전기차 모터 냉각에 대해 알아보자(4)

 

그림 : 전기차 시스템 내 전기모터의 일반적인 유냉방식 개념도

 

 

 이번 편에서는 전기차 모터의 유냉방식에 대해 소개해 드리겠습니다.

 

 위의 그림은 현재 차량용 구동모터에 적용되고 있는 유냉방식을 설명하기 위해 냉각수와 오일 그리고 열의 이동을 표기한 그림입니다. 그림과 같이 모터의 인버터에 전원이 인가되면 인버터와 모터에서 열이 발생하게 됩니다. 이때 인버터의 열은 냉각수가 가져가고, 모터의 열은 오일이 냉각하는 개념입니다. 냉각 오일은 오일 펌프를 통해 모터 내부로 다시 유입되어 코일을 냉각한 후 모터 외부로 이동하게 됩니다. 가열된 오일은 오일쿨러(oil cooler)에서 냉각수와 오일 간의 열교환(heat exchange)으로 냉각되고 다시 모터로 유입되어 순환하게됩니다.

 

최종적으로는 그림의 라디에이터에서 냉각수와 공기와의 열전달에 의해 대기 중으로 방열되는 열전달 메커니즘을 가지게 됩니다.

 

  오일냉각 방식은 오일쿨러, 오일펌프 그리고 이를 연결하는 배관 혹은 오일관련 유로 부품이 별도로 구성되어야 하기 때문에 열전달 시스템 전체적으로 볼 때 구조가 복잡해집니다. 따라서 관련 부품이 차지하는 체적과 무게가 증가 할 뿐만 아니라 추가 부품에 의한 비용 상승이 발생하는 단점이 존재합니다. 그럼에도 불구하고  유냉 방식은 수냉 방식이 갖는 한계를 극복합니다. 수냉 방식 대비 열전달 성능이 우수하므로 상대적으로 모터의 다운사이징(downsizing)과 고출력화(high power density)에 유리한 장점이 있습니다.

 

 

참고 문헌 :

Numerical study on the heat transfer in an electric motor with oil water cooling to achieve an enhanced cooling performance, 학위논문(박사) -- 韓國航空大學校 大學院 航空宇宙 및 機械工學科 2019