 여러 가지 용도로 널리 사용되는 모터 유형입니다.

AC 유도 전동기는 어떻게 작동하나요?

AC 유도 모터는 매우 강력하고 신뢰할 수 있습니다. 저는 니콜라 테슬라가 100년 전에 이런 유형의 모터를 발명했다는 사실에 놀랐습니다. 인덕션 모터는 특별합니다. 로터에 영구 자석이 없기 때문이죠. 대신 고정자에 회전하는 자기장을 사용합니다. 이 자기장은 회전자에 전류를 생성합니다. 이 전류는 두 번째 자기장을 만듭니다. 두 자기장이 함께 작용하면 로터가 회전합니다.

이런 종류의 모터는 매우 견고하고 오래 지속되는 것으로 유명합니다. 또한 제작 비용도 저렴합니다. 자석을 사용하지 않기 때문에 특수 재료의 높은 가격에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 잘 알려진 테슬라 모델 S는 처음 출시되었을 때 인덕션 모터를 사용했습니다. 이 AC 유도 모터는 매우 강력하고 많은 토크를 낼 수 있습니다. 하지만 다른 모터 유형과 비교했을 때 저속에서는 에너지를 조금 더 낭비할 수 있습니다. 로터와 고정자의 단순한 디자인 덕분에 오래 사용할 수 있습니다.

영구 자석 동기 모터가 인기 있는 이유는 무엇일까요?

요즘 대부분의 신형 전기차에는 영구자석 동기 모터(PMSM)가 장착되어 있습니다. 저는 이것이 현재 전기차를 발전시키는 데 가장 적합한 기술이라고 생각합니다. 이 동기식 모터는 회전자에 강력한 영구 자석이 있습니다. 고정자는 회전하는 자기장을 만듭니다. 로터의 영구 자석은 이 자기장을 따라 회전합니다. 정확히 같은 속도로 회전합니다. 이것이 바로 동기 모터라고 부르는 이유입니다.

PMSM이 사랑받는 가장 큰 이유는 매우 효율적이고 전력 밀도가 높기 때문입니다. 로터에는 이미 영구 자석의 자기장이 있습니다. 따라서 모터를 만들기 위해 더 많은 전기를 사용할 필요가 없습니다. 따라서 모터는 에너지 절약에 매우 효과적입니다. 이는 차량이 더 먼 거리를 갈 수 있음을 의미합니다. pmsm 모터는 또한 놀라운 토크 밀도를 가지고 있습니다. 이것은 차량에 매우 좋은 성능을 제공합니다. 쉐보레, 현대, 심지어 새로운 테슬라 모델과 같은 브랜드의 많은 인기 전기 자동차는 영구 자석 동기식 모터를 사용합니다.

스위치드 릴럭턴스 모터는 미래의 옵션인가요?

스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)는 매우 흥미로운 선택입니다. 전기 자동차에는 잘 알려지지 않은 옵션이라고 생각합니다. 유도 모터와 마찬가지로 스위치드 릴럭턴스 모터에는 영구 자석이 없습니다. 로터는 이빨처럼 돌기가 있는 단순한 강철 조각일 뿐입니다. 고정자에는 권선이 있습니다. 컴퓨터는 완벽한 순간에 특정 권선에 작은 전기를 조금씩 보내줍니다. 이렇게 하면 로터의 톱니가 고정자의 전원이 켜진 부분으로 당겨집니다. 이 동작으로 로터가 회전합니다.

SRM의 가장 큰 장점은 매우 저렴하고 튼튼하게 제작되었다는 점입니다. 로터에 권선이나 영구 자석이 없기 때문에 저렴하고 튼튼합니다. 하지만 몇 가지 문제가 있습니다. SRM은 고르지 않은 토크에 문제가 있을 수 있습니다. 이로 인해 흔들리거나 소음이 많이 발생할 수 있습니다. 이를 원활하게 작동시키려면 매우 스마트하고 복잡한 전력 전자 장치가 필요합니다. 일부 회사에서는 자동차용 스위치드 릴럭턴스 모터를 검토하고 있지만 소음과 제어가 어렵기 때문에 오늘날 전기 자동차에서는 일반적이지 않습니다. SRM 설계는 간단하지만 제어는 그렇지 않습니다.

전기차에 사용되는 다양한 유형의 모터를 어떻게 비교할 수 있을까요?

나란히 사용되는 다양한 종류의 모터를 살펴보는 것이 도움이 됩니다. 각 모터 유형에는 좋은 점과 나쁜 점이 있습니다. 자동차 회사는 비용, 성능 및 효율성을 고려해야 합니다. 새로운 전기 자동차의 모터를 선택할 때 균형점을 찾아야 합니다. 모터 유형 선택은 차량에 매우 중요합니다.

다음은 전기 자동차에 사용되는 네 가지 주요 전기 모터를 비교하는 간단한 표입니다:

보시다시피 영구 자석 동기 모터(PMSM)는 에너지 절약과 동력 공급에 있어 최고의 결과를 제공합니다. 하지만 영구 자석의 재료가 비싸기 때문에 비용이 더 높습니다. AC 유도 모터는 견고한 성능과 저렴한 가격의 좋은 조합을 제공합니다.

유명 전기 자동차에는 어떤 모터 유형이 사용되나요?

대형 자동차 회사들이 무엇을 하고 있는지 보는 것은 항상 흥미롭습니다. 그들이 전기 자동차에 어떤 모터를 사용하는지 살펴보면 기술에 대해 많은 것을 알 수 있습니다.

• Tesla Model S/X(초기 모델): 대부분 AC 유도 모터를 사용했습니다. 모터가 얼마나 강력하고 신뢰할 수 있는지 보여주기 때문에 흥미로웠습니다.
• 테슬라 모델 3/Y: 영구 자석 동기 모터(PMSM)를 사용합니다. 이러한 변화는 최고의 효율성과 최장 주행 거리를 원했음을 보여줍니다.
• 쉐보레 볼트 EV: 이 인기 있는 전기차는 영구 자석 동기식 모터(PMSM)를 사용하는데, 크기에 비해 출력이 크고 효율이 매우 높기 때문입니다.
• 닛산 리프: 또한 동기식 모터를 사용합니다.
• 도요타 프리우스(하이브리드): 일종의 영구 자석 모터를 사용하여 가스 엔진을 돕습니다.
• BMW i3: 이 차량은 또한 특별한 종류의 동기식 모터를 사용합니다.

제가 보는 패턴은 더 많은 기업이 영구 자석 모터(PMSM)를 사용하고 있다는 것입니다. 특히 배터리로 최대한의 주행 거리를 확보하기 위해 열심히 노력하는 기업들은 이러한 모터의 성능이 더 뛰어나기 때문입니다. 영구 자석 모터의 높은 토크는 자동차가 출발부터 빠른 속도를 낼 수 있게 해줍니다.

전기 자동차에 가장 적합한 모터 유형은 무엇인가요?

사람들이 자주 묻는 질문입니다. 정답은 이것입니다. 모든 것을 위한 단 하나의 '최고의' 모터는 존재하지 않는다는 것입니다. 자동차의 주요 목표에 따라 가장 좋은 모터의 종류는 달라집니다. 단순하고 비용이 많이 들지 않는 전기 자동차를 만들고자 하는 회사라면 인덕션 모터를 고려할 수도 있고, 나중에 SRM을 고려할 수도 있습니다. 인덕션 모터의 가격이 저렴하면 차량 전체를 더 저렴하게 구매할 수 있습니다.

하지만 가장 먼 거리를 가장 빠르게 달릴 수 있는 자동차를 만들 계획이라면 영구 자석 동기 모터(pmsm)가 현재로서는 최고의 선택입니다. pmsm의 높은 전력 밀도는 더 작고 가벼운 전기 모터에서 더 많은 전력을 얻을 수 있음을 의미합니다. 이는 차량 전체를 더 가볍게 만들고 에너지를 절약하는 데 도움이 됩니다. 따라서 "최고의" 모터는 가격, 작동 성능, 특정 전기 자동차에 얼마나 많은 에너지를 절약할 수 있는지 사이의 균형입니다. 모터는 자동차를 움직이기 위해 다양한 종류의 기술을 사용합니다.

전기 자동차 모터의 미래는 어떻게 될까요?

미래를 생각하면 전기 모터 기술에 대한 흥미롭고 새로운 아이디어가 많이 떠오릅니다. 널리 사용되는 영구 자석 모터의 가장 큰 문제는 영구 자석에 희토류 금속이라는 특수 소재가 필요하다는 점입니다. 이러한 재료는 많은 비용이 들 수 있습니다. 또한 구하기도 어려울 수 있습니다. 이러한 이유로 많은 회사들이 새로운 모터 디자인을 개발하고 있습니다. 이러한 디자인은 자석을 더 적게 사용하거나 아예 자석을 사용하지 않습니다. 하지만 여전히 PMSM의 고효율과 고출력을 유지하려고 노력합니다.

또한 스위치 릴럭턴스 모터(srm)의 더 나은 버전이 나올 수도 있습니다. 더 조용하고 부드럽게 작동하도록 더 나은 제어 시스템을 갖출 수도 있습니다. 또한 값비싼 자석이 필요 없는 새로운 종류의 동기식 모터가 등장할 수도 있습니다. 주요 목표는 변하지 않습니다. 전기 모터를 더 작고, 무겁지 않고, 저렴하고, 에너지를 더 잘 절약할 수 있도록 만드는 것입니다. 배터리가 더 좋아지면 모터도 더 좋아질 것입니다. 이렇게 되면 미래의 전기 자동차는 지금 우리가 운전하는 것보다 훨씬 더 나은 자동차가 될 것입니다. 모터는 이러한 변화에서 매우 중요한 부분입니다.

기억해야 할 주요 사항

• 전기 모터는 전기차의 심장과도 같습니다. 전기를 사용하여 움직임을 생성하고 자동차의 주행 감각을 결정합니다.
• 사용되는 전기 모터에는 크게 네 가지 종류가 있습니다: 브러시리스 DC(BLDC), AC 인덕션, 영구 자석 동기식(PMSM), 스위치드 릴럭턴스(SRM).
• 브러시드 DC 모터 는 오래된 기술입니다. 오늘날 구매할 수 있는 신형 전기 자동차에는 사용되지 않습니다.
• AC 인덕션 모터 는 견고하고 신뢰할 수 있으며 제작 비용이 많이 들지 않습니다. 테슬라는 이를 사용하는 것으로 유명합니다.
• 영구 자석 동기 모터(PMSM) 가 현재 가장 일반적인 선택입니다. 에너지를 가장 잘 절약하고 크기에 비해 많은 출력을 제공합니다. 따라서 주행 거리가 길어지고 성능이 향상됩니다.
• "최고의" 모터는 차량마다 다릅니다. 가격, 성능, 에너지 절감량 사이의 균형이 중요합니다.