왜 전기자동차는 주로 PMSM 모터를 사용할까?

전기차용 모터에 요구되는 성능

어떤 모터가 전기차용 모터로 좋고 어떠 요구조건이 있어요 라는 질문을 몇 개의 논문으로 요약해 보자면

 

넓은 속도 범위에서 교통기관의 구동에 적합한 토크를 발생시킬 수 있어야 한다는 점이 중요하다.

대게 가솔린 자동차의 1단에 해당하는 정토크영역 2단 이상에 해당하는 넓은 정출력 영역을 요구한다.

당연한 말이지만 중량당 출력이 커야 하고 소형화 고효율 저소음부터 낮은 노이즈를 발생할 것 토크리플이 작을 것

여기에 내구성이 높고 환경성이 좋고 신뢰성이 높으며 비용이 낮아야 한다.

 

전문용어가 섞여있고 내용자체는 복잡해 보이지만 쉽게 문과식으로 풀어말하면

 

가격 싸고 환경에 좋고 튼튼하고 오래가고(물리적으로 튼튼한 것도 수명 이긴 건 별개의 문제다) 

거기에 파워도 강하면서 소리도 적어야 해요! 정도의 요구조건만을 맞춰주면 된다곤 하지만

 

말 그대로. xx를 외치게 되는 요구조건이다 다만 이러한 것들을 고려하기 위해 과거로부터 많은 연구가 이루어져 왔으며

저 거한주제하나로만 강의를 개설하는 것도 가능하다 다만 그런 것들은 하나하나 시간이 날 때 다루기로 하고 

 

 

전기자동차 모터 동향(1) [전기자동차는 어떤 종류의 모터를 사용할까?]

 

아래쪽을 보다 보면 실제로 많이 사용되어 있는 모터의 타입이다. 물론 조금 된 자료라 세부사항은 없고 차량에 따라 차이는 있지만 사실상 IM은 거의 안 쓰다고 생하면 조금 편하게 접근할 수 있을 것 같다.

 

PMSM이란?

 자 그럼 지금 대세로 사용되는 PMSM에 대해서 이야기해 보자 사실 동기전동기에 대해서 이야기를 하려면

권선법부터 수식 적해서 전기각과 기계각에 대한 개념까지  꽤나 복잡한 이론적 해석을 필요로 하지만 이는 따로 날을 잡고 글을 적어보도록 하고 오늘 이야기하고 싶은 건 PMSM이 왜 사용되고 IPMSM으로 발전해 온 과정에 대한 이야기다.

 

뭐 복잡한 DQ의 접근개념과 NVH나 내구성적인 내용을 다 띠어놓고 봐도

사실상 전글과 이글의 논리를 합쳐보면 유도전동기인 IM은 효율이 떨어지고 제어가 문제가 되니

큰 틀에서 구조적인 개념이 같은 BLDC와 PMSM을 고민했었겠지만

 

Backemf 즉 역기전력 특성의 한계가 아래그림처럼 나오니까 결국 pmsm을 택하게 되었다 정도의 개념을 이해하면 좋지만 이에 대한 세부적으로 공부해야 할게 태산이다. 사실 이 부분은 너무 깊이 있게 가면 한 바닥에 끝낼 수가 없으로 나중에 자세하게 적도록 하자.

 

 

그렇다면 PMSM에는 어떤 종류가 있을까?

 

아래와 같이 다양한 종류가 있지만

 

자석의 산발현상 릴럭턴스토크의 활용 등의 뛰어난 특성 때문에 IPMSM을 택하게 되는 게 현시장의 논리다

 

현제 실제로 양산중인 모터의 형상을 한번 확인해 보자면 아래와 같은 형상을 지니게 되는데 

 

 

실제로 내부에 저런 형상을 띠는 경우가 대다수이다

 

세부적인 개념은 나중에 좀 더 자세히 다루도록 하고

 

결론적으로 보자면 테슬라또한 이런 대열에 합류한상태이며 저 안에 들어가는 자석형상마저 독특하게 가져가고 있으니 이에 대한 세부적 논의는 기회가 된다면 이야기해보도록 하겠다.

 

 

왜 전기자동차는 주로 IPMSM 모터를 사용할까?