테슬라, 퓨리우스 등 전기자동차 (Electric Vehicle)에 적용 되는 모터 종류

일전에 리튬이온 전지에 간단히 알아봤습니다. [링크 : 리튬이온 전지(Lithium-ion battery)의 원리 및 전기차(Electric Vehicle)의 베터리]

이번 포스팅에서는 전기자동차에 사용되는 모터 종류에 대해 알아 보려합니다.

The most important concepts for the motorization of electric vehicles are direct current (DC) motors, induction motors (also known as asynchronous motors), synchronous motors and switched reluctance motors, each bearing a series of advantages and disadvantages [21]. Table 3 gives an overview over prominent examples of different drive configurations. Currently, permanent magnet synchronous and induction motors are the most common ones in electric vehicles. While permanent magnet synchronous motors reach very high power densities and efficiencies, induction motors are cheaper and do not require rare earth-based permanent magnets [21,22]. However, due to the limited space in HEVs and the general interest in light-weight construction, permanent magnet motors are the predominant technology applied in (H)EVs. 

[출처 : Elwart et al., "Current Developments and Challenges in the Recycling of Key Components of (Hybrid) Electric Vehicles", Recycling, 2015.]

위 논문에 의하면 직류 모터(Direct current motor), 유도 전동기(Induction motor), 동기 모터(synchronous motors), 리럭턴스 모터(switched reluctance motors) 중 동기모터와 유도 모터가 전기자동차에 가장 많이 사용되고 있다고 합니다. 아래 그림은 동기모터(왼쪽) 와 유도모터(오른쪽)의 구성을 보여주고있습니다. 

[출처 : http://newenergyandfuel.com/]

동기모터는 그림에서 보여주는 것처럼 영구 자석으로 인해 높은 출력 밀도(power density) 와 효율을 가지고 있습니다. 하지만, 이때 사용되는 영구 자석이 재료중 희토류(rare earth)가 포함되어 있어 가격이 비쌉니다. 그럼에도 불구하고, 전기자동차내 공간상의 제약으로 인해 유도 모터보다 동기 모터가 더 많이 사용되고 있는 현실입니다. 아래 표는 각 전기 자동차별 사용 모터에 대해 나타내주고 있습니다. 

(PM-Permanent Magnetic Synchronous Motors, IM-Induction Motors)

[출처 : Elwart et al., "Current Developments and Challenges in the Recycling of Key Components of (Hybrid) Electric Vehicles", Recycling, 2015.]

대부분의 회사가 영구자석이 있는 동기 모터를 사용하고 있는 가운데 흥미롭게도 데슬라에서는 유도 모터를 사용하고 있습니다. 위 자료가 2015년에 발표된 논문이기에 현재의 추세는 약간 달라 질수도 있습니다. 베터리를 보면 대부분의 업체들이 테슬라를 따라 가는 추세를 보이는데 모터 사용도 그렇지 않을까라고 조심스럽게 예측하며 포스팅을 마칩니다.

--추가--

clean Technica에 의하면 현재 테슬라는 3상 4극 AC Induction Motor를 사용한다고 합니다. [출처 : https://cleantechnica.com/2016/05/30/nikola-teslas-19th-century-induction-motor-ideal-choice-21st-century-electric-car/]

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