[ 목 차 ]

1. 개요

2. 산업 및 시장 분석

3. 기술 개발 동향

4. 특허 동향

5. 요소기술 도출

6. 전략제품 기술로드맵

1. 개요 가. 정의 및 필요성 (1) 정의  인휠 모터(In-wheel Motor)는 모터 자체를 자동차 바퀴 안에 내장하여 네 바퀴가 각각 분산 구동하는 방식으로 자동차를 주행하게 하는 전기자동차 및 하이브리드 자동차용 모터 중 가장 주목을 받고 있는 직접 구동(Direct Drive) 방식의 모터시스템을 의미 ▪ 인휠 모터 시스템은 자동차 바퀴에 구동모터와 브레이크시스템, 서스펜션(완충장치)등을 통합하여 부착된 시스템이며, 이 시스템을 통해 각각의 바퀴를 차량의 주행상태에 따라 독립적으로 제어가능▪ 인휠 시스템을 앞바퀴 2개에 달면 전륜, 뒷바퀴 2개에 달면 후륜, 바퀴 4개에 모두 달면 4륜 구동 자동차가 됨. 같은 차체라도 손쉽게 사용자의 요구에 맞추어 구동부 다양하게 제작 가능 ▪ 대형 단일 모터로 네 개의 바퀴를 돌리는 기종 구동 방식에 비하여 에너지 효율과 제어 효과를 극대화 할 수 있기 때문에 현재 GM, Mitsubishi 등 대형 자동차 메이커 및 Misherin의 Active Wheel, Siemens VDO의 eCorner 등 유명 자동차 부품 메이커 등에서도 인휠 구동 모터 개발에 집중하고 있음 ▪ 구동장치가 바퀴에 내장되는 타입이기 때문에 드라이브 샤프트(Drive Shaft), 차동장치와 같은 동력 전달장치 및 이에 딸린 부품이 필요 없어 차량무게를 대폭적으로 줄일 수 있어 차체 내부 공간 확보로 조립이 쉽고 유지보수의 용이 등 장점이 많으며, 특히 기존 전기자동차용 모터에 비해 90% 이상의 고효율성을 갖고 있음 [ 전기수소차 전략분야 내 인휠 모터 시스템 위치 ] * 자체구성 인휠 모터 시스템7 [ 인휠 모터시스템이 장착된 후륜구동 자동차 ] * 출처 : 과학기술정보퉁신부, 전기자동차의 미래기술“인휠 모터시스템” 기술문서 [ 인휠 모터시스템 분해도 및 부품도 ] * 출처 : 과학기술정보퉁신부, 전기자동차의 미래기술“인휠 모터시스템” 기술문서 ▪ 인휠 모터는 전기차를 움직일 수 있는 동력원인 모터와 제동장치 등을 바퀴 안에 장착하는 것으로 엔진이나 모터가 회전하면서 발생한 동력이 토크컨버터, 변속기, 드라이브사프트 등 여러 동력 전달 장치를 거치는 일반 차량과 달리 모터가 바로 바퀴를 직접 구동시키기 때문에 중간 과정에서 동력 손실이 거의 없다. 관련 부품이 최소화되면서 무게도 줄어들어 연비 개선의 이중 효과가 기대됨 ▪ 인휠 모터 시스템은 모터가 바퀴마다 장착됨으로 인하여 모터와 피드백 센서의 개수가 많아져 시스템이 복잡해지고 제어와 제작상의 어려움이 있고, 제작비용의 상승 등의 단점이 있고, 또한 모터에 직접 충격이 가해지기 때문에 내구성이 떨어지는 불리한 점도 있음 ▪ 각 바퀴에 장착되는 인휠 모터는 엔진과 같은 파워트레인 부품을 없애고 각 바퀴의 구동력을 제어할 수 있음. 토크 벡터링(torque vectoring)과 유사한 방식으로 각 바퀴의 구동력을 독립적으로 제어하기 때문에 환경 성능, 안전성, 편의성을 향상시키고 차체 무게를 줄일 수 있음. 또한 전기차의 단점인 동력 손실 문제를 해결하고 실내 공간을 추가 확보할 수 있음 ▪ 인휠 모터 시스템은 정밀 제어가 어렵고 구조가 복잡함. 다수의 모터를 제어해야 하기 때문에 고성능 프로세서와 정밀 센서가 뒷받침되어야 하며, 또한 가속 및 언덕 주행에 필요한 큰 구동 토크와 충분한 최대속도를 달성하기 위해 원하는 대로 모터 사이즈를 늘릴 수 없음. 모터와 배터리를 연결하는 전원 케이블과 신호 도선의 단선 문제도 인휠 모터의 실용화를 막는 걸림돌임 ▪ 인휠 모터시스템은 모터의 구동력을 직접 바퀴에 전달하여 동력 손실을 줄일 수 있음. 또한 엔진룸에 설치된 대형 구동모터가 사라지기 때문에 차량의 무게를 감소시킬 수 있음. 이 엔진룸을 짐칸 등 다른 용도로 사용할 수 있음 ▪ 이 시스템은 차량의 효율 증대시킴, 내연기관의 효율이 약 35~40%이고, 전기자동차의 효율도 60% 수준이며, 인휠 모터시스템을 장착한 자동차는 최대 90%이상의 효율이 나올 수 있음