[친환경 자동차] 친환경 자동차의 분류와 특징

지구온난화로 세계 각국은 탄소 감축 정책을 늘리고 있다. 이와 같은 기조는 상당량의 탄소를 내뿜고 있는 자동차 산업으로 향했고, 많은 차량 메이커들은 친환경 자동차 개발에 박차를 가하고 있다. 기존 내연기관을 더 효율적으로 개발한 하이브리드, 신에너지 자동차인 배터리 전기차(BEV), 수소전기차 등이 있다.

---

하이브리드 자동차

기존 내연기관 자동차에 배터리와 모터를 추가 장착하여, 주행에 보조적인 역할을 수행하는 차량이다. 낮은 동력이 요구되는 상황에서 엔진 대신 모터를 작동해, 작은 용량의 배터리로도 주행 기능을 구현할 수 있다.

하이브리드 자동차 원리

하이브리드 자동차 장점

1. 기존 내연기관 자동차 대비 차량 주행 효율 향상이 가능하다.
2. 제동시 일부 에너지를 회생시켜 주행 효율을 높일 수 있다.
3. 일부 차량에서는 엔진으로 배터리 충전이 가능하다.

 

하이브리드 자동차 단점

1. 무게 및 비용이 증가한다. 기존 내연기관 부품에 모터, 배터리가 추가되어, 효율에 악영향을 준다.
2. 복잡한 제어가 적용되기 때문에 개발과 업데이트에 어려움이 있다.

 

---

배터리 전기차(BEV)

배터리와 모터를 활용한 순수 전기에너지로 움직이는 차량이다. 모터를 유일한 동력원으로 사용하기 때문에 효율이 좋은 특성을 보인다.

 

모터의 회생 제동은 고효율의 주행을 가능하게 한다. 단, 아직까지 많은 차량 메이커에서 문제로 삼고 있는 배터리 부분은 낮은 에너지 밀도와 느린 충전시간 높은 생산 단가가 전기차 보급에 허들로 작용하고 있다.

전기차 동력 구조(출처-현대자동차)

전기차 장점

1. 모터의 빠른 응답을 통한 즉각적인 제어가 가능하다. 자동차 가속 성능 향상에 강점이 있다.
2. 저속에서 고토크가 작동하여 차량의 발진에 적합하다. 전기차의 제로백이 슈퍼카와 맞먹는 이유이다.
3. 모터와 배터리의 발열을 최소화하면 고효율 시스템을 구성할 수 있다. 일반 내연기관 차량보다 높은 효율을 보인다.
4. 내연기관 장치가 없어져 파워트레인 구조 단순화로 비용 절감이 가능하다.

 

전기차 단점

1. 배터리 제작이 고가이며, 충전시간이 오래 걸리는 단점이 있다.
2. 배터리의 화학적 특성으로 겨울철 주행거리가 감소한다.

 

 이와 같은 전기차 단점을 극복하기 위해서는 새로운 전극 물질을 찾아 배터리의 밀도를 높여야 한다. 또한 대량 생산 체제를 구축하여 한계이익을 높여 지속적인 성장 가능성을 높일 필요가 있다. 그리고 전기차의 단점인 공조 시스템 발전을 위해 히트 펌프 적용과 같은 전기차 전용 플랫폼 개발에 힘써야 한다.

 

---

수소전기차

수소를 에너지원으로 활용하여 전기차처럼 전기에너지를 활용해 주행하는 차량이다. 수소와 산소의 화학반응을 통해 전기를 만들어 모터에 전기에너지를 공급하는 방식이다.

수소전기차 작동원리(출처-한국경제)

수소전기차 장점

1. 탄소 배출 없이 오로지 부산물로 물만을 배출하므로 청정에너지 사용 차량이다.
2. 회생제동, 에너지원의 선택적 활용을 통해 추가 연비 향상이 가능하다.

 

수소전기차 단점

1. 효율이 일반 전기차에 비해 떨어진다.
2. BOP(Balance of Plant)가 필요하다.
3. 수소충전소 등의 인프라 문제가 있다.

2023.01.19 - [취업/공학 정리] - 수소 란?

수소 란?

2023.01.19 - [취업/공학 정리] - 수소 저장 방식

수소 저장 방식