In Wheel Motor?

안녕하세요. 경기도 용인에서 테슬라 모델 S를 운용 중인 평범한 직장인 테슬생입니다. 전기차 미래기술 중 차세대 전기차에 장착될 ‘인 휠 모터’에 대해 아시나요? 인휠모터(In Wheel Motor) 한번씩은 들어보셨을 것 같습니다. 인휠모터란? 쉽게 말해, 휠 안에 Motor(구동계)가 있다고 보시면 됩니다. 우리가 일반적으로 아는 테슬라 전기차의 구조는 아래 이미지와 같습니다.

(좌) 테슬라 모델S 구조 / (우) 테슬라 모델3 구조

테슬라 모델 S는 전/후륜의 중앙에서 모터가 구동을 담당하며, 모델 3 역시 전/후륜의 중앙에서 모터가 구동을 담당합니다. (모델3 4륜 AWD, 후륜 RWD 타입이 있습니다.) 위와 같은 전기차 구조는 설계가 쉽고, 조립이 쉽지만… 효율이 많이 떨어집니다. 여기서, 효율이란? 공간확보 및 동력손실 방지 등 입니다. 효율이 더 좋게 만들기 위해, 고안된 방식은 ‘In Wheel Motor’ 입니다.

 

 

 

In Wheel Motor의 역사

1898년 오스트리아의 자동차 설계자인 페르디난트 포르쉐는
자동차 바퀴에 모터를 설치해 구동하는 자동차 기술을
고안했습니다. 그러나 그 당시 기술 수준으로는
이 시스템을 구현하기 어려웠으며
가솔린 엔진이 개발 되면서 보급되었고,
이 기술은 상용화되지 않았다고 합니다.

최근 다시 이 기술이 조명받기 시작하면서
‘인 휠 모터시스템’으로 명명 되었습니다.

 

최근에는 전동스쿠터, 전기자전거 등
여러 Bicycle에서 이용되고 있습니다.

출처 : https://www.powerelectronics.com

 

In Wheel Motor의 구조

인 휠 모터 시스템의 구조도 입니다.
타이어, 휠, 로터, 모터, 서스펜션이
통합된 구조입니다.

(좌) 테슬라 모델S 구조, (우) 테슬라 모델3 구조
In Wheel motor 시스템

 

기존의 내연기관 자동차 또는 전기자동차는
엔진/미션/모터 및 샤프트를 이용해
구동을 하는 방식이었습니다.

하지만
엔진에서 바퀴까지 동력을 전달해야하기
때문에, 동력 손실을 막기 위해
‘인 휠 모터 시스템’이 각광을 받고 있습니다.

‘인 휠 모터 시스템’은 바퀴에 구동계가
있기 때문에 여러모로 장점이 많습니다.

 

출처 : https://www.powerelectronics.com

 

In Wheel Motor의 장점

설계가 단순해지며, 공간 활용 효율이 90%로
상승합니다. 또한, 각개의 ‘인 휠 모터 시스템’에서
개별 제어가 가능하기 때문에 주행의 안정성이 좋고
동력 손실을 최소화 할 수 있습니다. 또한
바퀴의 선회력 입니다. 타이어가 90도로
선회하여 직각 주차가 가능한 것 입니다.

아래 유튜브 영상을 참고해주세요. (◍’◡’◍)

 

 

 

출처 : https://www.powerelectronics.com

 

In Wheel Motor의 단점

단점은 충분히 예상하셨을 텐데..
외부 충격에 취약하다는 것 입니다.
일반적으로 바퀴는 타이어(고무)인데,
수 많은 충격을 흡수하는 역할을 합니다.

각종 부품들이 집약되어 있는 ‘인 휠 모터 시스템’은
외부 충격을 받으면 쉽게 손상될 것 입니다.
​이 문제만 해결된다면, 보급화가 될 것으로 보입니다.

 

출처 : 현대자동차
‘인 휠 모터 시스템’이 장착된 버스의 바퀴 사진 출처 : https://blog.naver.com/tjddnr0300/222164229953

 

In Wheel Motor의 상용화

‘인 휠 모터 시스템’이 국내에서는 상용화되고 있습니다.
현대자동차 일렉시티 ‘전기지상버스’ 입니다.
하지만, 해당 전기버스의 ‘인 휠 모터’에서
문제가 발생하여 전량 전동모터로 교체한다고 합니다.

테슬라 및 BYD 등 여러 전기차 회사들은 수년간
2단 변속기(인 휠 모터 시스템)을 개발하려고 했으나
실패하였고 기존 전동모터 시스템을 유지하고 있습니다.

 

출처 : 전기차동호회, https://thekoreancarblog.com

 

다음으로는 아래 사진은 현대차에서 21년 4월 출시를
목표하고 있는 아이오닉5(포니 45) 입니다.

사진 상 바퀴에 모터 측정장치로 보이는 장치를
장착하고 주행하는 모습이 포착되었습니다.

데모카/테스트카로 보여지나,
아직 양산에는 적용되지 않을 것으로 보입니다.
(ㅁ_ㅁ)/~

과연 어떤 전기차에 최초
‘인 휠 모터 시스템’이 상용화될지 귀추가 주목됩니다.
이상 ‘In Wheel Motor System’에 대해
알아보았습니다. 감사합니다. (◍’◡’◍)

 

테슬생
평범한 직장인 테슬생의 테슬라 Tip

 

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