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2020년 7월 29일 (수) 17:51 판
전기자동차(Electric car)는 구동 에너지를 전기 에너지로부터 얻는 자동차이다. 화석 연료와 엔진이 아니라 전기 배터리와 전기 모터를 구동원으로 사용한다.
개요
전기자동차는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 친환경 자동차다. 고전압 배터리에서 전기 에너지를 전기 모터로 공급하여 구동력을 발생시키기 때문에 화석 연료를 사용하는 자동차와 달리 배기가스 배출이나 소음이 거의 없다. 전기자동차는 고속도로에서 장거리를 고속으로 주행할 수 있는 전기자동차(electric car)와 시내에서 저속으로 주행하는 전기자동차(neighborhood electric vehicle)로 구분하기도 한다. 동력원인 전기는 태양전지나 충전된 배터리로부터 얻는데, 일반적으로 전기자동차는 차에 실린 배터리로부터 에너지를 얻는 차를 의미한다. 전기를 사용하는 전기 모터와 화선연료를 사용하는 내연기관을 모두 갖추고 필요할 때 내연기관을 작동해 부분적으로 배터리를 충전하는 하이브리드 자동차도 있고, 감속할 때 배터리를 충전하는 전기자동차도 있다. 전기자동차는 1837년 휘발유 자동차보다 먼저 제작되긴 했지만, 배터리의 무거운 중량과 충전에 걸리는 시간이 오래 걸린다는 점 때문에 실용화되지 못했다. 그러나 환경오염과 자원 부족 문제 때문에 1990년대부터 자동차업체들의 경쟁이 생겼다. 전기자동차는 화석연료를 사용하지 않아 주행 시 이산화탄소나 질소산화물을 배출하지 않아 친환경적이며, 전기 모터로만 구동할 경우 운행 비용이 저렴해 경제적이다. 또, 차량 수명이 상대적으로 길고, 사고 시 폭발 위험성이 적고, 심야 전력으로 자택에서 충전이 가능하며, 기어 변경이 필요가 없어 운전 조작이 쉽다는 장점이 있다. 그러나 높은 구입 가격, 수리 비용, 유지 비용, 자도차의 수명, 충전소의 접근성, 충전 시간 등의 단점도 고려해야 한다. 미래에는 전기자동차 배터리의 가격을 낮추고 에너지 축전 용량 및 사용 가능 시간을 연장시키는 것이 필요하다. 축전 용량의 경우 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등을 통해 증가시킬 수 있고, 에너지 저장 대체 기술이 성장하면서 더 나은 전기자동차가 생길 것이다.
역사
1830년대부터 크고 작은 실험을 통해 전기를 저장하는 축전기가 발명됐고, 전기 모터도 개량되면서 냄새, 진동, 소음이 적고 운전이 간편한 전기자동차는 시장에서 큰 성공을 거두고 있었다. 1834년 스코틀랜드의 로버트 앤더슨(Robert Anderson)은 최초의 전기자동차를 만들었다. 1835년 네덜란드의 시브란두스 스트라틴(Sibrandus Stratingh) 교수가 소형 전기자동차를 만들었다. 1842년 미국의 토마스 대번포트(Thomas Davenport)와 스코틀랜드의 로버트 데이비슨(Robert Davidson)은 재충전이 가능한 전지를 전기자동차에 도입했다. 1885년 배터리로 가동되는 전기 택시가 영국 브라이턴에서 운행됐다.[1] 1912년에는 전기자동차가 어떤 차량보다도 많이 팔리며 생산과 판매의 정점을 기록했다. 그러나 포드의 대중차 모델 T가 내연기관의 대량 생상 체제를 구축했고, 미국 텍사스에서 대량의 원유가 발견되면서 휘발유 자동차의 생산 비용과 석유가 저렴해졌다. 휘발유 자동차보다 2배 이상 비싸고 무거운 배터리 중량, 충전 소요 시간 등의 문제가 있던 전기자동차는 자동차 시장에서 사라졌지만, 친환경의 필요성이 대두되면서 규제가 강화되고 정부의 보조금 정책이 더해지며 전기자동차가 부활했다.[2] 첫 번째 양산 전기자동차는 1996년 제너럴 모터스 컴퍼니(GM)에서 출시해 미국 캘리포니아에서 시판된 고성능 전기자동차 EV1이다. EV1은 한 번 충전으로 최장 208km까지 시속 150km로 달릴 수 있었으며, 유명 할리우드 배우들이 구매해 화제를 모으기도 했으나 수익성이 없다는 이유로 판매를 중단하고 모두 수거해 미국 애리조나의 사막에 폐기처분했다. 이후 포드, 토요타자동차㈜, 혼다 등 여러 기업에서 전기자동차를 시판했으나 배터리 충전에 많은 시간이 필요하고 주행 거리가 짧아 실용성에 한계가 있었다. 이를 극복하기 위해 충전용 보조 엔진을 달아 전기로 움직이는 하이브리드 자동차와 연료전지차들이 연구, 개발되었다. 여러 국가에서는에서는 전기자동차의 조기 실용화를 위하여 정부 차원의 대규모 투자 및 강제 보급 정책을 추진하였다. 미국 캘리포니아주의 경우 2003년부터 무공해차량의 의무판매를 규정, 업체별 자동차 판매대수에 따라 전기자동차, 하이브리드 자동차, 슈퍼초저공해 자동차 등 무공해 차량을 일정비율 이상 판매하도록 의무화하였다. 이에 제너럴 모터스 컴퍼니에서는 무공해차량 의무판매 법안에 충족할 전기자동차 개발에 주력하였으며 2012년 11월에는 EV1 이후 두 번째로 제작한 전기자동차 셰비 스파크 EV를 출시하기도 했다. 그러나 전기자동차의 가격이 휘발유 차량에 비해 비싼 데다 충전소가 제한돼 있다. 현재 전기자동차에 있어 가장 축적된 기술을 확보하고 있는 나라는 일본으로, 미쓰비시자동차(Mitsubishi Motors Corporation)는 2009년 관공서와 법인을 대상으로 최초의 전기자동차 아이미브를 출시했으며, 2010년 4월부터 일반인을 대상으로 판매하고 있다. 또한 닛산의 경우 아이미브보다 경쟁력을 갖춘 리프를 출시함으로써 본격적인 상용화에 돌입했다. 국내의 경우 현대자동차가 2010년 9월 국내 최초의 전기자동차 블루온을 생산한 데 이어 2011년 12월 말 현대자동차㈜가 국내 최초 양산형 고속 전기자동차 레이 EV를 공개한 바 있다.
특징
적은 공해
전기 에너지를 전기 모터로 공급하여 구동력을 발생시키기 때문에 화석 연료를 사용하는 자동차와 달리 배기가스 배출이나 소음이 거의 없다. 친환경적이기 때문에 여러 나라에서 보조금이나 세제 혜택을 주며 전기자동차를 보급한다. 자동차가 움직이면서 내는 소음도 공해인데, 전기자동차는 소음이 적다.
에너지 효율
전기자동차의 에너지 효율은 배터리를 충전하는 데 사용되는 에너지와 그 중 자동차를 구동하는 데 사용되는 에너지의 비율이다. 이 비율은 휘발유 자동차의 에너지 효율보다 월등히 높다. 일정 거리를 주행하는 데 필요한 전기 에너지를 구입하는 비용은 화석 연료를 구입하는 데 필요한 비용보다 저렴하다. 전기자동차의 에너지 효율성은 휘발유 자동차의 에너지 효율성, 하이브리드 자동차의 에너지 효율성보다 좋다. 그러나 에너지원으로부터 바퀴 구동까지의 에너지 효율을 따져 보면 전기자동차가 요하는 전기를 만드는 발전소의 발전 효율은 40%가 안 되고, 송전시 손실되는 에너지도 많다.
안전성
운전자의 측면에서 볼 때 전기자동차의 안전성은 높다. 배터리의 큰 질량으로 인해 전기자동차는 같은 크기의 가스 자동차보다 질량이 많이 나가고, 자동차 충돌 사고 시 무거운 차량의 운전자가 입는 피해는 평균적으로 가벼운 차량의 운전자보다 적다는 것을 고려한다면 그 안전성은 가스 자동차보다 높다. 몇몇 전기자동차는 마찰력이 작은 타이어를 사용하여 문제가 되고 있다. 보행자의 입장에서 보자면, 안전하다고는 보기 힘들다. 전기자동차는 내부연소엔진을 갖춘 차량에 비해 소음이 적다. 전기자동차의 적은 소음은 장점일 수 있지만, 보행자가 자동차 운행 소리를 듣지 못하여 예기치 못한 사고가 발생할 가능성이 있다. 보행자들이 자동차가 다가오는 것을 알아채지 못하는 위험성 때문에 일부러 소음을 넣기도 한다.
시장성
휘발유 자동차의 경우 몇십년간 인류의 생활에서 없어서는 안 될 주요한 도구였기 때문에 그 인프라가 탄탄하다. 예를 들어 휘발유 차를 타고 여행할 경우 곳곳에 보이는 주유소를 이용할 수 있으나 인프라 구축이 미흡한 전기자동차의 경우 충전소를 찾기 위해 오랜 시간을 들여야 한다. 게다가 전기자동차의 배터리를 충전시키는 시간은 가솔린차의 주유시간보다 매우 오래 걸리기 때문에 여행자에게 제약이 된다. 또한 배터리 충전 용량의 한계 때문에 전기자동차는 장거리 운행에 있어서 단점이 있다. 현재 전기자동차의 인프라는 현재 전기자동차의 인프라는 느린 전기 충전에 알맞게 되어 있어 재충전되는 동안 차량은 주차되어 있어야 한다. 이러한 점은 통근용으로 차량을 사용하는 사람들에게는 큰 문제가 없지만 장거리 운전자의 경우 전지의 에너지를 모두 소모하게 되면 배터리 재충전까지 오랜 시간을 기다려야 한다. 하지만 이러한 장거리 운전자는 전체 운전자의 약 10%밖에 되지 않는다.
관리 비용
휘발유 자동차의 경우 보통 1리터의 가솔린으로 약 9.7kwh의 에너지를 발생시킨다. 전기자동차의 경우 배터리에서 발생하는 2.7kw의 전기에너지는 1리터의 가솔린으로 발생하는 에너지와 비슷하며, EV1의 경우 100km를 주행할 때 약 11kwh의 에너지를 소비한다. 전기자동차의 유지비용도 휘발유 자동차에 비해 크게 낮다. 전기자동차가 사용하는 납축전지의 경우 주기적인 교체가 필요하지만, 니켈 수소 배터리의 수명은 보통 자동차의 수명과 같다. 프리우스 전기자동차의 경우 300,000km를 배터리 교체 없이 주행할 수 있다.
각주
참고자료
- 전기자동차 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%84%EA%B8%B0%EC%9E%90%EB%8F%99%EC%B0%A8
- 전기차 네이버 지식백과 - https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=932999&cid=43667&categoryId=43667
- 전기 자동차 네이버 지식백과 - https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5741272&cid=60217&categoryId=60217
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