디지털 마이크로스코프를 이용한 전기 자동차(EV) 부품의 관찰·측정

전기 자동차(EV)의 특징

• 온실 가스를 배출하지 않아 친환경적
• 주행 거리당 연비(전비)가 저렴
• 우수한 가속 성능
• 부품 개수가 적음
• 유지 보수가 간단

차량용 모터의 구조

차량용 모터로는 브러시리스 교류 모터가 사용됩니다. 브러시가 없기 때문에 소음이 적고 유지 보수가 간단합니다.

로터(회전자)

출력 축으로 감속기를 통해 차량의 바퀴를 구동합니다. 영구 자석을 사용합니다.

스테이터(고정자)

로터를 회전시키는 힘을 일으킵니다. 로터의 회전에 맞춰 스테이터 코일로 전기를 흘려보냅니다.

로터 회전 위치 센서

스테이터 코일로 로터의 회전 속도에 맞는 교류 전류를 흘려보내기 위해 로터의 회전 위치를 검출합니다.

영구 자석의 종류

페라이트 자석

저렴하며 성형도 간단합니다. 자동차의 직류(DC) 모터에 사용됩니다.

네오디뮴 자석

자력이 페라이트의 10배 이상이며 전기 자동차 구동용 모터에 사용됩니다. 희토류를 사용하기 때문에 고가입니다. 경도는 높지만 열에 약하고 녹이 슬기 쉽다는 단점이 있습니다.

스테이터의 구조

스테이터는 두께가 0.3 mm에서 0.5 mm인 전자 강판을 적층한 구조입니다.
순식간에 자기화를 반전시켜야 하기 때문에 연질 자성 재료인 전자 강판이 사용됩니다. 전자 강판은 두께가 얇을수록 강판 내에서 발생하는 와전류를 억제할 수 있습니다. (에너지 손실이 적음.) 또한 표면을 코팅하여 강판 사이를 절연함으로써 와전류 손실이 감소합니다.

ECU와 인버터

전기 자동차에 사용되는 ECU와 인버터는 다음과 같은 특징이 있습니다.

ECU(일렉트로닉 컨트롤 유닛)

회전 수와 토크가 최적화되도록 연산하여 스테이터 코일로 흘려보내는 전기를 제어합니다. 회전 수는 주파수, 토크는 전류로 제어합니다.

인버터

인버터는 배터리에서 나오는 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 부품입니다. 단순하게 직류에서 교류로 변환하는 것이 아니라, 변환 시 주파수 및 전류량을 조정하여 모터의 회전 수와 토크를 제어합니다.