왜 전기 자동차[EV]에는 4개의 인휠 모터가 없나요? 엘파헤가 개발한 인휠 전기모터 기술

2024. 1. 21. 19:58올드카,클래식카

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바퀴 허브 전기 모터의 바퀴 안에 들어 있는 것은 새로운 생각이 아닙니다. 예를 들어, 1900년의 로너-포르쉐 가솔린-전기 하이브리드 자동차는 풍선으로 만든 큰 바퀴의 허브에 내장된 전기 모터로 동력을 얻었습니다.

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오늘날, 인휠 전기 모터는 많은 전기 자동차에서 찾아볼 수 있습니다. 단지 그 중 어느 것도 양산차나 SUV가 아닙니다. 보쉬에서 만든 인휠 모터는 중국 브랜드 니우에서 생산한 것과 같은 소형 전기 모터 스쿠터에서 인기가 있습니다. 다이렉트 드라이브 허브 모터는 전기 자전거에서도 꽤 널리 사용됩니다.

여전히 일부 회사는 인휠 모터가 있는 4륜 EV를 개발하고 있습니다.미국에 본사를 둔 Lordstown이 가장 생산에 근접한 제조업체인 것으로 보입니다. 2018년에 설립된 오하이오주 Lordstown에 있는 이 신생기업의 공장은 제너럴 모터스로부터 사들였습니다. GM은 또한 회사에 7천 5백만 달러를 투자한 것으로 알려졌습니다.

1901년의 로너 포르쉐 전기 자동차는 바퀴로 움직이는 전기 모터를 사용했습니다.

Lordstown 공장은 첫 번째 모델인 인듀어런스 ut의 사전 생산 버전을 만들고 있습니다. 본격적인 생산은 2021년 9월에 시작되어야 하며, 회사는 대형 더블 캡 픽업 트럭에 대해 100,000대(구속력이 없는)의 사전 주문을 진행하고 있다고 밝혔습니다. 

비록 Lordstown이 내구성의 각 바퀴 안에 모터들을 만들고 있지만, 그들의 디자인에 대한 공은 Elaphe라는 회사에 있습니다. 이 슬로베니아 의상은 Lordstown과 라이선스 계약을 맺고 있습니다.

Lordstown Industry 픽업 트럭의 섀시와 4개의 인휠 전기 모터

Lordstown 마케팅 부서의 대문자 애호가들에 따르면, 내구성은 "세계 최초의 전동식 인휠 구동 시스템이 업무용으로 제작되었습니다"라고 합니다.

라이트이어 원(Lightyear One)은 로드스타운 인듀어런스(Lordstown Enderance)와 같은 것은 아니지만, 4개의 인휠 모터가 장착되어 있습니다. 2019년에 공개된 네덜란드의 이 초공기역학적이고 매우 비싼 5인승 세단은 올해 말에 생산에 들어갈 예정입니다. 라이트이어의 효율성에 집착하는 엔지니어들이 원의 바퀴에 사용되는 모터를 처음부터 디자인했습니다.

Light year 인휠 전기 모터를 사용하는 전기 자동차 1대

라이트이어와 로드타운 모두 인휠 모터의 장점을 강조하고 있습니다. 이 모터들은 간단하고, 에너지 효율적이며, 공간을 절약한다고 그들은 말합니다. 그들이 언급하지 않은 것은 단점도 있다는 것입니다…

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비용도 그 중 하나입니다. 인휠 모터 4개는 섀시에 장착된 모터 1~2개보다 제조 비용이 더 비쌀 것입니다.

그리고 현실적인 문제들이 있습니다. 인휠 모터는 힘든 삶을 살고 있습니다. 그들은 바퀴 자체와 같은 충격과 스트레스를 받습니다. EV의 승객들처럼 섀시에 장착된 모터는 서스펜션에 의해 덩어리와 범프로부터 보호되며, 마운팅 부싱에 의해 추가적인 격리가 제공됩니다.

인휠 모터는 또한 바퀴 안에서 일반적으로 발견되는 브레이크를 어디에 두어야 하는지에 대한 문제를 나타냅니다. 회생 제동이 EV의 속도를 늦추는 작업의 많은 부분을 할 수 있지만 안전상의 이유로 마찰 브레이크도 장착할 필요가 있습니다.

엘파헤가 개발한 인휠 전기모터 기술

또 다른 문제점은 인휠 모터가 엔지니어들이 말하는 언스프링 무게에 더해진다는 것입니다. 기본적으로 서스펜션 시스템의 쇽업소버에 의해 제어되어야 하는 무게에 더해진다는 것입니다. 그래서 엔지니어들은 인휠 모터가 장착된 EV를 원활하게 주행하고 잘 다루는 것이 더 어렵습니다.

그리고 인휠 모터는 무거운 편인데 이게 좀 복잡해지니까 주목을 해봐요…

전기 모터의 토크 출력은 회전자의 부피에 비례합니다. 강한 토크를 전달하는 것은 문제가 되지 않지만 동력은 다른 문제입니다. 간단히 말해서 동력은 모터 회전수에 토크를 곱한 것이고 인휠 모터는 회전 속도가 그리 빠르지 않습니다. 100km/h에서 일반적인 크기의 휠은 1000rpm 미만으로 회전합니다.

부품 공급업체인 Protean이 개발한 인휠 전동기의 부품을 나타낸 도면

이 피할 수 없는 관계는 인휠 모터가 고객 만족스러운 성능을 제공하기 위해 충분한 동력을 만들기 위해 큰 로터를 필요로 한다는 것을 의미합니다. 로터는 주로 자기강으로 만들어지기 때문에 무겁습니다.

대안이 있으며, 현재 모든 주류 전기차 제조업체에서 선호하는 대안입니다…

그들은 10,000rpm 이상으로 쉽게 회전할 수 있는 더 작은 모터를 선택합니다. 한 케이스에 두 개의 톱니바퀴보다 조금 작은 단일 속도 기어박스는 더 낮은 토크 출력을 곱하는 데 사용됩니다. 모터는 차동 장치를 사용하여 두 개의 바퀴를 작동시킬 수 있습니다. 섀시에 장착되는 전기 모터 어셈블리는 이러한 부품이 추가되더라도 놀랍도록 컴팩트한 것입니다.

엘파헤가 개발한 인휠 전기모터 기술

따라서 인휠 모터는 약간의 공간을 절약할 수 있지만 장점은 처음에 나타날 수 있는 것만큼 명확하지 않습니다. 비용, 충격 방지, 브레이크 포장 및 잘림 없는 무게 문제도 고려해야 합니다.

이 모든 것을 종합하면 전기차에 인휠 모터가 없는 이유를 이해하는 것은 어렵지 않습니다. 로드타운, 라이트이어 등이 상황을 바꿀지 모르지만, 감속 기어와 디퍼렌셜이 장착된 섀시 장착 모터를 사용하는 제조업체의 마음을 바꿀 것 같지는 않습니다.

 

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