전기 자동차의 정의와 발전 가능성

이 글은 전기 자동차의 정의와 발전 가능성에 대해 언급하기 위하여 현재 우리가 바라보고 이용할 전기자동차와 이제까지 바라보았고, 역사속으로 묻혀져갈 내연기관을 비교하여 다룬 글입니다.

 

 

# 전기 자동차의 정의

(1) 전기자동차의 정의

  전기 자동차란 전기 공급원으로부터 충전받은 전기에너지를 동력원으로 사용하는 자동차를 말하며, 하이브리드 자동차, 수소차 등과 함께 환경친화적 자동차 중 하나로 정의되어 있습니다. 디젤(=경유) 엔진과 가솔린(=휘발유) 엔진 등의 내연 기관을 장착한 자동차나 전동기와 내연기관을 동시에 사용하는 하이브리드 자동차와는 다르게 순수히 전기만 사용하여 구동하는 장동차를 의미합니다.

• 내연기관 : 열기관의 한 종류로서, 연료와 공기 등의 산화제를 연소실 내부에서 연소시켜 에너지를 얻는 기관

 

(2) 친환경 자동차로서의 입지 상승

  일반적인 자동차와는 달리 전기를 이용해 구동력을 얻으므로 매연(연료를 연소시키거나 원자재를 열처리하는 과정에서 발생하는 연기성분)을 배출하지 않는 다는 장점이 있으며, 이 덕에 친환경 자동차 개발의 중심으로 떠오르고 있습니다. 아직도 여러모로 단점들이 존재하고 있지만 세계의 수많은 크고작은 자동차 업체들이 치열하게 경쟁하고 있으며 빠르게 극복해나가고 있습니다.

• 구동력 : 어떤 속도로 기계를 움직이거나 배, 자동차 등을 주행시킬 때 그 운동저항을 이기기 위한 힘

 

# 한국에서의 전기 자동차

(1) 전기 자동차 지원 정책
  정부는 2020년 기준 전기차 지원금으로 정부지원금 약 800만원에 지자체 지원금 약 500~800만원을 합한 1300~1600만원 정도를 지원금으로 지급하며 취등록세의 170만원을 면제해주기 까지하며, 전기 자동차에 대한 지원을 톡톡히 보여주고 있습니다.

• 이 때문에, 현재 전기자동차를 구매하고 사용하는 이들에게 베타 테스터들이라고 비꼬는 사람들 또한 존재합니다.

 

(2) 인식과 시장의 변화

  친환경에 대한 사람들의 인식이 변화하고, 세계적으로도 친환경 정책이 대세로 자리잡고 있어 전기차와 같은 친환경 차량의 시장규모와 판매량은 계속 늘어갈 전망입니다. 주요 선진국들은 10년에서 30년 이내로 모든 자동차를 친환경 자동차로 바꾸겠다는 선언을 하였으며 메이저 자동차 회사들 또한 이러한 계획에 맞추기 위하여 노력하고 있습니다. 한국 또한 2018년 이후에 전기 자동차의 생산 및 판매량이 급증하고 있으며 이러한 가속추세는 앞으로도 이어질 것으로 보입니다.

 

# 전기 자동차의 효율성

(1) 동력원의 우월성

  전기자동차는 전기를 동력으로 사용하며 내연기관 대신 전동기로 구동력을 발생시킵니다. 전기는 동력으로 변환되는 과정에서 오염물질이 배출되지 않아 공해가 없으며 동력 변환 효율이 매우 우수하고 회생제동, 전기 댐퍼 등을 이용해 버려지는 에너지를 회수하기 또한 용이합니다.

• 회생제동 : KERS의 하위 개념인 발전기식 회수 방법에 속한다. 즉, 운동 에너지를 전기에너지로 다시 회수하여 배터리 등에 다시 저장하는 것을 의미함.
• 댐퍼 : 진동 에너지를 흡수하는 장치로 1 행정 이후의 진동 경과 및 정상 상태에서의 진동을 대상으로 하여 에너지를 흡수하는 장치

 

(2) 부피와 배분의 자율성

  또한 전기 시스템은 부피가 무척 작으며 동력 배분이 자유롭기 때문에 파워트레인 계통의 단순화로 엄청난 공간 창출과 무보수화를 쉽게 현실화할 수 있으며 모터는 공회전(기계 또는 모터가 헛도는 일)이 없기 때문에 차량이 서 있을 때의 비효율을 제거할 수 있습니다.

• 파워트레인 : 동력 장치에서 동력의 발생원인 원동기에서 실제로 일을 하는 부분ᄁᆞ지의 전달장치

 

# 내연기관의 소음문제 해결

  전동기는 내연기관에 비해 기계적인 매우 단순하고 폭발이 발생하지 않기 때문에 비교적 적은 소음으로 주행할 수 있습니다. 전기로 운행하는 지하철과 디젤 기관차의 소음이 얼마나 차이가 나는지를 비교해 보면 이에 대한 이해가 쉬울 것입니다. 너무 소음이 없다보니 주변에서 차량이 접근할 때에도 알아차리지 못하는 경우도 허다한 정도입니다.

• 내연기관중 하나인 가솔린 기관의 자동원리는 흡입-압축-폭발-배기의 4행정을 차례대로 되풀이하며 이중 폭발 및 흡입의 과정에서 커다란 소음이 필연적으로 발생한다.

 

# 전기자동차의 제어 및 통제의 우월성

(1) 모터 드라이버를 통한 전자 제어

  현대에 개발되는 전동기들은 모터 드라이버(모터를 제어하는 전자 제어장치)라는 전용 회로로부터 전자 제어를 받으므로 내연기관에 비해서 제어가 쉬우며 성능이 일관성 있게 나옵니다. 모터 드라이버는 모터의 특성을 고려하여 최적의 성능을 내도록 설계되었으며 내부적으로도 여러 가지 제어 변수를 1초에 수만번 씩 실시간으로 피드백 받아 게산하고 제어합니다. 그래서 차량의 속도 및 토크 제어와 회생제동이 대단히 쉽고 빠르며 매우 정확해서 말도 안되는 수준의 트랙션(=구동력) 컨트롤을 구현할 수 있는 것입니다.

• 토크 제어 : 회전부의 제어 토크와 평형하도록 하는 제어. 토크는 계측기에서 작용하는 회전 모멘트로 피측정량 또는 이것과 관련한 양에 의해서 회전 기구를 거쳐 발생한다.

 

(2) 전기 자동차와 IT

  에 더하여 드라이버를 통해 정보를 얻거나 성능 한계점을 찾아내기도 쉬운데다 필요하다면 튜닝 데이터와 향상된 펌웨어를 온라인으로 넣는 것 또한 가능하다. 특히 자율주행과 같은 차량의 소프트웨어(컴퓨터 프로그램 및 그와 관련된 문서) 제어가 아주 용이하다는 장점이 있어서 다양한 업체에서 자율주행 기술을 개발할 수 있게된 원동력이기도 합니다.

• 펌웨어 : 소프트 웨어와 하드웨어의 중간에 해당하는 것이며 소프트웨어를 하드웨어화 한 것이라고 할 수 있다.