주요 EV 브랜드가 유도 모터보다 PMSM을 선호하는 이유

소개

전기 자동차 (EV) 혁명은 자동차 산업을 재구성하고 있습니다. 청정 에너지와 지속 가능한 운송에 대한 긴급한 추진으로 EV 자동차 모터는 현대적인 이동성의 중심이되었습니다. 자동차 제조업체가 성능, 효율성 및 수명을위한 기술을 개선함에 따라 전기 모터 (전기 모터) 중 하나의 핵심 구성 요소가 혁신의 온상이되었습니다. 사용 가능한 많은 유형의 모터 중에서 PMSM (Permanent Magnet Synchronous Electric Motor)은 이전에 선호하는 유도 모터를 능가하는 많은 주요 EV 브랜드의 최고 선택으로 등장했습니다.

이 블로그에서는 PMSM이 유도 모터와 비교하여 성능, 범위 및 효율성을 분석하여 EV에서 선호하는 모터 유형이 된 이유를 살펴 보겠습니다. 또한 PMSM과 관련된 과제와 EV 자동차 모터의 미래에 대한 문제에 대해서도 논의합니다.

자동차 산업에서 EV 자동차 모터의 부상

글로벌 자동차 산업은 지진 변화를 겪고 있습니다. 정부 규제, 기후 변화 문제 및 배터리 기술의 발전으로 인해 EV 개발이 급증했습니다. 이 변화의 중심은 진화입니다EV 자동차 모터전기 에너지를 기계적 운동으로 변환하는 것. 이 모터는 차량이 얼마나 빠르고 매끄럽게 움직일뿐만 아니라 단일 충전으로 얼마나 멀리 이동할 수 있는지를 지시합니다.

더 많은 자동차 제조업체가 EV 플랫폼으로 전환함에 따라, 모터 기술의 선택은 성능 및 에너지 효율의 차별화를 달성하는 데 중요해진다. 다양한 유형의 모터가 존재하지만 PMSM 및 유도 모터는 주류 EV에서 가장 널리 사용됩니다.

EV에서 전기 모터 기술의 진화

차량의 전기 모터 기술은 1 세기가 넘게 거슬러 올라가지 만 지난 20 년 동안 만 광범위한 관련성을 얻었습니다. 가장 초기의 EV는 간단한 브러시 DC 모터를 사용했는데, 제어하기 쉽지만 비효율적이며 수명이 짧았습니다. 그런 다음 Tesla에 의해 인기가 높고 영구 자석 부족으로 AC 유도 모터가 왔습니다.

더 나은 성능과 장거리 범위에 대한 수요가 증가함에 따라 자동차 제조업체는 고급 모터 아키텍처를 탐색하기 시작했습니다. 영구 자석 동기 전기 모터 (PMSM)는 고효율, 토크 밀도 및 소형성을 결합한 강력한 솔루션으로 등장했습니다. 이러한 특성은 PMSM을 오늘날의 경쟁 EV 시장에서 뛰어난 후보로 만듭니다.

영구 자석 동기 전기 모터 (PMSM)는 무엇입니까?

영구 자석 동기 전기 모터 (PMSM)는 로터에 내장 된 영구 자석을 사용하여 일정한 자기장을 생성하는 AC 모터입니다. 유도 된 자기장에 의존하는 다른 모터와 달리, PMSM 모터는 로터가 고정자의 자기장 주파수와 동기화되어 회전하기 때문에 "동기"입니다.

PMSM의 주요 기능은 다음과 같습니다.

• 고전력 밀도
• 우수한 토크 대 중량 비율
• 특히 저속에서 고효율
• 부드럽고 조용한 작동

Neodymium과 같은 희귀 지구 재료로 만든 자석은 모터의 에너지 변환 기능을 향상시키는 데 중요한 역할을합니다. PMSM은 소형 자동차에서 고성능 전기 스포츠카에 이르기까지 수많은 EV 응용 분야에서 사용됩니다.

유도 모터 란 무엇입니까?

비동기 모터라고도하는 유도 모터는 다른 원리로 작동합니다. 영구 자석을 사용하지 않습니다. 대신, 그것은 고정자의 전자기 유도에 의존하여 로터의 전류를 유도하여 자기장을 생성하고 회전을 유발합니다.

유도 모터의 주요 특성 :

• 내구성 있고 간단한 구조
• 희귀 고리 자석에 의존하지 않습니다
• 초기 제조 비용 절감
• 특히 저속에서 효율이 약간 낮습니다

Tesla는 처음에 내구성과 저렴한 비용 덕분에 유도 모터를 선호했습니다. 그러나 초점이 범위와 성능 향상으로 이동함에 따라 PMSM은 우수한 에너지 효율로 인해 호의를 얻기 시작했습니다.

EV 자동차 모터의 성능 비교

능률

PMSM은 일반적으로 광범위한 운영 조건에서 더 높은 효율을 갖습니다. 이것은 차량의 범위에 직접적인 영향을 미치며, 이는 EV 성능의 핵심 메트릭입니다. 대조적으로, 유도 모터는 특히 빈번한 가속 및 감속 중에 더 많은 에너지를 소비하는 경향이있다.

토크 및 파워 밀도

PMSM은 낮은 속도에서 더 높은 토크를 제공하고 더 빠른 가속도를 제공합니다. 이것은 도시 운전 조건과 스포티 한 EV 모델에 이상적입니다. 유도 모터는 유사한 토크 레벨을 달성하기 위해 더 많은 전류가 필요하므로 에너지 소비와 열을 증가시킬 수 있습니다.

열 관리

PMSM은 대부분의 하중 조건에서 유도 모터보다 더 차가운 실행됩니다. 유도 모터는 로터 전류로 인해 열을 생성하기 때문에 강력한 냉각 시스템이 필요하므로 무게와 복잡성을 더할 수 있습니다.

소음과 진동

PMSM 모터는 일반적으로 더 조용하고 매끄럽고 특히 고급 EV 세그먼트에서 더 나은 운전 경험을 제공합니다.

통제 및 응답 성

PMSM의 동기 특성은 재생 제동 및 동적 토크 벡터링과 같은 기능에 필수적인보다 정확한 제어를 가능하게합니다.

PMSM이 EV 범위를 향상시키는 방법

범위 불안은 EV 채택에 가장 중요한 장벽 중 하나입니다. 따라서 운전 범위를 늘리는 것이 자동차 제조업체의 최우선 과제입니다. 이것은 PMSM이 빛나는 곳입니다.

영구 자석 동기 전기 모터는 더 높은 효율성에서 작동하여 배터리의 에너지를 더 많이 움직이고 폐열로 덜 변환합니다. 이것은 다음으로 번역됩니다.

• 충전 당 더 긴 운전 범위
• 마일 당 에너지 소비가 낮습니다
• 냉각 시스템 부하가 줄어 배터리 전원을 더 많이 보존합니다

예를 들어, 테스트에 따르면 PMSM에 장착 된 EV는 동일한 배터리 크기를 사용하여 유도 운동보다 최대 10-15% 더 큰 범위를 달성 할 수 있습니다.

주요 EV 브랜드가 PMSM이 선호하는 이유

BMW, Audi, 현대 및 Tesla와 같은 오늘날의 최고 EV 제조업체는 새로운 모델에서 영구 자석 동기 전기 모터를 드라이브 트레인에 통합하고 있습니다.

선호하는 이유 :

• 규모의 효율성 : PMSM을 통해 자동차 제조업체는 배터리 크기를 늘리지 않고 전반적인 차량 효율성을 향상시켜 제조 비용과 차량 중량을 줄일 수 있습니다.
• 소형 : PMSM 모터는 동일한 전력 출력을 위해 더 작아 차량 설계의 유연성을 제공합니다.
• 프리미엄 주행 느낌 : 부드러운 토크 전달 및 조용한 작동은 고급 또는 성능 세그먼트를 목표로하는 많은 EV 브랜드의 목표와 일치합니다.
• 규제 준수 : 효율성 향상은 글로벌 공동 및 에너지 효율 규제를 충족하는 데 도움이됩니다.
• 듀얼 모터 시스템 : 듀얼 모터 설정 (예 : 전 륜구동 EV)에서 PMSM은 종종 주 드라이브 장치에서 효율을 위해 사용되는 반면 유도 모터는 2 차 역할을 수행하여 희귀 한 물질 사용을 줄입니다.

EV 응용 분야에서 PMSM의 도전

그들의 장점에도 불구하고, PMSM 모터는 단점이 없습니다.

비용 및 공급망 문제

PMSM은 주로 소수 국가에서 공급되는 희귀 지구 자석에 크게 의존합니다.

Neodymium과 같은 희귀 지구 재료의 가격 변동성은 모터 생산의 전반적인 비용에 영향을 줄 수 있습니다.

demagnetization 위험

극심한 열 또는 과부하 조건에서 자석은 부분적으로 자기 특성을 잃어 장기 신뢰성에 영향을 줄 수 있습니다.

복잡한 제어 시스템

PMSM에는 최적의 동기화를 보장하고 토크 리플을 피하기 위해 정교한 모터 컨트롤러가 필요합니다.

환경 문제

광업 및 가공 희귀 지구 요소는 환경에 큰 영향을 미치며 제조업체가 대체 재료 및 재활용 방법을 탐색하도록 촉구합니다.

EV 자동차 모터에 대한 미래의 전망

EV 시장이 계속 발전함에 따라, 영구 자석 동기 전기 모터는 타의 추종을 불허하는 효율성과 성능으로 인해 지배적 인 힘으로 남아있을 것입니다. 그러나 연구와 혁신은 여러 방향으로 계속됩니다.

시청 트렌드 :

• 하이브리드 모터 시스템 : 다양한 조건에서 최적의 성능을 위해 PMSM을 다른 모터 유형과 결합합니다.
• 희귀 지어가없는 PMSM : 희토류 의존성을 줄이기 위해 페라이트 또는 기타 대체 재료를 사용한 모터 개발.
• 고급 모터 제어 알고리즘 : 모터 효율 및 응답 성을 더욱 최적화하는 AI 구동 제어 시스템.
• 통합 된 E- 액슬 솔루션 : PMSM은 모터, 인버터 및 기어 박스를 컴팩트 한 장치로 결합하는 통합 파워 트레인 솔루션에서 중심적인 역할을합니다.

신생 기업과 전통적인 OEM은 모두 전기 모터 R & D에 투자하여 EV 자동차 모터 환경이 역동적이고 경쟁력을 유지할 수 있도록합니다.

결론

지속 가능한 운송으로의 전환은 EV 자동차 모터가 더 나은 성능, 효율성 및 신뢰성을 제공 할 수있는 능력에 달려 있습니다. 영구 자석 동기 전기 모터는 이러한 도메인에서 우수한 기술로 입증되어 주요 EV 브랜드의 목표와 밀접하게 일치하는 이점을 제공합니다.

희귀 지구 재료 비용 및 공급망 문제와 같은 과제는 여전히 남아 있지만 자동차 산업은 혁신, 재활용 및 전략적 소싱을 통해이를 계속 해결하고 있습니다. PMSM의 전력, 효율성 및 운전의 균형은 오늘날의 EV뿐만 아니라 이동성의 미래를위한 설득력있는 선택입니다.

더 많은 제조업체가 PMSM을 수용함에 따라, 우리는 전기 자동차가 더욱 효율적이고 반응이 좋으며 운전하기에 더욱 즐거워 질 것으로 기대할 수 있습니다.