이제 본격적으로 전기차 시대가 온 것 같습니다. 많은 사람들이 전기차에 관심을 가지고, 이미 적지않은 사람들이 사용하고 있습니다. 차를 사람 사람도 전기차를 한번씩 고려하고 있는 것 같습니다. 그런데 너무 많은 변화가 큰 부분이 있어서 궁금한 부분도 많은 것이라 예상됩니다. 오늘은 우선 전기차의 배터리 부분에 대해서 알아보려고 합니다. 배터리의 용량 단위와 단위가 의미하는 것 충전시간에 대해서 알아보겠습니다.
1. 전기차 vs 내연기관
전기차와 내연기관 자동차는 동일한 기능을 하는 자동차이지만 많은 차이가 있습니다. 자동차의 심장이 엔진인데 엔진의 콘셉트가 완전히 바뀌었습니다. 예전에 자동차 제조사의 조건이 엔진을 스스로 설계하고 만들 수 있다면 자동차를 만들 수 있다는 이야기가 있었습니다. 그 만큼 엔진이 자동차에서 차지하는 중요성이 높은 것입니다. 전기차를 엔진측면에서 내연기관 자동차가 비교하면 아래표와 같이 요약할 수 있습니다. 전기차와 내연기관의 핵심적인 차이는 에너지원으로 무엇을 사용하느냐입니다. 전기차를 내연기관 차와 비교하면 아래와 같습니다.
| 내연기관 | 전기차 | |
| 엔진 | 가솔린 엔진 | 전기 모터 |
| 연료 | 가솔린 | 전기(전력) |
| 연료저장소 | 연료탱크 | 밧데리 |
| 연료보충방법 | 주유 | 충전 |
| 연료효율 | 연비(km/L) | 전비(km/kWh) |
전기차에서 내연기관차의 연료탱크는 배터리이고 전기차에서 휘발유(경우)에 해당되는 부분은 배터리에 보관되는 전력입니다. 내연기관의 엔진에 해당되는 부분은 전기 모터입니다. 연료탱크의 용량이 크면 많은 연료를 저장할 수 있듯이 배터리의 용량이 클수록 전력을 많이 저장(충전) 할 수 있습니다. 그러나 전기차 배터리의 용량을 무작정 키우는 것은 비용이 많이 들기 때문에 어려움이 있습니다. 그리고 배터리의 용량에 따라서 전기차의 가격이 많아 좌우됩니다. 전비는 연비도 동일한 의미입니다. 연비는 연료 1리터로 얼마나 주행할 수 있느냐 하는 것이고 전비는 전력 1 kWh로 얼마의 거리를 갈 수 있느냐의 표현입니다. 전기차가 아직 보편화되지 않았기 때문에 "연비" 표현이 다소 나설 수 있습니다. 그러나 곧 익숙해 질 것이라 생각됩니다. 지금은 전기의 가격이 휘발유 대비 워낙 저렴해서 전기차를 구입할 때 연비보다는 자동차 가격 또는 주행거리를 위주로 선택하지만 곧 정부에서 세금을 부과하여 전기의 가격이 상승한다면, 향후 전비도 전기차를 선택하는데 고려 요소로 추가될 것입니다.
2. 배터리 용량
전기차에서 배터리 용량은 핵심입니다. 배터리 용량이 전기차의 전체적인 가격과 성능을 좌우하는 요소가 작지 않습니다. 우선 무엇보다 배터리의 용량이 전기차의 주행거리와 관련이 많습니다. 배터리는 완충, 방전에 상관없이 상당한 무게가 나가기 때문에 자동차에도 많은 부담을 주는 요소입니다. 배터리의 용량이 영향을 미치는 핵심적인 부분은 자동차의 주행거리입니다. 정확하게 1번 충전해서 얼마만큼 갈 수 있는지가 소비자들의 중요 관심사 입니다. 왜냐하면 내연기관은 주유소에서 연료를 넣으면되지만, 전기차는 충전을 해야 하고, 충전소도 아직까지는 많지 않고, 충전을 하는데 많은 시간이 소요되기 때문입니다.
이런점을 고려할때 배터리 용량이 무작정 크면 좋겠지만, 그러면 차의 무게가 무거워져서 다른 부분에서 마이너스 요소가 생실 것입니다. 그리고 무엇보다도 자동차 가격이 상승할 것입니다. 현재 전기차 가격의 절반 이상이 배터리 가격이라는 이야기가 있습니다. 그래서 적절한 용량을 최적화 하는 것이 필요합니다.
배터리의 용량은 kWh 또는 Ah 단위를 사용합니다. 1 kWh는 1 kW 소비전력을 가진 전기기기(자동차)를 1시간 동안 움직일 수 있는 용량을 가지고 있다는 것이고, 1Ah는 1A를 소모하는 전기기기(자동차)를 1시간 동안 움직일 수 있는 배터리 용량인 것입니다.
현대차 아이오닉 5의 경우 Long Range 2WD 모델이 72.6 kWh 배터리 용량을 가지고 있습니다. 위에 설명한대로 해석한다면 1kW를 72.6시간 동안 동작할 수 있는 배터리 용량을 가진다는 것을 의미 합니다. 이것이 주행거리와 동일한 의미는 아닙니다. 차동차마다 전비가 다르기 때문입니다. 전비를 고려해서 계산하면 아이오닉 5 Long Range의 경우 1회 충전으로 주행 가능한 거리가 429km입니다. 배터리의 용량이 늘어나거나 경량화로 인해서 전비가 개선된다면 주행거리는 좀 더 늘어날 것입니다.
3. 배터리 충전시간
그리고 두번째 관심사는 배터리 충전하는데 얼마나 걸리냐 일 것입니다. 많은 사람들이 전기차를 사기전에 충전 인프라, 충전 시간에 대해서 많은 고려를 할 것입니다. 완충 충전도 있고, 고속 충전도 있는데 어떤 것이 좋은 것일까? 완충은 천천히 중전하는 것을 말합니다. 매터리에 무리를 주지 않고 충전을 하지만 많은 시간이 소요됩니다. 집에서 충전하는 경우 이 방법을 사용하는 것이 좋겠습니다. 고속충전은 많은 전력을 넣어서 빠르게 충전한단는 것이고, 충전시간은 단축할 수 있지만 충전을 100% 할 수 없다는 것입니다. 제네시스 GV70의 경우 배터리 용량이 77.4 kwh입니다. 충전기의 공급 가능한 용량이 350kw 일 경우 77.4 kwh / 350kw = 0.22h (13분)입니다. 즉 13분 만에 완충이 된다는 것인데 실제적으로는 80%까지 충전하는데 18분 내외로 걸린다고 알려져 있습니다. 결론적으로 이론적으로는 좀 더 빨리 충전이 되지만 실제 시간은 좀 더 걸린다. 그리고 왜 80% 까지만 충전하는 것일까? 고속 충전의 경우 배터리에 상당히 많은 부담을 줍니다. 그래서 배터리를 보호하기 위해서 80%까지만 충전을 진행합니다.
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