대부분의 자동차 소유자는 자동차의 바퀴와 타이어에 대해 많은 생각을 하지 않습니다. 누가 그들을 비난할 수 있겠습니까? 타이어가 예상대로 작동하고 있다면 일반적으로 더 이상 생각할 것이 없습니다. 좋은 타이어를 만드는 데 들어가는 상당한 양의 기술, 디자인 및 연구가 있지만 누군가가 새 타이어를 구입할 때 일반적으로 두 가지만 생각합니다. 비용은 얼마입니까? 얼마나 오래 지속됩니까?
그러나 10년이 조금 넘는 기간 동안 많은 자동차 제조업체와 타이어 회사는 자동차 소유자가 타이어에 대해 생각하고 사용하는 방식을 바꾸기 위해 열심히 노력해 왔습니다. 더 구체적으로 말하면, 그들은 차량의 전원 공급 장치와 함께 작동하는 자동차의 다른 많은 필수 부품을 가져와서 모두 바퀴 내부에 배치하려고 합니다. 그 설명에 따르면 이 다소 새로운 구성 요소를 인휠 모터라고 부르는 것이 놀랍지 않을 것입니다. 그리고 Michelin과 같은 회사는 이 새로운 기술이 운송의 미래에 혁명을 일으키기를 바라고 있습니다.
인휠 전기 모터가 장착된 차량의 기본 원리는 간단합니다. 일반적으로 후드 아래에 있는 내연 기관은 필요하지 않습니다. 바퀴의 허브에 위치한 최소 2개의 모터로 교체됩니다. 이 휠에는 제동 부품뿐 아니라 이전에 엔진, 변속기, 클러치, 서스펜션 및 기타 관련 부품에서 수행되던 모든 기능이 포함되어 있습니다.
개념은 이론상 비교적 간단하지만 인휠 모터는 성능, 기능 및 효율성에 대해 많은 질문을 던집니다. 다음 페이지에서 이러한 모든 질문과 자세한 내용을 살펴보겠습니다.
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인휠 전기 모터를 사용하는 차량을 생산하는 것은 엔진을 뜯어낸 다음 바퀴 내부의 사용하지 않는 공간에 전기 모터를 밀어 넣는 것보다 훨씬 더 복잡한 프로세스입니다. 이 유형의 전기 모터는 하이브리드 차량, 완전 배터리로 작동되는 차량 및 연료 전지 구동 전기 차량에서도 작동하도록 설계되었습니다.
이러한 인휠 모터에서 생성되는 전력량은 제조업체 및 모터 크기에 따라 다를 수 있습니다. 예를 들어, Protean Electric이라는 회사는 2008년 특수 장비 시장 협회(SEMA) 쇼에서 Ford F 150 트럭을 공개했습니다. Protean은 V8 엔진을 제거하고 4개의 인휠 전기 모터를 추가하여 Ford F-150 EV를 수정했습니다. 트럭. 4개의 Protean Drive 모터는 각각 100hp 이상, 4개의 모터 모두에서 총 400hp를 전달할 수 있습니다. 이는 표준 V8 엔진에서 생산되는 것보다 훨씬 많습니다. 각 모터의 무게는 68파운드(31kg)에 불과했고 42kWh 리튬 이온 배터리에서 동력을 얻어 재충전하기 전에 트럭에 161km(100마일)의 범위를 제공했습니다.
차량이 실제로 사용하는 인휠 모터의 수는 차량 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 대부분의 경우 두 개의 모터가 충분한 전력을 공급합니다. 그러나 오프로드 트럭이든 고성능 차이든 사륜구동(AWD) 차량에 대해 이야기하는 경우 분명히 4개의 인휠 모터가 필요합니다.
다음으로 이 기술이 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하기 위해 미쉐린의 액티브 휠 시스템을 살펴보겠습니다.
제조업체에 따라 인휠 모터에는 다양한 구성 요소가 포함될 수 있지만 대부분의 기본 부품은 동일합니다. 우리는 Michelin의 Active Wheel 시스템을 예로 사용하고 있습니다.
인휠 모터의 외부는 표준 휠에 비해 편차가 거의 없습니다. 그러나 휠이 차량에서 분리되면 인휠 전기 모터 시스템의 주요 요소가 노출됩니다. 그 상대적으로 작은 영역에는 제동 시스템, 능동 서스펜션 시스템 및 실제로 바퀴를 구동하는 전기 모터가 포함되어 있습니다. 인휠 액티브 서스펜션 시스템은 피칭 및 롤링 동작을 자동으로 수정하기 위해 단 3/1,000초만에 반응할 수 있는 전기 작동 시스템입니다.
일부 인휠 모터 디자인은 회생 제동 기능도 제공합니다. 즉, 시스템이 제동하는 동안 자체 운동 에너지의 일부를 캡처하고 배터리를 충전하기 위해 다시 보냅니다. Toyota Prius 및 Tesla Roadster와 같은 일부 하이브리드에는 이미 이 회생 제동 기술이 통합되어 있어 자동차에 더 긴 주행 거리를 제공합니다.
인휠 전기 모터의 가장 큰 장점 중 하나는 동력이 모터에서 직접 휠로 전달된다는 사실입니다. 동력 이동 거리를 줄이면 모터 효율이 증가합니다. 예를 들어, 도시 운전 조건에서 내연 기관은 20% 효율로만 작동할 수 있습니다. 즉, 대부분의 에너지가 바퀴에 동력을 공급하기 위해 사용되는 기계적 방법을 통해 손실되거나 낭비됩니다. 동일한 환경에서 인휠 전기 모터는 약 90% 효율로 작동한다고 합니다[출처:Lepisto].
꽤 좋은 것 같죠? 인휠 전기 모터가 효율성을 높이는 동시에 전력을 희생하지 않는 방법을 알아보려면 계속 읽으십시오.
지금까지 여러 개의 인휠 모터를 조합하면 600마력 이상의 출력을 낼 수 있고, 브레이크를 밟으면서 스스로 에너지를 얻을 수 있다는 것을 배웠는데, 가끔 바퀴에 필요한 순간적인 힘은 어떨까요? 다시 말해, 이러한 인휠 전기 모터가 모든 애플리케이션에 충분한 토크를 제공합니까? 결국 토크는 모든 자동차의 응답 시간과 성능에 중요한 역할을 하지 않습니까?
인휠 전기 모터가 장착된 차량에는 사실상 거의 즉시 사용할 수 있는 토크가 충분합니다. 전기 모터는 많은 양의 토크를 생성하고 그 힘이 바퀴에 직접 전달되기 때문에 전달 시 손실이 거의 없습니다. 각 휠에는 주어진 시간에 필요한 토크의 양을 결정하는 센서가 장착될 수 있습니다. 유사한 시스템이 현재 도로 위의 자동차에 존재하지만 관련된 구성 요소의 수와 더 복잡한 전기 통신 경로로 인해 응답 시간이 약간 느립니다.
인휠 전기 모터가 장착된 차량의 경우 여러 주요 시스템이 휠 자체에 내장되어 있습니다. 따라서 기존 자동차의 핵심 구성 요소 중 많은 부분을 제거할 수 있다는 것은 당연합니다. 이 기사의 시작 부분에서 인휠 구성 요소가 이러한 모든 기능을 처리하기 때문에 인휠 전기 모터가 장착된 차량에서 엔진, 변속기, 클러치, 서스펜션 및 기타 관련 부품을 제거할 수 있다고 언급했습니다. 이러한 기계적 기능을 전기적 기능으로 대체하는 것을 by-wire 기술이라고 합니다. -- 예를 들어 drive-by-wire 또는 break-by-wire와 같은 것입니다.
엔진을 제거하면 차량에 디자인 및 구조적 향상을 추가할 수 있습니다. 현재까지 인휠 전기 모터 시스템의 테스트는 Volage 개념 차량에 사용하기 위해 Monaco의 Venturi Corporation을 비롯한 많은 자동차 제조업체 및 기술 회사에서 수행했지만 신뢰성, 내구성 및 안전성에 대한 질문은 널리 보급되지 않고 보고하기 어렵습니다. 시스템 사용.
인휠 전기 모터와 기술을 개발 및 테스트하는 회사에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 참조하십시오.
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