각종 가전제품과 산업 기계 영역에 주로 쓰이던 전기 구동 모터는 최근 전기차 산업 발전과 함께 자동차 분야에서도 수요가 급증하고 있다. 하이브리드전기차(HEV)와 전기차(EV), 수소연료전지차(FCV) 등 차세대 차량의 핵심 동력원으로 전기 모터가 사용된다.
일본 신에너지 산업기술 종합개발기구(NEDO)는 최근 초고효율 모터 개발에 활용도가 높은 분석 평가 장치를 개발했다. 자기 베어링을 탑재한 초고정밀도 모터 손실 분석장치와 고효율 철심 재료 변형력(응력) 특성 평가 장치다.
각국 주요 완성차 업체가 전기차 개발에 공을 들이는 가운데 모터의 에너지 효율성 향상은 배터리 성능 개선과 함께 핵심 과제로 꼽힌다. 전기차 확산에 걸림돌로 작용하는 짧은 주행거리를 늘리는데 직접 영향을 미치기 때문이다.
새 모터 손실 분석장치는 기존 모터 손실 평가에서 발생하는 오차 요인인 기계 손실을 줄였다. 기계 마찰 손실이 없는 자기 베어링을 채용해 고정밀 손실 분석이 가능하도록 했다.
다른 하나는 차세대 모터용 철심 소재로 기대되는 재료의 자기 특성을 평가할 수 있는 장비다. 머리카락 굵기보다 얇은 20마이크로미터(㎛) 두께의 재료를 구부리지 않고 압축력을 가하는 기술을 신규 적용해 철심 손실 없이 자기 특성을 정량적 평가할 수 있다. 모터용 철심은 현재 두께 0.3~0.6㎜의 전자강판을 적층하는 구조가 주류지만 손실이 보다 작은 비정질 재료나 나노 결정 재료로 점차 옮겨갈 것으로 예상된다.
연구진은 이들 장비를 활용해 기존 모터 대비 에너지 손실이 25% 적은 모터를 개발할 계획이다. 에너지 손실이 적은 고성능 연자성 재료를 개발하고 신규 자성 재료 성능을 최대한 살려 효율성이 높은 모터 실현을 목표로 하고 있다.
박정은기자 jepark@etnews.com
