아이오닉6에 적용되는 모터 셀프 본딩 코어(self-bonding core)기술

 

 

셀프 본딩 코어(self-bonding core)는 전기 기계 분야에서 주로 사용되는 고유의 코일 권선 방식을 통해 강한 기계적 결합력을 제공하는 기술이다.

 

기본적으로 모터는 와류손 저감을 위해 적층을 하고, 여러 방식으로 진행해 왔다는 사실은 어렵지 않게 알고 있을 것이다.

그를 이제 기존의 방식이 아닌 열과 압력으로 만들어내는 기술이라고 이해하자

셀프 본딩 코어의 원리

셀프 본딩 코어의 핵심 원리는 코일을 권선 하면서, 각 층의 권선 사이에 접착제 역할을 하는 바인더(binder)를 사용하여 코일을 고정하는 것이다. 이 바인더는 특정 온도에서 활성화되어 코일 층을 고정시키고, 냉각 후에는 단단하게 굳어져 단일 구조로 유지되므로, 전통적인 코일 권선 방식과는 달리, 셀프 본딩 코어에서는 별도의 절연 테이프나 접착제를 사용하지 않고, 코일 자체에서 접착 역할을 하는 특수 재료를 사용하는 것이 특징이다. 이를 통해 열적, 전기적 성능이 향상되며, 일반적인 코일 결합 방식보다 내구성과 안정성이 높아지는데 기존과 비교해 보자

 

셀프 본딩 코어의 구성 및 재료

 

 

지금 보고 있는 건 기존에 이야기하던 엠보체결이라는 기술로 치를 만드는 방식으로 이해하면 편한다 사실상 저런 형태의 경우 물리적으로 간격이 넓어져 효율이 낮고 그만큼 자속밀도 즉 힘을 전달하는 방식이 낮아질 수밖에 없다.

 

포스코에서 공지하는 노엠 보는 실제로 철손 10% 자속밀도 3% 이상 개선되었다고 발표를 하고 있는데 과연 실제일까?

 

실제 포스코에서 공시하고 있는 자료로 확실히 접착공간자체가 줄어들어 철손이 줄어드는 꽤나 유의미한 효과를 보인다. 10% 저감이 얼마인데요라고 물어본다면 그냥 수치적으로 철손이 10% 준다면 모터크기를 그만큼 줄일 수 있다

 

물론 실제 발생위치에 따라 철손이 고려되는 영향은 5~10% 정도로 실제로 10% 줄어드는 것은 아니겠지만 대략 3~5% 정도의 효율증대와 크기감소효과는 있지 않을까 필자는 예상한다 데이트를 찾아보니 역시 필자의 예상대로 꽤나 줄은 경향성이 보인다.

 

셀프 본딩 코어의 장점

장점을 한번 이야기해 보자 단순하게 생각하면 떠오르는 것이 몇 가지 있는데

 

기계적 안정성 강화

 

 셀프 본딩 코어는 접착제가 와이어 권선 자체에 코팅되어 있기 때문에, 고속 회전이나 진동에도 권선이 흔들리거나 손상되지 않도록 안정성을 제공한다. 이는 곧 인해 전동기의 긴 수명을 보장하고, 그만큼 충격이나 NVH적인 요소에 유리하다는 말이고 권선층이 정밀하게 고정되어 구조적으로 튼튼함을 알 수 있다.

 

전기적 성능 개선

 

 셀프 본딩 코어의 2번째 장점으로 일반적으로 더 높은 유효 인덕턴스와 낮은 리플(ripple) 및 손실을 제공할 것이다. 이는 전체적인 공극의 길이가 줄어듬과 동시에 Br의 전달력이 높아지기에 가능한 요소로 전력 효율이 향상되며, 전기차와 같은 고출력 및 고효율 장치에서 성능을 최적화할 수 있다.

 

간단한 제조 공정

 

 사실 이지점이 가장 크다 생각하는데 전통적인 방식은 코일을 권선 한 후 절연 테이프와 접착제를 추가하는 단계를 거친다. 그러나 셀프 본딩 코어는 권선과 동시에 접착이 이루어지기 때문에, 공정이 간소화되며 생산 비용이 절감된다는 장점은 무시할 수 없다. 물론 그만큼 가열 및 냉각공정이 추가될 테니 비슷비슷할 수도 있지 않을까? 이 부분은 조사해 봐야겠다.

 

공간 절약 및 소형화

 

셀프 본딩 코어는 권선 층 간 간격을 최소화하여 코일이 더 작고 밀집된 형태로 권선 될 수 있다. 이는 모터의 소형화와 경량화에 기여할 수 있다. 정도에서 정리하자