전기자동차 특징 / 장단점

지구의 건강을 지키기 위해서 세계적으로 많은 변화들이 있다. 일상에서도 플라스틱 대신 종이빨대를 사용하고 깔끔하게 분리수거를 하는 등 많은 변화들이 나타나고 있다. 수많은 변화들 중에 친환경 자동차 시장에도 대표적인예로단연전기자동차와 하이브리드 자동차를 꼽을 수 있다. 고유가 시대에 많은 사람들이 자동차를 구매하기 전에 하이브리드 자동차와 전기차에 대해서 많은 고민들을 하게 된다. 오늘은 전기자동차에 특징과 장단점에 대해서 알아볼 것이다.

 

 

전기자동차란

EV(Electric Vehicle)라고도 불리는 전기자동차는 화석 연료를 연소하는 내연기관이 아닌 충전용 배터리에 저장된 전기를 이용해 움직이는 자동차이다. 전기자동차는 엔진이 전기 모터로 대치된 것 외에 내연기관 자동차들과 약간씩의 차이가 있다. 그중에 가장 큰 문제는 에너지의 공급원인 배터리이다. 고용량 리튬 이온 배터리를 사용하여 전기를 저장한다. 이 배터리는 충전식이며 차량의 바퀴를 구동하는 전기 모터에 전원을 공급한다. 배터리의 경량 및 소형화 및 짧은 충전시간은 전기자동차가 실용화되기 위한 필수적인 선결 조건이다. 미국의 자동차 회사들은 배터리 연구 개발 공동협의체를 만들어 운영하고 있다.

 

전기자동차의 장점

 

1. 간편한 유지보수

 

 

전기자동차는 내연기관보다 부품이 적어 유지보수가 쉽다. 내연기관 자동차과 비교한다면 엔진이 없어서 가장 빈번한 엔진 오일과 오일 필터의 교환이 없다. 흡배기가 없으므로 흡기 필터의 교환 및 경유의 요소수를 포함한 배기 관련 관리도, 휘발유에 해당되는 엔진 스파크 플러그 및 코일 교환도 불필요하다. 변속기가 없기에 클러치 교환도 없다. 또한 전기자동차는 회생 제동을 적극적으로 활용하기 때문에 제동 관련 소모품의 교환 주기가 매우 길다. 특히나 회생 제동 브레이크를 잘만 쓴다면 브레이크 패드를 교체하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있다는 말도 있다. 브레이크액, 에어컨 필터, 워셔액, 타이어 관리는 내연기관 자동차와 동일하며 전기차에 추가되는 것은 감속기 오일뿐이다. 오죽하면 전기차가 보급되면 자동차 정비업계가 망한다는 소리까지 들릴 정도로 유지보수를 할 필요가 거의 없다. 그리고 전기차의 특징이라고 볼 수는 없지만 테슬라는 차에 어떤 문제가 생겼을 때 서비스 센터에서 원격으로 차에 접속해 문제를 파악하고 필요에 따라서는 모바일 서비스를 집까지 보내주기 때문에 서비스 센터를 방문해야 하는 빈도가 상대적으로 낮아지는 장점도 있다. 결론적으로 전기자동차라고 아무런 유지보수 없이 장기간 운용할 수 있는 것은 아니지만, 적어도 내연기관 자동차에 비하면 훨씬 쉽고 간단하다.

 

2. 적은 소음

 

전기자동차는 내연기관에 비해 기계적인 구조가 매우 단순하고 엔진 폭발이 발생하지 않아서 비교적 적은 소음으로 주행할 수 있다. 전기로 운행하는 지하철과 경유 기관차의 소음이 얼마나 차이가 나는 지를 비교해 보면 좋을 것이다. 너무 소음이 없다 보니 주변에서 차량이 접근하더라도 보행자가 눈치채기 어려워 사고 위험성이 높아질 정도다. 그래서 세계 각국에서는 스피커를 달아서 저속에서 가상 주행음을 내도록 되어 있다. 고속에서도 아무래도 실내 방음이 잘 된 내연기관 차량도 많고 바람이나 노면소음이 워낙 크다 보니 큰 차이를 못 느끼기도 하는데 차이를 못 느껴도 이상한 건 아니다. 전기차동차도 엔진만 전동기로 바꾼 거지 결국 바퀴 달린 자동차이므로 이런 차량 외적인 소음의 억제는 전기 자동차에도 타이어 소음은 발생한다.

 

3. 간단한 차량 설계

 

내연기관 자동차는 갈수록 각국 정부의 환경 규제가 강화되고 있는데 차를 팔려면 소비자의 기대치를 충족시킬만한 연비와 성능은 달성해야 하므로 갈수록 내연기관의 구조가 복잡해지고 있다. 이로 인해 엔진설계와 제조기술이 마루이 뛰어나다 해도 배기가스 정화를 위한 부품이 많아지는 것은 어쩔 수가 없어서 점점 설계가 어려워지고 있고 친환경정책의 압박으로 인해 디젤차량의 경우 DPF나 요소수 등의 유지보수 비용도 점점 추가되고 있다. 반면에 전기자동차는 상대적으로 환경규제에서 자유롭고 동력변환 효율이 우수하며 공간은 훨씬 적게 쓸 수 있으므로 설계가 매우 자유로운 편이다.

 

4. 넓은 공간

 

전기자동차는 내연기관 자동차에는 필수 부품인 엔진과 흡, 배기 및 각종 동력전달 부품이 생략됨으로 인해 내연기관 자동차에 비해서 공간 활용이 좋다. 또한 전기자동차의 가용 분당회전수 범위가 넓어서 변속기를 아예 생략해 버리고 구동축에 직접 연결하여 기계 손실마저 최소화할 수 있고 전동기를 2개 이상 넣은 경우도 흔하다. 엔진이 들어가던 본넷에 트렁크처럼 수납공간을 추가하거나 안전장치, 혹은 차체 강성의 추가 확보 등등 기존 내연기관 자동차에 비해 파격적인 설계를 내놓고 있다. 전기자동차는 고효율 특성에 의해 배터리와 인버터 이외엔 많은 냉각을 필요로 하지 않아서 내연기관 자동차에게는 필수인 전면 라디에이터 그릴을 가질 필요가 없다. 이는 테슬라 차량들의 디자인에 반영되어 있다.

 

 

전기자동차의 단점

1. 긴 충전시간

 

고용량의 축전지를 빠르게 충전하기 위해선 그만큼 짧은 시간 동안 큰 전력을 투입해야 하는데 물리적으로 제한을 가진다. 초고속 충전의 문제는 리튬이온배터리의 성질에 의한 것으로 충전하는 동안 발생하는 열, 분리막의 절연파괴, 접촉저항 등의 이유로 충전속도가 제한된다. 리튬이온배터리는 고속으로 충전시 열폭주 현상이 발생할 수 있다.

 

2. 비싼 배터리

 

고전압 배터리 시스템의 가격이 비싸다. 차량하부에 장착되는 특성상 하부에 심각한 손상이 발생된다면 일반 수리 라인에서는 수리를 못하게 설계 가 되었고 오로지 배터리 시스템을 통째로 교체해야 한다. 문제는 배터리 시스템 내부의 단품까지 판매하는 것이 아닌 배터리 시스템 자체만 어셈블리 형태로 판매 및 공급하고 있기에 비용이 배우 비싼 편이다. 연료전지에 비해서는 양산 가능성과 경제성 등의 사정이 비교적 나은 편이지만, 내연기관과 비교한다면 축전지는 가격이 매주 비싸고 단가절감도 어렵다.

 

3. 낮은 주행거리

 

모터자체의 에너지 효율은 내연기관에 비해 매우 우수하나 배터리의 에너지 저장밀도는 휘발유, 경유에 비해 매우 낮다.

 

오늘은 이렇게 전기자동차에 대해서 알아봤는데요, 전기자동차를 구입할 계획이 있다면 해당 글을 참고하여 알아보고 신중하게 선택해도 좋은 것 같다.