스마트모빌리티 스펙 쉽게 읽기:
③모터와 출력
항상 궁금해서 공부하지만, 돌아서면 잊어버리는 것.
배터리와 타이어에 이어 읽어볼 스펙은 모터와 출력입니다. 다른 스펙도 낯설지만 유난히 더 낯선 부분이 아닐까 합니다. 공부를 해보려 해도 앞선 두 소재에 비해 전문적이고 어려운 용어들로 진입장벽만 높아질 뿐입니다. 그래서 외면하려 했지만 다른 유저들의 사용기를 읽어보면 모터와 출력에 대해 꼭 쓰여있는 경우가 많아 다시 고민에 빠지게 됩니다. 그런데 다들 아시죠? 아는 만큼 보인다는 것!
내가 타고 다닐 모빌리티인만큼 어렵더라도 소홀할 수는 없는 법. 최대한 쉽고 간단하게 모터와 출력에 대해 톺아보도록 합시다.
모터
전동 모빌리티의 모터는 배터리로부터 전기를 공급받아 전기 에너지를 역학적 에너지로 변환시켜 동력을 만들어주는 역할을 합니다. 쉽게 말하자면 전력을 변환시켜 물체가 작동하도록 하는 장치가 모터입니다. 모터는 시동 및 운전이 용이하고, 부하에 적합한 기종을 선택하기 쉬우며 소음 및 진동이 적고 배기 공해가 없는 소형 경량의 원동기라는 특징을 가지고 있습니다. 즉, 사용이 쉽고 편리하기 때문에 널리 쓰이는 것입니다.
현재 우리가 사용하는 제품 대부분에 모터가 탑재되어 있는 만큼, 다양한 종류의 모터가 출시되어 있습니다. 가장 크게 전원에 따라 나누는데, 교류(AC) 전원을 사용하는 AC모터와 직류(DC) 전원을 사용하는 DC모터가 있습니다. 전동 모빌리티는 배터리로 작동되기 때문에 전부 DC모터를 탑재하고 있습니다.
모터의 종류
BL DC모터
DC모터와 이름이 비슷한 BL DC모터는 BrushLess DC 모터입니다. 이전의 일반 DC 모터는 카본 소재의 굵은 연필심 같은 브러쉬가 있었는데, 마모성 부품이었기 때문에 AC 모터보다 내구성이 약했습니다. 이것을 개선하여 브러쉬를 없애고 내구성을 강화한 모터가 BL DC모터입니다. 적은 양의 전기로도 큰 힘을 낼 수 있고 수명에 제한이 없다는 장점이 있습니다.
허브모터와 중앙구동(미드)모터
전기자전거에서 주로 언급되는 구동방식에 따른 모터 분류입니다. 허브모터는 모터가 앞바퀴 또는 뒷바퀴에 내장되어 있는 형태의 모터이고, 중앙구동모터는 모터가 페달 부분에 내장되어 있는 형태의 모터를 말합니다. 허브모터는 전동 킥보드에서 주로 사용되는 인휠모터와 같은 용어입니다. 나아가 앞바퀴와 뒷바퀴 모두 모터가 있으면 듀얼모터라고 부릅니다.
기어드 모터
기어드 모터는 모터의 회전축에 기어와 같은 감속기구를 부착한 모터를 말합니다. 감속기는 말 그대로 속도를 줄이는 역할을 하는데, 감속될수록 토크가 증가합니다. 적은 회전수로 많은 힘을 전달하기 때문에 오르막에서 특히 강합니다. 그러나 감속기의 작동에 따라 소음이 많이 생긴다는 단점이 있고, 나일론 소재로 이루어진 기어의 손상이 우려되기 때문에 주기적 관리가 필요합니다.
이상 자주 언급되는 종류들 위주로 간단히 살펴보았습니다. 이 외에도 다양하고 많은 모터들이 있으며 각 쓰임에 맞게 사용되고 있습니다.
토크와 출력
앞서 기어드 모터를 설명할 때 ‘토크가 증가한다’는 표현을 썼는데, 토크가 무엇일까요? 또 모터의 성능을 설명할 때 자주 언급되는 ‘출력’과는 무슨 관계가 있을까요?
토크
토크는 N·m(뉴턴미터)이라는 단위를 사용하며 물체에 작용하여 물체를 회전시키는 원인이 되는 물리량으로 풀이 됩니다. 하나의 축에 1m 길이의 막대를 직각으로 달고, 그 끝에 1kg짜리 추를 달았을 때 축에 전달되는 회전력이 1kgf·m입니다. 여기서 중력가속도인 9.8m/s를 곱해주면 N·m로 변환이 됩니다. 즉, 1kgf·m=9.8N·m입니다.
쉽게 말한다고 해놓고 이게 무슨 소리인가 싶으실 텐데 정말 쉽고 간단하게 풀이하자면, 토크는 모빌리티가 내는 힘을 말합니다. 최대 토크가 높을수록 치고 나가는 힘이 좋고, 경사로도 거뜬히 넘을 수 있습니다.
출력
출력은 힘과 속도를 결정하는 모터의 동력을 의미하며 단위는 W(와트)입니다. 출력은 토크xRPM(모터의 분당 회전 수) 값으로 도출되는데, 역시 간단하게 말하면 모빌리티가 할 수 있는 일의 양이라고 할 수 있습니다. 언덕이 심하고 잦은 길을 주행하는 것이 아니라면 출력이 높은 모빌리티를 선택하는 것이 도심 라이딩에서는 도움이 됩니다.
최근 모빌리티는 도로에서 지속적인 힘을 보여주는 출력만 표기하는 경우가 많습니다. 최대 주행거리를 중요시하여 출시되기도 하고, 보통 출력이 높으면 토크도 높기 때문입니다.
스마트 모빌리티 스펙 쉽게 읽기 세 번째, 모터와 출력에 관해 알아보았습니다. 어려운 개념이지만 가볍게 알려드리고자 노력 했는데, 도움이 되셨나요? 이번 글로 인해 해당 용어들이 조금이나마 친근하게 느껴지셨으면 좋겠습니다. 그럼 다음에 또 만나요!
