성능과 범위를 위해 올바른 전기 자동차 모터 선택

소개

전기 자동차 (EV) 혁명은 자동차 산업을 재구성하여 전통적인 내부 연소 엔진 (ICE) 차량에 대한 친환경 대안을 제공합니다. 이 전환의 핵심에는 차량의 성능과 범위를 결정하는 핵심 구성 요소 인 전기 자동차 모터가 있습니다. 올바른 모터를 선택하는 것은 가속도, 구동 역학 및 차량의 효율성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 차량이 한 번의 충전을 할 수있는 정도를 해석하기 때문에 중요합니다.

전기 자동차 모터의 중요성은 범위를 포함하여 성능을 넘어 확장되어 운전 경험을 극대화하고 재충전 빈도를 최소화하려는 소비자에게 중요한 결정입니다. 전기 차량 기술이 계속 발전함에 따라, 중요한 발전 중 하나는 직접 모터 드라이브 시스템으로, 전통적인 구동계의 비 효율성을 제거하여 성능과 범위를 최적화하는 것을 목표로합니다.

전기 자동차 모터 이해

그만큼전기 자동차 모터차량의 배터리에 저장된 에너지를 기계적 전력으로 변환하여 차량을 앞으로 추진하는 핵심 구성 요소입니다. 전력을 생성하기 위해 연료를 연소하는 기존 엔진과 달리 전기 모터는 전자기의 원리에 따라 작동합니다. 전기가 모터의 코일을 통해 흐르면 다른 자석 세트와 상호 작용하는 자기장을 생성하여 회전 운동을 생성하여 휠을 구동합니다.

전기 모터의 유형

글로벌 전기 자동차 시장 성장 : 전기 자동차 시장은 급속한 성장을 겪고 있으며, 2022 년에 글로벌 전기 자동차 판매량은 1 억 5 천 5 백만 대에 이르렀으며, 국제 에너지 기관 (IEA)에 따르면 전년도 (2021)보다 55% 증가했습니다. 전기 자동차 모터 시장은 차량 제조업체가보다 고급 전기 구동계를 채택함에 따라 이러한 추세와 직접 연결되어 있습니다. 전기 자동차 모터의 작동 방식을 완전히 이해하려면 사용 가능한 다양한 유형을 아는 것이 필수적입니다. 각 모터 유형에는 성능, 효율성, 범위 및 비용 측면에서 장점과 트레이드 오프가 있습니다.

직접 모터 드라이브 시스템

• 작업 원칙 :직접 모터 드라이브 시스템은 전송 또는 기어 박스와 같은 전통적인 기계적 연결이 필요하지 않습니다. 대신, 모터는 휠이나 액슬에 직접 연결되어 모터에서 휠로 직접 전원을 전달합니다.
• 이익:추가 이동 부품을 제거함으로써 직접 모터 드라이브 시스템은 마찰로 인한 기계적 손실을 줄이고 에너지 효율을 향상 시키며 체중을 줄입니다. 또한 차량 응답 성과 제어를 향상시킬 수 있으며, 이는 특히 성능 지향 차량에 유리합니다.
• 응용 프로그램 :이 시스템은 스포츠카 또는 RIMAC NeverA와 같은 성능 EV와 같이 효율성과 고성능이 핵심 인 고급 전기 자동차 설계에서 인기를 얻고 있습니다.

1.영구 자석 동기 모터 (PMSM)

영구 자석 동기 모터 (PMSM)는 최신 EV에서 가장 일반적으로 사용되는 모터 유형입니다. Global EV 시장의 70% 이상이 PMSM 기술, 특히 중간 범위 및 고성능 차량에 PMSM 기술을 사용합니다.

• • 작업 원칙 :이 유형의 모터는 영구 자석을 사용하여 자기장을 만듭니다. 차량 휠에 연결된 로터는 고정자 (모터의 고정 부분)의 변화하는 자기장과 동기로 회전합니다.
  • 이익:PMSM은 매우 효율적이므로 대부분의 현대 전기 자동차, 특히 고성능 및 범위를 목표로하는 전기 자동차에서 선호하는 이유입니다. 그들은 즉각적인 토크와 빠른 가속을 제공합니다.
  • 응용 프로그램 :Tesla Model 3 및 Nissan Leaf와 같은 중간 범위 및 고성능 EV에서 발견됩니다.

2.유도 모터 (IM)

• • 작업 원칙 :유도 모터는 회전 자기장을 생성하기 위해 전자기 유도에 의존합니다. PMSMS와 달리 영구 자석을 사용하지 않으므로 더 저렴합니다.
  • 이익:이 모터는 견고성과 신뢰성으로 유명합니다. 그들은 특히 가속도 측면에서 우수한 성능을 제공하며 감속 할 때 에너지를 재생할 수 있습니다.
  • 응용 프로그램 :이전 Tesla Model S 및 Model X 차량에서 사용됩니다.

3.스위치 릴리하기 모터 (SRM)

• • 작업 원칙 :SRMS 기능은 고정자에서 회전 자기장을 생성하기 위해 전류 켜기 및 끄기를 전환하여 기능합니다. 이 유형의 모터는 내구성이 뛰어나고 단순합니다.
  • 이익:SRM은 비용 효율적이며 다른 모터 유형보다 가볍고 컴팩트하도록 설계 될 수 있습니다.
  • 응용 프로그램 :여전히 널리 사용되지는 않지만 SRM은 예산 친화적 인 EV에 사용하기 위해 탐색되고 있습니다.

모터를 선택할 때 고려해야 할 주요 요인

전기 자동차 모터를 선택할 때 기본 고려 사항은 성능과 범위의 두 가지 주요 측면을 중심으로 진행됩니다. 이러한 요인에 영향을 미치는 요인과 다른 모터 유형이 귀하의 요구에 어떻게 맞는 지 고려해 봅시다.

에이. 성능 요구

성능은 종종 올바른 전기 자동차 모터를 선택하는 데 중요한 드라이버입니다. 많은 소비자의 경우 가속, 토크 및 취급이 가장 중요합니다. 전기 자동차 모터는 차량이 최고 속도에 얼마나 빨리 도달 할 수 있는지, 그리고 빠른 가속도에서 얼마나 반응하는지에 영향을 미칩니다.

• 토크 및 가속도 :토크는 차량이 가속화 할 수있는 힘입니다. 전기 모터는 최대 토크를 즉시 제공한다는 점에서 내연 기관에 비해 뚜렷한 이점이 있으며, 이는 정지에서 즉각적인 가속으로 해석됩니다. 전기 모터, 특히 영구 자석 동기 모터 (PMSM)는 전통적인 아이스 차량과 달리 가속기를 누르면 토크의 100%를 즉시 제공합니다. 이로 인해 더 빠른 가속화와 매끄러운 운전 경험이 발생합니다.

가속 성능 :

• Tesla Model S Plaid :듀얼 모터 전 륜구동 설정 및 전기 모터가있는 1.99 초 만에 0-60mph.
• RIMAC NEVERA :1.85 초 만에 0-60mph, 4 개의 전기 모터가있는 직접 모터 드라이브 시스템으로 구동됩니다.
• 명쾌한 에어 드림 에디션 :2.5 초 만에 0-60mph, PMSM으로 구동됩니다.
• 최고 속도 및 취급 :모터가 지속적인 전력을 전달하는 능력은 최고 속도와 차량의 시간에 따른 속도를 유지하는 능력에도 영향을 미칩니다. PMSM과 같은 성능 중심의 모터는 높은 토크와 높은 회전 속도를 모두 제공하므로 스포츠카 또는 고급 세단과 같은 우수한 가속 및 취급이 필요한 차량에 이상적입니다.

전기 성능 모터는 전 륜구동을위한 이중 운동 시스템과 점점 더 짝을 이루어 트랙션과 가속도를 모두 향상시킵니다. 이 시스템은 Tesla Model S Plaid와 같은 고성능 차량에 이상적이며 2 초 미만으로 0 ~ 60mph로 가속화 할 수 있습니다.

비. 범위 최적화

범위는 아마도 많은 전기 자동차 구매자에게 가장 중요한 요소 일 것입니다. 단일 요금으로 얼마나 멀리 여행 할 수 있는지 결정합니다. 이는 특히 장거리 운전자에게 큰 고려 사항이 될 수 있습니다. 장거리 범위를 달성하기위한 열쇠는 모터의 효율성에 있습니다. 배터리의 전기 에너지가 얼마나 많은 전기 에너지가 추진력으로 사용 가능한 전력으로 변환되는지입니다.

• 운동 효율 :전기 모터는 전통적인 내부 연소 엔진 (ICE)의 경우 20-30%에 비해 약 85-90%의 효율 수준에 도달 할 수 있습니다. 전기 자동차는 운전 조건, 운동 효율 및 중량에 따라 배터리 에너지의 kWh (킬로와트시) 당 3 ~ 5 마일의 에너지 소비 수치를 달성 할 수 있습니다. PMSM 및 직접 모터 드라이브 시스템과 같은 효율적인 모터는 에너지 손실을 줄임으로써 범위를 최대화하는 데 도움이됩니다. 예를 들어, 직접 모터 드라이브 시스템은 전통적인 기어 시스템에서 발견되는 마찰 손실을 줄이고 배터리 에너지의 더 많은 부분이 움직임으로 변환되도록 설계되었습니다.
• 배터리 크기 및 무게 :범위는 또한 배터리 크기의 영향을받습니다. 그러나 대형 배터리가 무겁고, 이는 매우 효율적인 모터에서 일부 이득을 상쇄 할 수 있습니다. 그렇기 때문에 기어 박스와 같은 무거운 기계적 구성 요소의 필요성을 제거하는 가벼운 직접 모터 드라이브 시스템이 범위와 효율성의 균형을 유지하기 위해 채택되는 이유입니다.
• 테슬라 모델 S :장거리 플러스 버전의 100kWh 배터리는 단일 충전으로 약 370 마일의 범위를 제공합니다.
• 포드 머스탱 마하 -E :75.7kWh 배터리가있는 Mach-E는 표준 버전에서 230 마일, 확장 배터리 버전에서 최대 312 마일을 제공합니다.

전기 자동차 모터 기술 비교

전기 자동차 모터의 선택은 성능과 범위 모두에 영향을 줄 수있는 중요한 결정입니다. 여기서 우리는 가장 일반적인 모터 기술을 비교하고 그 이점을 조사합니다.

직접 모터 드라이브 시스템

• 장점 :이 시스템은 전통적인 기어 박스의 필요성을 제거하여 기계적 손실을 줄이고 효율성을 향상시킵니다. 또한 휠에 직접 전력 전달을 제공하여 응답 성과 제어를 향상시킵니다.
• 단점 :직접 모터 드라이브 시스템의 통합은 고급 엔지니어링이 필요하며 생산 비용이 더 비쌀 수 있습니다.
• 응용 프로그램 :이 시스템은 일반적으로 성능 차량에 사용되며 RIMAC 및 Lucid Motors와 같은 회사의 차세대 전기 자동차에 통합되고 있습니다.

에이. 영구 자석 동기 모터 (PMSM)

• 장점 :이 모터는 고효율을 제공하며 이는 운전 범위를 극대화하는 데 중요합니다. 또한 즉각적인 토크를 생성하므로 빠른 가속과 부드러운 운전을 의미합니다.
• 단점 :PMSM은 희귀 한 지구 재료로 만들어진 영구 자석 비용으로 인해 더 비쌉니다. 그러나 가격은 효율성과 성능 향상에 의해 정당화됩니다.
• 응용 프로그램 :BMW I4 및 Porsche Taycan과 같은 고급 EV를 포함하여 대부분의 고성능 전기 자동차에서 발견됩니다.

비. 유도 모터 (IM)

• 장점 :유도 모터는 강력하고 비용 효율적이므로 대량 시장 차량에 적합한 선택입니다. 그들은 내구성이 뛰어나고 높은 하중을 처리 할 수 ​​있습니다.
• 단점 :PMSMS와 비교할 때 유도 모터는 덜 효율적인 경향이 있으므로 동일한 배터리 크기에 대해 약간 낮은 범위를 제공 할 수 있습니다.
• 응용 프로그램 :Tesla Model S 및 Model X와 같은 초기 Tesla 모델에서 사용됩니다. 많은 산업 응용 분야에서도 발견됩니다.

기음. 스위치 릴리하기 모터 (SRM)

• 장점 :SRM은 단순하고 내구성이 뛰어나며 비용 효율적입니다. 그들은 영구 자석이 필요하지 않아 값 비싼 재료에 대한 의존도를 줄입니다.
• 단점 :시끄러운 경향이 있으며 PMSM에 비해 효율이 낮습니다.
• 응용 프로그램 :SRM은 여전히 ​​전기 자동차에 사용하기 위해 개발 중이지만 산업 및 저렴한 응용 분야에서 더 일반적으로 사용됩니다.

모터 유형을 차량 범주에 일치시킵니다

모터 선택은 종종 차량의 유형과 의도 된 사용에 따라 다릅니다. 다음은 다양한 전기 자동차 모터가 다양한 차량 범주와 어떻게 맞습니까?

1.소형 자동차

소형 전기 자동차의 경우 효율과 비용이 종종 우선 순위가 지정됩니다. PMSM은 닛산 리프와 같은 소형 EV에 이상적이며, 이는 차량을 저렴하고 가벼운 상태로 유지하면서 범위를 최대화하는 데 중점을 둡니다. 이 모터는 비용을 크게 증가시키지 않고 더 긴 여행에 필요한 효율성을 제공합니다.

2.성능 차량

Tesla Model S Plaid와 같은 고성능 전기 자동차의 경우 직접 모터 드라이브 시스템 및 고효율 PMSM이 선호됩니다. 이 시스템은 우수한 가속, 취급 및 효율성을 제공하여 스포츠카의 고속 수요에 이상적입니다.

3.상업용 및 유틸리티 차량

전기 트럭 및 상업용 차량의 경우 토크 및 효율을 우선시하는 모터가 필요합니다. 유도 모터 또는 직접 모터 드라이브 시스템은 무거운 하중 및 장거리를 처리하는 데 필요한 내구성, 범위 및 효율성을 제공하므로 이러한 응용 분야에 이상적입니다.

전기 자동차 모터의 혁신

전기 자동차 모터 기술의 발전은 지속적으로 성능, 효율성 및 범위의 한계를 추진하고 있습니다. 최신 혁신 중 일부는 다음과 같습니다.

• 이중 운동 시스템 :두 개의 전기 모터 (각 액슬마다 하나씩)를 통합함으로써 듀얼 모터 시스템은 핸들링, 트랙션 및 가속도를 향상시킬 수 있습니다. 이 설정은 일반적으로 Tesla Model S와 같은 고성능 전기 자동차에서 발견됩니다.
• 직접 모터 드라이브 시스템 :이러한 시스템은 기계적 손실을 제거하는 능력으로 인해 점점 인기를 얻고 있습니다. 직접 모터 드라이브 시스템은 차량의 성능을보다 정확하게 제어하고 효율성을 향상 시키며 무게를 줄일 수 있습니다.
• 가벼운 재료 :알루미늄 및 탄소 섬유와 같은 가벼운 재료를 사용하면 전기 모터 및 전체 차량의 무게를 줄여서 범위가 증가하고 성능을 향상시킵니다.

올바른 모터를 선택하기위한 팁

올바른 전기 자동차 모터를 선택할 때 다음 팁을 고려하십시오.

1.운전 요구 사항 이해 :견인이나 오프로드를위한 높은 토크가있는 차량이 필요합니까, 아니면 장거리 여행 및 연료 효율에 더 관심이 있습니까?

2.제조업체 사양 평가 :모터의 효율 등급, 토크 및 전원 출력을 항상 확인하여 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오.

3.미래의 혁신을 고려하십시오 :미래의 배터리 기술 및 소프트웨어 업데이트와 호환되는 전기 자동차 모터를 찾아 자동차가 앞으로 몇 년 동안 효율적이고 관련성이 유지되도록하십시오.

전기 자동차 모터에 대한 FAQ

1.전기 모터는 전통적인 연소 엔진과 어떻게 다릅니 까?

전기 모터는 전자기장을 사용하여 전력을 생성하므로 내연 기관보다 더 효율적이고 깨끗합니다.

2.더 나은 성능을 위해 자동차의 전기 모터를 업그레이드 할 수 있습니까?

대부분의 경우 모터를 업그레이드하려면 파워 트레인을 상당한 수정해야합니다. 그러나 최신 모델은 성능 패키지의 일부로 모터 업그레이드를 제공 할 수 있습니다.

3.EV 디자인에서 모터 크기는 어떤 역할을합니까?

모터의 크기는 차량의 전력 출력, 효율 및 범위에 영향을 미칩니다. 더 큰 모터는 일반적으로 더 많은 전력을 제공하지만 차량의 범위를 줄일 수 있습니다.

결론

올바른 전기 자동차 모터를 선택하는 것은 운전 경험과 차량의 효율성에 영향을 미치는 중요한 결정입니다. PMSM의 즉각적인 토크, 직접 모터 드라이브 시스템의 효율 또는 유도 모터의 내구성을 찾고 있든 각 유형의 이점과 한계를 이해하면 정보에 입각 한 선택을하는 데 도움이됩니다. 전기 자동차 시장이 계속 확장되고 발전함에 따라 다양한 모터 유형의 가용성은 소비자에게 자신의 요구와 선호도에 맞게 더 많은 옵션을 제공 할 것입니다.

성능과 범위를 우선시함으로써 소비자는 운전 습관뿐만 아니라 전기 자동차 시장의 장기 지속 가능성을 지원하는 선택을 할 수 있습니다. 올바른 전기 자동차 모터는 기술과 운송의 미래에 대한 투자입니다.