희토류 사용하지 않는 전기모터가 부상한다

[힘힘]

희토류 사용하지 않는 전기모터가 부상한다
글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)

배터리 전기차는 원자재 공급망이 가장 큰 이슈다. 리튬 등 중요 원자재 공급권과 가공시장은 대부분 중국이 60% 이상을 장악하고 있다. 특히 전기모터에 필요한 네오디뮴 등 희토류는 중국이 시장의 90%를 차지하고 있다. 

지금은 새로운 원자재 공급처를 찾는 것도 여의치 않다. 특히 강력한 영구 자석에 필요한 네오디뮴이나 디스프로슘과 같은 금속이 다른 국가에서도 발견되더라도 중국은 희토류 시장을 장악하고 있다. 그러나 유럽의 매장량은 상대적으로 적으며 스칸디나비아의 새로운 광산에서 계획된 생산이 시작되기까지는 아마도 10년 이상이 걸릴 것으로 예상되고 있다. 

때문에 관련업체들은 ZF 등 부품업체들은 전자석을 포함하는 모터를 개발하고 있다. 

전기 모터는 기본적으로 서로 끌어당기고 밀어내며 힘을 발생시키는 두 개의 자석으로 구성된다. 희토류로 만든 자석은 본질적으로 자성을 띠며, 이는 영구적으로 자성을 띤다는 것을 의미한다. 반면에 전자석은 전류가 구리 코일을 통해 흐를 때만 힘을 발생시켜 자기장을 생성한다. 이 기술을 외부 자극이라고 한다. 

최근 몇 년 동안 BMW와 르노만이 외부 영구자석 시스템을 사용해 왔다. BMW는 2016년에 희토류를 사용하지 않기로 결정했다. 그러나 지금은 GM과 재규어랜드로버, 닛산 등도 합류할 가능성이 높다. 자동차업체의 대안은 무엇보다도 전자석을 사용하는 것이다. 

영구 자석이 장착된 전기 모터는 특히 시동 시 강력한 성능을 발휘한다. 그러나 전자석은 보다 구체적으로 제어할 수 있다고 BMW측은 설명한다. 

ZF는 미국, 유럽, 중국의 고객들과 협상 중이며 2년 안에 자사의 모터를 출시할 수 있을 것이라고 밝혔다. 원자재를 절약하면 비용도 절감됩니다. 비용상의 이점도 있습니다. 평균적으로 영구 여자 전기 모터에는 약 600g의 네오디뮴이 포함되어 있다. 이들 가격은 최근 크게 변동했다. 현재 1kg은 약 125달러로 1년 전 223달러보다 훨씬 저렴하지만 2020년에 비해 거의 두 배나 비싸다. 

독일 레겐스부르크 드라이브 전문업체는 영구 자석이 필요하지 않은 르노 조에용 전기모터를 공급했다. 

日, 희토류 안쓰는 車 모터 잇달아 개발

입력2012-01-01 17:12:09 수정 2012.01.01 17:12:09 고병기 기자

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미쓰비시전기 등 일본의 대형 가전업체들이 희토류를 쓰지 않는 차세대 자동차 모터 개발에 잇따라 성공하며 '탈(脫) 희토류' 움직임을 가속화하고 있다.

1일 니혼게이자이신문에 따르면 미쓰비시전기는 에너지ㆍ산업기술종합개발기구(NEDO)와 공동으로 전자석 원리를 응용해 희토류를 사용하지 않은 자동차 탑재용 모터를 개발했다. 이는 산화철 등의 주변에 코일을 감고 전기를 흘려 강력한 자력을 발생시킨 뒤 이를 구동력으로 변환하는 시스템을 이용한 것으로 가속시 에너지 효율은 기존 제품에 뒤지지만 속도가 안정된 뒤에는 성능이 동등한 것으로 나타났다.

또 전자부품 업체인 TDK는 희토류인 디스프로슘을 사용하지 않은 영구자석을 개발해 오는 2014년 이후 자동차용 모터로 실용화하기로 했으며 도시바는 디스프로슘 대신 호주와 미국에 풍부하게 매장된 사마륨을 활용한 자석 개발을 추진하고 있다.



일본 경제산업성은 확보하기 쉬운 소재로 자력과 내열성을 갖춘 자석을 개발해 차세대 전기자동차 등의 모터에 활용한다는 방침을 세우고 기술연구조합을 설립한 뒤 향후 10년간 연구개발을 추진하기로 했다.

일본이 이처럼 탈희토류 모터 개발에 열을 올리는 것은 세계 희토류 생산량의 90%를 점한 중국이 수출을 제한해 희토류의 안정적 공급이 어려워졌기 때문으로 분석된다.

출처 : https://www.sedaily.com/NewsView/1HKOWXL60N