최고의 전기차를 위한 혁신적인 권선 기술에 대한 이야기

전기차 산업의 이 분야에서 고객들은 성능, 효율성, 그리고 신뢰성을 기대합니다. 수천만 원대의 가격이 책정된 이 차량들은 최고의 품질을 자랑해야 하며, 한 번 충전으로 장거리 주행이 가능해야 합니다.

현재의 가솔린 엔진보다 절반 크기로, 600마력 이상의 출력을 내는 엔진, 그리고 1,000마력 이상을 낼 수 있는 차량을 어떻게 설계할 수 있을까요? 그 해답이 바로 Schaeffler ELMOTEC STATOMAT입니다. 프랑크푸르트 인근에 본사를 둔 이 독일 기업은 2019년부터 Schaeffler 그룹의 일원이 되었으며, 자동차, 산업용, 가전제품 시장을 위한 권선 기계 분야에서 세계적인 선도 기업입니다.

평와이어 샤프트 권선 분야의 선도자

이 기계공학 기업은 해당 기술 분야에서 혁신을 선도하는 개척자이자 주도적인 역할을 하고 있습니다. 초고성능 전기차 엔진을 제작하기 위해 Schaeffler ELMOTEC STATOMAT는 평와이어 웨이브 샤프트 권선 공정을 완벽하게 구현해냈습니다. 기존의 헤어핀 방식과 비교했을 때, 평와이어 웨이브 방식은 연속적인 메시 형태로 가공되어 용접 횟수를 획기적으로 줄일 수 있으며, 이는 모터 고장의 주요 원인을 크게 감소시킵니다. 이와 같이 더 컴팩트한 권선 구조는 전기 손실을 줄이고, 결과적으로 더 높은 출력과 신뢰성을 제공합니다.

사용된 Franke 베어링 어셈블리 사양:직경 Ø 530 / 700 / 900mm의 고객 맞춤형 Franke 베어링 어셈블리 12개

적용된 장점:정밀성, 경량, 콤팩트한 구조, 설치 준비 완료

– Kai-Uwe Pahl, Schaeffler ELMOTEC STATOMAT 설계 엔지니어

와이어 레이스 베어링이 적용된 개별 베어링 어셈블리

이 고정자를 성공적으로 권선하기 위해서는, 평면 구리선을 여러 방향에서 동시에 손상 없이 정밀하게 배치해야 합니다. Schaeffler ELMOTEC STATOMAT는 각 권선 기계마다 Franke 베어링 어셈블리 12개를 활용하여 이를 실현하고 있습니다. 이 베어링 어셈블리들은 서로 정렬되어 직선으로 이동합니다.“Franke로부터 베어링 어셈블리를 완제품 상태로 공급받기 때문에 공차의 누적 오차를 방지할 수 있습니다.”라고 Schaeffler ELMOTEC STATOMAT의 프로젝트 매니저인 Dominik Knopp는 설명합니다. Franke 베어링 어셈블리의 높은 정밀도 덕분에 이러한 기계들은 필요한 극한의 공차를 안정적으로 유지할 수 있습니다.

Franke의 와이어 레이스 엘리먼트 기술은 맞춤형 어셈블리 구성이 가능하며, 사용되는 소재, 치수 유연성, 하중 용량을 각각의 요구에 맞게 선택하여 최적화할 수 있습니다.“이 덕분에 저희 설계팀은 개발 목표에 정확히 부합하도록 시스템을 설계할 수 있는 큰 자유도를 확보할 수 있었습니다.”라고 설계 엔지니어 Kai-Uwe Pahl은 말합니다. Franke 와이어 레이스 베어링의 또 다른 장점은 콤팩트한 구조와 높은 중심 간극입니다.“Franke 베어링 어셈블리를 통해 전체 기계의 크기를 넘기지 않으면서도 권선을 위한 충분한 공간을 확보할 수 있었습니다. 무게도 중요한 요소인데, 알루미늄 재질의 베어링 하우징 덕분에 이동 질량을 줄일 수 있었고, 이는 곧 정밀도 향상으로 이어졌습니다.”라고 Kai-Uwe Pahl은 덧붙입니다.

– Dominik Knopp, Schaeffler ELMOTEC STATOMAT 프로젝트 매니저

성공적인 협업

개발 과정 전반에 걸쳐 베어링 어셈블리 설계를 최적화하기 위해서는 Schaeffler ELMOTEC STATOMAT와 Franke 간의 긴밀한 협력이 필수적이었습니다. Franke 상업 컨설턴트 Heike Faustmann은 “우리는 정기적으로 진행 상황을 논의했으며 모든 관련 이해관계자가 참석했습니다.”라고 말합니다. 두 팀은 업무와 도전 과제를 처리하는 데 있어 매우 개방적이고 투명했으며, 이러한 열린 소통은 상호 신뢰와 이해를 쌓는 데 큰 도움이 되었습니다.

신속하고 유연한 대응

Franke 담당 매니저 Michael Bärstecher는 이번 까다로운 프로젝트 요구사항을 충족하기 위해 Franke의 기술과 경험이 한층 성장했다고 강조합니다. 프로젝트에 참여한 직원들은 도전 과제를 성공적으로 극복하고 고객의 요구를 충족시켰다는 점에 만족감을 표했습니다. Schaeffler ELMOTEC STATOMAT의 Dominik Knopp는 “우리는 Franke와 모든 사안에 대해 직접 연락할 수 있습니다. 저희의 요구와 질문에 대해 항상 신속하고 근거 있는 답변을 받았습니다. 프로젝트 진행 중 발생한 단기적인 변경 사항에도 Franke는 이해심 있는 파트너로서 신속하고 유연하게 대응했습니다.”라고 말했습니다.

Schaeffler ELMOTEC STATOMAT 소개

Schaeffler ELMOTEC STATOMAT는 권선 기술 분야의 선구자이자 고정자 생산을 위한 특수 기계 및 정밀 공구의 선도적인 제조업체입니다. 70년 이상의 경험과 전 세계 50건 이상의 고정자 생산 관련 특허를 바탕으로, Schaeffler ELMOTEC STATOMAT는 혁신적이고 맞춤화된 제조 솔루션을 제공합니다. 프랑크푸르트 근처 카르벤(Karben) 현장에는 160명의 직원이 전기모터용 개별적이며 확장 가능한 권선 시스템을 구현하기 위해 높은 구리 충전율과 최대 효율성을 목표로 연구개발에 매진하고 있습니다. 글로벌 기업인 Schaeffler 그룹의 일원으로서, 강력한 파트너 네트워크와 협력하여 포괄적인 산업화 및 자동화 전문성도 함께 제공하고 있습니다.

위치: 프랑크푸르트 암 마인 근처 카르벤

설립: 1949년

전문 분야: 최대 효율을 갖춘 소형 전기 모터용 맞춤형 권선 시스템

웹사이트: www.elmotec-statomat.eu