전기 자동차

전기 자동차와 역사

전기자동차 ( electric cat, battery electric car, all-electric car) 또는 줄여서 전기차는 전기를 동력원으로 삼아 운행 하는 자동차를 일컫는다. 전기 자동차는 내연기관 대신 전기 모터를 사용해 운동 에너지를 얻는다.

 

- 전기자동차의 역사

전기자동차는 1873년 가솔린 자동차보다 먼저 제작되었으나, 배터리의 중량이 무겁고 충전 시간이 너무 길다는 문제가 있어 대중화되지 못하였다. 미국에서는 구조가 간단하고 내구성이 크며, 운전하기가 쉬운 등 장점을 살려 주로 여성용으로 1920년대 중반까지 소량 생산되기도 하였다. 1990년대 이후 공해 문제가 심각해지며 전기 자동차 개발도 다시 활발해지기 시작했다.

성능

 - 운용비

서비스의 비용은 전기 자동차가 내연기관 자동차보다 더 작다. 내연기관 자동차의 납축 전기 배터리는 제한적인 용도에서 사용되는 소형이므로 교체 비용이 크지 않는 반면에, 전기 자동차에서 사용되는 (Li-ion) 배터리는 교체 시 큰 비용이 소요된다. 그러나 이러한 단점을 보안하기 위해 Li-ion의 배터리 기술이 발전하면서 전기 자동차와 내연 기관의 혼성 방식 (하이브리드)이 출시되고 있다.

 

- 에너지 효율성

전기 자동차의 에너지 효율성은 전기에너지의 충전과 방전 효율에 따라 정해진다. 보통 한 번 충전하였을 경우, 충전량의 약 70% ~ 85%의 전기 에너지가 실제 사용이 가능하다. 또한 충전 간에 약 9.5% 정도의 에너지 손실이 일어난다. 보통 전기자동차는 이 동력 소비의 대략 20% 정도는 배터리 충전의 비 효율성 때문이다. 휘발유 자동차의 대부분의 에너지는 열로 발산되어 없어진다. 즉, 휘발유 자동차 엔지는 열효율성이 20%밖에 안되기 때문에 효율성이 낮다. 따라서 전기 자동차의 에너지 효율성은 휘발유 자동차의 에너지 효율성보다 좋고, 심지어 하이브리드 자동차의 에너지 효율성보다 뛰어나다.

그러나 에너지원으로부터 바퀴 구동까지 에너지 효율을 따져보면 꼭 그렇지만은 않다. 전기 자동차가 요하는 전기는 발전소에서 만들어지는데 발전소의 발전 효율은 40%가 넘지 않고, 송전 시 손실되는 에너지도 많기 때문이다.

 

- 화재 위험

ICE와 마찬가지로 전기 자동차의 배터리는 충돌이나 기계적 고장 이후 불이 붙을 수 있다. 비록 ICE 차량보다 주행 거리당 화재 사고가 덜하지만 플러그인 전기차 화재 사고가 발생하고 있다.

특징

- 안전성

운전자의 측면에서 볼 때, 전기 자동차의 안전성은 높다고 할 수 있다. 배터리의 큰 질량으로 인해 전기 자동차는 같은 크기의 가스 자동차보다 질량이 많이 나간다. 자동차 충돌 사고 시 무거운 차량이 입는 피해는 평균적으로 가벼운 차량의 운전자보다 적다는 것을 고려하면 그 안전성은 가스 자동차보다 높다. 하지만 몇몇 전기 자동차의 타이어가 마찰력이 적은 타이어가 사용된다는 게 알려졌다. 

 

보행자의 입장에서 보면 안전하다고 보기 힘들다. 전기 자동차는 내부 연소엔진을 갖춘 차량에 비해 소음이 적다. 적은 소음은 장점일 수 있으나. 보행자가 소리를 듣지 못해 사고로 이어질 가능성이 있다.

 

- 시장성

전기 자동차가 곧 가솔린 자동차의 시장점유율을 넘어설 것이라는 판단은 시기상조이다. 가솔린 자동차의 경우 몇십 년간 인류의 생활에서 없어서는 안 될  주요한 도구가 되었기 때문에 그 인프라가 탄탄하다. 예로써, 가솔린 차로는 여행 중 곳곳의 주유소를 이용할 수 있으나, 전기 자동차의 경우 인프라가 미흡한 곳에서는 충전할 수가 없거나 오랜 시간을 들여 충전소를 찾아야 한다. 또한 배터리 충전 용량의 한계 때문에 전기 자동차는 장거리 운행에 있어서 단점이 있다. 현재 전기 자동차를 위해 조성된 환경은 충전이 완료될 때 까지는 차량이 주차되어있어야 하는 단점 또한 존재한다. 이러한 점은 통근용으로 차량을 사용하는 사람들에게는 큰 문제가 없지만 장거리 운전자의 경우, 차량 재충전 시간으로 인해 이동 간의 이동 소요시간이 늘어나는 문제점을 감수해야 한다. 하지만 이러한 장거리 운행자는 전체 운전자의 10%밖에 되지 않는다고 한다.

 

- 관리 비용

전기 자동차의 관리 비용은 동급의 가솔린 자동차와 직접적으로 비교할 수 있다. 내연 기관으로 주행하는 가솔린 자동차의 경우 보통 1리터의 가솔린으로 9.7 kwh의 에너지를 발생시킨다. 반면 전기 기관을 이용하는 경우, 배터리에서 발생하는 2.7kw의 전기 에너지는 1리터의 가솔린으로 발생하는 에너지와 비슷한 크기를 보인다.

전기 자동차의 유지비용도 가솔린 자동차와 비교하였을 때 크게 낮다. 전기 자동차가 사용하는 납축 전지의 경우 주기적으로 교체가 필요한 반면, 니켈 수소 배터리의 수명은 보통 자동차의 수명과 같다.