2025 SMM(제4회) 전기 구동 시스템 컨퍼런스 및 구동 모터 산업 포럼이 성공적으로 마무리되었습니다! 주요 인사이트 퀵 오버뷰 ~

6월 21일, SMM 정보 및 기술 유한회사, 후난 훙왕 신소재 기술 유한회사, 러우싱구 인민정부, 국가급 러우디 경제기술개발구가 공동 주최한 이 후난 러우디에서 성공적으로 막을 내렸습니다!

이번 컨퍼런스는 메인 포럼, 자동차 전기 구동 시스템 포럼, eVTOL 전기 구동 시스템 포럼과 제품 발표, 공급 및 수요 매칭 회의, 업계 시상식 등 다양한 세션으로 구성되었습니다. 업계 리더, 연구 기관의 권위 있는 전문가 및 전체 산업 체인의 엘리트들이 모여 '새로운 품질의 구동, 저고도 이륙'이라는 주제로 치열한 지적 교류를 펼쳤습니다.컨퍼런스는 다양한 차원에서 기술 발전과 시장 동향을 제시하며 풍성한 내용을 다루었습니다. 참석자들은 글로벌 산업 동향과 틈새 분야의 기술적 돌파구에 대해 미래지향적이고 실용적인 통찰을 공유했습니다.시장 분석 측면에서 게스트들은 '글로벌 NEV 시장 역학 및 2025년 이후 트렌드', '중국 저고도 경제 정책의 장점과 상업화 경로'와 같은 주제를 논의하며 글로벌 탄소 중립 목표와 지역 산업 계획의 맥락에서 NEV와 eVTOL 시장 간의 상승 발전 관계를 분석했습니다. 저고도 경제 부문에서는 '저고도 전기 항공기 감항 표준'과 '멀티 로터 플라잉 카의 동력 시스템 통합 난점'과 같은 과제에 중점을 두어 산업적 규모 확대 과정에서의 기술적 과제를 강조했습니다. 기술 혁신 수준에서는 '초박형 연자성 소재의 산업화 돌파구'와 '마그네슘 합금 전기 구동 하우징의 경량 설계'와 같은 소재 혁신 성과를 공유하고, '고전압 플랫폼 모터 절연 감지 기술'과 '고주파 구동 모터 설계 패턴'과 같은 공정 업그레이드 문제를 탐구했습니다. 전기 제어 분야에서는 '인버터 브릭 기술 로드맵 계획'과 'eVTOL에서의 다중 에너지 시스템 결합 적용'을 분석하여 하드웨어 설계에서 시스템 통합에 이르는 기술 발전 방향을 제시했습니다. 산업 협력 세션에서는 시니어 애널리스트들이 구리, 알루미늄과 같은 전기 구동용 금속의 가격 변동과 공급망 보안 문제를 고려하여 원가 구조에 대한 심층 해석을 제공했습니다. 이들은 산업 체인 협업부터 비행 데이터 규정 준수까지 아우르는 저고도 경제 데이터 관리 과제에 대한 포괄적인 솔루션을 제시하며, 기업의 기술 업그레이드와 전략 계획을 위한 실질적인 시장 참고 자료를 제공했습니다.

기술 공유를 바탕으로 이번 컨퍼런스는 애플리케이션 시나리오 구현의 과제를 분석하고, 산업 생태계 대화를 통해 교차 영역 협력 플랫폼을 구축했으며, NEV 및 eVTOL 전기 구동 시스템의 기술 반복, 산업 협력, 시장 확대 등의 분야에서 발전 기회에 주목했습니다. 기술 장벽을 허물고 산업 체인 상하류의 긴밀한 협력을 촉진하며, 저고도 경제와 신에너지 교통 분야의 생태적 도약을 가속화하고 산업의 고품질 발전에 새로운 동력을 불어넣는 것을 목표로 했습니다.

컨퍼런스 개회사

SMM 수석 부회장 저우 보

훙왕 지주 그룹 유한회사 회장 비서 다이 후이레이

뤄디 시 위원회 서기 쩡 차오췬

시상식

2025 SMM 전기 구동 우수 공급업체 명단이 공식 발표되었습니다!

2025 SMM 전기 구동 전략 제휴 단체가 공개됩니다!

초청 연사 발표

6월 20일

메인 포럼

발표 주제: 글로벌 신에너지차 시장 분석 및 미래 전망

초청 연사: 추이 둥수, 중국 자동차 판매협회 자동차 시장 연구 지부 사무총장

발표 주제: 중국 저고도 경제의 발전 및 전망

초청 연사: 쉬 창둥, 서부유학생연합회 기업가협회 회장, 중국 해외유학생 발전 기금회 이사장, 미중 투자 펀드 이사회 의장

발표 주제: 저고도 전기 항공기 개발의 기회와 도전

초청 연사: 옌 펑, 중국 민용항공비행대학 교수 겸 저고도 항공기 감항성 검증 공정 기술 센터 주임

발표 주제: 고효율 구동 모터용 초박막 연자성 재료의 산업화 돌파구

초청 연사: 류 후이단, 훙왕 지주 그룹 유한회사 부사장 겸 후난 훙왕 신소재 기술 유한회사 전무 이사.

발표 주제: 전기 구동 금속 소재의 가격 및 원가 분석

연사: SMM 산업연구부 총괄 예젠화

거시경제 - 예측 불가능하고 복잡함

미중 고위급 회담 2차 회의가 런던에서 열렸으며, 시장은 새 회담 결과를 기다리고 있다.

►SMM 분석

Ø5월 12일, 제네바 미중 경제무역 회담에서 실질적 진전과 함께 공동 성명이 발표되었습니다. 무역 합의 내용이 시장 예상을 웃돌며 기존 시장 긴장을 완화했습니다. 또한 미국과 인도, 일본 등과의 협상이 온건한 흐름을 보이며 세계 경제 회복에 도움을 주었고 구리 가격을 끌어올렸습니다.

Ø6월 5일 저녁, 시진핑 주석이 트럼프 미국 대통령과 예정된 통화를 가졌습니다.

Ø6월 9일, 런던에서 미중 고위급 회담 2차 회의가 열렸습니다. 시장은 무역 긴장의 단기적 완화를 예상합니다. 현재 1차 회담이 종료되고, 미국은 긍정적 신호를 내비쳤으며 중국은 일단 과도한 약속을 피하면서 양측 모두 후속 협상의 여지를 남겼습니다.

주요 글로벌 경제국의 제조업 PMI가 50 미만에 머물고 있습니다. 지정학적 갈등과 미국 관세 정책의 영향으로 구리/금 비율 하락은 시장의 강한 위험 회피 심리를 나타냅니다.

주요 글로벌 경제국의 제조업 PMI, 미국 CPI, 구리/금 비율, LME 구리, 달러 인덱스 추이 변화를 고려하여 분석했습니다.

미국 경제의 “스태그플레이션”과 “침체”가 글로벌 자산 가격을 교란시키고 있습니다.

미국 장단기 국채 수익률, 미국 비농업 고용 변동치 이전 값, 미시간대 소비자 심리 지수, 미시간대 소비자 현재 여건 지수, 미시간대 소비자 기대 지수, 미국: Markit 제조업 PMI(최종), 미국: Markit 서비스업 PMI: 비즈니스 활동(최종) 등을 고려하여 분석했습니다.

유럽의 주요 경제 지표들이 개선되기 시작했으며, 경기 부양을 위해 대규모 인프라 투자 기금이 조성되었습니다.

유로존 금리 점진 인하와 유로존 건설·소매 신뢰도 하락 둔화 측면에서 설명했다.

국내 소비 시장은 추가 부양이 필요하고, 수출 시장은 더 큰 도전에 직면할 것이며, 지방정부 채권 발행은 빠르게 진행됐다.

중국의 수출 상황, 소비자 신뢰도, 가계 저축 지속 증가, 지방정부 채권 월간 총 발행액, 부동산 산업의 재고 면적, 건설 면적, 준공 면적 등의 데이터 변화를 해석했다.

구리·알루미늄 공급

전 세계 구리 광산 생산량 증가는 주로 확장 프로젝트에서 비롯된다.

2020~2023년 주요 글로벌 구리 광산의 신규 확장 및 신규 가동 프로젝트 증가 전망을 설명했다.

전 세계적으로 구리 제련소 용량이 빠르게 확대되면서 원자재 공급 부족 상황을 바꾸기 어렵게 한다.

국내에서는 향후 정제 구리 용량 증가율이 여전히 조동 용량 증가율보다 높을 것이며, 그에 따른 격차는 이론적으로 구리 양극과 구리 스크랩으로 채워야 한다.

해외에서는 구리 양극 용량이 확대되더라도 이는 근본적으로 구리 정광 원료의 이전이다. 구리 정광 부족 방해로 인해 조동 용량 증대 목표 달성이 어려워 전 세계 조동 생산 감소와 정제 구리 용량과의 실질 격차 확대로 이어질 수 있다.

구리 정광 부족이 심화되고, 단기적으로 수급 구조 악화를 반전시키기 어렵다.

2021~2030년 글로벌 구리 정광 수급 균형 전망치(공급·수요 측 교란율 포함), 구리 정광 연간 장기 계약 기준 TC, 구리 제련 원료의 장점 비교 등의 데이터를 고려하여 분석했다.

구리 정광 공급 부족 속에서 처리 수수료가 지속 하락하고 제련소 손실이 확대된다.

SMM 수입 구리 정광 TC 지수, 지역별 황산 가격, 중국 구리 제련소의 구리 정광 소비 가능 추정량, SAVANT 글로벌 구리 분산 지수 등의 요소를 고려하여 분석했다.

4월 말, LC 가격 스프레드가 다시 확대되었으며, 일부 수입 B/L이 미국으로 재수출되었습니다.

4월 말, LC 가격 스프레드가 다시 확대되었습니다. 미국은 지속적으로 공급을 유치하는 반면 칠레의 공급 부족과 콩고민주공화국(DRC)의 물류 문제로 중국의 알루미늄 현물 프리미엄이 계속 상승할 것입니다. 다수의 LME 아시아 창고증권이 취소되면서 LME 백워데이션 구조를 지지했습니다.

공급 부족 전망이 현실화되면서 구리 선물 압착(squeeze) 위험이 커졌습니다.

2025년 5월 현재, 글로벌 가시 재고가 더 감소했으며, 글로벌 구리 음극의 가용일수도 계속 줄어들었습니다. 시장에는 강한 차입 자금이 유입되고 있습니다. 압착 위험 속에서 국내외 구리 가격이 단계적으로 상승할 수 있습니다.

5월 알루미늄 원가는 소폭 하락했지만, 6월 비용 항목별로는 엇갈린 모습을 보였습니다.

SMM 데이터에 따르면, 2025년 5월 중국 알루미늄 산업의 세금 포함 평균 총원가는 16,333위안/톤으로 전월 대비 0.3%, 전년 동기 대비 5.1% 하락했습니다. 이 기간 중 5월 중순 보크사이트 부문의 차질이 알루미나 선물 가격을 빠르게 끌어올렸으며, 현물 가격은 약간의 시차를 두고 뒤따랐습니다. 또한 알루미나 현물 가격은 월 전반에 낮았다가 후반에 높아지는 흐름을 보였습니다. 따라서 5월 평균 월간 알루미나 가격 상승은 제한적이었으며, 6월에는 크게 오를 것으로 예상됩니다.

►SMM 분석

2025년 6월 현재, 월평균 알루미나 가격 상승 모멘텀은 여전히 존재하며, 보조 재료 비용은 약세를 보이고 전력 비용은 하락하고 있습니다. 전반적으로 알루미늄 원가는 소폭 하락세를 나타낼 수 있습니다.

요약하면, SMM은 2025년 6월 중국 알루미늄 산업의 세금 포함 평균 총원가가 16,000~16,300위안/톤 수준일 것으로 예상합니다.

》SMM: 구리 가격은 4분기 거시 경기 회복과 광석 공급 부족으로 다시 급등할 수 있으며, 알루미늄은 공급과 수요의 타이트한 균형 속에 연중 내내 상승 변동성을 보일 것입니다.

6월 21일

자동차 전기 구동 시스템 포럼

발표 주제: 전기 제어 인버터 브릭 기술 계획

초청 연사: Zhong Jingwen, Joynext Powertrain Systems Co., Ltd. 구동 모듈 전문가

I. 인버터 브릭 기획

II. 인버터 브릭 Gen1 전시

인버터 브릭 Gen1 전시 (저전력 세그먼트 TPAK)

이어서 인버터 브릭 Gen1 전시(중전력 세그먼트 TPAK 병렬), 인버터 브릭 Gen1 전시(고전력 세그먼트 HPD), 인버터 브릭 Gen1 전시(듀얼 전동 제어) 등의 내용을 분석했습니다.

III. 인버터 브릭 Gen2 전시

인버터 브릭 Gen2 수요 분석

Gen2 인버터 브릭 성능 개선 요구사항:

• SIC 애플리케이션에 대응할 수 있도록 낮은 부유 인덕턴스로 스위칭 손실 저감;

• 호환성이 높은 플랫폼 기반 설계(전압 플랫폼, SIC & IGBT);

• 접합 온도 모니터링의 정확도 및 유효성 향상;

• SIC 애플리케이션에 대응하기 위한 빠른 과전류 보호;

• 효율적인 방열 및 높은 전력 밀도;

• 파워 모듈의 내접합 온도 저항 향상;

• 비용 최적화.

인버터 브릭 - Gen2

중전력 플랫폼 인버터 브릭(<150kW):

• 400V 및 800V 플랫폼 호환;

• IGBT 및 SIC 파워 모듈 호환.

고전력 플랫폼 인버터 브릭(<250kW)

• 400V 및 800V 플랫폼 호환;

• IGBT 및 SIC 파워 모듈 호환.

인버터 브릭 Gen2 - 저부유 인덕턴스 설계 및 커패시터 일체형 포팅

저부유 인덕턴스 설계: DC-Link 커패시터가 버스바 및 코어 설계를 최적화하여 부유 인덕턴스를 <2nH로 제어합니다. 파워 모듈 단자 연결은 레이저 용접 기술을 적용하여 전체 부유 인덕턴스를 <5nH로 제어합니다.

커패시터 일체형 포팅: DC-Link 커패시터를 하우징 수로와 일체형으로 포팅하여 비용을 효과적으로 절감하고, 부피를 최소화하며, 코어 방열 능력을 향상시킵니다.

• Gen2 인버터 브릭 시스템의 부유 인덕턴스는 8nH로 저감 가능하며, Gen1 대비 75% 감소했습니다. 동일한 전압 임계 피크 조건에서 스위칭 손실은 70% 저감되어 SIC 모듈의 효율과 출력 용량이 크게 향상됩니다.

발표 주제: 고전압 플랫폼에서의 구동 모터 절연 검출 및 평가 기술에 대한 논의

게스트 발표자: 왕솽찬, STIEE - 교통 에너지 사업부 기술 개발 부서 기술 이사, 상하이 전기 기기 연구소(그룹) 유한회사

고전압 플랫폼에서의 구동 모터 절연 특성

1. 절연이 견디는 응력과 특성

절연 시스템이 견디는 응력: 열 응력, 전기적 응력 및 환경 응력

절연 검출 및 평가의 표준 동향

2. 표준 동향: 개발 연혁

2017: 단체 표준 "신에너지 자동차 구동 모터용 절연 구조 기술 요구 사항" 시작

2018: 오일 호환성, 원형 와이어의 고주파 내충격성, 절연 구조 내열성, 전압 내구성에 대한 일련의 연구 및 검증 테스트 수행

2019: 2019년판 "신에너지 자동차 구동 모터용 절연 구조 기술 요구 사항" 발표

2022년: 급속한 기술 발전, 특히 플랫 와이어 절연 구조의 신속한 적용으로 "신에너지 자동차 구동 모터용 절연 구조 기술 사양" 개정

2023년: 플랫 와이어 절연 구조의 오일 호환성, 원형 와이어의 고주파 내충격성, 절연 구조 내열성 및 전압 내구성에 대한 일련의 연구 및 검증 테스트를 실시하여 2023년판 완성

2025년: 국가 표준 GB/T "신에너지 자동차 구동 모터용 절연 구조 기술 사양" 시작

2-표준 업데이트: 표준 아키텍처

신에너지 자동차 구동 모터의 절연 구조에 대한 GB/T 기술 사양을 소개합니다.

2-표준 업데이트: 마그넷 와이어 기술 요구 사항

2-표준 업데이트: 절연 구성 요소 재료 기술 요구 사항

절연 구성 요소 재료와 절연 구조를 상세히 설명합니다.

2-표준 업데이트: 절연 구성 요소 내유성 기술 요구 사항

• 절연 구조 내유성 시험 후, 외관상 눈에 띄는 손상이 없어야 합니다.

발표 주제: 마그네슘 합금 전기 구동 하우징 개발 및 경량 설계

게스트 스피커: 상하이 교통대학 박사 쉬빈

마그네슘 및 전기 구동 하우징 개발 배경

마그네슘 개발 배경

• 마그네슘 소재는 신흥 산업의 핵심 지원입니다.

• 생산 자원: 광석 매장량이 풍부하고 공급 가용성이 좋습니다.

중국의 입증된 백운석 매장량은 40억 톤을 초과합니다. 마그네슘은 저비용이며 장기적으로 통제할 수 있습니다.

국가 지침: 과학기술부와 공업정보화부(MIIT)의 강력한 지원을 받는 신흥 금속

과거에는 마그네슘 합금 자동차 부품의 혁신이 주로 BMW, Mercedes-Benz, Ford와 같은 고급 내연기관 자동차 제조업체에 의해 주도되고 개발되었지만, 그 응용 규모는 비교적 작았습니다. 현재에도 전 세계 자동차에서 가장 많이 생산되는 마그네슘 합금 부품은 여전히 주로 차량의 건조한 영역에 사용됩니다.

신에너지 자동차(NEV)의 경우 경량화에 대한 수요가 더욱 시급합니다.

신기술 개발

마그네슘 합금 반고체 사출 성형의 원리

마그네슘 합금 반고체 사출 성형 공정은 틱소캐스팅 기술의 범주에 속합니다. 마그네슘 입자는 중력 또는 부압의 작용으로 호퍼에서 배럴로 들어갑니다. 배럴 내부에서는 스크류의 회전이 외부 히터에서 제공하는 열과 결합되어(배럴은 일반적으로 5~7개 구역으로 나뉘며, 공급구에서 노즐로 갈수록 온도가 점차 증가합니다) 마그네슘 합금 입자가 앞으로 이송되는 동안 가열 및 전단됩니다. 배럴 중간 부분에서는 마그네슘 합금이 스크류의 압축 구간에서의 압축으로 인해 열가소성 변형을 겪으며 치밀화가 이루어집니다. 앞으로 계속 이동하여 스크류 전면의 저장 구간에 도달하면 부분적으로 용융되고 구형 고체상을 포함하는 반고체 슬러리로 변환됩니다. 이 슬러리는 우수한 유동성과 충전 특성을 지닙니다. 그 후, 슬러리는 노즐을 통해 금형에 고속으로 사출되며, 고속 및 고압 하에서 급속 냉각 및 응고되어 일정한 형상과 치수의 부품을 형성합니다. 사출 완료 후, 노즐 최전방 부분이 냉각되어 자체 밀봉을 위한 콜드 플러그를 형성함으로써, 보호 가스나 완전 용융 없이도 연속 성형 작업이 가능합니다.

마그네슘 합금 반고체 사출 성형(Thixomolding) 기술

전통적인 액상 다이캐스팅과 비교한 마그네슘 합금 반고체 사출 성형 기술의 장점:

(1) 높은 안전성. 마그네슘 합금은 액상 상태에서 가연성을 띠지만, 반고체 사출 성형 공정은 자체 밀봉 조건에서 요변성 슬러리 제조와 성형을 통합하여 고위험 마그네슘 용해로와 용융 마그네슘 이송 공정이 필요 없으므로 마그네슘 합금 부품의 안전한 생산이 가능합니다.

(2) 환경 친화성. 전통적인 주조 공정은 마그네슘 합금 용해 시 다량의 휘발성 가스를 발생시키고 SF6 보호 가스를 추가로 사용해야 하므로 환경 훼손을 초래하고 마그네슘 합금의 응용 및 발전을 제한합니다. 반면, 반고체 사출 성형 공정은 마그네슘 합금 부품 생산 시 완전 용융이나 보호 가스가 필요하지 않고 용해 폐기물 슬래그도 발생하지 않아 친환경 제조 기술입니다.

(3) 산화물 개재물 감소. 반고체 성형 공정의 온도는 전통적인 주조 공정보다 낮아 산화 위험이 현저히 감소합니다. 또한 사출 성형 방식은 용융 마그네슘이 외부 공기와 직접 접촉하는 것을 방지하므로 성형 중 산화물 개재물이 유입될 가능성이 거의 없습니다.

(4) 기공 결함 감소. 액상 마그네슘은 금형 캐비티 충전 시 난류를 일으키기 쉬워 기공 결함을 유발합니다. 반면 반고체 마그네슘 합금은 비뉴턴 유체 특성을 나타내며 층류 방식으로 충전되는 경향이 있어 성형 중 기공 현상을 효과적으로 감소시키고 더욱 치밀한 주조품을 생산할 수 있습니다.

(5) 우수한 기계적 특성. 반고체 사출 성형으로 제조된 마그네슘 합금은 비수지상 응고 조직을 나타냅니다. 높은 냉각 속도 조건에서 평균 결정립 크기와 2차 상 크기가 매우 미세합니다. 또한, 기공 및 개재물과 같은 결함이 감소하여 우수한 강도와 인성을 갖습니다.

(6) 높은 치수 정밀도. 반고체 마그네슘 합금은 성형성이 우수하여 복잡한 박육 구조의 근접 순형상 성형이 가능합니다. 응고 수축이 비교적 작고 고온 균열 저항성이 향상되어 제조된 주물의 치수 정밀도가 높습니다.

(7) 긴 금형 수명. 반고체 공정의 성형 온도는 기존 다이캐스팅 공정보다 거의 100℃ 낮아 용융 마그네슘의 금형 열충격을 크게 줄여 금형 수명을 연장시킵니다. 예를 들어, 일부 박육 부품 생산 시 반고체 금형의 사용 수명은 20만에서 40만 사이클 이상에 달할 수 있습니다.

(8) 높은 소재 이용률. 다이캐스팅 공정으로 제조된 마그네슘 합금 부품은 일반적으로 대량의 게이트 및 러너 시스템을 포함하기 때문에 원자재 이용률이 50% 이하입니다. 반면, 반고체 성형 공정은 스프루 크기를 크게 줄이고 러너 및 오버플로 채널과 같은 구조를 단순화할 수 있어 원자재 이용률을 70% 이상으로 높일 수 있습니다.

(9) 높은 제품 수율. 반고체 사출 성형 공정은 마그네슘 합금의 온도를 정밀하게 제어하여 안정적인 재료 충전 품질을 보장하고 다이캐스팅 시 발생할 수 있는 선결정화 문제를 제거합니다. 결함이 적어 제품의 내부 및 표면 품질이 높으며, 후속 가공 후에도 높은 수율을 유지합니다.

(10) 에너지 소비 감소. 마그네슘 합금의 반고체 성형 공정은 사이클 타임 측면에서 다이캐스팅 공정과 동등하게 효율적입니다. 용해로가 필요 없고 성형 온도가 낮다는 장점 덕분에 반고체 성형 공정은 액상 다이캐스팅 생산 대비 최소 절반의 전기 에너지를 절약할 수 있습니다.

발표 주제: 고전압 및 고주파 환경에서의 구동 모터 설계 특성

초청 연사: 지아위치, 저장 전기 구동 혁신 센터 연구소 부소장

배경 및 과제

1.1 배경 - 정책/산업

전기차의 구동 모터는 속도 범위가 넓고 주행 중 빈번한 가속과 감속이 필요하여 운전 조건이 일반 속도 제어 시스템보다 훨씬 복잡합니다. 전기 구동 시스템은 EV의 동력 성능을 결정하는 핵심 요소이다.

• 미국 에너지부(DOE) 2025 EV 개발 계획;

• 소비자들의 주행 거리 및 성능에 대한 관심 증가;

• 글로벌 자동차 산업에서 현지 자동차 브랜드의 “곡선 추월” 모범 사례;

• “저탄소 환경 보호, 탄소 피크, 탄소 중립, 에너지 절약 및 배출 감축”을 달성하기 위한 중요한 접근 방식;

전기 구동 시스템이 더 가볍고, 더 작고, 더 효율적이고, 더 신뢰할 수 있어야 하며, 전력 밀도에 대한 요구가 증가하고 있습니다.

1.1 배경 - 전기 구동 시스템 솔루션/구성품 및 권선

SiC 인버터는 높은 스위칭 주파수, 낮은 손실, 높은 작동 전압을 특징으로 하여 구동 모터의 속도와 전력 밀도를 높이는 데 기여합니다;

평각 권선은 높은 슬롯 점적률, 낮은 DC 저항, 우수한 열 전도성을 갖추어 중저속 작동 조건에서 모터 효율과 전력 밀도를 향상시키는 데 기여합니다;

1.1 배경 - 전기 구동 시스템 솔루션

신에너지 차량용 전기 구동 시스템의 주류 솔루션: SiC 인버터 + 평각 권선 영구 자석 동기 모터;

1.2 기술적 어려움과 과제 - 고전압 및 고주파

고전압은 절연 재료의 유전 손실을 증가시키고 부분 방전 위험을 높입니다;

고주파는 평각 권선의 AC 손실을 증가시키며, 슬롯 내 손실 분포가 불균일하여 국부적인 핫스팟이 발생합니다;

고전압 및 고주파 조건에서 고주파 기생 파라미터의 효과는 코일 턴 간의 전압 분포 불균일을 악화시켜 절연 손상 및 고장을 초래합니다;

1.2 기술적 어려움과 과제 - 대응책

설계 초기 단계에서 손실, 열, 전압 스트레스의 불균일한 분포를 충분히 고려합니다;

고온 및 고내코로나 절연 바니시, 절연 재료 및 에나멜선을 사용합니다;

새로운 모터 토폴로지, 새로운 권선 구조, 신소재, 신공정, 효율적인 열 관리 시스템을 포함한 다각적인 종합 대응책;

고전압에서 구동 모터 설계 시 주요 고려 사항

2 고전압에서 구동 모터 설계의 주요 고려 사항

2.1 절연 시스템 설계 - 재료

고주파 및 높은 dv/dt 여기 하에서 권선 절연은 상당한 전기적 및 열적 스트레스를 받게 됩니다. 주어진 높은 전력 밀도와 높은 신뢰성 요구로 인해 모터의 절연 안전 여유는 재료 매개변수의 허용 한계에 점차 근접하고 있습니다. 따라서 초기 설계 단계에서 모터의 턴간 절연에 대한 안전 분석 및 판단을 수행해야 합니다. 절연 안전 여유를 확보하고 손상 및 조기 고장을 방지하기 위해 절연 두께를 늘리거나, 내열 등급이 더 높은 절연 재료를 사용하거나, 코로나 방지 절연 재료를 사용하는 등의 조치를 취할 수 있습니다. 예를 들어, 후루카와 전기가 개발하고 Honda iMMD 구동 모터에 사용되는 코로나 방지 PEEK 와이어는 더 높은 PDIV와 더 나은 열전도도를 달성할 수 있습니다.

2.1 절연 시스템 설계 - 냉각

모터의 전력 밀도가 증가함에 따라 손실 밀도도 필연적으로 증가합니다. 고주파 조건에서의 근접 효과 및 표피 효과와 결합되어 모터 슬롯 내에서 불균일한 열원 분포가 쉽게 발생하여 국부적인 과열을 초래할 수 있습니다.

모터 절연 재료의 수명은 온도와 밀접한 관련이 있습니다. 따라서 모터의 열 관리 계획에 주의를 기울여야 하며, 권선 슬롯 내 냉각 및 직접 권선 냉각과 같은 효율적인 냉각 구조 개발을 강화해야 합니다.

2.2 펄스 과전압 - 원인 및 계산 모델

인버터, 전송 케이블 및 모터 간의 특성 임피던스 불일치로 인해 파동 반사 원리에 따라 PWM 펄스파는 인버터와 모터 권선 사이에서 여러 번 반사됩니다. 반사 전압과 입사 전압의 중첩으로 인해 모터 권선 단자에서 버스 전압보다 높거나 낮은 펄스 진동 전압이 생성되어 펄스 전압이 발생합니다. 이 중 피크 전압은 모터 절연의 부분 방전을 유발하는 가장 위험한 요소입니다.

라운드테이블 토론: 신에너지 차량의 전기화 기술 발전 경로

사회자: 쑹즈환, 화위전기시스템유한회사 수석 전문가

게스트 연사: 류수청, 심상기술유한공사 전기 구동 기술 이사, 창흥 심상기술유한공사 부총경리

방위영, 상하이자동차 상용차 기술센터 전동 시스템 수석 엔지니어

장광걸, 주저우 기어 유한공사 신에너지 동력 총괄 제품 플랫폼 수석 엔지니어

류평주, 네타 자동차 전 수석 엔지니어

eVTOL 전기 구동 시스템 포럼

발표 주제: 멀티로터 비행 자동차 개발을 위한 핵심 기술

게스트 연사: 한이, 창안대학교 교수/칭화대학교 박사후연구원

발표 주제: eVTOL에서의 다각화된 에너지 시스템 응용

게스트 연사: 왕윈중, 둥펑 자동차 그룹 유한공사 연구개발본부 수석 엔지니어

01 저고도 경제 발전의 기회와 도전

저고도 경제 발전의 기회와 도전 - 저고도 경제의 정의

저고도 경제는 다양한 시나리오의 저고도 비행 활동을 통해 견인되는 종합 산업 형태로, 저고도 항공기 및 저고도 지능형 네트워크 기술 등 신질 생산력을 기반으로 하며, 저고도 제조, 저고도 비행, 저고도 지원 및 종합 서비스 등 관련 산업의 통합 발전을 방사형으로 촉진합니다.

저고도 경제와 관련된 공역 고도 범위는 1,000m 미만이며, 지역 특성 및 실제 필요에 따라 3,000m 이내로 확장될 수 있습니다. 유인 수직 이착륙기의 비행 고도는 일반적으로 300m 미만입니다.

저고도 경제 발전의 기회와 도전 - 저고도 경제의 3대 항공기

저고도 항공기 제조는 저고도 경제 4대 부문 중 가장 중요한 실물 산업입니다. 저고도 항공기는 주로 전통적인 헬리콥터, 각종 드론, 그리고 비행 자동차를 포함합니다.

광의의 비행 자동차는 저고도 지능형 교통 및 입체적 스마트 교통을 위해 설계된 탈것으로, 주요 유형으로는 수륙양용 자동차와 전기 수직 이착륙기를 포함합니다(eVTOL)(「비행 자동차 발전 백서」에서 발췌).

플라잉 카

원래 육상과 공중에서 수륙양용 기능을 갖춘 비행체를 가리켰다. 현재 저고도 이동을 위한 대중적인 교통수단으로서 eVTOL은 플라잉 카의 중요한 발전 형태로 정의되기도 한다.

eVTOL(전기 수직 이착륙기)

전기 수직 이착륙 기술을 사용하는 전기 항공기로, 활주로 없이도 호버링 및 이착륙이 가능하다.

친환경적이고 저소음이며 안전성이 높고, 총 수명 주기 비용이 헬리콥터의 5분의 1에 불과하다.

향후 보급이 자동차 수준에 근접할 것이며, 대규모 생산과 공급망은 자동차 제조업을 충분히 활용할 수 있다.

드론, 헬리콥터, eVTOL(전기 수직 이착륙기, eVTOL)은 저고도 경제를 실현하는 3대 물리적 운송 수단이다.

드론에 비해 eVTOL은 승객과 화물 운송을 기반으로 더 넓은 기능을 갖는다. 헬리콥터에 비해 eVTOL은 저탄소 배출, 저소음, 저비용, 활주로 불필요, 우수한 안정성 등의 장점이 있어 점차 도시 항공 이동성의 주류 솔루션이 되고 있다.

저고도 경제 발전의 기회와 과제 - 저고도 응용 시나리오

생산 작업, 공공 서비스, 항공 소비 등의 시나리오를 나열하고 있다.

상용화 경로: 비도심 시나리오에서 강력한 수요를 우선 충족하고, 도심 시나리오에서는 먼저 시범 운영을 거친 후 후기에 전역 통합을 달성한다.

저고도 경제 발전의 기회와 과제 - 발전 기회

저고도 경제는 국가 정책에서 큰 주목을 받고 있으며, 정책 발표가 빈번하고 저고도 공역의 점진적 개방이 발전을 촉진하고 있다.

입체적, 전기적, 지능형 교통의 미래 발전 추세에 부합하며, 시급히 개발해야 할 블루오션 시장을 대표한다.

고고도: 항공기 → 비행 (안전 요소와 항공 관제 요구사항을 고려할 때 민간 항공의 비행 속도를 크게 향상시키기 어려움);

저고도: 없음 → 플라잉 카 (라스트 마일을 위한 점대점 솔루션으로, 도시 혼잡을 해결하고 교통 효율을 개선);

지상: 자동차, 대중교통, 철도 교통 → 변화 없음 (그러나 개인화 범위 확대, 더 깊은 지능화, 광범위한 사물인터넷, 도시 스마트화 진행);

지하: 지하철 → 지하철 (향후 30년 동안 비교적 작은 변화가 있을 것으로 예측됨);

향후 10~20년의 교통 형태는 "신에너지가 주도하는 고도로 지능화된 입체 교통망. "

신에너지 차량(NEV)의 전동화와 지능화 기술 발전이 저고도 비행체의 전동화 및 지능화를 촉진했다.

자동차 부문의 대규모 생산 능력, 성숙한 산업 체인, 전동화 기술 적용이 비행체 비용을 크게 낮춰 대량 보급과 광범위한 활용이 미래에 가능해질 것이다.

저고도 경제 발전의 기회와 도전—도전 과제

►교차 산업 통합 제품으로서 eVTOL은 규제 책임이 불분명하고 통일된 규정, 표준 및 감항 인증이 부족한 등 공통된 도전에 직면해 있다.

현재 각 프로젝트는 민간 항공 감항 조건에 따라 사안별로 평가되며 요구 사항이 개별적으로 맞춰져 있어 인증 주기가 길다. 비교적 통일된 인증 표준이 시급히 필요하다.

►기술적 돌파구가 여전히 필요하며, 시장 견인력과 지원 인프라가 부족하고 비즈니스 모델도 아직 모색 중이다.

주요 기술 병목으로는 주행 거리 부족, 통신 보안 취약, 안전, 장애물 회피 및 소음 저감 기술의 불충분 등이 있다.

인프라 부족에는 공역 관리, 이착륙장 건설, 에너지 지원 네트워크 등이 포함된다.

시장 견인 부족은 소비자 인식 부족, 높은 시장 가격, 제한된 응용 시나리오에서 비롯된다.

산업 통합 부족에는 통신, 항법, 감시 시스템, 미비한 운영 감독 관리, 산업간 표준 불일치 등이 있다.

개발 초기 단계에서 국가 및 지방 정부는 산업 성장과 인프라 개선을 촉진하기 위해 더 많은 정책 지도와 지원을 제공해야 한다.

02 eVTOL 기술 경로 및 핵심 기술

eVTOL 주요 기술 경로 및 핵심 기술—기술 경로

기술 경로와 구성은 다양한 응용 시나리오와 기술 발전 단계에 따라 선택되며, 여러 경로와 구성이 공존할 것이다.

기술 발전 추세로 볼 때 틸트로터가 점차 주류가 되고 있으며, 산업과 기술이 더욱 발전함에 따라 육상-공중 통합으로 진화할 것이다.

eVTOL 주요 기술 경로 및 핵심 기술 — 기술 아키텍처

스마트 캐빈, 자율주행, 동력 및 ESS는 NEV 기술과 공통점을 지녀 산업 체인의 보완적 장점, 통합 혁신, 공동 발전을 가능하게 합니다.

자동차 산업의 공급망과 규모의 경제는 eVTOL 비용을 낮추는 데 도움이 되며, 기존 판매 채널은 광범위한 보급을 촉진합니다.

자동차 제조사들은 플라잉카 분야의 주요 주체로 부상하며, 타 산업 간 협력을 통해 브랜드 가치를 높일 뿐 아니라 플라잉카 개발 및 저고도 운항에도 투자하고 있습니다.

NEV 산업의 치열한 경쟁 속에서 기업들은 미래 교통 패러다임에 조기 대비하고, "새로운 트랙에서 추월"할 기회를 모색하며, 플라잉카는 중요한 미래 방향으로 자리잡고 있습니다.

발표 주제: 저고도 경제에서 산업 체인 및 데이터 관리 과제 재고

게스트 스피커: 리강, 중국물류구매연합회(CFLP) 인증 전문가, 여동정보기술서비스(상하이)유한공사 저고도경제사업부 부총경리

Ⅰ. 저고도 경제의 함의와 전략적 가치

개념 정의 및 산업 구도

• 저고도 경제는 유인 및 무인 항공기를 포함한 다양한 저고도 비행 활동이 주도하며, 관련 산업의 통합 발전을 파급·촉진하는 종합 경제 형태입니다.

• 저고도 경제는 저고도 공역을 기반으로 일반 항공을 선도 산업으로 하여 강한 견인 효과와 긴 산업 체인을 지니며, 시나리오 혁신, 신소재 응용, 인공지능 등 첨단 기술 혁신과 밀접하게 연계됩니다.

• 저고도 경제는 1·2·3차 산업 전반에 광범위하게 나타나며, 경제 발전 촉진, 사회 보장 강화, 국방 사업 지원에 갈수록 중요한 역할을 할 것입니다.

• 현재 저고도 경제 발전의 본질: 저고도 요소를 시나리오로, 시나리오를 경제 활동으로 전환하는 것.

• 저고도 경제의 특징: 이는 다분야, 교차 산업, 전 주기적 특성을 지닌 산업 체인 기반의 경제입니다. 새로운 유형의 저고도 생산 및 서비스 방식을 전통적인 일반 항공 형태와 통합하며, 정보 및 디지털 관리 기술에 의존합니다. 저고도 경제의 발전은 경제 성장 촉진, 사회 안보 강화, 국방 사업 지원에 중요한 역할을 합니다.

저고도 공역 비행의 주요 분류

• 저고도 여객 및 화물 운송: 고정익 항공기나 헬리콥터를 통한 유인 또는 화물 운송 여부에 관계없이, 유연성, 편리성, 효율성, 정확성과 같은 상당한 이점을 제공하여 미래 도시 및 농촌 교통과 신속 물류의 중요한 도구가 됩니다. 수직 이착륙 드론은 산간, 외딴, 인구 희소 지역의 신속 화물 운송의 마지막 배송을 위한 주요 수단이 될 것입니다.

• 저고도 운용 비행: 산업 건설 작업, 스마트 농업, 항공 의료 기기, 살포 시스템, 항공 원격 감지 시스템, 호이스팅 시스템 등.

• 항공 긴급 구조: 안전성, 신속성, 접근성 확보.

• 저고도 관광 및 레저: 안전성, 실용성, 경제성 중시.

저고도 경제는 국가 경제의 새로운 성장을 위한 중요한 엔진이 될 것입니다

이는 21세기 중국 국가 경제의 고품질 발전을 위한 새로운 성장 포인트가 될 것입니다

• 중국에는 689개의 일반 항공 기업이 있으며, 3,173대의 등록된 일반 항공기와 451개의 일반 비행장이 있습니다. 2023년에는 운영 비행 시간이 135.7만 시간이며, 지난 3년간 평균 연간 성장률은 12%를 초과했습니다.

• 약 2,000개의 드론 설계 및 제조 기관, 2만 개 이상의 운영 기업, 130만 대 이상의 국내 등록 드론이 있으며, 비행 시간은 2,311만 시간입니다.

• 2023년 중국의 저고도 경제 규모는 5,000억 위안에 달했으며, 2030년까지 2조 위안을 초과할 것으로 예상됩니다.

글로벌 저고도 경제 구도 및 경쟁

전반적으로, 중국과 미국은 저고도 경제 발전에서 가장 앞서 있습니다. 미국은 방대한 일반 항공 산업과 관련 부문을 통해 풍부한 항공 경험을 축적했으며, 특히 항로 계획 및 항공기 설계 분야에서 상당한 우위를 점하고 있습니다. 중국은 일반 항공 및 무인 항공기(UAV) 분야에서 미국과 동일한 강점을 공유합니다. 동시에 중국은 저고도 경제 개발에 있어 후발 주자의 이점을 보유하여, 저고도 비행 특성에 맞춘 인프라를 신속하게 확장할 수 있습니다.

국내 저고도 경제 발전 현황

• 새로운 질적 생산력을 배경으로 중앙 정부의 최상위 설계 및 관련 정책이 공역 개혁을 강력히 추진하고 있으며, 새로운 항공기가 지속적으로 등장하고 전략적 신흥 산업이 국내 신규 수요 동력을 촉진하고 있습니다.

• 국내 저고도 경제 개념은 최근의 것이 아닙니다. 일찍이 2010년, 중앙 정부는 이미 중국의 저고도 산업 및 공역 개혁을 선제적으로 계획했습니다. 2022년 이후, 정책 도입 속도가 현저히 빨라졌으며, 기초 연구, 제품 구현 및 정책 지도의 시너지가 저고도 산업의 실행 및 빠른 발전을 위한 비옥한 토양을 제공했습니다.

국가 공역 관리 시범 사업이 질서 있게 추진되고 있으며, 향후 시범 범위가 더욱 확대될 것으로 예상됩니다

• 공역 관리 개혁 과정은 저고도 경제의 번영과 발전에 직접적인 영향을 미칩니다. 2023년 12월, 국가 공중 교통 관제 위원회는 "국가 공역 기본 분류 방법" 제정을 조직하여, 진고도 300미터 미만의 G급 공역과 진고도 120미터 미만의 W급 공역을 추가하여 eVTOL, 경량 소형 무인기 및 일반 항공에 합법적인 저고도 공역을 제공했습니다. 2024년 11월, 중앙 공중 교통 관제 위원회는 허페이, 항저우, 선전, 쑤저우, 청두, 충칭 등 6개 도시에서 eVTOL 시범 운용을 시작한다고 발표했습니다.

• 시범 문서에는 항로 및 지역에 대한 관련 계획이 포함되어 있으며, 일부 지방 정부에는 600미터 미만 공역에 대한 권한이 부여되었습니다. 저고도 경제의 첫 번째 시범 성 및 도시는 지리적 위치, 자연 조건, 경제 기반, 산업 지원 및 정책 환경 측면에서 뚜렷한 이점을 보유하여 저고도 경제 발전을 위한 강력한 지원과 보장을 제공합니다.

• 향후 정책의 추가 개선과 시장의 지속적인 성장에 따라 이들 지역은 저고도 경제에서 더욱 유의미한 성과를 거둘 것으로 기대됩니다. 조만간 두 번째 시범 도시가 발표될 것으로 예상되며, 국내 저고도 공역 활용률이 개선될 전망입니다.

발표 주제: EVK 고성능 평각선 프로펠러 구동 모터 기술

연사: 차오훙페이, 안후이 EVK 모터 기술 유한회사 공동 창립자 겸 총경리

1 저고도 항공기 동력 장치용 모터 특성

► eVTOL 동력 장치 분류:

• 순수 회전익: 단일 레이어 로터, 상하 이중 레이어 로터;

• 복합익;

• 틸트 로터 복합익.

►전기 프로펠러 시스템

요약:

1. 동력 시스템 형태는 다양하며, 현재 어느 것도 필연적인 추세라고 말할 수 없습니다.

2. 양력 프로펠러 모터는 기본적으로 아우터 로터 모터이며, 덕트 모터는 일반적으로 이너 로터 모터입니다.

3. 모터와 프로펠러 시스템은 직접 통합되며, 모터와 전자 제어 시스템을 통합한 사례는 없습니다.

1 저고도 항공기용 프로펠러 모터의 부하 특성 및 기술 요구 사항

►프로펠러 모터의 기술 요구 사항 및 특성:

a. 프로펠러의 부하 특성에 따라 구동 모터에는 정출력 약계자 제어에 대한 요구 사항이 없으며, 릴럭턴스 토크 비율이 있는지 여부는 의미가 없습니다.

b. 모터 속도 범위가 좁으며, 일반적으로 최대 속도는 정격 속도의 1.4배 이내입니다.

c. 프로펠러 블레이드의 강도 및 블레이드 선속도가 음속보다 낮아야 한다는 요구 사항으로 인해, 구동 모터의 작동 속도는 비교적 낮습니다.

d. 저고도 항공기용 구동 모터는 일반적으로 프로펠러에 직결되어 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 동시에 일반적으로 축 방향 길이가 비교적 짧은 구동 모터를 선택합니다.

e. 모터의 제어기 주파수가 제어 가능한 전제 하에, 모터의 극쌍수를 가능한 한 늘리면 고정자 및 회전자 요크의 두께와 모터 권선의 단부 크기를 효과적으로 줄일 수 있습니다. 비교적 낮은 작동 속도와 결합하여, 모터는 일반적으로 극쌍수가 비교적 많으며, 일반적으로 영구 자석 집중 권선 방안을 선택합니다.

f. 특히 유인 기종에서 프로펠러 모터의 높은 신뢰성 요구 사항을 고려하여, 관련 동력 장치 설계는 일반적으로 고장률 감소 또는 이중화 기능 제공을 우선시합니다.

발표 주제: 동력 양력 항공기용 전기 추진 시스템 연구

연사: 가오제, 부교수, 이학박사, 중국 민항대학 전기 추진 시스템 안전 및 감항 기술 연구실

전기 추진 시스템의 기술적 특성

►전기 추진 시스템 핵심 기술의 주요 유형

축방향 자속 모터 대 반경 방향 자속 모터; 이너 로터 대 아우터 로터; 직접 구동 대 기어박스 구동; 공랭식 대 액랭식 대 혼합 냉각; 프로펠러: 가변 피치, 역피치, 페더링 등.

►연구 착안점

국내외 현행 규정 분석

전기 추진 시스템에 대한 규정을 간략히 분석하며, FAA: 형식 증명 - 동력 양력, EASA, EHPS 인증 지침, 형식 증명-Pipistrel E-811, 형식 증명-Safran ENGINeUS100B1, 민용 항공국의 특별 조건 등을 포함합니다.

또한 그룹 표준 구축에 대해서도 설명했습니다.

전기 추진 시스템에 대한 일반 요구 사항

적합성 검증

XX.3327 과속도

(a) XX.3375절 (g)(2)항에 정의된 바와 같이, 로터 과속도는 위험한 전기 모터 결과를 초래할 수 있는 로터 파열, 변형 또는 손상을 초래해서는 안 됩니다. 이 절의 요구 사항 준수는 시험, 유효한 분석 또는 이 둘의 조합을 통해 입증되어야 합니다. 과속도에 대한 적용 가능한 설정 속도를 선언하고 그 근거를 설명해야 합니다.

(b) 로터는 인증된 작동 조건 및 로터 과속도를 유발할 수 있는 고장 조건을 초과하는 조건에서 충분한 강도를 가져야 하며 적절한 파열 마진을 보유해야 합니다. 파열 마진은 시험, 유효한 분석 또는 이 둘의 조합을 통해 입증되어야 합니다.

(c) 전기 모터는 로터의 구조적 무결성에 영향을 미칠 수 있는 속도 제한을 초과해서는 안 됩니다.

XX.3519 내구성

조항 원문: 프로펠러 각 부품의 설계 및 구조는 분해 정비 기간 사이에 프로펠러에서 안전하지 않은 상태가 발생하는 것을 최소화해야 합니다.

조항 분석: 설계, 제조, 시험, 사용 및 유지 보수 측면에서, 프로펠러 각 부품이 분해 정비 기간 동안 프로펠러 안전에 영향을 미치는 고장을 일으키지 않도록 보장해야 하며, 분해 정비 주기 사이에 프로펠러가 안전하게 작동할 수 있는 능력을 보증해야 합니다. 핵심 사항은 다음과 같이 세분화할 수 있습니다:

a) 설계: 프로펠러의 작동 환경, 응력 수준 및 프로펠러 부품 재료 선택을 고려한 재료 선택을 포함합니다. 또한 구조, 강도, 강성, 변형 및 피로 성능도 포함합니다. 피로 시험을 설계하여 분해 정비 간격 동안 프로펠러에 피로로 인한 고장이 발생하지 않도록 하고, 분해 정비 간격을 결정해야 합니다.

b) 시험 및 분석: 정적 시험, 피로 시험, 내구성 시험, 기능 시험 및 기타 시험(조류 충돌, 낙뢰 충격, 과회전 및 과토크, 프로펠러 제어 시스템 부품, 유압 부품 등)을 수행하고 결과를 분석합니다.

c) 사용 및 유지 보수: 매뉴얼의 요구 사항에 따라 프로펠러를 사용하고 유지 보수합니다.

공장 견학(인원 제한) – 후난 훙왕 신소재 기술 유한회사

단지 투어 – 러우싱 공업 발전구 – 국가급 러우디 경제 개발구

출범 행사

네트워킹

현장 하이라이트

이로써,성공적으로 마무리되었습니다!

본 서밋에 보내주신 관심과 성원에 감사드리며, 내년에 다시 만나기를 기대합니다!

》2025 SMM(제4회) 전기 구동 시스템 컨퍼런스 및 구동 모터 산업 포럼 특별 보고서를 보려면 클릭