전기차용 모터 7가지 유형
출시 날짜:
2022-12-19
전기 자동차에 사용되는 모터에는 브러시 DC 모터, 브러시리스 DC 모터, 영구 자석 동기 모터, 유도 모터, 스위치 릴럭턴스 모터, 동기 릴럭턴스 모터, 축 자속 코어리스 영구 자석 모터 등 7가지 유형이 있습니다.
전기 자동차에 사용되는 모터에는 브러시 DC 모터, 브러시리스 DC 모터, 영구 자석 동기 모터, 유도 모터, 스위치 릴럭턴스 모터, 동기 릴럭턴스 모터, 축 자속 코어리스 영구 자석 모터 등 7가지 유형이 있습니다.
브러시 DC 모터는 브러시를 사용하여 기계적 정류에 의해 모터 권선에 전류를 전달하는 간단한 DC 모터입니다. 전기자 또는 회전자에는 전자석이 있고 자기장에는 영구 자석이 있습니다. 이 모터는 작동하거나 속도를 변경하기 위해 컨트롤러가 필요하지 않으며 저속에서 최대 토크를 제공합니다. 단점으로는 부피가 큰 구조, 낮은 효율성, 열을 발생시켜 비효율성을 초래하는 브러시, 로터 중앙에 열이 발생하여 제거하기 어렵다는 점 등이 있습니다. 그 결과, 브러시 DC 모터는 더 이상 전기 자동차에 사용되지 않습니다.
영구 자석이 있는 브러시리스 DC 모터는 정류자와 브러시가 없기 때문에 브러시리스라고 불립니다. 전자식으로 정류되어 유지보수가 필요 없으며 시동 토크가 높고 최대 95~98% 효율의 견인 특성을 가지고 있어 고출력 밀도 설계에 적합합니다. 이러한 견인 특성으로 인해 브러시리스 DC 모터는 최대 출력이 60kW인 소형 차량용 전기 자동차에 널리 사용됩니다. 단점은 일정한 출력 범위가 제한되고 속도가 증가함에 따라 토크가 감소하며 영구 자석으로 인해 비용이 많이 든다는 점입니다. 도요타 프리우스는 브러시리스 DC 모터를 사용합니다.
영구 자석 동기 모터는 회전자에 영구 자석이 있으며, 높은 전력 밀도와 효율적인 견인 특성으로 높은 정격 출력을 제공하므로 다른 모터보다 가격이 비쌉니다. 이 모터는 기어 시스템 없이도 다양한 속도 범위에서 작동할 수 있습니다. 허브 애플리케이션에 효율적이고 컴팩트하며 저속에서도 높은 토크를 제공합니다. 단점은 허브에서 고속으로 작동할 때 철 소비량이 많다는 점입니다. 현재 영구 자석 동기 모터는 주로 쉐보레 볼트, 포드 포커스, 닛산 리프, BMW i3와 같은 하이브리드 및 전기 자동차에 사용됩니다.
인덕션 모터는 DC 모터만큼 고정된 전압과 주파수에서 높은 시동 토크를 생성하지 않습니다. 그러나 벡터 제어 또는 자기장 방향 제어와 같은 다양한 제어 방법을 사용하여 이를 변경할 수 있습니다. 이러한 제어 방법을 사용하면 모터 시동 시 트랙션을 만족시키는 데 필요한 최대 토크를 얻을 수 있습니다. 다람쥐 케이지 유도 모터는 유지 보수가 적고 수명이 길며 92% ~ 95%의 효율을 위해 설계되었습니다. 단점은 복잡한 인버터 회로가 필요하고 모터 제어가 어렵다는 점입니다. 저렴한 비용으로 인해 유도 모터는 고성능 전기 자동차를 위한 선택입니다. 테슬라 모델 S는 인덕션 모터의 고성능을 보여주는 좋은 예입니다. Toyota RAV4와 GM EV1도 이러한 모터를 사용합니다.
스위치드 릴럭턴스 모터는 권선이나 영구 자석이 없는 적층 강철 조각인 로터가 단순하고 견고한 구조로 되어 있는 가변 릴럭턴스 모터의 한 종류로, 이중 돌출부를 가지고 있습니다. 이는 로터 관성을 줄이고 가속도를 높이는 데 도움이 됩니다. 이 모터는 견고하기 때문에 고속 애플리케이션에 적합하며 높은 전력 밀도를 제공합니다. 단점은 제어가 복잡하고 스위칭 회로를 추가하면 노이즈가 발생한다는 것입니다. 동기 릴럭턴스 모터는 회전자의 교류축과 직축 릴럭턴스의 차이에 의해 토크가 발생하고 여자 권선이나 영구 자석이 없는 릴럭턴스 특성의 동기 모터입니다. 이 모터는 간단하고 견고한 구조로 인해 전기 및 하이브리드 자동차에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 로터 손실이 없고 같은 크기의 유도 모터보다 더 높은 영구 토크를 제공할 수 있다는 장점이 있습니다.
축 방향 자속 코어리스 영구 자석 모터는 현재 전기차용 최첨단 모터입니다. 외부 회전자에 슬롯이 없으므로 철심이 필요하지 않습니다. 또한 고정자 코어가 없으므로 가볍습니다. 에어 갭 자기장의 방사형 구성 요소는 더 높은 전력 밀도를 제공합니다. 이 모터의 로터는 휠 쪽에, 고정자 권선은 샤프트에 장착할 수 있습니다. 슬롯리스 설계로 구리 손실이 적고 효율이 높으며 사용 가능한 공간이 더 넓습니다. 이 모터는 르노 쿠페에 사용됩니다.
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