전기차 모터·배터리·주행거리 계산기

모터 설계

영구자석 모터(BLDC 또는 PMSM)의 형상, 재료, 권선을 입력하면 해당 설계로 낼 수 있는 토크, 출력, 역기전력, 정격 전압/전류를 계산합니다. 모터를 대신 설계해 주는 것이 아니라, 이미 구상한 모터를 검증하는 도구입니다 — D/L/공극/권수를 정하고 그 결과를 확인하세요. 지원 방식은 영구자석형(BLDC/PMSM)뿐이며, 유도기·스위치드 릴럭턴스·축방향 자속 모터는 물리 모델이 달라 여기서 다루지 않습니다.

Motor radial cross-section diagram showing bore diameter D, air gap g, magnet thickness h_m, pole pairs p, and stack length L

형식:

모터 방식

냉각 방식:

아래 기본 전류 밀도를 결정합니다

코어 강판:

적층 강판 등급 (철손 + 밀도)

자석:

로터 자석 등급 (잔류자속밀도 + 온도 특성)

극쌍 수

정격 기계 회전수, rpm

고정자 내경, mm

적층 길이, mm

기계적 공극, mm

k_C:

카터 계수(슬롯 보정), 고정된 대표값

h_m:

자석 두께, mm

상당 직렬 권수

k_w:

권선 계수

α_PM:

자석 극호 계수

A_wire:

도선 단면적, mm²

전류 밀도, A/mm² (기본값은 냉각 등급에 따름)

T_op:

자석 작동 온도, °C

P_target:

목표 출력, W — 참고용이며 아래 달성 출력과 비교됩니다

k_peak:

연속 출력 대비 단시간 과부하 배수

모터 결과

τ_p:

극 피치, mm

B_gap:

공극 자속밀도, T

B_r:

자석 잔류자속밀도(온도 보정), T

Φ_m:

극당 최대 자속, mWb

ψ_f:

상당 쇄교 자속, mWb

전기 주파수, Hz

E_ph:

상당 역기전력(RMS), V

V_line:

정격 선간 전압, V — 아래 배터리 팩 산정에 사용됩니다

K_t:

토크 상수, N·m/A

K_e:

역기전력 상수, V·s/rad

I_rated:

정격 상전류(RMS), A

달성 토크, N·m

달성 연속 출력, W

P_peak:

달성 최대 출력, W

P_core:

철손 추정값, W — 참고용

m_motor:

활성부 + 하우징 질량 추정값, kg

여유율:

정속 주행 요구 대비 출력 여유율, % (주행거리 섹션 참조) — 음수이면 용량 부족

배터리 팩 설계

셀 화학 조성과 사양, 목표 팩 용량을 선택하세요. 직렬 셀 수는 위에서 입력한 모터 정격 전압으로부터 산출되고, 병렬 스트링 수는 목표 에너지·모터 연속 전류·피크 전류 중 가장 큰 값에 맞춰 결정됩니다 — 모터의 전압이나 전류를 여기서 다시 입력할 필요는 없습니다.

Battery pack diagram showing N_s cells in series (voltage adds) by N_p strings in parallel (capacity adds)

화학 조성:

아래 셀 기본값을 결정합니다

V_nom:

셀 공칭 전압, V

V_max:

셀 만충전 전압, V

V_min:

셀 방전 종지 전압, V

Ah:

셀 정격 용량, Ah

R_cell:

셀 내부 저항, mΩ

C_cont:

연속 방전 C-rate

C_peak:

피크/순간 방전 C-rate

E_target:

목표 팩 에너지, kWh

DoD:

사용 가능한 방전심도 비율

k_pack:

셀 대 팩 패키징 효율 (BMS·냉각·구조물 오버헤드)

Wh/kg:

셀 단위 중량 에너지 밀도, Wh/kg

η_ctrl:

모터 컨트롤러/인버터 효율 — 아래 주행거리 계산에도 사용됩니다

배터리 결과

N_s:

직렬 셀 수

N_p:

병렬 스트링 수

셀:

총 셀 수

V_nom:

팩 공칭 전압, V

V_max:

팩 만충전 전압, V

V_min:

팩 방전 종지 전압, V

Ah:

팩 용량, Ah

Wh:

팩 정격 에너지, Wh

Wh_usable:

DoD 및 패키징 손실 반영 후 가용 에너지, Wh — 아래 주행거리 계산에 사용됩니다

R_pack:

팩 내부 저항, mΩ

I_cont,req:

모터가 요구하는 연속 전류, A

I_peak,req:

모터가 요구하는 피크 전류, A

I_cont,max:

팩의 연속 전류 능력, A

I_peak,max:

팩의 피크 전류 능력, A

V_sag:

피크 전류에서의 전압 강하, V

V_term:

피크 전류에서의 최악 단자 전압, V

m_pack:

팩 질량 추정값, kg

주행거리 추정

여기에 입력한 차량 질량은 위에서 계산된 모터·배터리 질량에 자동으로 더해집니다. 평지에서 정속 주행하는 조건을 가정하며, EPA 방식 보정계수와 시내 주행 회생 보정이 이론적 물리 모델 주행거리를 보다 현실적인 값으로 바꿔 줍니다.

Vehicle range diagram showing chassis mass, aerodynamic drag (drag coefficient and frontal area), rolling resistance at the wheels, and cruise speed

m_chassis:

모터와 배터리 팩을 제외한 차량 질량, kg

C_d:

공기저항 계수

전면 투영 면적, m²

C_rr:

구름저항 계수

정속 주행 속도, km/h

η_batt:

배터리 방전 효율

η_motor:

정속 주행 부하에서의 모터 효율

η_gear:

변속기·종감속 효율

주행 패턴:

시내 주행 패턴에는 아래의 회생 보정이 적용됩니다

k_EPA:

이론적 물리 모델 주행거리 대비 현실 보정

k_regen:

회생 제동에 의한 주행거리 배수, 시내 주행 패턴에만 적용

주행거리 결과

m_total:

총 차량 질량 (차체 + 모터 + 배터리 팩), kg

F_roll:

구름저항력, N

F_aero:

공기저항력, N

F_total:

정속 주행 시 총 주행저항, N

P_wheels:

정속 주행 시 요구 출력, W

η_total:

배터리에서 바퀴까지의 종합 효율

Wh/km:

전비, Wh/km

Range_theo:

이론적 물리 모델 주행거리, km

주행거리:

EPA 방식 보정과 회생 보정을 적용한 현실적 주행거리, km