전기차 파헤치기 <part 2 : body & chassis>

섀시는 자동차의 기본 구조이며, 차체와 주요 부품을 지지하고 연결하는 역할을 한다.

섀시의 역할과 기능은 전기차와 내연기관차가 유사한데 어떤 관점을 달리할 지 알아보자. 

 

다음은 테슬라 X 모델의 섀시를 보여주는 3D 모형이다. 

차체에서 파워트레인에 해당하는 부품이 들어가는 다음과 같다.

② : 배터리팩 

③ : 모터 

④ : 인버터

⑤ : gearbox

https://sketchfab.com/3d-models/tesla-modelx-chassis-c33162ad8de946f98ff604017f71b2da

 

 

 

 

전기차 섀시의 구조는 크게 프레임, 동력전달장치, 조향장치, 현가장치, 제동장치, 전자제어장치로 구성됩니다.

 

- 프레임(Frame)

자동차의 기본 구조,  차체와 주요 부품을 지지하고 연결하는 역할을 합니다. 전기차는 내연기관차와 달리 배터리와 전기모터가 탑재되어 있어 프레임의 설계 복잡해지는데 전기차 프레임은 배터리와 전기모터의 무게를 견딜 수 있도록 강성이 높아야 하며, 충돌 시 승객의 안전을 보호할 수 있도록 설계되어야 합니다.

 

- 동력전달장치(Power Train System)

 엔진의 동력을 구동바퀴로 전달하는 장치, 전기차는 전기모터가 동력원 역할을 합니다. 전기모터는 배터리에서 공급받은 전기를 통해 구동축을 회전시키고, 구동축은 차축을 통해 구동바퀴를 움직임

 

- 조향장치(Steering system)

 차량의 진행 방향을 조절하는 장치입니다. 전기차는 내연기관차와 마찬가지로 운전자가 스티어링 휠을 조작하여 조향장치를 작동시킵니다. 조향장치는 스티어링 휠의 회전력을 구동축으로 전달하여 차량의 방향을 전환합니다.

 

- 현가장치(Suspension)

 차량의 승차감과 주행 안정성을 높이는 장치, 전기차는 내연기관차와 마찬가지로 서스펜션, 스프링, 댐퍼 등으로 구성된 현가장치를 탑재함, 현가장치는 노면의 충격을 흡수하고 차량의 무게를 고르게 분산하여 승차감을 향상시키고 주행 안정성을 높임.

 

- 제동장치(Brake)

 차량을 정지시키거나 속도를 줄이는 장치, 전기차는 내연기관차와 마찬가지로 보통 브레이크 패드와 디스크로 구성된 브레이크 시스템을 탑재합니다. 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 패드가 디스크를 마찰하여 차량을 감속시킵니다.

 

- 전자제어장치(Electronic Control Device)

전기차의 다양한 기능을 제어하는 역할, 엔진제어장치, ABS,ESC, TCS 등 여러 장치가 있다.

 

전자제어장치	역할	설명
ABS	급제동 시 바퀴 잠김 방지	바퀴의 회전 속도를 감지하여 바퀴가 잠기지 않도록 제동력 조절
ESC	차량 주행 안정성 유지	차량의 횡방향 가속도, 각속도, 스티어링 휠의 회전 각도 등을 감지하여 차량이 미끄러지거나 슬립하는 것을 방지
TCS	구동 바퀴 미끄러짐 방지	구동 바퀴의 회전 속도를 감지하여 구동 바퀴가 미끄러지면 제동력을 조절하여 미끄러짐 방지

 

 

 

정리하면 다음과 같다.

구조	역할	중점적으로 봐야할 내용
프레임	차체와 주요 부품을 지지하고 연결	강성, 충돌 안전성
동력전달장치	전기모터의 동력을 구동바퀴로 전달	전기모터의 출력, 구동축의 효율성
조향장치	차량의 진행 방향을 조절	스티어링 휠의 응답성, 조향 각도
현가장치	승차감과 주행 안정성을 높이는	스프링의 강성, 댐퍼의 감쇠력
제동장치	차량을 정지시키거나 속도를 줄이는	제동력, 제동거리
전자제어장치	자동차의 다양한 기능을 제어	전자제어 시스템의 안정성

 

 

전기차 섀시 발전 사항

• 경량화 : 차량의 연비와 주행 성능을 향상시키기 위해 무게를 줄이기 위한 경량화 설계가 적용되고 있습니다.
• 강성 강화 : 전기차는 배터리와 전기모터 때문에 차량의 안전성을 위해 프레임의 강성을 강화
• 구조 최적화 : 차량의 무게와 부피를 줄이고, 공기역학 성능을 향상시키기 위해 구조 최적화 기술이 개발