전기차 원리 장단점 및 전망

전기차 원리 장단점 및 전망

몇 년 전부터 전기차가 우리 주위에서 보이기 시작했다. 유류비(전기세)가 저렴하다는 점과 친환경 에너지를 사용해
환경오염을 막을 수 있다는 점에서 전기차 시장은 매년 급 상승하고 있다. 전기차에 대한 관심도 늘고 있지만
안전성에 대한 의구심도 여전히 많다.
전기차에 대한 이야기를 해 볼까 한다.

 

전가차 란

: 고전압 배터리에서 전기 에너지를 전기 모터로 공급하여 구동력을 발생시키는 차량으로 무공해 차량이다.

전기차 원리

: 전기차는 엔진이 없으며, 배터리에 축전된 전기를 이용하여 모터를 회전시켜 생성된 운동에너지를 이용하는 것

• 구동모터: 전기의 힘으로 회전하여 바퀴를 움직이는 장치 높은 출력과 회전력을 가지고 있고 소음 진동 거의 없음
• 감속기 : 모터의 회전수(RPM)를 줄여서 더 높은 회전력을 만드는 역할
• 배터리 : 전기 에너지를 저장하는 장치, 재충전 가능한 2차 전기 이용, 원가 중 40~50% 비중 차지
• 온보드 차저(OBC) : 배터리 충전을 위해 외부 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 장치 보통 급속 충전 DC 라 함
• 통합 전력제어장치: 차량 전력을 제어하는 장치를 통합하여 효율성을 높여주는 역할로 인버터, LDC, VCU로 구성

전기차 장점

1. 경제적
: 차량 수명이 상대적으로 길고, 전기 모터로 구동할 경우 운행 비용이 가장 저렴하다.
통상적인 전기차 배터리의 수명을 고려하면 하루에 70Km가량 운행 시 약 22년 동안 배터리를 교체할 필요가 없다.
국내 판매되는 주요 전기차 배터리 보증기간은 최소 8년/16Km입니다.


2. 편의성
: 심야 전력으로 자택에서 충전 가능하고, 기어를 바꿔줄 필요가 없어 운전 조작이 간편하다.
동급 일반 차량 회전력과 마력 성능이 좋아 쭉 잘 나간다.
내연기관 부품들이 차지하는 공간을 모두 없앰으로 실내 공간을 효율적으로 넓게 사용할 수 있다.

3. 안정성
: 사고 시 폭발의 위험성이 적음. 리튬 계열 배터리는 물리적 충격으로부터 물리적 충격으로부터 배터리를 보호하기
위해 배터리 셀 강건 설계, 차량 협조 제어, 능동 보호, 수동 보호 4가지 안전 설계를 적용했다.
전기차의 시스템과 연계해 배터리를 효율적으로 관리하며 내부의 위험으로 보호하고 있다.

4. 친환경
: 주행 시 오염가스를 배출하지 않고, 엔진 소음이 적고, 진동이 적음

전기차 단점

1. 충전 인프라
: 고속도로 휴게소, 공공기관에 조금씩 전기차 충전소가 생기고 있지만 주유소처럼 가까운 곳에서 전기차 충전소가 많이 있지 않아 인프라가 여전히 부족한 현실이다.
2025년 전기차 급속 충전소를 주유소만큼 늘릴 예정이다.

(전국 전기차 충전소 위치 정보 조회 -무공해차 통합 누리집)

2. 충전시간 길다
: 전기차 충전은 급속 충전 최소 20-30분 , 완속 충전 6시간을 잡아야 완충할 수 있다.

3. 짧은 주행거리
: 전기차 주행거리는 평균 400km 정도라고 하지만 운전자 주행 상황에 따라 주행거리가 훨씬 짧아질 수 있다.

4. 정비
: 엔진 모터, 배터리 같은 부품들은 단가가 높아서 교체 시 비용 부담이 증가한다.

5. 초기 구입 비용이 동급 내연기관 비해 비싸다.
: 아직은 생산대수가 그리 많이 않아 인수까지 시간이 걸리며 차량 가격이 비싼 편이다.

(2021년 전기차 구매 보조금 지급 대상 차종 조회 )

(2021년 전기가 구매 보조금 지급 현황 조회 )

 

전기차의 안정성

: 요즘 전기차 배터리 방전, 과열, 감전, 화재 등 안전사고 문제 뉴스가 나오고 있다. 전기차의 배터리 리튬이온은 에너지 밀도가 높고 부피 대비 최고의 가성비를 가졌지만 전해질이 액체로 돼 있어 충격에 약하고 열이 많이 발생한다.
또한 과속방지턱으로 전기차 바닥에 충격이 가해질 수 있고 폭우에 배터리가 침수되면 수리비만 수천만 원이 나올 수 있다. 우리나라의 전기차 배터리 안전기준은 국제 기준과 동일한 수준입니다. 국토교통부와 한국 교통안전공단 자동차
안전 연구원에서 충돌 안전성, 보행자 안전성, 사고예방 안전성 총 3개 분야에서 안전도 평가를 공개하였습니다.

충돌 안전성 ( 60점 만점 )
보행자 안전성( 20점 만점 )
사고예방 안전성( 20점 만점)

• 1등급 평가 : 현대 아이오닉 5 총점 92.1점

충돌 안전성( 59.29 점)
보행자 안전성 (13.64 점)
사고예방 안전성 (19.17 점)

• 2등급 평가 : 테슬라 모델 3가 총점 83.3점

충돌 안전성( 59.77 점)
보행자 안전성 (11.68 점)
사고예방 안전성 (11.89 점)

이번에 평가된 전기차 2종은 올해 7월까지 국내 등록된 전기차 가운데 누적 대수 상위 3개 차종 해당한다.
아직 평가 중인 K8(기아), 투싼(현대차)등 9개 차종 최종 결과는 연말에 공개할 예정이다.

전기 생산

: 전기를 만들어 내려면 터빈이 회전하면서 발전기 안의 전자석으로 된 원통이 함께 돌게 되는데 발전기 안에
음극과 양극이 계속 바뀌면서 전류가 흐르게 된다.
터빈은 회전날개와 회전축으로 구성되는데 수력, 풍력, 태양력, 화력, 원자력 등의 에너지를 이용하여 회전시킨다.

• 화력발전 : 석탄이나 석유 가스를 연료로 하며 물을 끓여 만들어진 증기 힘으로 전기를 생산
• 원자력발전 : 원자로 안에서 우라늄이 핵분열을 일으킬 때 생기는 열을 이용하여 전기를 생산
• 수력발전 : 댐을 만든 뒤 수로를 통해 높은 곳에서 낮은 곳으로 떨어지는 물의 힘으로 수차를 돌려 전기를 생산

전기 요금 가격 산정

• 한국전력 공사는 전기요금 산정기준에 따라 적정원가에 적정 투자보수를 가산한 금액을 산정하고 요금조정 필요시 전기요금 개정안을 이사회 의결 후 산업통상 자원부에 인가 신청
• 산업통상자원부 장관은 전기요금 및 소비자 보호 전문 위원회 자문을 거쳐 기획 재정부 장관과 전기요금 조정 협의
• 협의 후 전기요금 조정안을 전기 위원회에 심의
• 전기 위원회 심의를 거쳐 결정한 요금조정인가 결과를 한국전력공사에 통보
• 한국전력공사는 산업통상자원부로부터 인가받은 전기 요금 내역을 공고

전기차 충전 분류 및 연료비

: 전기차 연료비는 개인용 완속충전기 기준 휘발유차의 10% 수준이다.

• 급속 충전기

-완전 방전 상태시 80% 충전까지 30분 소요
-고속도로 휴게소, 공공기관 등 외부장소 설치됨
-고용량 전력을 공급해야 하므로 50kw급이 주로 설치됨
-사용요금은 100km당 2,700원 정도

• 완속 충전기(개인용 완속충전기 기준)

-완전 방전상에서 완전 충전까지 4~5시간 소요됨
-주로 주택이나 아파트 설치
-배터리 용량은 약 6~7kw 전력용량을 가진 충전기 주로 설치됨
-사용요금은 100km 당 1,100원 정도

전기차 전망

: 미세먼지 30% 이상이 자동차 배출되는 오염물질로 국민 생활에 밀접한 곳곳에서 발생하고 있습니다.
내연기관차로 인한 대기 오염 문제를 전기차 1대 보급으로 연간 이산 환 탄소 2톤 감축하는 효과를 가져올 수 있다.
친환경 키워드를 가진 전기차는 이미 대세로 매년 증가세를 보이고 있다.
점차 늘어나는 관련 인프라는 전기차 사용을 더욱 편리하게 만들 것이다.
전기차 장단점 있지만 장점은 더욱 성장해 나가고 단점은 보안하며 나가야 소비자들을 만족시키며 지속적인 성장세가 보일 것이다.