PE 시스템

PE System (Power Electric System)

전기차는 엔진이 없습니다. 엔진 대신 전기모터의 구동으로 움직일 수 있습니다.

PE시스템은 전기차의 구동 장치입니다.

내연기관의 엔진과 변속기가 전기차의 PE시스템이 같은 역할을 합니다.

PE시스템은 전기모터와 인버터, 감속기가 하나의 장치로 구성됩니다.

PE시스템

 

 

모터 - 전기차의 구동을 담당하는 부분입니다. AC모터를 사용하고 내연기관의 엔진과 같은 부분입니다.

인버터 – 배터리는 DC이고 모터는 AC모터이기 때문에 DC(직류)를 AC(교류)로 바꿔주는 부분이 인버터입니다.

감속기 – 모터의 출력이 바로 바퀴로 전달되는 것이 아니고 기어 변속을 통해 모터에 동력이 전달되게 됩니다. 모터의 출력은 회전속도는 빠르지만 토크(차를 움직일 수 있는 힘)가 낮기 때문에 모터의 회전속도는 줄이고 토크는 높여주는 부분입니다.

PE-시스템

1세대 PE시스템은 모터와 인버터, 감속기가 모두 분리되어 각각 따로 설치됐었습니다.

지금의 PE시스템은 이전보다 크기는 작아지고 출력은 더 크게 개선된 3세대로 분류됩니다.

현대자동차의 쏘울EV, 아이오닉EV가 1세대 전기차, 코나EV, 니로EV 2세대 전기차를 거처 지금 나오는 아이오닉5, 기아 EV6 가 3세대 PE시스템을 적용한 전기차입니다.

3세대 PE시스템의 출력은 160kW, 19,000rpm의 성능을 발휘합니다.

1세대에 비해 PE시스템의 외부에 노출되는 케이블이 내부로 들어가고 높이는 더 낮아져서 그만큼 실내 공간을 넓게 시용할 수 있고 트렁크도 커졌습니다.

 

헤어핀권선모터

3세대 PE시스템의 크기가 작아지고 출력은 더 높아진 기술 중 하나가 헤어핀 권선기술입니다.

구동모터 내부의 고정자 코일에 적용된 ‘헤어핀 권선 기술’은 고정자에 코일을 기존보다 촘촘하게 감아 효율이 증가하였습니다. 코일의 단면이 원형 코일이 아니고 직사각형 모양의 코일을 감아서 감겨 있는 코일 간의 사이 간격을 줄여서 모터 효율이 높아진 겁니다. 이것은 원형 코일 대비 10%의 효율을 개선하는 효과가 있습니다.

헤어핀 권선 기술은 코일의 단면이 직사각형의 코일을 감아 헤어핀의 모양인 구조를 뜻합니다.

 

냉각기술

전기차의 구동계인 전기모터에는 열이 많이 발생하기 때문에 열을 식혀 주는 기술이 필요합니다.

내연기관의 엔진처럼 PE시스템의 모터에도 냉각수를 이용한 냉각 방식을 사용합니다.

냉각수는 모터의 프레임에만 냉각되고 코일 부분은 냉각할 수 없기 때문에 감속기의 냉각 및 윤활 기능을 하는 오일을 EOP(Electric Oil Pump)로 모터 내부의 코일에 안개처럼 직접 분사하여 코일의 냉각을 하게 됩니다.

효율적으로 모터를 식혀주지 못하면 내연기관의 엔진처럼 모터에 변형이 생기고 주행 성능에 큰 지장이 발생하기 때문에 냉각 기능은 꼭 필요한 부분입니다.

 

800v 충전시스템

기존의 충전시스템은 400V 충전시스템으로 전기차를 충전합니다. 앞으로는 800V초고속 충전 안프라가 더 많이 도입될 것이고 현대자동차의 E-GMP에도 800V 충전시스템이 적용됩니다.

기존 전기차에 800V 초고속 충전을 하려면 별도의 장치를 장착해야 초고속 충전이 가능했지만 E-GMP의 800V 초고속 충전 시스템은 구동 모터와 인버터를 활용하여 400V 와 800V 충전이 모두 가능하게 하는 멀티 충전 시스템을 현대자동차에서 세계 최초 특허기술을 적용하였습니다.

 

 

이미지 출처- 현대자동차