혁신적인 e-모빌리티 개발

EVR 모터스의 새로운 시뮬레이션 기반의 e-모터 토폴로지 개발

배경

전 세계가 보다 지속 가능하고 보다 저렴한 운송 솔루션을 기대하면서, 자동차 산업내에서 e-모빌리티로의 전환에 대한 압박이 거세지고 있습니다. 전기차들이 내연 기관 모델의 성능을 갖추기 시작하면서, 기존 제조업체들도 제품을 전기화하기 위해 서두르고 있습니다. 또한 많은 새로운 기업들이 신선한 아이디어와 잠재적이고 획기적인 기술로 시장에 진입하고 있습니다.

고객정보

EVR Motors Ltd. 는 이러한 기업들 중 하나입니다. 이스라엘에 본사를 둔 이 회사는 재생 에너지 및 차량 전기화와 같은 다양한 전력 변환의 적용을 위해서, RFPM(Radial flux Permanent Magnet)방식의 영구자석 전기 기계를 합리적인 가격에 설계 및 개발하고 있습니다. EVR은 2012년에 설립되어 풍력 터빈 발전기에 대한 특허 개발에 해오고 있습니다. 이들은 대중들의 선호도에 맞춰 e-모빌리티 로드맵을 조정하고, 더 낮은 생산 비용으로 더 높은 출력과 토크 밀도를 낼 수 있는 새로는 특허기술을 기반으로한 TS(Trapezoidal Stator)-RFPM이라는 혁신적인 전기 모터를 개발했습니다.

EVR 모터스에서 당면한 과제

수십 년 동안 전기 자동차용 모터는 방사형 착자 영구자석 모터 토폴로지(Radial Flux Permanent Magnet Motor topology, RFPM)라고 하는 동일한 토폴로지를 사용하여 최적화해왔습니다. 하지만 EVR은 완전히 새로운 접근 방식을 추구하면서, 다른 회사들이 하고 있던 기존의 최적화 방식을 따르지 않았습니다. 대신, 그들은 새로운 토폴로지를 발명하고, TS-RFPM 토폴로지라고 불리는 완전히 새로운 형태의 전기 자동차 산업을 위한 모터를 개발했습니다.
EVR 토폴로지의 베이스는 잘 알려진 다른 모터 토폴로지와 다르기 때문에 멀티피직스 및 최적화 툴의 사용이 매우 중요했습니다. 이러한 이유로 신뢰할 수 있고 강력한 시뮬레이션 툴이 필요했습니다.

알테어의 솔루션

EVR에서 강력하고 정확한 전자기 및 기계적 시뮬레이션 툴을 찾을 때, Altair® FluxMotor®, Altair® Flux®, Altair® SimLab® 및 Altair® HyperMesh®(전기 모터 설계를 위한 알테어의 전체 솔루션의 일부)를 선택하여 시제품을 제작하기 전에 모터를 시뮬레이션했습니다. 모터 개발에는 모든 전자기 및 NVH 요구 사항을 충족하기 위한 수많은 시뮬레이션 반복이 수반되기 때문에, EVR은 알테어 툴 중에서 특히 유연성이 높은 Flux 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션을 개선했습니다. 이에 따라 개선된 시뮬레이션 결과는 더 정확해졌고 실제 프로토타입에 가까운 결과를 얻었습니다.

현재 EVR은 이미 약 90%의 시뮬레이션 정확도를 달성했지만, 이를 95-96%의 더 높은 정확도로 개선하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이들의 전자기적 설계는 완전히 새롭고, 기존과 모든 것이 다르기 때문에 굉장히 어려운 작업이었습니다. 그러나 EVR은 알테어의 솔루션을 사용하여 이러한 문제를 해결하고 프로토타입 수를 최소화하면서 모든 요구 사항을 충족하고 시간을 절약할 수 있었습니다. 새로운 전기 모터는 시중의 다른 모든 모터보다 가벼웠을 뿐만 아니라 비용 효율도 높았으며, 경쟁이 치열한 e-모빌리티 시장에 혁신적인 새로운 스마트 솔루션을 제공했습니다.

결과

EVR은 시뮬레이션을 통해 새로운 특허 모터를 개발하고 테스트했는데, 이것은 업계 최고 수준 e-모터 크기의 절반밖에 되지 않습니다. EVR 모터스의 CEO인 Opher Doron은 우리의 솔루션에 대해 다음과 같이 말했습니다. “Flux 시뮬레이션 덕분에 프로토타입의 수를 줄일 수 있었습니다. 알테어 솔루션이 없었다면 이렇게 짧은 시간 안에 새로운 전기모터를 개발할 수 없었을 것입니다”.

위: Trapezoid Stator RFPM 모터의 2D 자기 플럭스 이발물
아래: Trapezoid Stator RFPM 모터의 2D 자기 플럭스 밀도