수소버스 연료전지용 냉각팬 모터의 소음 저감 설계 연구 (Noise Reduction Design Study of Cooling Fan Motor for Hydrogen Bus Fuel Cell)

서지정보

· 발행기관 : 한국자기학회
· 수록지 정보 : 한국자기학회지 / 35권 / 2호 / 62 ~ 70페이지
· 저자명 : 김광수, 김수용

초록

본 연구는 수소 연료전지용 냉각 팬모터의 개발 및 소음 저감을 목표로 수행되었다. 초기 설계를 통해 팬모터의 기본 사양과 구조를 정의하였으며, 소음과 진동의 주요 원인인 코깅 토크와 토크리플을 줄이기 위해 회전자와 고정자 슈 형상을 최적화하였다. 회전자 설계에서는 3.75도의 2단 스큐와 영구자석 폭 최적화를 통해 와전류 손실을 줄이고 코깅 토크를 효과적으로 감소시켰다. 또한, 고정자 슈는 5개의 설계 변수로 구분하여 설계 파라미터를 분석하고, 이를 통해 자속 밀도의 변화를 최소화하여 코깅 토크를 추가적으로 저감하였다. 실험 결과, 최종 설계 모델은 목표 사양인 93% 이상의 효율과 67.1 dB의 낮은 소음을 달성하였다. 본 연구는 수소 연료전지 차량의 효율성과 내구성을 향상시키는 데 기여할 수 있는 냉각 팬모터 소음 저감 설계 방안을 제시하였다.

영어초록

This study focuses on the development and noise reduction of a cooling fan motor for hydrogen fuel cell systems. The initial design defined the basic specifications and structure of the fan motor, while the reduction of cogging torque and torque ripple, the primary sources of noise and vibration, was achieved through optimization of the rotor and stator shoe shapes. The rotor design incorporated a 3.75-degree two-step skew and optimized magnet width to minimize eddy current losses and effectively reduce cogging torque. Additionally, the stator shoe was divided into five design parameters, and a parametric analysis was conducted to minimize flux density variations, further reducing cogging torque. Experimental results demonstrated that the final model achieved a high efficiency of over 93% and a low noise level of 67.1 dB, meeting the target specifications. This research provides a noise reduction design approach for cooling fan motors that enhances the efficiency and durability of hydrogen fuel cell vehicles.

참고자료

· 없음