자동차 전기 모터가 EV 혁명의 중심 인 이유

1884 년 최초의 대량 생산 전기 자동차가 탄생 한 이래로 전기 자동차 (EVS)는 길고 구불 구불 한 도로를 걸었습니다. 20 세기 초에 짧은 영광을 얻은 후, EV는 제한된 주행 범위, 배터리 수명 문제 및 불편한 충전으로 인해 내연 기관 (ICE) 차량에 의해 옆으로 밀려났습니다. 수십 년 동안 가솔린 구동 자동차가 도로를 지배하여 속도, 편의성 및 경제성의 표준을 설정했습니다.

그러나 20 세기 후반, 얼음 차의 단점은 무시할 수 없었습니다. 민간 자동차 소유권의 급속한 성장은 대기 오염, 온실 가스 배출량이 많고 화석 연료에 대한 더 깊은 의존성을 의미했습니다. 전 세계 정부와 자동차 제조업체는 한때 쓸모없는 것으로 간주되는 기술을 다시 방문하기 시작했습니다. Tesla가 고급 포지셔닝, 인상적인 범위 및 세련된 성능으로 Model S를 발표했을 때 2012 년에 Media의 관심을 끌었을뿐만 아니라 소비자 인식도 변화했습니다. 갑자기 EV는 더 이상 기발한 실험으로 간주되지 않았으며, 실제 장점을 가진 열망적 인 제품이되었습니다.

그 시점부터 EV 혁명은 정부가 보조금을 소개하고 자동차 제조업체가 R & D에 많은 투자를했으며 소비자는 EV를 실질적인 대안으로 간주하기 시작했습니다. 그러나 배터리, 충전 네트워크 및 정책 인센티브에 대한 헤드 라인 아래에는 자동차 전기 모터 인이 변형의 진정한 구타가 있습니다.

자동차 전기 모터의 기본

핵심으로 전기 모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 장치입니다. 모션 연료 연소에 의존하는 내연 기관과 달리 운동을 생성하는 전기 모터는 전자기장을 통해 작동합니다. 이 근본적인 차이는 EV가 기존 자동차보다 훨씬 높은 효율을 달성 할 수있는 이유를 설명합니다. 얼음 차량은 일반적으로 연료의 에너지의 약 20-30% 만 실제 움직임으로 변환하지만EV 모터85-90%이상의 효율성을 달성 할 수 있습니다.

전기 모터의 또 다른 정의 기능은 단순성입니다. 움직이는 부품이 적 으면 유지 보수가 적고 조용히 작동하며 최소한의 진동을 생성합니다. 이는 주행 편의를 향상시킬뿐만 아니라 장기 소유권 비용을 줄입니다. 또한 모터의 모듈 식 특성은 단일 모터 리어 휠 드라이브 시스템에서 듀얼 모터 전 륜구동 설정 및 차축이 필요하지 않은 휠 허브 모터에 이르기까지 여러 구성을 가능하게합니다.

자동차 전기 모터의 유형

모든 모터가 동일하게 생성되는 것은 아닙니다. 자동차 제조업체는 비용, 성능 및 효율성 요구 사항에 따라 다양한 모터 유형을 사용합니다. 가장 일반적인 것은 다음과 같습니다.

DC 브러시드 모터 - 가장 오래된 유형 중에서도 단순하고 저렴하지만 브러시 마모로 인해 유지 보수 요구가 높아집니다.

BROSHLESS DC MOTORS (BLDC) - 오늘날 널리 사용되는 BLDC 모터는 효율적이고 신뢰할 수 있으며 가벼워서 현대적인 EV에 이상적입니다.

유도 모터 (AC Motors) - 초기 모델에서 Tesla에 의해 대중화 된 유도 모터는 강력하고 상대적으로 저렴하며 가변 하중 하에서 잘 수행됩니다.

영구 자석 동기 모터 (PMSM) - 점점 더 일반적으로 PMSM은 매우 효율적이며 희토류 재료에 의존하지만 저속에서 강한 토크를 제공합니다.

다음은 차이점을 설명하기위한 비교입니다.

이 다양성을 통해 제조업체는 경제성, 효율성 또는 고성능의 우선 순위를 정하는지 여부에 따라 최고의 모터를 선택할 수 있습니다.

어떻게 자동차전기 모터 파워 EV

전기 모터의 기본 역할은 배터리에 저장된 전기를 움직이게하는 것입니다. 피크 성능을 달성하기 위해 분당 좁은 혁명 (RPM) 내에서 작동 해야하는 ICES와 달리 전기 모터는 0 RPM에서 최대 토크를 제공 할 수 있습니다. 이것은 즉시 운전자가 가속기를 누르면 자동차가 강력한 가속으로 즉시 반응한다는 것을 의미합니다.

이 특성은 Tesla의 모델 S P85D와 같은 EV가 3.1 초의 0–100km/h 가속도 시간으로 세계를 기절시키는 이유를 설명합니다. 대형 SUV의 무게와 최대 7 명의 승객을 운반하더라도, 고급 스포츠 세단이 여러 번 더 많은 비용을 지불했습니다. 복잡한 전송, 클러치 및 기어의 필요성을 제거함으로써 전기 모터는 드라이브 트레인을 단순화 할뿐만 아니라 고유 한 성능 기능을 잠금 해제합니다.

효율성 및 성능 이점

EVS의 가장 강력한 판매 지점 중 하나는 효율성에 있습니다. 전통적인 차량은 대부분의 에너지를 열로 낭비하지만 EV는 전기를보다 효과적으로 사용합니다. 모터가 감속하는 동안 에너지를 회복하기위한 발전기 역할을하는 재생 제동과 결합하여 폐기물을 더욱 최소화합니다.

전기 모터는 또한 유연한 설계 선택을 허용합니다. 듀얼 모터 설정은 전 륜구동을 더 저렴하고 효율적으로 만듭니다. 바퀴에 직접 배치 된 모터는 정확한 토크 벡터링을위한 가능성을 열어줍니다. 여기서 각 휠의 전력은 우수한 취급 및 안정성을 위해 독립적으로 제어됩니다. 결과는 더 매끄럽고 빠르며 안전한 운전 경험이 있습니다.

비용 관점에서, 배터리는 비싸지 만 모터 자체는 비교적 저렴합니다. 이 경제적 이점은 엔트리 레벨 EV조차도 종종 얼음에 비해 우수한 가속을 제공하는 이유입니다.

자동차 전기 모터의 기술 혁신

혁신은 계속 운동 환경을 재구성하고 있습니다. 냉각 시스템, 경량 재료 및 전력 전자 장치의 발전으로 성능 경계를 높이고 있습니다. 유망한 경향 중 하나는 축 플럭스 모터로의 이동이며, 이는 기존의 방사형 플럭스 모터보다 가볍고 작으며 더 높은 토크 밀도를 제공합니다. YASA (Mercedes-Benz가 인수 한)와 같은 회사는 이미 차세대 EV를 위해이 기술을 상업화하고 있습니다.

또한, 희토류 자석에 대한 의존도를 줄이는 연구는 추진력을 얻고 있습니다. 공급망 위험과 희토류 채굴을 둘러싼 환경 문제로 인해 새로운 디자인은 값 비싼 재료없이 유사한 성능을 달성하려고합니다. 마찬가지로, 실리콘 카바이드 인버터는 모터가 열 손실이 적고 전력 처리가 향상되면서보다 효율적으로 작동 할 수있게 해줍니다.

자동차 전기 모터 및 EV 범위

소비자의 주요 관심사는 EV 범위로 남아 있습니다. 배터리는 주요 결정 요인이지만 운동 효율은 중요한 역할을합니다. 고효율 모터는 에너지 폐기물을 최소화하여 충전 당 운전 거리를 직접 연장합니다. 예를 들어, PMSM은 우수한 효율로 인해 장거리 EV에서 선호되는 반면, 유도 모터는 내구성이 뛰어나지 만 약간 더 많은 에너지를 소비합니다.

범위를 최적화하기위한 다양한 전략도 존재합니다. 일부 차량은 한 모터가 수요가 높은 시나리오를 처리하고 다른 차량은 순항하는 동안 효율적으로 작동하는 듀얼 모터 시스템을 사용합니다. 차량은 지능적으로 전환함으로써 성능의 균형을 유지합니다.

자동차 전기 모터 개발의 과제

그들의 장점에도 불구하고, 모터는 도전이 없습니다. 제조업체는 효율성, 비용, 무게 및 지속 가능성의 균형을 유지해야합니다. 영구 자석 모터는 비싸고 지정 학적으로 민감한 희토류 요소에 의존합니다. 유도 모터는 저렴하지만 고속도로 속도에서 동일한 효율을 제공하지 않을 수 있습니다.

냉각은 또 다른 도전입니다. 모터가 고출력 출력에서 ​​작동함에 따라 열 축적은 효율을 줄이고 수명을 단축 할 수 있습니다. 오일 침수 또는 통합 냉각 재킷과 같은 혁신적인 냉각 기술이이를 해결하기 위해 개발 중입니다.

마지막으로, 배터리 및 전력 전자 장치와의 통합에는 신중한 엔지니어링이 필요합니다. 모터는이를 지원하는 시스템만큼 효과적이며 모터 설계, 인버터 효율 및 배터리 화학 간의 상호 작용은 복잡한 엔지니어링 퍼즐로 남아 있습니다.

EV 혁명에서 자동차 전기 모터의 미래

앞으로 전기 모터는 EV 혁명의 중심에만 성장할 것입니다. 배터리 비용이 떨어지고 충전 네트워크가 확장됨에 따라 모터는 점점 운전 경험을 정의 할 것입니다. 미래의 차량은 우수한 정밀, 경량 복합 재료를위한 휠 허브 모터를 특징으로하며, 더 나은 효율성을 높이기위한 AI 구동 소프트웨어를 특징으로 할 수 있습니다.

동시에, 미국의 이웃 전기 자동차 또는 중국 농촌의 저속 전기 자동차와 같은 특수 EV 카테고리의 상승은 유연한 모터가 시장 요구에 크게 적응할 수있는 방법을 보여줍니다. 초고속 고급 세단에서 저렴한 커뮤니티 셔틀에 이르기까지 전기 모터는 기능적 구성 요소 일뿐 만 아니라 완전히 새로운 이동성 모델을 가능하게한다는 것을 증명하고 있습니다.

결론

전기 자동차의 여정은 19 세기 초의 초기 약속에서 수십 년의 모호함을 통해 21 세기의 부활에 이르기까지 오래되었습니다. 그러나 EV를 진정으로 혁신적으로 만드는 것은 배터리 나 충전 인프라 일뿐 만 아니라 전기 모터입니다.

전기 모터는 차량의 움직임 방식을 변형시켜 더 깨끗하고 빠르며 효율적입니다. 그들은 새로운 디자인 가능성을 열고 화석 연료에 대한 의존도를 줄이며 성능 벤치 마크를 재정의합니다. 비용, 원자재 제약 및 열 관리를 포함한 도전 과제는 남아 있지만 혁신은 끊임없이 적습니다.

정부가 깨끗한 이동성을 계속 지원하고 소비자가 점점 지속 가능하지만 강력한 차량을 요구함에 따라 전기 모터의 역할은 성장할 것입니다. 그것들은 EV의 중심이 아니라 자동차 혁명 자체의 맥박입니다.