시계&자동차
7,583[아롱 테크] 전기차 핵심 BLDC 모터, 희토류 등 광물 의존도 낮추기 위해 전력
조회 2,983회 댓글 0건
머니맨
2023-11-27 15:25
[아롱 테크] 전기차 핵심 BLDC 모터, 희토류 등 광물 의존도 낮추기 위해 전력
[오토헤럴드=김아롱 칼럼니스트] 자동차에는 수 십여개의 크고 작은 전기모터가 탑재되어 있습니다. 자동차의 전장화가 급속하게 이뤄지면서 이러한 전기모터의 수도 기하급수적으로 늘고 있는데요. 특히 하이브리드차와 전기차와 같은 전동화차량(xEV)에서는 전기모터가 가장 중요한 자동차 시스템으로 자리잡고 있습니다.
전동화차량의 구동시스템에 사용되고 있는 전기모터는 적게는 8kW부터 최대 250kW의 큰 힘을 발휘하는 영구자석식 브러시리스 직류 전기모터(이하 BLDC)가 사용되고 있습니다. BLCD 전기모터란 글자 그대로 전기모터의 구성요소중 하나인 브러시(Brus)라는 부품이 없는 전기모터를 말하는데요.
전통적인 브러시 타입의 DC(직류) 모터의 단점을 극복함은 물론 효율성이 뛰어나기 때문에 전기차는 물론 산업용 기계 및 일반 가전제품, 전기자전거, 완구류에 이르기까지 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있는 추세입니다.
일반적으로 전기모터는 스테이터(Stator)와 로터(Rotor), 코일(Coil), 브러시(Brush), 정류자(Commutator) 등으로 구성되어 있는데요. 고정된 코일이나 자석으로 만들어지는 스테이터 안에 코일(또는 자석)이 감겨진 로터가 조립되어 있는 형태입니다.
스테이터에 전원을 공급하면 자기장이 발생하게 되고, 스테이터에서 발생되는 자기장과 모터의 회전축 역할을 하는 로터에서 발생되는 자기장의 극성이 서로 반대가 돼 회전하는 것이 전기모터의 작동원리라 할 수 있지요.
브러시 타입의 전기모터의 경우 브러시가 로터에 전원을 공급하는 스위치와 같은 역할을 하는데요. 이러한 브러시는 로터가 회전할 때 동일한 회전방향으로 자기장이 발생하도록 극성을 바꿔주는 정류자와 직접 닿아 있기 때문에 마찰로 인한 열과 마모로 인해 전기모터의 효율성을 떨어트리게 되므로 필요에 따라 교체해 주어야 합니다.
반면 BLDC 전기모터의 경우 브러시 대신 전자제어장치를 사용해 자기장을 생성하고 전류를 제어하기 때문에 브러시 타입과 달리 유지보수가 필요하지 않거나 유지보수 비용이 적은 것이 특징입니다.
또한 브러시가 없기 때문에 마찰이 감소하고 내구성이 높으며, 전자제어에 의해 정확한 토크 및 회전속도 제어가 가능해 효율성이 뛰어나고 전기모터의 크기와 무게를 줄일 수 있는 것이 장점입니다. 모터 작동 때 소음과 진동도 줄일 수 있지요.
이러한 BLDC 모터는 같은 용량의 브러시 타입 전기모터보다 크기는 작으면서 훨씬 높은 출력을 낼 수 있기 때문에 전기차의 구동모터에 필수적으로 사용되고 있습니다.
그러나 이러한 전기차용 BLDC 모터 대신 최근 기존 브러시 타입 전기모터로 되돌아가려는 움직임을 보이고 있습니다. 일부 하이브리드차와 전기차에 브러시 타입 전기모터가 적용되고 있는데요, 이러한 이유는 희토류로 불리는 희귀금속 때문입니다.
희토류(稀土類)란 원자번호 57에서 71까지의 15개 원소와 스칸듐과 이트륨 등 17개의 희소원소를 통칭하는 용어입니다, 화학적 성질이 비슷해 일반적인 화학분석법으로는 분리하기 어렵습니다. 또 전 세계적으로도 매장량이 극히 드문 소재이지만, 다양한 기술 및 산업분야에서 사용되고 있을 뿐 아니라, 특히 전자재료, 자석, 촉매, 화학처리, 레이저, 광섬유 통신, 에너지 저장시스템에서 중요한 역할을 하고 있습니다.
특히, 희토류 자석은 강력하고 가벼워서 전기자동차 및 재생에너지 시스템에서 중요한 부품으로 사용되고 있습니다. 전기차 BLDC 전기모터에 사용되고 있는 영구자석의 경우 희토류에서 추출되는 네오디늄(Nd)을 이용한 네오디늄 자석을 적용하고 있는데, 네오디늄 자석은 일반적인 자석보다 자력이 10배이상 높아 더 작으면서도 고출력의 전기모터를 만들 수 있기 때문이지요.
그러나 희토류의 채굴과 추출과정에서 많은 환경오염 문제가 발생하고 있습니다. 뿐만 아니라 가뜩이나 부족한 매장량과 생산량 대부분을 중국이 차지하고 있어 중국의 수출정책에 따라 가격이 폭등하는 등 원자재 확보에도 어려움을 겪고 있기도 합니다.
이에 따라 일부 자동차 회사들은 BLDC 대신 기존보다 성능과 내구성을 향상시킨 브러시 타입 전기모터를 적용함과 동시에 희토류를 사용하지 않는 새로운 BLDC 모터 개발에도 심혈을 기울이고 있는 추세입니다. 일부 하이브리드 차의 경우 실제로 희토류 사용을 줄인 전기모터를 적용하고 있기도 합니다.
전기차용 구동시스템을 개발 및 제조하고 있는 한 자동차부품회사 관계자는 “희토류와 같은 광물과 반도체와 같은 핵심부품의 확보가 전기차산업을 위협하고 있는 요소인 것은 사실”이라며, “이러한 희토류와 같은 광물 의존도를 낮추고 자석을 사용하지 않는 전기모터를 개발중”이라고 얘기합니다.
김아롱 칼럼니스트/[email protected]
머니맨
회원 먹튀사이트 최신글
-
25년식 사도 될까? 벤츠 11월 판매조건 정리
[0] 2024-11-14 16:45 -
美 뉴스위크 '아이오닉 9ㆍ기아 EV9 GT' 2025년 가장 기대되는 신차로 선정
[0] 2024-11-14 14:25 -
[EV 트렌드] 中 CATL '트럼프가 허용하면 미국 내 배터리 공장 건설 검토'
[0] 2024-11-14 14:25 -
美 NHTSA, 캐딜락 에스컬레이드 등 46만대 리콜...변속기 결함
[0] 2024-11-14 14:25 -
가장 강력한 전기 오프로더 '벤츠 G580'... 45도 등판 정도는 알아서 척척
[0] 2024-11-14 14:25 -
[EV 트렌드] 폭스바겐, 리비안 합작사에 8조 투입 '아키텍처 · 소프트웨어 공유'
[0] 2024-11-14 14:25 -
메르세데스-벤츠 CEO, '중국 성공이 글로벌 성공의 열쇠'
[0] 2024-11-14 14:00 -
리비안 CEO, 기후변화 대응 촉구… '지금은 후세를 위한 역사적 순간'
[0] 2024-11-14 14:00 -
럭셔리와 모험의 조화, JLR 코리아 차별화된 고객 경험 제공
[0] 2024-11-14 14:00 -
[스파이샷] 포르쉐 911 GT3 RS, 새 얼굴로 돌아온다
[0] 2024-11-14 14:00
남자들의 로망
시계&자동차 관련된 정보공유를 할수 있는 게시판입니다.
-
전기차 왜건 통하지 않을까? 폭스바겐 'ID.7 투어러' 공개...최대 685km 주행
-
벤츠, 48볼트 마일드 하이브리드 탑재 '접지 불량 화재 위험' 리콜
-
297. SDV의 세계 1. 소프트웨어 정의 자동차를 위해 필요한 하드웨어
-
올해 상륙 캐딜락 순수 전기차 리릭, 슈퍼크루즈 교통량 인식 기능 업그레이드
-
62년 만에 폐지되는 車 번호판 봉인, 불필요한 사회적 비용 절감 기대
-
[김흥식 칼럼] 자동차 결함 '하드웨어에서 소프트웨어로 전환' 관련법 정비해야
-
[EV 트렌드] 현행 판매 모델에 반값 '리비안 R2' 내달 공개 앞서 사전 포착
-
美 PGA 투어 ‘2024 제네시스 인비테이셔널’ 마쓰야마 히데키 최종 우승
-
KG 모빌리티, '영업 마에스트로 20' 워크숍 실시
-
'C · E 장점만 모은 2도어' 벤츠 CLE 쿠페 7270만 원에 국내 공식 출시
-
1월 글로벌 전기차 판매 전년비 69% 증가 · 전월 대비 26% 감소
-
기아, IT 개발자 등 각 분야 경력직 대규모 채용...모빌리티 시장 경쟁력 강화
-
현대차그룹, 상반기 SDVㆍ스마트팩토리ㆍESGㆍAI '제로원 액셀러레이터' 모집
-
'기아 PV 3 · 5 · 7' 국내 첫 특허 출원…자동차 탈피한 PBV 라인업 출시 본격화
-
현대차 월드랠리팀, 2024 WRC 스웨덴 랠리 우승...개막전에 이은 2연속 쾌거
-
'참 안 어울리네' 황금 악센트 롤스로이스 컬리넌과 200억짜리 두바이 번호판
-
세계 3대 신용 평가사 피치, 현대차·기아 신용등급 ‘A-’로 상향...재무 건정성 입증
-
현대차, 수소 생태계 구축 가속 '현대모비스와 수소연료전지사업 양수도' 계약
-
로터스자동차코리아, 부산 팝업 전시 진행
-
제네시스 ‘2024 캐나다 올해의 전기차’ 수상
- [유머] 주식은 브라키오사우루스 매매법으로
- [유머] 마법소녀 우정잉
- [유머] 해외에서 뽑은 최고의 라면
- [유머] 귀여운 토끼들의 운명
- [유머] 싱글벙글 외국인들이 놀란다는 한국 롯데리아 가게
- [유머] 전복사건 레전드
- [유머] 인간의 순수한 악의
- [뉴스] 패딩 화보 찍으랬더니 10등신 비율+청량한 얼굴로 팬들 홀린 '얼굴천재' 변우석
- [뉴스] 한가인 '인생 첫 불닭볶음면 먹고 응급실 가... 다음날 앉지도 못했다'
- [뉴스] '골프 여제' 박인비, 남편 코칭 받고 슬럼프 극복... '누적 상금만 237억'
- [뉴스] 이영애, '김여사와 친분' 가짜뉴스 퍼뜨린 유튜버와 화해 권고 거부...'끝까지 간다'
- [뉴스] '레커차' 주차등록 거절 당하자 아파트 출입구 가로막은 민폐 입주민 (사진)
- [뉴스] 김혜경, '공직선거법 위반' 1심서 벌금 150만원
- [뉴스] 이준석, '윤 대통령 공천개입 의혹' 작심 폭로... '특정 시장·구청장 공천 언급했다'