희토류 없는 전기 모터

• 전기 여자 동기 모터(EESM) 는 고정자 전류가 만드는 자기장으로 회전자를 움직여 배터리 전기를 차량 바퀴 구동용 기계 에너지로 바꾸며, 자석과 희토류를 쓰지 않음
• 자동차 시장의 전기차 90%는 자석이 들어간 모터를 쓰지만, Renault Group은 2012년부터 EESM 전기 모터를 대량 판매함
• Renault Group의 EESM 모터는 Kangoo Z.E와 Zoe에서 시작해 Megane E-Tech electric, Scenic E-Tech Electric, Alpine A290, Renault 5 E-Tech electric, Renault 4 E-Tech electric 등에 적용됨
• 2027년 예정된 E7A는 200kW 출력, 400Nm 토크, 이전 세대 대비 30% 작은 크기, 탄소 영향 30% 감소, 약 92% 효율을 목표로 함
• 희토류와 자석 생산은 중국 의존도가 매우 높아, 권선형 회전자 선택은 원자재·자석 생산국 의존을 피하려는 전략적 선택이 됨

희토류 없는 전기 모터의 배경

• Renault Group은 자석이 없는 전기 모터, 즉 희토류 없는 전기 모터 기술에서 역사적 선도 기업으로 자리매김해 왔음
• 전기차 90%가 자석이 들어간 모터를 쓰는 시장에서 Renault Group은 희토류 없는 모터로 차별화하고 있음 {p:90}

전기 모터의 주요 유형

• 전기차 모터는 피스톤이나 실린더 없이 배터리의 전기 에너지를 기계 에너지로 바꿈
• 고정자에서 전류가 자기장을 만들고, 이 자기장이 회전자를 움직여 차량 바퀴를 구동함
• 전기 모터는 기술 차이가 큰 세 가지 주요 계열로 나뉨

• 영구자석 동기 모터

  • 영구자석 동기 모터는 희토류로 만들어지며, 현재 자동차 시장의 지배적 기술임
  • 이 기술은 높은 효율과 최적화된 공간 요구 조건을 결합함

• 비동기 모터

  • 비동기 모터(ASM) 는 비동기 유도 모터(IM)라고도 불림
  • 이 기술은 효율이 더 낮아 현재 일반적으로 앞차축의 보조 모터로 쓰임

• 전기 여자 동기 모터

  • 전기 여자 동기 모터(EESM) 는 약간 더 크지만 자석 없이 높은 효율을 냄
  • 이 전기 모터는 희토류를 쓰지 않음
  • Renault Group은 2012년에 EESM 전기 모터를 대량 판매하기 시작했으며, 이 전문성은 경쟁력 있는 전기 모터 제품군으로 이어짐

Renault Group의 순수 전기 모터 제품군

• Renault Group은 2011년부터 전기차 분야의 선도 기업으로 활동했으며, EESM 기술을 대량 판매하는 선택을 했음

• 1세대 모터

  • 첫 세대 모터는 2011년 Renault Kangoo Z.E와 2012년 Renault Zoe에 탑재됨
  • 이 모터는 부품 참조명 5A를 사용했으며 출력은 57~100kW 범위였음
  • 2020년에는 이 파워트레인의 최종 업그레이드가 Twingo Electric에 적용됐고, 참조명은 5AL, 출력은 60kW였음

• 2세대 EESM 모터

  • Renault Group의 2세대 EESM 모터는 2021년에 참조명 6A로 생산에 들어감
  • Renault Megane E-Tech electric은 2022년 초 새 모터를 처음 탑재한 모델이었으며, 참조명 6AM 모터는 더 작고 가볍고 강력해 최대 160kW 출력을 냄
  • 이후 Renault Scenic E-Tech Electric과 첫 순수 전기 Alpine인 Alpine A290이 이 흐름을 따름
  • 2024년 10월 출시된 Renault 5 E-Tech electric은 110kW 출력의 6AK 전기 모터를 탑재함
  • 2025년 3월부터 주문 가능한 Renault 4 E-Tech electric도 110kW 출력의 6AK 전기 모터를 탑재함
  • Alpine A390은 2025년 9월 공개된 새로운 파워트레인을 갖췄으며, 앞차축에는 Alpine A290과 같은 6AM 전기 모터를, 뒤차축에는 새로운 트윈 모터 구성을 적용함
  • Alpine A390의 세 전기 모터는 모두 Cléon에서 제조되며, 합산 추정 출력은 약 345kW, 약 470마력임

2027년 차세대 순수 전기 EESM 모터

• Renault Group 엔지니어들은 2021년에 E7A라는 3세대 EESM형 전기 모터 개발을 시작함
• 개발 단계는 아직 진행 중이지만 사양은 이미 확정됨
• E7A는 200kW, 약 270마력 출력과 400Nm 토크를 목표로 함
• E7A는 올인원 아키텍처를 통해 이전 세대 모터보다 크기가 30% 작아짐
• E7A는 탄소 영향을 30% 줄이고 약 92% 효율을 목표로 함
• 이 전기 모터는 시스템 전압을 현재 Renault 제품군의 표준인 400V 아키텍처에서 800V로 높여 충전 시간을 줄임

희토류 없는 모터가 더 전략적인 과제가 된 이유

• Renault Group은 영구자석 대신 권선형 회전자를 선택해 희토류와 자석 생산국에 대한 의존을 피하려 함
• 전기 모터에서 희토류의 존재 여부는 세부 사항이 아니라 전략적 이슈임
• 중국은 전 세계에서 쓰이는 정제 경희토류의 85%와 중희토류의 100%를 생산함
• 중국은 오늘날 이러한 원재료 판매를 드물게 제공하며, 자국 시장과 영구자석 같은 고부가가치 제품을 우선함
• 그 결과 중국은 거의 완전한 독점에 가까운 지위를 갖고 있으며, 전 세계 생산의 90% 이상이 중국에서 나옴
• 동시에 중국은 세계 최대 전기차 생산국이기도 함

Cléon, Renault Group의 전기 모터 공장

• Cléon 공장은 2015년부터 Renault Group 파워트레인을 만들어 왔음
• 이 공장은 Renault Zoe, Twingo ZE, Kangoo ZE, Master ZE용 전기 모터 생산을 시작한 곳임
• Megane E-Tech electric, Scenic E-Tech electric, Alpine A290, Renault 5 E-Tech electric, Renault 4 E-Tech electric용 모터도 모두 이곳에서 생산됨
• 2027년부터 Cléon 공장은 차세대 200kW 전기 모터를 생산함