초록 ▼

□ 연구개요
○ 전기자동차 구동모터의 모터 손실 및 물성 데이터를 기초로 하여, 다양한 열성능 파라미터(모터 구조, 부품 재질, 냉각 방식 및 유로 형태 등)에 따른 체계화된 해석적 기법 및 실험을 기반으로 한 방열성능 예측기술을 개발함.
○ 구동모터 내부인 코일 및 스테이터 등의 주요 발열부에 냉각오일을 직접 분사함으로써 냉각효율을 극대화하는 기술을 개발함. (고속 회전운전 및 유체 충돌효과/상변화의 동시 고려)
○ 궁극적으로, 이러한 고효율 냉각 방법을 적용하여 냉각 효율(방열량 또는 온도기준)이 향상된 전기자동

□ 연구개요
○ 전기자동차 구동모터의 모터 손실 및 물성 데이터를 기초로 하여, 다양한 열성능 파라미터(모터 구조, 부품 재질, 냉각 방식 및 유로 형태 등)에 따른 체계화된 해석적 기법 및 실험을 기반으로 한 방열성능 예측기술을 개발함.
○ 구동모터 내부인 코일 및 스테이터 등의 주요 발열부에 냉각오일을 직접 분사함으로써 냉각효율을 극대화하는 기술을 개발함. (고속 회전운전 및 유체 충돌효과/상변화의 동시 고려)
○ 궁극적으로, 이러한 고효율 냉각 방법을 적용하여 냉각 효율(방열량 또는 온도기준)이 향상된 전기자동차 구동모터의 최적 열설계를 위한 기반기술을 개발하는 것을 최종목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 체계화된 프로세스 및 방법론을 정립함으로써 모터의 설계 단계에서부터 효율적인 열관리가 가능하도록 모터의 최적 방열/냉각에 관한 기반기술을 개발함.
○ 고효율 냉각방법을 도입하여 즉, 구동모터 내부인 코일 및 스테이터 등의 주요 발열부에 냉각오일을 효과적으로 직접 분사시키는 고효율의 냉각 적용기술을 독자적으로 개발함. 이는 전기자동차용 구동모터의 고속 회전 및 작동유체의 충돌효과/상변화를 고려하게 되고, 기존(일반) 모터냉각 방식인 오일순환에 의한 냉각효과를 보다 크게 증가시킴. 또한 배터리 및 구동 인버터 등에 적용을 시도하고 있는 상변화 이용 냉각방식과는 차별화된 형태로 개발함.
○ 확보된 모터 손실 및 물성 데이터를 기초로 하여 해석적 기법 및 열전달 실험 등 체계화인 방법론을 이용함으로써 모터의 열성능을 보다 정확히 예측/평가하고, 이에 적합한 냉각시스템을 개발할 수 있는 열관리 기술체계를 구축함. 따라서 다양해지는 모터의 개발양상에 발맞추어 폭넓게 지원할 수 있도록 구동모터의 열설계 관련 원천 기술을 확보함.

□ 연구개발결과의 중요성
○ 냉각기술은 구동모터 설계의 핵심기술로서 효율적인 열관리를 통하여 차량의 제한된 공간에서의 성능, 수명, 비용에 부정적인 영향을 주지 않고 모터 형상을 소형화 할 수 있음. 또한 전기자동차의 주행시간 연장 및 주행능력 향상 등이 가능해지므로 양산화/보급화가 더욱 확대됨.
○ 구동모터 방열은 기존의 냉각방법과는 차별화된 고효율 및 소형화 기술이 필요하므로, 오일분사 냉각 방법을 적용함으로써 방열 효과를 획기적으로 향상시킴. 또한, 국내의 경우 해석적 기법 및 실험 기반기술은 상대적으로 취약한 상태이므로, 체계적인 열해석 및 검증 프로세스의 확립은 향후 구동모터의 열설계 시 매우 중요하게 사용될 것임.
○ 희토류 자석을 대체하는 재료를 사용하는 비희토류 모터와 희토류 사용을 최소화하기 위한 희토류 저감형 신구조 모터의 경우, 기존 영구자석형 모터에 비해 저출력 및 저효율이 예상되므로 본 연구에서의 열설계 기술이 더욱 중요하게 적용될 것임.
○ 구동시스템의 열관리 핵심기술 개발은 국내외 관련 친환경 자동차산업인 전기자동차 뿐만 아니라 향후 연료전지자동차의 파워트레인 부품(각종 전동화 부품 및 인라인 구동모터, 차세대 구동모터인 인휠 모터 등)의 원천기술을 확보하는 계기가 됨과 동시에, 국내 친환경 자동차 산업이 글로벌 수준의 기술 경쟁력을 가지는 토대가 됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 최종 연구목표 ... 4
• 1.2 연구의 개요 ... 4
• 1.3 연구의 필요성 및 중요성 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1 전기자동차 구동모터의 유로성능 파라미터에 따른 해석적 기법 연구 ... 5
• 2.2 고효율 냉각방법을 적용한 구동모터의 방열 성능 예측기술 개발 ... 8
• 2.3 후속 연구의 방향성 제시 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 17
• 끝페이지 ... 17