전기차에서 액슬 플로우 모터가 왜 주목받고 있을까?

전기 자동차 기술
생성: 21 10월 2026

부피 대비 2~4배 더 많은 토크를 생성하는 축류형 모터는 전기차에서 파워 밀도의 새로운 기준을 제시하고 있습니다.

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엑시얼 플럭스 모터에서 자속은 모터의 회전 축과 평행한 방향으로 흐르며, 기존 라디얼 플럭스 모터의 라디얼(어뮤러) 방향 자속과 달리 디스크 형태의 로터를 통해 곧바로 직선 경로로 극에서 극으로 이동합니다. 이 짧은 자속 경로와 큰 유효 지름 덕분에 동일한 부피에서 더 큰 토크와 출력을 끌어낼 수 있어, 엑시얼 플럭스 구조는 성능 중심 전기차에서 점점 더 많이 주목받고 있습니다. 그런데 왜 모든 차량에 적용되지 않고 여전히 선정된 일부 모델에서만 사용되고 있을까요?

주요 내용

적절한 설계의 엑시얼 플럭스 모터는 라디얼 플럭스 대비 2~4배 더 높은 토크 밀도를 가질 수 있습니다.
실험실 프로토타입에서는 550 kW 출력, 13.1 kg 질량, 그리고 42 kW/kg 출력 밀도가 보고되었습니다.
Mercedes-Benz는 2026년 6월 베를린-마리엔펠데에서 엑시얼 플럭스 모터의 대량 양산을 시작했습니다.
열 관리와 생산 복잡성이 이 구조의 주요 병목으로 남아 있습니다.

엑시얼 플럭스란 무엇이며, 라디얼 플럭스와 어떻게 다를까?

모든 전기 모터에서 자속은 영구자석에서 나와 공극을 통과해 권선에 도달한 뒤, 닫힌 경로를 따라 되돌아갑니다. 차이는 이 경로의 기하학적 구조에 있습니다. 오늘날 전기차가 채택하고 있는 지배적인 구조인 라디얼 플럭스 모터에서 스테이터는 원통형 적층체이며, 자속은 원통의 라디얼 방향, 즉 회전 축에 수직으로 통과합니다. 자속은 로터 극에서 스테이터 톱니로 이동한 뒤, 스테이터의 요크를 거쳐 다른 톱니로, 그리고 다른 로터 극으로 돌아가면서 긴 경로를 이동합니다.

반면 엑시얼 플럭스 모터에서는 로터와 스테이터가 샤프트를 따라 나란히 배열된 디스크로 바뀌며, 공극도 평면 형태가 됩니다. 자속은 공극을 통해 축 방향, 즉 축과 평행하게 극에서 극으로 직접 이동합니다. 이 짧은 경로는 자기 회로의 저항을 낮추고 자속을 강하게 유지하며 효율과 출력 밀도를 끌어올립니다. 또한 자속 경로가 단일 방향이기 때문에 방향성 전기강판을 사용할 수 있으며, 이 재료는 더 높은 투자율을 제공하고 철손을 줄여 최대 2%까지 효율 향상을 가져올 수 있습니다.

일반적인 구성 방식

엑시얼 플럭스 기계는 세 가지 기본 배치로 제작됩니다:

스테이터 1개 - 로터 1개: 가장 단순한 구조이지만, 일방적인 자기 인력이 로터에 부담을 주며 요크가 필요합니다.
스테이터 2개 - 로터 1개: 두 스테이터가 로터를 양쪽에서 감싸며 자기 인력이 균형을 이루어, 고출력 애플리케이션에서 가장 널리 선호됩니다.
스테이터 1개 - 로터 2개: 요크의 필요성을 없애며, 더 가볍고 효율적인 구조를 제공합니다.

왜 같은 부피에서 더 많은 토크가 나올까?

토크는 힘과 반지름의 곱입니다. 라디얼 플럭스 모터에서는 유효 재료가 원통형 적층체 안에 위치하기 때문에 토크를 발생시키는 표면은 지름의 제곱에 비례해 증가합니다. 반면 엑시얼 플럭스 설계에서는 유효 재료가 디스크의 외부 반지름 방향으로 넓은 면적에 퍼질 수 있어 토크가 로터 지름의 세제곱에 비례해 증가합니다. 동일한 장착 부피 기준으로 자기 표면과 냉각 표면도 더 큽니다.

수치로 살펴보면, 모터에 따라 엑시얼 플럭스 모터는 표준 라디얼 플럭스 모터 대비 토크 밀도가 2~4배 더 높을 수 있습니다. 가장 인상적인 프로토타입 사례는, 550 kW (738 hp)를 내는 엔진이 무게 단 13,1 kg 에 불과한 엔진: 42 kW/kg 의 출력 밀도로, 지금까지 발표된 가장 높은 수치로 소개됩니다. 비교를 위해, 주행거리와 효율 중심의 경쟁사 한 곳의 500 kW 엔진은 31,4 kg 무게에 16 kW/kg 수준입니다. 양산에 가까운 사례는 더 절제되어 있는데, 37 kg 무게, 800 Nm 토크, 98 mm 축방향 길이를 갖춘 적층형 엔진이 5 kW/kg을 넘는 밀도를 제공합니다.

엔진	최대 출력	중량	출력 밀도
프로토타입 액셜 플럭스 엔진 (2025)	550 kW	13,1 kg	42 kW/kg
래디얼 플럭스 레퍼런스 엔진 (고급 세그먼트)	500 kW	31,4 kg	16 kW/kg
양산 지향 액셜 플럭스 엔진	-	37 kg	>5 kW/kg
항공 등급 액셜 플럭스 엔진 (예시 범위)	-	-	4,58-5,02 kW/kg

표에서 드러나는 결론은 분명합니다: 액셜 플럭스는 최대 출력 밀도에서 뚜렷하게 앞서 있지만, 이 우위가 모든 회전수와 모든 작동 지점에 적용되는 것은 아닙니다. 저회전에서는 액셜 플럭스가 더 나은 토크를 제공하는 반면, 고회전에서는 래디얼 플럭스가 더 많은 출력을 낼 수 있습니다. 또한 액셜 플럭스가 모든 작동 지점에서 자동으로 더 효율적인 것은 아니며, 효율은 설계, 재료, 속도, 냉각 전략에 따라 달라집니다.

전기차에서 액셜 플럭스 엔진이 주목받는 이유는?

성능 세그먼트에서 구체적인 제품이 이미 나오고 있기 때문입니다. Mercedes-AMG GT 4-Touring Coupe 는 액셜 플럭스 엔진을 탑재한 최초의 양산 적용 사례 중 하나로 두각을 나타내고 있으며, 해당 변형 모델이 세 개의 액셜 플럭스 엔진으로 860 kW (1.169 hp)의 최대 출력을 내는 것으로 발표되었습니다. 이 회사는 2026년 6월 베를린-마리엔펠데 공장에서 이 엔진들의 대규모 양산을 시작했으며, 생산에는 비상한 정밀도, 공정 신뢰성, 자동화가 필요하다고 밝혔습니다. 콘셉트 단계에서는 세 개의 액셜 플럭스 엔진을 탑재한 AMG GT XX Concept 의 엔진이 세 배의 출력 밀도와 3분의 1 낮은 중량을 갖춘 것으로 발표되었으며, AMG.EA 플랫폼은 이 엔진들을 직접 냉각식 배터리 셀과 결합합니다.

두 번째 이유는 이 토폴로지가 제공하는 패키징 자유도입니다. 액셜 플럭스 엔진은 얇은 디스크 형태로 적층이 가능하며, 축방향 98 mm라는 짧은 길이는 액티브 캘리퍼드라이브트레인 내부에 매립된 엔진을 가능하게 합니다. 같은 지오메트리가 인휠 모터에도 매력적입니다: 낮은 중량이 서스펜션의 스프링 아래 질량을 크게 늘리지 않기 때문에, 액셜 플럭스는 인휠 아키텍처의 가장 유력한 후보 중 하나로 여겨지고 있습니다. 물론 반복 없는 듀얼 로터 래디얼 플럭스 휠 모터를 개발하는 경쟁 개발사도 있어 이 아키텍처 논쟁은 계속되고 있습니다.

세 번째 참고 사항은 항공 분야입니다. 전기 속도 신기록을 세운 한 항공기가 세 개의 액셜 플럭스 엔진으로 비행했으며, 엔진 공급업체들은 항공기 등급을 위해 50 kW/kg 목표로 연구 중입니다. 자동차와 항공이 같은 토폴로지로 방향을 틀면서 엔지니어링 커뮤니티의 관심과 대중의 호기심이 커지고 있습니다.

YASA의 발자취

YASA - 이름은 Yokeless and Segmented Armature 아키텍처에서 유래하며 오늘날 Mercedes-Benz의 자회사입니다 - 은 축방향 자속(액시얼 플럭스) 분야에서 자동차 업계에서 가장 눈에 띄는 이름입니다. 이 회사의 모터는 Koenigsegg Regera, Ferrari SF90 Stradale 및 296 GTB, Lamborghini Revuelto 및 McLaren Artura 같은 하이브리드 및 전기 퍼포먼스 차량에 사용되었으며, Jaguar C-X75 콘셉트에도 탑재되었습니다. 이 차량들이 모두 퍼포먼스 세그먼트에 속하는 것은 우연이 아닙니다: 이 기술은 여전히 비싸고 생산이 어려워서 먼저 상위 세그먼트에 진입하는 것입니다.

양산의 걸림돌

Aksiyel akı motorların henüz her garajda olmamasının sebebi mühendislik zekâsı değil, onlarca yıllık üretim zincirine sahip radyal akı rakiplerinin olgunluğudur.

전자기적 이점은 하나의 문제이고, 이를 수십만 대 규모로 확장하는 것은 또 다른 문제입니다. 축방향 자속이 대중화되지 못하는 구체적인 이유들이 있습니다:

기계적 한계: 넓은 로터 디스크는 높은 관성과 상당한 원심력을 발생시키며, 최대 회전수를 제한할 수 있습니다. 로터 디스크는 기계적 응력과 엄격한 공극 공차를 견뎌야 합니다.
생산 정밀도: 평탄도, 동심도, 밸런스 및 공차 관리는 방사형 자속에 비해 훨씬 더 중요합니다. 쐐기 형태의 세그먼트는 불균일한 자속 분포를 초래할 수 있고, 중심으로 갈수록 좁아지는 세그먼트는 권선 공간을 제한합니다.
비용: 비싼 접착 및 조립 공정이 많은 콘셉트의 양산화를 가로막았습니다. 자동차 제조사들은 양산을 위해 장기적인 신뢰성 입증을 기다리고 있습니다.
성숙도 격차: 방사형 자속 모터는 수십 년간 축적되고 다수의 공급망을 갖춘 생산 체계를 갖추고 있는 반면, 축방향 자속의 생산 설비는 상대적으로 덜 성숙합니다.

열 관리: 결속 제약

컴팩트한 축방향 구성은 열을 외부로 방출할 표면적을 좁게 만듭니다. 지속 성능을 위해 열 관리는 문헌에서 명명된 결속 제약으로 정의되며, 높은 열 밀도 때문에 액체 냉각 솔루션에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 동일한 부피에서 더 큰 냉각 표면을 갖는 것이 유리하지만, 열원의 기하학적 구조가 방사형 자속과 다르고 냉각 채널을 디스크 평면에 배치하는 것은 별도의 설계 과제를 만듭니다. 실질적인 결과: 축방향 자속 모터는 최대 출력을 짧은 시간 동안은 문제없이 낼 수 있지만, 지속 출력 비율은 열적 한계가 결정합니다.

코깅 토크와 소음

영구자석 축방향 모터에서 코깅 토크 - 로터가 자석의 스테이터 톱니와 정렬하려는 경향에서 발생하는 토크 변동 - 은 진동과 저회전 시 소음의 원인이 될 수 있습니다. 교차 자석 극 배치 같은 저감 기법이 존재하며, 이는 생산 공차에 더해지는 설계 최적화 계층입니다.

결론: 장점은 실재하지만, 앞으로 갈 길은 멀다

액셀 플럭스 아키텍처는 물리 측면에서 정당한 근거를 갖고 있습니다. 짧은 자속 경로, 큰 유효 직경, 그리고 토크가 직경의 세제곱으로 증가한다는 점입니다. 42 kW/kg에 달하는 프로토타입 수치는 이 장점이 과장이 아님을 보여줍니다. 그러나 같은 물리 법칙은 넓은 로터, 까다로운 열 관리, 그리고 엄격한 생산 공차라는 과제도 함께 안겨 줍니다. 오늘날의 결론은 이렇습니다. 래디얼 플럭스 모터는 효율, 비용, 생산 성숙도로 주류 시장을 이끌고 있으며, 액셀 플럭스는 높은 토크와 출력 밀도가 결정적인 모든 분야, 즉 고성능 자동차, 휠 인휠 아키텍처, 전기 항공 분야에서 강력한 대안으로 전진하고 있습니다. Mercedes-Benz가 2026년에 시작한 대규모 양산은 이 토폴로지가 니치 시장을 벗어나는 과정의 첫 번째 진지한 시험이 될 것입니다.