최근 전기자동차 수요 증가로 인하여 이에 따라 전기자동차 핵심 부품인 구동 모터에 대한 수요 또한 증가하는 추세임. 전기자동차의 파워 트레인은 크게 DC 모터, 유도 모터, 영구자석형 모터(PMSM : Permanent Magnet Synchronous Motor)로 4가지로 구분될 수 있음. 이 중 영구자석형 모터의 경우 높은 효율과 운전 특성이 우수하며 신뢰성과 내구성이 높고 유지보수가 간편하여 가장 각광을 받고 있음. 하지만 영구자석형 모터는 희토류 계열의 NdFeB 자석을 주로 사용하게 되는데, 희토류 광물의 경우 전세계 공급량의 90% 이상 중국에서 독점생산되고 있어 자원 무기화 가능성에 대한 우려가 있음. 따라서 수급 불안정성과 높은 가격으로 인해 Ferrite 영구자석을 사용한 새로운 영구자석 모터 개발이 필요함.

일반적인 Ferrite 영구자석의 경우 희토류 계열의 NdFeB 영구자석 대비 보자력과 잔류자속밀도가 매우 낮기 때문에 동일한 형상에서 성능이 낮아 자속 집중형 구조인 Spoke type 모터에 대한 연구 개발이 요구됨. 이러한 Spoke type 모터 역시 조립 후 착자 및 불가역 감자, 회전자 기구 강성 등의 한계 극복 및 성능 극대화를 위한 Ferrite Double Spoke type의 모터 연구 필요.

• 자기등가회로의 한계

  2D & 3D 유한요소 시뮬레이션을 통한 비선형 및 축방향 Lorentz Force 고려

• 릴럭턴스 토크 극대화를 통한 효율 상승

  Double Spoke type 회전자 형상을 통한 성능 극대화

• 조립 후 착자 불리

  분할 착자 및 착자성 고려 회전자 형상 설계

• 릴럭턴스 토크 사용에 따른 진동 및 소음 상승

  진동 및 소음에 영향이 있는 코깅토크나 토크리플의 위상을 각각 고려한 Core Skew 적용 연구

• 불가역 감자 취약

  Ferrite 영구자석의 특성에 따른 약자속 제어 운전 시 및 저온영역에서의 불가역 감자 강건 설계

• 전동기 운전 시 기구부 강성 및 온도 특성 검토 필요

  기구 강성 시뮬레이션 및 온도포화 시뮬레이션을 통한 운전 신뢰성 검토

• 설계 모델 제작 및 단품 성능 시험