EnduroTemp® 260+는 혁신적인 기술을 재정의합니다

비즈니스 대화에서 ‘파괴적 기술’이라는 표현은 유행어로써 이미 포화 상태에 가까워지고 있다. 하지만 실제 비즈니스 현장에서는 파괴적 기술이 이제 막 시작 단계에 접어들고 있다.

에섹스 매그넷 와이어(Essex Magnet Wire)의 MagForceX® 혁신 센터는 박사, 석사, 학사 학위를 소지한 엔지니어와 과학자들로 구성된 서비스 중심의 집단으로, 협업 방식을 통해 아이디어를 현실로 구현하고 있습니다. 이 센터는 이미 수많은 전략적 고객사와 협력하여 미래를 이끌어갈 혁신적인 제품과 기술을 개발하기 시작했습니다.

이 회사의 첫 번째 제품인 EnduroTemp® 260+는 최근 CWIEME 베를린에서 공개되었으며, 하이브리드 전기차, 플러그인 하이브리드 전기차, 항공우주용 모터 및 액추에이터는 물론, 시추공 펌핑, 석유 탐사, 천연가스 채굴과 같은 산업용 분야에서 사용되는 트랙션 모터의 성능을 재정의할 것으로 기대된다.

“이 제품은 혁신적인 제품이라고 생각합니다.”라고 에식스 MagForceX® 혁신 센터의 책임자이자 혁신 담당 부사장인 매튜 리치(Matthew Leach)는 말했다. “이 제품은 우리가 지금까지 출시한 제품 중 가장 높은 내열성을 갖춘 제품이기 때문에, 우리 회사 입장에서도 확실히 혁신적인 제품입니다. 기존 제품과 비교해 볼 때, 우리가 검토한 거의 모든 항목에서 이 제품은 훨씬 더 뛰어난 성능을 보여주고 있습니다.”

EnduroTemp® 260+는 중요한 운송 분야에서 견인 모터의 수명을 연장해 주는 얇은 필름형 절연재로, 업계 최고 수준인 265℃의 내열성을 바탕으로 더 높은 작동 온도를 견딜 수 있도록 특별히 설계되었습니다. 또한 이 제품은 모터를 제어하는 최신 전력 전자 장치로 인해 발생하는 열화 현상으로부터 모터를 보호해 줍니다.

교류 가변 주파수 드라이브의 절연체를 손상시키는 오랜 문제였던 부분 방전 및 유해 코로나 현상은 리치와 그의 팀, 그리고 협력사들이 혁신적인 기술을 개발하기 위해 노력하게 만든 계기가 되었습니다.

리치 씨는 135년 이상의 마그넷 와이어 관련 경험을 보유한 팀을 갖추고 있으며, 그 중 6명이 박사 학위 소지자라는 점이, 지난 30년 동안 다른 연구자들이 이룬 성과보다 이번 발견을 더 수월하게 이루어낼 수 있게 했다고 말했다.

“저는 이것이 오늘날 우리 팀에만 존재하는 경험과 응용 분야의 전문 지식이 결합된 결과라고 생각합니다. 우리 팀에서는 응용 전문가나 모터 전문가가 폴리머 화학자와 매일 함께 일해 왔기 때문이죠. 이 제품의 발명가는 이 업계에서 40년 이상의 경력을 쌓아왔습니다. 따라서 이 연구개발 화학자는 오랜 시간 동안 이 요구 사항의 본질을 깊이 이해해 왔으며, 우리 응용 전문가 중 한 명과 협력하면서 더 높은 온도가 필요하다는 아이디어를 실제로 구상해 냈습니다,”라고 리치(Leach)는 말했습니다. “두 사람이 대화를 나누기 시작했고, ‘만약…이라면 어떨까?’, ‘만약 이렇게 할 수 있다면 어떨까?’라는 질문이 오갔습니다. 그러자 화학 전문가는 ‘그건 제가 할 수 있습니다’라고 대답했습니다.”

“그들은 다양한 시도를 시작했고, 실제로 꽤 많은 종류의 재료와 배합을 테스트해 보았습니다. 그 과정의 정점은 수년에 걸친 노력 끝에 탄생한 바로 이 제품입니다. 이는 전문 지식과 경험, 그리고 이러한 성분들을 배합해 낼 수 있는 능력이 결합된 결과였습니다. 이 세 가지 요소가 어우러져 비로소 이 제품을 개발할 수 있게 된 것이죠.”

전기 구동 차량의 효율을 높이기 위해 이루어진 기술적 발전과 함께, 구동 모터 및 발전기에 대한 성능 요구 사항이 높아짐에 따라 부품의 열화 현상이 기하급수적으로 심해지고 있다.

설계자들은 모터를 구동하기 위해 더 높은 전압과 더 빠른 스위칭 주파수를 가진 전력 전자식 속도 제어 장치(“인버터”)를 사용해야만 했으며, 이로 인해 모터의 권선에 심각한 부하가 가해지고 있다.

EnduroTemp® 260+가 진가를 발휘하는 곳은, 표준 모터에 사용되는 일반적인 권선 절연재가 유사한 조건에서 불과 몇 시간 만에 고장을 일으키는 바로 그 환경입니다.

이 기술은 운송 분야에 가장 적합하며, 단순히 자동차뿐만 아니라 오프로드용 차량이나 중장비 등 광산 장비에도 적용될 수 있습니다. 또한 까다로운 항공우주 분야에도 완벽한 솔루션입니다. 고온 권선은 매우 다양한 환경에 노출될 것입니다.

리치 씨는 EnduroTemp® 260+ 제품이 다른 제품으로는 도저히 감당할 수 없는 상황을 처리할 수 있도록 설계되었다고 말했다.

“모터 설계자가 차량용 고온 구동 모터를 설계할 때, 모하비 사막의 폭염부터 콜로라도주 로키 산맥의 혹한과 고지대까지 극한 조건에서 테스트를 진행하게 됩니다. 상당히 혹독한 테스트 환경에 모터를 노출시키게 될 것입니다,”라고 그는 말했다. “모터에서 발생하는 손실의 대부분은 발열로 이어집니다. 따라서 더 작은 크기로 더 많은 출력과 토크를 얻기 위해 모터를 더 강하게 구동할수록 잠재적으로 더 많은 열이 발생하게 됩니다. 따라서 이 단열 시스템은 현재 시중에 나와 있는 그 어떤 제품보다도 훨씬 더 높은 온도를 견딜 수 있습니다.”

“EnduroTemp® 260+를 사용하면 모터 설계자가 해당 모터의 전류 밀도를 잠재적으로 조금 더 높일 수 있어, 그 결과 작동 온도가 약간 상승할 수 있지만, 이 절연 시스템은 해당 온도를 견딜 수 있을 뿐만 아니라 표준 절연재보다 훨씬 빠르게 열을 전달합니다.”

MagForceX® 혁신 센터는 고객들에게 실험실 서비스, 다양한 분야의 연구 및 프로젝트 분석을 제공합니다. 이 센터는 탁월한 성과를 도출해내는 최첨단 장비를 갖춘 완벽한 시설을 보유하고 있습니다.

이 센터가 중점을 두고 있는 주요 분야로는 HEV/EV 응용 분야에 특화된 모터 설계 및 엔지니어링 기술, 산업 시장을 겨냥한 장비 개발 및 설계, 그리고 마그넷 와이어 및 그 절연 시스템의 성능을 한 단계 발전시킬 혁신적인 기술 등이 있습니다.

리치는 의뢰인의 목표가 무엇이든 간에, 협력적인 접근 방식이 최선이라고 말했다.

“새로운 애플리케이션이나 모터를 설계하는 사람이라면 누구나 가치 제안을 종합적으로 고려해야 한다고 조언하고 싶습니다,”라고 그는 말했다. “단순히 자재 비용만 살펴서는 안 됩니다. 이 제품이 어떤 기능을 수행할지, 즉 총 소유 비용을 고려해야 합니다. 다시 말해, 더 뛰어난 성능과 더 긴 수명을 갖춘 이 제품은 장기적으로 보증 청구 건수를 줄일 가능성이 있습니다.”

“저희 팀에는 시험 및 절연 시스템 분야의 박사급 전문가가 있습니다. 이 분은 고전압 응용 분야를 어떻게 시험하는지에 대한 전문 지식을 갖추고 있으며, 고전압 분야에서 다년간의 경험을 쌓아왔습니다. 이제 모터 전문가, 절연 및 시험 전문가, 그리고 고분자 화학자가 모두 같은 문제를 해결하기 위해 함께 일하고 있습니다. 이를 통해 지식의 전달 속도가 훨씬 빨라지고, 각자의 재능과 지식을 더 효과적으로 활용함으로써 결국 새로운 제품으로 결실을 맺을 수 있습니다.”

제공되는 서비스에 대한 자세한 내용은 MagForceX® 혁신 센터를 방문해 주십시오.