차세대 상업용 EV 플랫폼을 위한 가변 속도 모터 및 컨트롤러 및 직접 구동 전기 모터

1. 시장 변화: 기계식 구동계에서 지능형 전기 추진으로

상업용 운송은 전기화의 결정적인 단계에 진입했습니다. 저탄소 물류 및 대중 교통을 장려하는 글로벌 규정으로 인해 OEM은 복잡한 기계식 구동계에서 고도로 통합된 전기 추진 시스템으로 전환하고 있습니다. 트럭, 버스, 항만 트랙터, 산업용 차량, 전기 보트는 더 높은 효율성과 더 나은 장기적 신뢰성을 제공하기 위해 가변 속도 모터 및 컨트롤러 플랫폼과 직접 구동 전기 모터 시스템에 점점 더 의존하고 있습니다.

다단계 변속기에 의존하는 내부 연소 시스템과 달리 전기 추진은 즉각적인 토크, 정밀한 전력 제어, 낮은 기계적 손실 및 대폭 감소된 유지 관리 기능을 제공합니다. 이러한 변화는 차량 전력 밀도, 운영 비용 및 장기 수명주기 성능을 재정의하고 지능형 전기 추진을 차세대 상업용 EV 플랫폼의 기반으로 만들고 있습니다.

2.가변 속도 모터 및 컨트롤러현대 EV 플랫폼의 "두뇌"

현대 상용 EV에서 가변 속도 모터와 컨트롤러(인버터)는 추진 시스템의 중앙 컴퓨팅 및 전력 관리 허브 역할을 합니다. 모터, 충전 시스템 및 온보드 보조 전원 장치 간의 토크, 속도, 전압, 열 동작 및 에너지 흐름을 지속적으로 관리합니다.

핵심 가치 포인트는 다음과 같습니다.

• 까다로운 시작-정지 조건, 경사도 및 다양한 부하에 대한 동적 토크 제어

• 인버터 효율 최적화, 사용 가능 범위 증가 및 운영 비용 절감

• 애플리케이션별 튜닝을 가능하게 하는 프로그래밍 가능한 제어 알고리즘(물류 트럭, 시내 버스, 해양 추진 장치)

• 온보드 충전기와 DC-DC 컨버터를 통합하여 부품 수를 줄이고 전력 전자 아키텍처를 단순화합니다.

• 장기간의 고강도 사용을 위한 적응형 열 보호

상업용 EV 애플리케이션이 다양해짐에 따라 OEM은 소프트웨어 정의 모터 컨트롤러를 통해 토크 곡선, 가속 동작, 회생 제동 강도 및 결함 응답을 맞춤 설정할 수 있으므로 제조업체는 하드웨어를 재설계하지 않고도 경쟁력 있는 차별화를 누릴 수 있습니다.

3. 직접 구동 전기 모터와 기존 구동 시스템 비교

직접 구동 전기 모터는 모터 샤프트를 휠 허브, 차축 또는 프로펠러에 직접 연결하므로 다단계 기어박스, 구동축 및 차동 어셈블리가 필요하지 않습니다. 이 아키텍처는 상용 플랫폼 전체에서 점점 더 선호되고 있습니다.

기존 다중 기어 변속기에 비해 주요 장점은 다음과 같습니다.

• 최소한의 기계 구성 요소로 서비스 요구 사항을 크게 줄입니다.

• 즉각적이고 높은 시동 토크로 버스, 쓰레기 수거 트럭, 항만 트랙터 등 고부하 작업에 이상적

• 낮은 기계적 손실로 인해 에너지 활용도가 향상되고 주행 거리가 길어집니다.

• NVH 성능 향상, 운전자 편의성 향상 및 실내 진동 감소

• 중량 감소로 화물 차량의 탑재량 증가 가능

복잡한 기계 인터페이스를 제거함으로써 직접 구동 시스템은 신뢰성을 향상시키고 활용도가 높은 상업용 차량에 매우 중요한 장기적인 TCO를 줄입니다.

4. 고출력 EV 시스템의 전력 아키텍처(배터리 의존성 없음)

고출력 상용 EV에는 배터리 화학이나 에너지 공급 구성에 관계없이 견고하게 유지되는 추진 시스템이 필요합니다. 현대 아키텍처는 고전압 인버터, 양방향 충전 시스템, DC-DC 컨버터 및 수냉식 열 관리를 모터 컨트롤러를 중심으로 한 통합 플랫폼에 통합합니다. 이러한 통합으로 신뢰성, 시스템 소형화 및 OEM 설치 효율성이 향상됩니다. 모듈식 접근 방식은 배터리 전기, 하이브리드 전기, 연료 전지 전기 및 발전기 보조 전기 구성을 지원하므로 제조업체는 여러 차량 모델과 에너지 전략에 걸쳐 단일 추진 플랫폼을 사용하여 개발 시간과 플랫폼 복잡성을 크게 줄일 수 있습니다.

5. 실제 듀티 사이클: 파워트레인 설계가 대형 차량의 성능을 어떻게 변화시키는가

상업용 차량은 승용차에 비해 훨씬 더 까다로운 작동 조건에 직면해 있습니다. 대형 트럭, 대중교통 버스 및 산업용 차량은 높은 시동 토크, 빈번한 가속 및 제동, 열 스트레스 하에서의 긴 작동 시간, 무거운 하중 하에서의 지속적인 저속 기동을 일상적으로 관리해야 합니다. 직접 구동 모터는 기계적 복잡성을 최소화하면서 저속에서 강력한 토크를 전달하는 능력으로 인해 이러한 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 한편, 가변 속도 모터 컨트롤러는 지속적으로 전력 출력을 조정하고 열 부하를 관리하며 회생 제동을 최적화하여 효율성과 내구성을 유지합니다. 전기 모터 특성과 실제 듀티 사이클 간의 지능적인 조정을 통해 상업용 EV는 에너지 효율성과 작동 안정성 모두에서 기존 디젤 차량을 능가할 수 있습니다.

6. 결정 가이드: OEM 및 차량 운영자가 올바른 모터 및 컨트롤러 플랫폼을 선택하는 방법

추진 시스템을 설계하거나 선택할 때 OEM과 운영자는 일반적으로 다음을 고려합니다.

• 차량 하중 및 등판 능력에 맞는 정격 및 피크 토크

• 지속적인 과중한 작업 시 열 내구성

• 다양한 속도와 듀티 사이클에 따른 효율성 지도

• 전력전자 통합(충전기, DC-DC, 인버터)

• 기계 아키텍처: 직접 구동 vs. 기어박스 기반 드라이브

• 중복성, 기능 안전 및 진단 기능

• 에너지 비용, 유지 관리 및 서비스 간격을 포함한 수명주기 TCO

대형 EV의 경우 직접 구동 모터는 탁월한 신뢰성을 제공하는 반면, 고급 컨트롤러는 다양한 실제 환경에 필요한 적응성을 제공합니다.

7. 통합 추진 시스템의 비용, 신뢰성 및 수명주기 이점

가변속 모터와 컨트롤러를 통합직접 구동 전기 모터통합 추진 플랫폼으로 통합하면 시스템 복잡성과 장기 유지 관리 요구 사항이 크게 줄어듭니다. 더 적은 수의 기계 구성 요소와 최적화된 전력 제어를 통해 에너지 소비는 감소하는 동시에 운영 가동 시간은 증가합니다. 이는 물류 차량 및 대중 교통에 중요한 이점입니다. 마모 감소, 서비스 주기 연장, 유지 관리 작업 흐름 단순화로 인해 차량 수명 주기 동안 총 소유 비용이 낮아집니다. 대규모 상용 차량에 배포할 경우 이러한 이점은 더욱 복합적으로 작용하여 장기적인 재정적, 운영적 가치를 크게 향상시킵니다.

8. 도로 차량을 넘어서는 산업 응용

현대 상업용 EV를 구동하는 동일한 추진 기술이 이제 더 넓은 중장비 및 산업 부문으로 확장되고 있습니다. 전기 선박과 페리는 높은 토크와 부식 방지 직접 구동 구성의 이점을 누릴 수 있습니다. 공항 및 항구 지상 지원 장비는 배출가스 제로, 저소음 작동을 기반으로 하므로 통합 전기 추진 장치가 이상적인 솔루션입니다. 농업 기계, 건설 장비 및 산업 자동화 시스템도 스마트 모터 제어 기술을 채택하여 작동 정밀도를 높이고 에너지 소비를 낮추며 내구성을 크게 향상시켰습니다.

9. 전략적 전망: 미래 지향적인 상업용 EV 플랫폼 구축

차세대 상업용 EV 플랫폼은 고전력 밀도 전기 모터, 지능형 모터 컨트롤러, 내구성 있는 직접 구동 아키텍처 및 긴밀하게 통합된 전력 전자 장치에 우선순위를 둘 것입니다. 모듈식 추진 설계를 통해 OEM은 확장 가능한 동일한 핵심 기술을 사용하여 트럭과 버스부터 특수 기계 및 해양 선박에 이르기까지 모든 상용차를 포괄할 수 있습니다. 소프트웨어 정의 토크 관리, 지능형 전력 제어 및 적응형 시스템 아키텍처가 업계 표준이 되면서 통합 전기 추진 시스템은 미래 상용 이동성의 경쟁력 있는 기반을 정의하게 되었습니다. 글로벌 산업이 전기화를 가속화함에 따라 이러한 원칙을 바탕으로 구축된 추진 시스템은 효율적이고 신뢰할 수 있으며 미래 지향적인 상업용 EV 생태계의 개발을 이끌 것입니다.