전기차의 구조와 장단점(Ft. 문과도 이해할 수 있는 전기차)

 

목차

 

 최근 환경에 대한 관심이 대두되면서 자동차 산업에도 큰 영향을 미치고 있다. 많은 자동차 브랜드들이 필연적으로 이산화탄소가 발생하는 내연기관 대신 모터를 동력으로 쓰는 전기차로 전환하고 있다. 이번 포스팅은 전기차의 구조를 알아보고 그 구조가 가지는 특징에 대하여 문과라도 알 수 있도록 쉽게 포스팅하고자 한다. 

 

 

 

 미니카-가장 단순한 전기차

 

 남자들은 이미 어릴 때 전기차를 많이 접해보았다. 그 전기차는 바로 미니카이다. 아주 심플하게 보면 미니카는 전기차와 구동 원리가 똑같다. 즉, 배터리로부터 전기를 받아 모터가 구동한다. 

미니카는 일종의 전기차이다.

 

그럼 미니카와 전기차와 차이가 무엇이 있을까?

 

미니카는 전원을 켜면 항상 속도가 그 모터의 최고 속도이다. 전기차의 전원은 엑셀이 그 역할을 한다. 만약 전기차도 미니카처럼 전원을 인가하자마자 최고 속도면 그 전기차는 운전할 때마다 사고가 날 것이다. 결국 페달을 얼마나 깊이 밟았느냐로 속도를 조절 가능해야 한다. (Inverter)

 

 그리고 미니카는 배터리를 빼서 전용 충전기로 충전하는데 전기차는 배터리를 빼서 충전을 할 수 없다. 결국 전기차 내부에 전용 충전기가 있어야 한다는 말이다. (On Board Charger)

 

 조향 장치나 브레이크 시스템 그리고 운전자 편의를 위한 전장 부품 등은 전기차와의 차이가 아니라 미니카와 자동차와의 차이이기 때문에 언급은 하지 않겠다. 

 

 전기차의 구조

 

전기차의 구조(출처. 현대자동차)

전기 모터

전기차는 당연히 모터로 구동하니 모터는 핵심 부품이다. 미니카는 DC 모터를 쓰지만 전기차에서는 AC 모터를 사용한다. 

 

배터리

전기차의 핵심 부품이다. 일반적으로 주행거리가 그 성능을 나타내는 척도가 된다. 그러나 절대적인 것은 아니다. 정확하게 말하면 한정된 공간에 얼마나 멀리 갈 수 있는 배터리를 만들 수 있는지가 핵심이다.

 

통합전력제어장치(EPCU_Electric Power Control Unit)

인버터(Inverter), LDC(Low boltage DC-DC Converter), VCU(Vehicle Control Unit)를 통합해서 부르는 명칭이다.

 

인버터의 경우 AC에서 DC, DC에서 AC로 전력을 변환하는 장치이다. 쉽게 설명하면 전력을 변화시켜 모터의 회전속도를 변화시키는 장치이다. 앞서 설명한 것처럼 미니카와 전기차와 가지고 있는 차이점으로 전기차의 속도를 조절한다. 

 

LDC는 차량 내부에 있는 전장 부품을 사용할 수 있도록 12V로 변환해주는 장치이다. 그리고 VCU는 차량 내 전력을 총괄하는 컨트롤 타워라고 생각하면 된다. 

 

OBC(On Board Chager)

고전압 배터리를 충전하기 위한 장치이다. 외부 AC 전원을 DC 전원으로 전환시키는 장치이다. 위에서 설명한 것처럼 미니카의 외부의 충전기가 내부로 들어왔다고 생각하면 쉬울 것이다. 

 

 전기차의 장단점

 

장점

 전기차는 배터리가 바닥에 깔린 구조를 가지고 있다. 배터리는 상당히 무겁기 때문에 전기차는 내연기관에 비해 무게 중심이 낮다. 따라서 더 안정적이게 주행이 가능하다. 

 

폭스파겐의 전기차 플랫폼인 MEB 엔진 플랫폼이 MQB의 비교

 

 그리고 전기차는 작동하자마자 최대 토크가 발생한다. 따라서 가속력이 뛰어나다. 단 최고속에서는 그 토크가 내연기관에 비해 성능이 떨어진다. 

 

전기차와 내연기관의 토크 차이

그리고 소음이 적으 유지비가 엔진 차량에 비해 적게 든다. 일단 주유를 하지 않으며, 엔진과 미션 등이 없으니 엔진 오일, 미션 오일 등의 소모품을 교체할 필요가 없다.

 

단점

 전기차는 엔진차량과 비교하여 아직 가격이 많이 비싸다. 보조금을 정부에서 주고 있지만 점점 줄이는 추세이다. 그러나 시장이 지금보다 훨씬 더 커지면 내연기관보다 싸질 가능성이 많다. 

 

 엔진 차량은 주유가 5분 내로 끝나지만 전기차의 경우 충전이 매우 오래 걸린다. 그리고 주행 거리도 엔진 차량보다 짧다.

 

 배터리에 대한 안정성이 아직 보장되지 않았다. 배터리가 최근에 발화이슈가 많다. 더군다나 전기차의 배터리는 불이 붙으면 소화하는 것도 매우 어렵다. 

 

 

 

 맺음

 

 전기차는 몇몇의 단점이 있지만 결국 대세가 될 수밖에 없다. 그리 전기차는 구조가 매우 단순하며 전통적인 자동차와 다르게 기계라고 하기보다는 전자 기기라고 보는 시각이 있다. 따라서 진입장벽이 낮다. 특히 전자회사의 진입이 매우 낮으며 애플카 등이 자주 화제가 되고 있다.

 

 전기차도 시간이 지남에 따라 많은 발전을 이룰 것이다. 그래서 단점을 많이 없애고 장점을 부각해서 도로에 많은 전기차가 보이길 기대해 본다. 

 

 

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