미래를 움직이는 스플라인 샤프트: 신에너지 자동차의 주요 응용 분야

전 세계적으로 친환경 모빌리티로의 전환이 가속화됨에 따라, 전기차, 플러그인 하이브리드, 수소연료전지차를 포함한 신에너지차(NEV)가 주목을 받고 있습니다. 배터리 기술, 전기 모터, 충전 인프라가 언론의 주요 뉴스로 다뤄지는 반면, 스플라인 샤프트와 같은 핵심 기계 부품의 중요성은 간과되는 경우가 많습니다. 하지만 이처럼 단순해 보이는 부품들이 NEV의 성능, 효율, 그리고 안전성에 중요한 역할을 합니다.

스플라인 샤프트는 축 방향 이동을 허용하면서 토크를 전달하도록 설계된 기계식 구동 장치입니다. 정밀하게 가공된 융기부, 즉 "스플라인"은 기어나 커플링과 같은 맞물리는 부품의 해당 홈과 맞물립니다. 이러한 설계는 효율적인 동력 전달, 높은 정렬 정밀도, 그리고 하중 지지력을 보장합니다.

신에너지 자동차에서 스플라인 샤프트는 어디에 사용되나요?

NEV에서 스플라인 샤프트는 전기 구동 시스템, 조향 시스템, 제동 또는 재생 시스템의 세 가지 주요 분야에 널리 사용됩니다.

1. 전기 구동 시스템
스플라인 샤프트의 가장 중요한 용도 중 하나는 전기 모터, 감속 기어박스, 그리고 차동 장치를 하나의 소형 모듈로 결합하는 전기 구동 장치(E-액슬)입니다. 스플라인 샤프트는 모터 로터를 기어박스 입력부에 연결하여 회전 토크가 바퀴로 원활하게 전달되도록 합니다. 이를 통해 높은 토크 밀도, 진동 감소, 그리고 최적의 동력 전달이 보장됩니다.

또한, 듀얼 모터 또는 사륜구동 전기 자동차에서 스플라인 샤프트는 전륜 및 후륜 구동 장치 간의 정밀한 동기화를 가능하게 합니다. 이러한 구성에서 스플라인 샤프트는 토크 벡터링 및 동적 안정성 제어에 중요한 역할을 합니다.

2. 조향 시스템
신에너지 자동차(NEV)는 기존 유압식 파워 스티어링을 대체하기 위해 전동식 파워 스티어링(EPS) 시스템을 점점 더 많이 도입하고 있습니다. 이 시스템에서는 스플라인 샤프트를 사용하여 스티어링 칼럼을 중간 샤프트 또는 유니버설 조인트와 연결하여 부드럽고 반응성이 뛰어난 핸들링을 보장합니다.

자율주행 기술의 발전으로 스플라인 샤프트 체결의 정밀성이 더욱 중요해지고 있습니다. 최신 드라이브 바이 와이어 조향 시스템은 고정밀 토크 피드백에 크게 의존하며, 이를 위해서는 백래시를 최소화하고 제조 공차가 엄격한 스플라인 샤프트가 필요합니다.

3. 회생 제동 및 변속 시스템
또 다른 중요한 적용 분야는 회생 제동 시스템입니다. 회생 제동 시스템은 제동 시 운동 에너지를 포착하여 전기 에너지로 변환하여 배터리를 재충전합니다. 스플라인 샤프트는 모터 발전기 유닛과 구동계를 연결하여 구동 모드와 회생 모드 간의 원활한 전환을 가능하게 합니다.

또한, 다중 속도 기어박스가 장착된 플러그인 하이브리드 시스템이나 EV에서는 스플라인 샤프트를 사용하여 행성 기어나 클러치 팩을 결합 및 분리하여 다양한 주행 조건에서 성능을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

맞춤형 스플라인 디자인의 부상
NEV가 더욱 소형화되고 소프트웨어가 정의됨에 따라 맞춤형 스플라인 샤프트 설계에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 엔지니어들은 이제 더 작은 폼팩터에 맞춰 인벌류트, 스트레이트, 톱니형 스플라인과 같은 스플라인 프로파일을 최적화하고, 소음 및 진동(NVH)을 줄이며, 부품 수명을 연장하고 있습니다.

자동차 파워트레인 엔지니어의 핵심 우선순위는 정밀성과 경량화입니다. "첨단 스플라인 샤프트는 동력을 전달할 뿐만 아니라 에너지 효율을 높이고 차량 수명 주기 동안 유지 보수를 줄여줍니다."

스플라인 샤프트는 배터리나 자율주행 센서처럼 언론의 주목을 받지는 못하지만, 여전히 EV 혁명의 조용한 초석으로 남아 있습니다. 고속 모터 구동부터 정밀 조향 제어에 이르기까지, 기계적 신뢰성과 효율성을 보장하는 스플라인 샤프트의 역할은 부인할 수 없습니다.

Shanghai Belon Machinery Co., Ltd.는 농업, 자동차, 광업, 항공, 건설, 로봇, 자동화 및 모션 제어 등 다양한 산업 분야의 전 세계 사용자를 위한 고정밀 OEM 기어, 샤프트 및 솔루션에 중점을 두고 있습니다. 당사의 OEM 기어에는 직선 베벨 기어, 나선형 베벨 기어, 원통형 기어, 웜 기어, 스플라인 샤프트가 포함되지만 이에 국한되지는 않습니다.

산업이 계속 발전함에 따라 스마트 소재, 표면 처리, 경량 합금의 통합으로 스플라인 샤프트의 성능이 더욱 향상되어 차세대 모빌리티 분야에서의 입지를 굳건히 할 것입니다.