자석이 없어도 방식은 다릅니다
전기차 소개에서 ‘희토류를 쓰지 않는 모터’라는 설명을 보면 유도모터를 떠올리기 쉽습니다. 하지만 영구자석이 없는 모터가 모두 유도모터인 것은 아닙니다. 회전자에 전류를 공급해 자기장을 만드는 전기여자 동기모터도 있고, 르노는 이 방식을 실제 양산 전기차에 사용하고 있습니다.
여기서 ‘자석이 없다’는 말도 구분해서 읽어야 합니다. 자기장을 쓰지 않고 돈다는 뜻이 아니라, 계속 자성을 유지하는 영구자석을 쓰지 않는다는 뜻입니다. 따라서 영구자석 유무만으로 모터의 효율이나 차의 주행거리를 순위로 매길 수는 없죠. 아래는 2026년 10월 23일 확인한 제조사 기술 자료를 바탕으로 한 원리 설명이며, 르노 차량은 해외 적용 사례로 살펴봅니다.
고정자와 회전자의 역할
모터 안에서 움직이지 않는 부분을 고정자, 축과 함께 도는 부분을 회전자라고 합니다. 전기차 구동 모터를 이해할 때는 ‘코일이 있느냐’보다 회전자 쪽의 자기장을 어떻게 만드느냐를 보는 편이 좋습니다. 영구자석식 모터에도 고정자에는 전류가 흐르는 코일이 있기 때문입니다.
모터의 바깥쪽 코일과 안쪽 회전자를 볼 수 있는 절개 자료 사진입니다. 이 사진만으로 자석의 소재나 모터 방식을 판정하는 것은 아닙니다. 사진: RudolfSimon, 원본, CC BY-SA 3.0. 대표 이미지는 이 사진의 일부이며, 두 이미지에도 같은 라이선스를 적용합니다.
영구자석 동기모터는 회전자에 들어간 영구자석이 자기장을 만듭니다. 고정자에서 만들어지는 회전 자기장에 맞춰 회전자가 돌도록 제어하는 방식입니다. 기술 자료에서는 PMSM이라는 약자로 볼 수 있습니다.
다만 코일과 금속 원통이 보이는 외관 사진만으로 이 구조를 확인하기는 어렵습니다. 자석이 내부에 들어가면 겉에서 바로 보이지 않을 수 있습니다. 사진의 인상보다 제조사의 해당 구동계 설명을 확인해야 하는 이유입니다.
유도모터와 전기여자 동기모터
유도모터는 고정자가 만드는 변화하는 자기장으로 회전자에 전류를 유도합니다. 이 전류와 자기장의 상호작용으로 회전력이 생기므로 회전자에 영구자석을 넣지 않아도 됩니다. 구동할 때 회전자는 고정자의 회전 자기장과 속도 차이를 두고 돌며, 그래서 비동기모터라고도 부릅니다. IM 또는 ASM이라는 표기가 여기에 해당합니다.
범용 3상 유도모터의 구조도입니다. 실제 특정 전기차의 부품 사진이 아니라, 고정자와 농형 회전자 구조를 설명하는 자료입니다. 그림: Mirsad Todorovac, University of Zagreb, 원본, CC BY 2.5.
전기여자 동기모터는 다른 방법을 씁니다. 회전자에 감은 코일에 전류를 공급해 전자석처럼 자기장을 만들고, 이를 고정자의 회전 자기장과 맞춰 돌립니다. ‘여자’는 이처럼 전류로 자기장을 형성한다는 기술 용어입니다. EESM이라는 약자를 보거나 권선형 동기모터라는 설명을 접했다면 이 방식을 확인해볼 수 있습니다.
둘 다 영구자석을 없앨 수 있지만, 유도모터는 회전자에 전류를 유도하는 방식이고 EESM은 회전자 코일에 전원을 공급하는 방식입니다. 르노의 모터 원리 설명도 유도모터와 동기모터를 나눈 뒤, 동기모터 안에서 영구자석 방식과 전기여자 방식을 구분합니다.
양산차에도 있는 반례
‘영구자석 없는 모터는 아직 실험 단계 아닌가?’라는 생각이 들 수도 있습니다. 하지만 르노는 희토류 없는 전기 모터 소개에서 Zoe부터 Megane E-Tech electric, Renault 5 E-Tech electric 등에 EESM을 적용해 왔다고 설명합니다. 영구자석을 쓰지 않는 동기모터가 실제 자동차에 쓰인다는 반례입니다.
2024년 Auto Zürich의 Renault 5 E-Tech Electric 전시차입니다. 제조사가 EESM 적용 차종으로 소개한 차량의 모습이며, 사진 속 세부 트림이나 한국 판매 사양을 확인하는 자료는 아닙니다. 사진: Alexander-93, 원본, CC BY-SA 4.0. 이 사진에도 같은 라이선스를 적용합니다.
이 사례가 모든 전기차를 EESM으로 바꾸는 편이 낫다는 뜻은 아닙니다. 르노는 영구자석식의 높은 효율과 작은 공간 요구를 장점으로 설명하면서, EESM은 영구자석 없이 높은 효율을 내는 대신 크기와 제조 방식에서 다른 조건을 갖는다고 안내합니다. 영구자석을 없애면 원재료 의존도를 줄일 수 있지만, 회전자에 전류를 공급하는 구조와 제어가 필요해집니다.
기술 자료에서 나누어 볼 항목
모터를 비교할 때 ‘영구자석 있음·없음’ 한 줄로 끝내면 다른 정보를 섞기 쉽습니다. 특히 무희토류라는 소재 설명, 동기·비동기라는 작동 방식, 싱글·듀얼 모터라는 개수는 서로 다른 항목입니다.
| 자료에 나온 표현 | 알 수 있는 내용 | 그 말만으로는 알 수 없는 내용 |
|---|---|---|
| 영구자석을 쓰지 않음 | 영구자석 대신 다른 방식으로 자기장을 만듦 | 유도모터인지 EESM인지, 차량 전비가 더 좋은지 |
| 동기모터 | 회전자가 회전 자기장과 동기화되어 동작함 | 영구자석식인지 전기여자 방식인지 |
| 듀얼 모터 | 구동 모터가 두 개라는 구성 | 두 모터의 방식이 같은지, 각 모터가 언제 작동하는지 |
따라서 구매 자료에 ‘희토류 없는 구동 모터’만 적혀 있다면 우선 그 설명이 어느 모터에 적용되는지 확인해보세요. 앞뒤 모터가 있는 차는 각각의 형식을 확인해야 하고, 자료에 구체적인 방식이 없으면 임의로 유도모터라고 채우지 않는 편이 맞습니다. 또한 구동 모터의 소재 설명을 차량 전체에 특정 원소가 전혀 없다는 뜻으로 넓혀 읽지 않아야 합니다.
전비를 비교하려면 결국 같은 시장의 차량 인증값과 배터리·구동방식·휠 조건으로 돌아와야 합니다. 모터의 최고 효율 한 점과 차량 전체가 주행하면서 쓰는 에너지는 같은 값이 아닙니다. 현대자동차그룹의 PE 시스템 설명에서도 모터·인버터·감속기를 구분하고, 시스템 효율을 모터 단독의 최고 효율과 다르게 설명합니다.
실제로 살 차를 알아볼 때는 판매 모델과 연식을 맞춘 공식 기술 자료에서 모터 구성을 먼저 보고, 전비와 주행거리는 해당 사양의 인증표로 확인해보세요. 모터 이름은 구조를 이해하는 출발점이지, 더 멀리 가는 차를 자동으로 골라주는 점수표는 아닙니다.