전기차 신뢰성 및 유지보수

쿼토 테크니컬 서비스의 마크 쿼토 박사와 함께하는 전기차 매장 및 유지보수 이야기

전기차(EV) 파워트레인은 기존 내연기관 엔진에 비해 훨씬 간단합니다. 이 모터는 오일 교환, 점화 플러그, 연료 및 오일 필터 유지 보수와 같은 일반적인 서비스가 필요하지 않습니다. 전기 모터는 일반적으로 안정적이고 수명이 길며 유지 관리가 쉽습니다. 전기 모터는 유지보수가 덜 필요하지만 제조업체가 제안한 일정에 따라 서비스를 받아야 합니다. 일반적으로 모든 사람이 집중하는 문제는 배터리이지만, 모터의 경우 전기 모터를 진단하는 데 필요한 평가와 기술 수준에는 큰 차이가 있습니다. “수년 동안 많은 자동차 기술자 및 강사와 대화를 나눈 결과, 대부분은 EM 시스템을 테스트, 분석 및 진단하는 방법에 대한 경험이 거의 없다는 사실을 금방 인정했습니다. 기술자들은 기존 자동차 파워트레인의 진단 방법론에는 정통하지만, 전기 파워트레인 분야에서는 경험이 부족합니다.”

EV 모터 테스트

중고 전기차 및 중고차 시장에서는 기술자가 전기 파워트레인 시스템을 자신 있게 분석하고 진단하는 방법에 대한 우려가 계속 높아지고 있습니다. 구동 모터 및 발전기(전기 기계 – EM) 진단 및 상태(SOH) 분석은 자동차 진단 및 분석의 중심 단계로 이동했습니다. 자동차 기술자들은 EM의 SOH를 결정하는 데 도움이 되는 최첨단 분석 및 진단 프로세스를 배우는 데 높은 관심을 표명했습니다.

전기 차량이 시장에서 계속 노후화됨에 따라 노후 차량의 최초 소유자, 중고차 소유자 및 차량 소유자들은 이제 “차량의 SOH를 결정할 때 구동 모터와 발전기(고정자 및 회전자)의 상태는 어떤가?”라는 질문을 던지고 있습니다. 현장 기술자는 전기 파워트레인 고장 상태를 진단할 수 있는 방법을 원합니다. 특히, OEM 차량 온보드 진단은 노후화된 EM의 상태를 파악하는 데 필요한 종합적인 분석을 제공하지 못할 수 있으며, EM 또는 전력 인버터 모듈(PIM) 시스템 내의 문제를 명확하게 파악하지 못할 수도 있습니다. EM 또는 PIM 시스템의 비용은 수천 달러의 수리 비용을 초래할 수 있으므로 문제의 근본 원인을 식별하고 결정하는 것이 필수적입니다. 문제의 근본 원인을 파악하는 데 필요한 노동 시간이 지나치게 길어지면 실제 수리 비용에 추가 비용이 발생할 수 있습니다. 시스템이 잘못 진단되면 부품 및 인건비가 크게 증가합니다. 애프터마켓이나 OEM은 기존 가스 엔진(ICE 또는 내연기관)과 달리 공식 서비스 테스트 프로세스의 일부로 EM SOH를 포함시키지 않았습니다.

자동차 기술자에게 전통적인 ICE 오발화 원인, rpm 변화, 희박/풍부한 상태 등에 대한 질문을 받는다면, 특정/목표 테스트를 수행하는 것은 당연한 일입니다. 이러한 엔진 테스트에는 실린더 밸런스, 압축, 실린더 누출, 진공 파형, 점화 시스템 테스트 등이 포함됩니다. 이러한 테스트는 자동차 기술자가 자동차 파워트레인 시스템을 테스트, 분석 및 진단하는 방식에 내재된 고유한 DNA입니다. EV 모터와 비교할 때 이러한 자동차 기술자는 한두 가지 유형의 테스트를 인용할 수 있지만 EM 분석에 사용되는 추가 테스트 요소 및 관련 고장 모드에 대해서는 완전히 익숙하지 않을 수 있습니다. 바로 여기에 자동차 서비스 분야의 현재 전자파 분석과 진단 수준 사이의 근본적인 격차가 있습니다.

EV 모터 유지보수 및 문제 해결 현황

자동차 기술자들은 전통적인 내연기관(ICE) 기술을 최신 상태로 유지하기 위해 매년 수강해야 하는 엄청난 수의 교육 과정으로 이미 과중한 업무에 시달리고 있습니다. 또한, ICE 기술은 기술자의 일상적인 상호작용의 대부분을 차지하기 때문에 전기 파워트레인 시스템을 배우기 위해 상당한 교육 시간을 할당하는 것은 기술자(및 사업주)에게 부담스러운 작업입니다. 하지만 자동차 시장은 정점에 도달했습니다. 보증 기간이 임박했거나 만료된 전기 자동차 제품의 시장 규모가 상당한 수준에 도달하기 시작했습니다. 2019년 기준 전 세계 전기차 판매량은 약 720만 대로, 2017년 판매량 대비 57% 증가했습니다. 특히 자동차 애프터마켓에서 이러한 볼륨은 더 이상 무시할 수 없는 수준입니다.

자동차 기술자들은 전통적인 내연기관(ICE) 기술을 최신 상태로 유지하기 위해 매년 수강해야 하는 엄청난 수의 교육 과정으로 이미 과중한 업무에 시달리고 있습니다. 또한, ICE 기술은 기술자의 일상적인 상호작용의 대부분을 차지하기 때문에 전기 파워트레인 시스템을 배우기 위해 상당한 교육 시간을 할당하는 것은 기술자(및 사업주)에게 부담스러운 작업입니다. 하지만 자동차 시장은 정점에 도달했습니다. 보증 기간이 임박했거나 만료된 전기 자동차 제품의 시장 규모가 상당한 수준에 도달하기 시작했습니다. 2019년 기준 전 세계 전기차 판매량은 약 720만 대로, 2017년 판매량 대비 57% 증가했습니다. 특히 자동차 애프터마켓에서 이러한 볼륨은 더 이상 무시할 수 없는 수준입니다.

현재 기술자들은 기존(ICE) 시스템 장애의 근본 원인을 파악하는 방법으로 시스템의 패턴(인식) 장애에 크게 의존하고 있습니다. “안타깝게도 EM 파워트레인 기계, 전기 및 자기 기술은 매우 빠르게 반복되고 있기 때문에 패턴 고장은 덜 효과적인 진단 접근 방식으로 전락할 수 있습니다. EM 기술에 대한 확고한 기술적 기반이 없다면 기술자에게 분석 및 진단은 말 그대로 힘든 싸움이 될 것입니다. 분석 및 테스트 장비가 전기 및 자기 데이터를 스크러빙하여 분석 및 진단 작업을 더 쉽게 수행할 수 없다면 EM 분석 및 진단 기술을 배우려면 상당한 교육과 경험이 필요하며, 이는 숙련된 진단 전문가에게도 어려운 일입니다.”

EV 모터 유지보수 및 문제 해결

ALL-TEST PRO 33 EV™ 기기는 전기 및 하이브리드 차량에 사용되는 특수 영구 자석 모터 및 모터/발전기를 테스트하기 위해 만들어진 유일한 도구입니다. 이 혁신적인 하이브리드 모터 자석 테스터를 사용하면 단일 장치에서 차량의 자석 모터를 테스트하여 빠르고 정확한 진단 결과를 얻을 수 있습니다.

Mark는 AT33EV를 선택한 이유에 대해 다음과 같이 설명했습니다. “AT33EV는 2011년에 저희 팀이 MGU 테스트 기기의 예후 및 테스트 기능에 대한 전망을 파악하기 위해 수행한 GM(General Motors) 내부 연구에서 5가지 MGU 테스트 방법론 중 가장 높은 점수를 받았습니다. 또한 테스트 결과 및 기기 성능의 반복성을 보장하기 위해 GM의 외부 전기 모터 테스트 공급업체가 수행한 연구에서도 가장 높은 점수를 받았습니다. 따라서 AT33EV는 3상 EM 테스트 및 SOH 분석을 수행하는 데 탁월한 테스트 기기입니다. AT33EV 장비의 주요 장점 중 하나는 회전 없이 EM 로터를 테스트할 수 있다는 점입니다. 요약하면, EM을 정적으로 완전히 테스트할 수 있습니다. 기술자에게 이는 고전압 시스템을 비활성화한 상태에서 테스트를 수행할 수 있고 도로 테스트가 필요하지 않으며 모든 테스트를 서비스 베이에서 수행할 수 있다는 것을 의미합니다.”

MGU SOH의 테스트 파라미터에는 직류(DC), 저항(밀리옴), 인덕턴스, 임피던스, 커패시턴스, 위상각, 전류 주파수 응답, 손실 계수(오염) 및 절연 저항이 포함됩니다. AT33EV는 시스템 모터 연결 및 모터 상태를 신속하게 문제 해결하거나 검증합니다.

마크 쿼토는 32년 이상 전동화 차량 기술 분야에서 일해 왔습니다. 그는 자동차 개발 및 엔지니어링 분야에서 다양한 경험을 쌓았습니다. 전기 시스템, 차량 전기화, 추진 및 에너지 관리 분야에서 일한 그는 자신의 회사를 설립하여 전기차 시장의 여러 OEM, 리제조업체 및 애프터마켓 기업을 대상으로 교육, 멘토링 및 컨설팅을 제공하고 있습니다. 마크의 작품에는 다음이 포함됩니다: GM의 EV1, 쉐보레 타호/유콘 2 모드 하이브리드, 쉐보레 스파크, 볼트, 이쿼녹스, 연료 전지 데모 차량 및 기타 첨단 컨셉트 차량. 쿼토 테크니컬 서비스는 ALL-TEST Pro의 EV 테스트 계측 및 컨설팅을 위한 총판입니다.

올테스트 프로(ATP)는 특허 받은 검증된 기술과 장비로 30년 이상 안전하고 신뢰할 수 있는 모터 솔루션을 제공해 왔습니다. ATP의 다양한 제품은 제조, 식품 가공, 수처리 및 폐기물, 철강, 유틸리티, 항공우주, 운송 등 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 모든 계측기는 빠르고 휴대가 간편하며 안전하며, 해석이 필요한 측정값을 생성하는 기존 테스트 장비에 비해 모터 및 부품의 상태와 상태를 제공합니다.