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전기자동차
전기자동차(EV, Electric vehicle) 또는 전기차(EC, Electric Car)는 구동 에너지를 전기 에너지로부터 얻는 자동차이다. 화석 연료와 엔진이 아니라 전기 배터리와 전기 모터를 구동원으로 사용한다. 대표적으로 하이브리드 자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 배터리 전기자동차(BEV), 수소자동차(FCEV) 등이 있다.
목차
개요
전기자동차는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 친환경 자동차이다. 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 전기자동차와 시내에서 저속으로 주행하는 저속전기자동차(NEV)로 구분된다. 동력원인 전기는 태양전지나 충전된 배터리로부터 얻는데, 일반적으로 전기자동차는 차에 실린 배터리로부터 에너지를 얻는 차를 의미하며, 감속할 때 배터리를 충전한다. 하이브리드 자동차(hybrid car)는 전기자동차의 엔진인 전기를 사용하는 전기 모터와 화석연료를 사용하는 내연기관을 모두 갖추고 필요할 때 내연기관을 작동해 부분적으로 배터리를 충전한다.
전기자동차는 1837년 휘발유 자동차보다 먼저 제작 되었지만, 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. 차량 수명이 상대적으로 길고, 사고 시 폭발 위험성이 적으며, 심야 전력으로 자택에서 충전이 가능하다. 또한, 기어 변경이 필요가 없어 운전 조작이 쉽다는 장점이 있다. 전기자동차는 높은 구입 가격, 수리 비용, 유지 비용, 자동차의 수명, 충전소의 접근성, 충전 시간 등의 단점도 고려해야 한다. 향후에는 전기자동차 배터리의 가격을 낮추고 에너지 축전 용량 및 사용 가능 시간을 연장하는 것이 필요하다. 축전 용량은 리튬 이온 전지와 리튬 폴리머 전지 등을 통해 증가시킬 수 있고, 에너지 저장 대체 기술이 성장하면서 더 나은 전기자동차가 생길 전망이다.
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. 첫 번째 양산 전기자동차는 1996년 제너럴 모터스 컴퍼니(GM)에서 출시해 미국 캘리포니아에서 시판된 고성능 전기자동차 이브이1(EV1)이다. 이브이1은 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 및 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 이브이1 이후, 두 번째로 제작한 전기자동차 '셰비 스파크 EV'를 출시하기도 했다. 그러나 전기자동차의 가격이 휘발유 차량에 비해 비싼 데다 충전소가 제한되어 있다. 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. 한국에서는 현대자동차㈜가 2010년 9월에 국내 최초의 전기자동차 블루온을 생산한 데 이어 2011년 12월 말 현대자동차㈜가 국내 최초 양산형 고속 전기자동차 '레이 EV'를 공개했다.
구조
작동원리
전기자동차는 고전압 배터리에서 전기에너지를 전기모터로 공급하여 구동력을 발생시키는 차량으로, 화석연료를 전혀 사용하지 않는 무공해 차량이다. 내연기관차와 달리 엔진이 없이 배터리와 모터만으로 차량이 구동되고, 엔진이 없어서 대기오염물질과 온실가스를 배출하지 않으며, 배터리 용량에 따라 주행가능 거리에 차이가 있다. 전기 자동차는 외부 전력 공급을 통한 충전이 필요하면, 급속충전기는 50kW급으로 완전 방전상태에서 80% 충전까지 30분이 소요되며, 주로 고속도로 휴게소와 공공기관 등 외부장소에 설치되어 있다. 완속 충전기는 약 6~7kW급으로 완전 방전에서 완전충전까지 4시간에서 5시간이 소요되며, 주로 주택이나 아파트에 설치된다. 또한, 내연기관 엔진 없이 충전된 배터리에서 공급되는 전기에너지만을 동력원으로 전기모터를 구동하며, 회생 제동 기능을 이용한 운행 중 배터리 충전으로 제동 횟수가 많은 도심에서 에너지 효율성을 극대화한다. 여기서 회생 제동은 브레이크 제동 시 모터가 발전기로 전환되어 역으로 배터리를 충전하는 것이다.[2]
작동방식
전기자동차의 주행상황별 작동방식으로, 전기자동차 고유의 발진 가속 기능은 전기모터 특유의 우수한 초기 발진 토크로 혼잡한 도심에서 가속력을 높여준다. 회생 제동 기능은 브레이크를 밟으면 모터가 발전기로 전환되어 반대로 배터리가 충전되는 기능으로 제동 횟수가 많은 도심에서 주행 효율성을 높여준다. 급속충전 작동방식은 주행 중 배터리 잔량이 부족할 때 작동한다. 공공 충전소를 통해 24분에서 33분 내외의 짧은 시간에 급속 충전이 가능하다. 완속 충전 상태에서의 예냉 및 예열은 충전기 플러그인 상태에서 공조 장치를 미리 가동시키면 쾌적한 상태로 드라이빙이 가능하여 출발 시 에너지 소비를 줄여주어 주행 거리를 연장하는 데 도움이 된다. 또한, 전기자동차는 친환경적이고 경제적이며, 안전 및 편리하다. 주행 시 화석연료를 사용하지 않아 이산화 탄소(CO2)나 질소산화물(NOx)을 배출하지 않고, 엔진 소음이 적어 진동 또한 적다. 전기모터로만 구동할 때는 운행 비용이 가장 저렴하며, 심야 전기를 이용할 때에는 비용을 더욱 낮출 수가 있다. 차량 수명이 상대적으로 길기도 하고, 사고 시 폭발의 위험성이 적어 안전하다. 또한, 전기자동차는 심야 전력으로 자택에서 충전이 가능하고, 기어를 바꿔줄 필요가 없어 운전 조작이 간편하다.[2]
특징
장점
전기자동차는 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 소음은 공해이지만, 전기자동차는 소음이 적다. 또한, 전기자동차의 높은 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. 전기자동차는 배터리에서 발생하는 2.7kW의 전기에너지는 1리터의 가솔린으로 발생하는 에너지와 비슷하다. 이브이1의 경우에는, 100km를 주행할 때 약 11kWh의 에너지를 소비한다. 전기자동차의 에너지 효율성은 휘발유 자동차의 에너지 효율성과 하이브리드 자동차의 에너지 효율성보다 좋다. 그러나, 에너지원으로부터 바퀴 구동까지의 에너지 효율을 따져 보면 전기자동차가 필요로 하는 전기를 만드는 발전소의 발전 효율은 40%가 안 되고, 송전 시 손실되는 에너지도 많다.
전기자동차의 휘발유 자동차의 경우에는 서비스 비용이 내연기관 자동차보다 적다. 내연기관 자동차의 배터리는 제한적인 용도에서 사용되는 소형이므로 교체 비용이 들지 않지만, 전기자동차에 사용되는 리튬이온 배터리는 교체 시 큰 비용이 소요된다. 그러나, 리튬이온 배터리 기술이 발전하면서, 프리우스 전기자동차의 경우에는 300,000km를 배터리 교체 없이 주행할 수 있다. 새로운 배터리의 가격은 2008년 2,600달러에서 2,300달러로 앞으로 가격은 계속 낮아질 전망이었지만, 2018년 리튬이온 배터리의 주원료인 코발트의 가격 상승과 수요와 공급의 불균형으로 가격이 낮아지지 않고 있다. 전기자동차는 보통 1L의 가솔린으로 약 9.7kWh의 에너지를 발생시킨다. 전기자동차의 유지비용도 휘발유 자동차에 비해 크게 낮다. 전기자동차가 사용하는 배터리는 주기적인 교체가 필요하지만, 니켈 수소 배터리의 수명은 보통 자동차의 수명과 같다. 전기자동차의 구매 가격이 휘발유 자동차의 구매 가격보다 비싸기 때문에 소비자는 구매 가격, 에너지 구매 비용, 수리 비용, 유지 비용, 자동차의 수명을 고려해야 한다.
- 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 내부연소 엔진을 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 자동차는 몇십 년간 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 주유 시간보다 오래 걸리기 때문에 여행자에게 제약이 된다. 또한, 배터리 충전 용량의 한계 때문에 전기자동차는 장거리 운행에 있어서 단점이 있다. 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.
단점
2010년, 전기자동차의 동력 분야에서는 기술의 발전으로 기존의 니켈수소 배터리보다 무게가 30% 가볍고, 부피가 40% 적어 효율성이 뛰어난 리튬이온 폴리머 배터리가 일반화되고 있다. 이에, 차량이 커지고 주행거리가 늘어날수록 더 많은 배터리팩을 장착하고 있지만, 무작정 배터리팩을 늘려 출력을 키우는 것이 좋은 것 만은 아니다. 충전 시간이 길어지고 차량의 무게가 무거워지며, 배터리팩이 너무 고가여서 자동차의 원가가 크게 높아지기 때문이다. 제너럴 모터스(General Motors)의 볼트가 60Km까지는 전기로 구동을 하지만, 그 이상 거리에 대해서는 배터리팩을 추가하는 대신 소형 내연기관을 달아 전기를 충전하는 방식으로 500Km까지 주행거리를 늘린 이유도 있다. 배터리의 용량 못지않게 중요한 일은 충전 시간을 줄이는 것이다. 처음 전기자동차가 등장할 당시에는 최소 8시간이 넘는 충전을 해야 고작 1시간 정도 달리는 수준이었다. 하지만, 높은 전압을 이용한 급속 충전방식이 도입되면서 닛산의 리프나 테슬라의 로드스터의 충전 시간은 각각 30분, 45분으로 줄었다. 현대 블루온은 80% 충전에 25분 정도 걸린다.
충전 시간이 짧아졌지만, 가솔린자동차는 2분에서 3분이면 연료를 가득 채울 수 있어 충전 시간이 빠르다고는 할 수 없다. 이 때문에 충전소에서 미리 충전해둔 배터리와 교체하는 방식으로 충전 시간을 줄이는 시스템도 연구되고 있다. 또한, 2차전지 충전방식의 전기자동차 보급은 한계가 있어서 결국 연료전지로 전기를 얻는 방식의 전기차 연구를 해야 한다. 2차 전지 수요가 늘어나면 희소 광물에 속하는 리튬을 확보하는 것이 쉽지 않고, 급격히 늘어나는 수요에 맞춰 전기를 생산하여 이를 효율적으로 배송하지 못한다는 단점이 있다. 전기자동차는 주행 제어와 배터리 안전성에도 관여하면서 항상 배터리의 상태를 관찰하고 어떤 상황에서든 안정적으로 유지하는 것이 필수적이다. 운전자가 가속페달, 브레이크, 기어 등을 조작하여 차량을 구동시키는 데 필요한 직접적인 정보와 배터리, 모터, 인버터, 차량탑재 충전기 등에서 발생하는 모든 정보를 처리할 수 있는 똑똑한 두뇌가 필요하다. 즉, 모든 정보를 취합하고 이를 완벽하게 관리 및 제어할 수 있는 안정된 시스템이 필수적이다.[3]
디자인
전기자동차는 에너지원을 석유에서 전기 배터리로, 에너지 발생 기관을 내연기관에서 전기 모터로 변경한 것이다. 이는 곧 일정 형태를 이루는 내연기관이 존재할 이유가 없어졌다는 것을 뜻한다. 2002년에 선보인 제너럴 모터스의 '하이-와이어' 모델은 수소자동차이다. 수소 연료통을 차량의 바닥에 배치하고 모터는 4개의 바퀴에 따로 달아 정사각형의 플랫폼을 제외하고는 디자인의 제약이 사라졌다. 즉, 배터리와 전기 모터를 배치할 자리를 제외하면 나머지 부분이 온전히 자유로운 영역으로 변경되었다. 전기자동차의 재등장과 대중화는 자동차 디자인의 특질을 본질적으로 바꾸고 있다. 하이브리드 자동차의 경우에는 기존의 내연기관이 잔존하기 때문에 혁신이 아닌 변형으로 그치고 있지만, 전기자동차의 특성이 디자인의 방향성을 좌우할 것이다. 모든 전기자동차에 해당하는 현실적인 지점은 바로 공기 저항을 최소화하는 디자인이다. 공기 저항 계수를 줄이는 것은 언제나 자동차 메이커의 주요한 관심거리였지만, 전기자동차 시대가 개막하면서 그 중요함은 더욱 높아졌다. 또한, 에너지를 전기 배터리에 의존하는 전기자동차는 배터리 기술의 비약적인 발전과 차체 디자인에서 최대한의 효율을 뽑아내야 한다. 예를 들어, 재료를 경량화하여 에너지 효율성을 조금이라도 높이고, 자동차 외장 디자인은 공기와 맞닿는 면에 저항을 최소화하는 공기역학적 디자인을 구현한다.
저항을 최소화하는 차체 디자인은 크게 두 가지로 구분된다. 하나는 앞뒤가 오리 주둥이처럼 길고 부드럽게 유선형으로 표현되는 디자인이다. 제너럴 모터스의 이브이1, 아프테라 모터스의 '2e'에서 그 모습을 전형적으로 확인할 수 있지만, 이러한 형태는 주차 등 여러 현실적인 문제점이 있다. 대부분의 전기자동차는 바나나 중간을 칼로 자른 듯 자동차 뒷부분이 급격하게 잘린 디자인이다. 토요타자동차㈜의 프리우스 같은 하이브리드 자동차, 닛산의 리프, 배터리 전기자동차까지 이러한 특성이 공통으로 나타난다. 자동차가 앞으로 나서면 공기의 저항을 받게 되어 차체의 구조에 따라 자연스럽게 흘러가지 않고 와류가 생긴다. 이때, 와류 현상을 초래하는 공기를 마치 껍질이라도 벗기듯 잘라내는 박리 점의 역할이 중요해진다. 전기자동차는 자동차 후미 부분에서 디자인적 요소로서의 박리 점을 뚜렷이 발견할 수 있다.[4]
- 아날로그
전기자동차는 진동과 소리로, 아날로그 감성을 자극하는 내연기관과는 달리 태생부터 디지털의 특성이 있다. 비록 역사는 오래되었지만 21세기에 들어 새롭게 시작하는 전기차동차는 그만큼 혁신적이고 미래지향적인 디자인을 추구한다. 예를 들어, 비엠더블유(BMW)의 배터리 전기자동차 'i3'와 플러그인 하이브리드 차량인 'i8'은 기존 비엠더블유에서 추구하던 것과는 다른 느낌이다. 헤드라이트와 그릴에 보이는 브랜드 헤리티지를 조금만 바꾼다면 다른 회사의 차량으로 오인할 정도이다. 이러한 미래지향적 디자인은 동시에 전기자동차의 약점이기도 하다. 친환경을 제외하고는 가솔린 차량보다 강력한 비교우위가 없는 상황이며, 너무 혁신적인 디자인은 전통적인 자동차 디자인에 익숙한 사람들에게 거리감을 자아낼 수도 있다. 상용 시장에서 성공한 전기자동차들은 기존의 자동차 디자인의 특징을 함께 가져가는 양상을 보인다. 가장 유명한 전기자동차 업체인 테슬라는 자동차 디자인에 혁신을 두기보다 같은 가격의 고급 가솔린 자동차와 견주어도 절대 밀리지 않는 우아하고 안정적인 디자인을 선택했다. 기존의 프리우스 스타일의 전기자동차가 연비와 친환경이 주요 장점이었다면, 테슬라는 실생활에서 충분히 디자인 만족감을 주는 전략을 채택했다.
테슬라의 첫 자동차인 스포츠카 로드스터만 해도 기존의 스포츠카 프레임을 그대로 빌렸다. 두 번째 자동차인 모델 S는 럭셔리 브랜드인 재규어와 마세라티를 연상시키는 디자인으로 찬사를 받았다. 프리우스를 타며 환경론자임을 드러내던 배우 레오나르도 디카프리오가 테슬라 모델 S 출시 후 자동차를 금세 바꿀 정도였다. 또한, 전통적인 디자인 요소는 차체에만 해당되지 않는다. 무소음의 전기자동차는 가솔린 자동차가 갖는 야성의 기계 느낌에 매혹된 사람들에겐 아무런 매력을 주지 못하며, 아우디 e-트론은 가상의 배기음을 따로 디자인했다.[4]
충전 시스템
유선충전 시스템
벽 콘센트
벽 콘센트는 시중에서 휴대용이나 코드셋(cord set) 등 다양한 명칭으로 불리는 방식으로, 휴대용 충전기를 220V 콘센트에 꽂아 충전해야 한다. 전기자동차는 별도의 충전 전용 커플러가 달린 충전 규격을 따르기 때문에 일반 전원을 차에 밀어 넣을 때도 충전기는 필요하다. 벽 콘센트에 바로 연결해 쓸 수 있으면서도 차량에 싣고 다닐 수 있을 정도의 컴팩트한 이동형 충전기를 따로 들고 다니다가 필요할 때 콘센트에 연결해서 사용한다. 이동형 충전기는 최대 16A의 전류를 허용한다. 입력 전류가 220V인 경우에, 이 충전기가 낼 수 있는 최대 전력은 이다. 이동형 충전기의 최대 충전 전력은 3.5kW가 되어야 하지만, 콘센트 전류가 16A가 되지 않기 때문에 실제와는 차이가 있다. 콘센트는 설치된 건물의 배전 용량에 따라 전류량이 다르며, 일반적으로는 10A 수준이지만, 충전이 주로 이뤄지는 지하 주차장에서는 15A를 허용하는 곳도 있다. 두 가지 경우를 모두 가정할 경우에는, 다음과 같이 전압을 곱하여 전력값이 나온다.
벽 콘센트의 출력 범위 10A 전류 : , 전류 :
2.2kW ~ 3.3kW가 가정용 콘센트로 사용할 수 있는 전력 범위가 된다. 그러나, 총 출력에서 10%의 마진을 두는 일반적인 배전방식을 따를 경우 개별 출력은 3kW에 머무른다. 주차장 벽 콘센트의 최대 전력=3kW로 가정할 수 있다. 이는 전기자동차를 충전하면, 배터리의 용량 충전기의 최대 전력 = 충전 시간 64kWh 3kW = 21.33hours 3kW의 출력을 사용하여 완전히 빈 배터리를 채우는데 걸리는 충전 시간은 약 21시간 20분이 걸린다는 계산에 도달한다. 실제로 전기자동차에 충전하면 이보다 조금 더 걸린다. 충전량이 80%를 넘는 순간, 충전량이 줄어들기 때문이다. 실제로 벽콘센트를 이용해서 코나를 충전한다면 28시간 정도가 소요되는데, 편의상 충전상수라고 부른다. 21.33hours 1.3 충전상수 = 27.33\hours로, 긴 시간이 소요되지만, 전기자동차의 특성상 완전 방전 후충전하는 경우는 드물다. 배터리가 절반 정도 남았다면 퇴근 후 충전을 시작하는 것만으로도 다음 날 아침 배터리가 가득 차 있는 것을 확인할 수 있다. 게다가 전용 충전기가 지속적으로 확산되고 있다.[5]
무선충전 시스템
자기유도 방식
무선충전 시스템을 탑재한 비엠더블유(BMW)의 530e 아이퍼포먼스 전기자동차 모델부터 적용되는 이 무선충전 시스템은 독일을 시작으로 영국, 일본, 중국, 미국 등에 판매되었다. 자기유도(inductive charging) 방식의 무선충전 시스템은 충전 용량이 3.2kW이며, 완전히 충전하는 데 걸리는 시간은 3시간 30분 정도라는 것이 비엠더블유 측의 설명이다. 무선충전 시스템은 그동안 다양한 방식의 충전 시스템들 가운데서도 가장 편리하고 효율적인 방식이다. 전기자동차 사용자들이 꼽는 여러 가지 불편한 사항 중에서도 유선으로 충전하는 방식이 항상 상위권을 차지해 왔기 때문이다. 또한, 충전하지 못한 사실을 뒤늦게 파악한 뒤에는 다시 충전할 시간이 없어서 차를 사용하지 못하는 해프닝이 가끔씩 발생하게 되면서, 전기자동차가 가진 불편함을 몸으로 체험하게 된다는 것이 전기자동차 사용자들의 불만 사항 중 하나이다. 비엠더블유의 무선충전 시스템은 정해진 주차장소에 세워두기만 하면 충전이 되어 전기줄을 뽑아서 꼽는 번거로움이나 충전해야 하는 사항을 잊어버려 낭패를 당할 필요가 없다는 장점을 갖고 있다. 비엠더블유의 관계자는 "휘발유나 경유로 움직이는 자동차에 연료를 넣는 것보다도 간단하며, 충전을 위해 어떤 조작도 할 필요 없고, 충전이 시작되자마자 계기판에 충전 상황이 고스란히 나타나기 때문에 운전자는 안심하고 하차할 수 있다"라고 설명했다.[6]
무선충전 버스
비엠더블유의 무선충전 시스템은 충전소 역할을 하는 그라운드패드(GroundPad)와 차량의 차체 하부에 고정된 카패드(CarPad)로 구성되어 있다. 그라운드패드와 카패드가 가까워지게 되면 자기장이 생성되는데, 이때 전자기 유도가 발생하며 전력이 충전된다. 충전패드는 차가 밟고 지나가도 손상되지 않을 정도로 단단하게 설계되었다. 다만, 그라운드패드는 이물질이나 불순물이 감지될 경우 충전이 즉시 종료되기 때문에 충전이 제대로 진행되지 않는다면, 이물질이 묻었는지 여부를 확인해야 한다. 문제점은 안전성으로, 충전 시의 그라운드패드와 카패드 거리는 8cm 정도로서 매우 짧기 때문에 전자파 및 누전 위험성은 거의 없지만, 눈이나 비가 많이 오게 되면 예상 밖의 결과가 나올 수도 있다고 전문가들은 경고했다. 비엠더블유처럼 상용화 단계는 아니지만, 국내에서도 무선으로 충전하는 자동차들이 시범적으로 운행되고 있다. 경상북도 구미시에서 시범 운행되고 있는 무선충전 방식의 전기버스는 카이스트(KAIST)가 2009년에 개발한 자기공진형상화(SMFIR) 기술을 바탕으로 하고 있다. 자기공진형상화 기술은 미국 타임지가 2010년을 빛낸 세계 50대 발명품에 선정하기도 했고, 2013년에 개최된 다보스포럼에서는 세계 10대 유망기술로 뽑히기도 했다.
이 전기버스의 무선충전은 비엠더블유의 방식과는 근본적으로 다르다. 비엠더블유의 전기자동차는 주차했을 때 충전하는 방식이지만, 구미시에서 운행되고 있는 전기버스는 달리면서 충전을 한다. 도로에 매설된 급전선로에서 발생하는 자기장을 차량 하부에 장착된 집전장치를 통해 전기에너지로 변환한다. 이는 동력으로 차량을 구동하는 신개념 교통수단이다. 세계 최초의 도로 주행 기반 충전방식인 만큼 전 세계에서 이를 견학하려는 사람들이 몰려들고 있다. 싱가포르에서는 투자자들이 대거 방한하여 무선충전 전기버스를 직접 시승하고 충전 인프라를 직접 눈으로 확인하는 등 신기술을 체험하기도 했다. 구미시의 관계자는 "전기자동차의 배터리 용량을 늘리기 위한 경쟁이 전 세계적으로 치열하게 전개되고 있지만, 아예 이런 경쟁을 무의미하게 만들어 버릴 도로 주행 기반 무선충전 기술로 새로운 시장을 만들어나가고 있다"라고 말했다.[6]
충전 방식
AC단상 5핀
AC단상 5핀은 국내 완속 충전 표준 커넥터이며 전세계적으로도 많이 사용되는 충전 타입이다. 일반적인 교류전원을 사용하고 통산 220V/32A, 7KW급이다. 국내는 르노 SM3를 제외하고 모두 연결이 가능하며 대부분의 국내 출시된 플러그인 하이브리드(PHEV) 차량의 충전 타입이다.[7]
AC3상 7핀
AC3상 7핀은 3상을 지원하는 7개의 핀으로 구성되어 있고, 급속과 완속을 모두 사용할 수 있는 표준형이다. 하지만 고속 충전시 직류 전원을 사용하는 다른 표준들과 다르게 고속 충전에서 교류 전원을 사용한다. 최대 용량은 43KW AC이며 국내는 르노 삼성의 SM3와 초소형 전기 자동차 D2의 타입이다.[7]
DC 차데모
DC차데모는 일본을 중심으로 만들어진 급속 충전 표준이다. 차데모는 급속 전용 충전 플러그이기 때문에 완속 충전을 위한 플러그가 별도로 필요하다. 국내에서는 현대, 기아에서 생산한 차량들이 이 방식을 사용하고 있다. 하지만 차량에 공간을 많이 차지하는 문제가 있으며 유럽과 미국을 주도로 표준이 만들어지고 있는 DC콤보에 밀려 시장에서 점유율이 낮아지고 있다.[7]
DC 콤보
DC콤보는 미국, 유럽을 위주로 만들어진 급속 충전 표준으로 타입1과 타입2로 나뉜다. 특히 타입1은 미국과 한국의 급속 충전 표준이다. 타입1은 100kW 이상의 고속 충전을 지원하고 있기 때문에 빠른 속도로 급속 충전을 할 수 있으며 전원의 공급은 직류 전원을 사용한다. 현재 지원하고 있는 차종으로는 비엠더블유 i3, 쉐보레 스파크 EV, 현대 아이오닉 일렉트릭, 현대 코나 일렉트릭, 니로 EV가 있다. 타입2는 타입1과 충전구의 모양이 다르고 AC3상의 7핀에 DC연결핀이 있는 구조이다.[7]
고속 전기자동차
배터리 전기자동차
배터리 전기자동차(BEV)는 축전지에 충전하여 전동기를 가동하는 타입으로, 통상적인 전기자동차의 정의에 충실한 배터리 전기자동차이다. 고밀도 대용량 배터리가 장착돼 주행 거리가 하이브리드 자동차에 비해 길고, 플러그를 꽂아 배터리를 충전한다. 대용량 배터리를 충전하기 위해 급속 충전 기능을 주로 사용하는데, 작은 용량의 배터리를 사용하는 일부 초소형 전기자동차는 완속만 가능하기도 하다.[8] 배터리 전기자동차는 개량되어 왔지만, 20세기 초 시장에서 퇴출된 후, 1995년 제너럴 모터스 컴퍼니가 이브이1이라는 이름으로 다시 전기자동차를 시장에 도입했다. 뚜렷한 이유 없이 출시 2년 만에 모두 수거되어 2대만 남기고 전량 폐기됐다. 그 이후 21세기 들어 엘론 머스크의 테슬라(Tesla)가 사업을 확장하면서 가장 대표적인 전기자동차 생산 브랜드로 대두됐다. 리튬이온 배터리로 전기 모터를 구동하기 때문에 배터리의 성능이 성패를 가르는 핵심 요소이며, 전기가 모든 것을 대체하기 때문에 친환경적인 자동차로 떠올랐다. 부품 수가 적어 시스템 단순화가 가능하므로, 고장 위험 범위를 줄일 수 있어 사고 시 폭발 위험성이 적고 다양한 에너지원을 이용할 수 있다. 고가의 전지가 필요하고, 자동차보다 전지의 수명이 짧아 전지를 교환해야 한다. 차량 가격이 비싸며, 인프라가 부족하다.[4]
- 배터리 구조
배터리 전기자동차의 배터리 구조는 셀(Cell), 모듈(Module), 팩(Pack)으로 이루어져 있다. 전기자동차가 움직이려면, 스마트폰의 수천 배에 달하는 많은 전기가 필요하여 배터리가 수십 개에서 많게는 수천 개까지 필요하다. 배터리 구조의 셀, 모듈, 팩은 배터리를 모으는 단위다. 통상 배터리라고 하면 배터리 단품 셀을 말한다. 수많은 배터리 셀을 안전하고 효율적으로 관리하기 위해 모듈 단위로 모으며, 이 모듈들을 모아 하나의 팩이라는 형태를 거쳐 전기자동차에 최종 탑재된다. 전기자동차 비엠더블유 i3의 배터리를 예로 들면, 자동차에 배터리 셀이 총 96개 탑재된다. 셀 12개를 하나의 모듈로 묶고, 8개의 모듈을 또다시 묶어 하나의 팩 형태로 만드는 것이다. 먼저, 배터리의 기본이 되는 셀은 자동차 내 제한된 공간에서 최대한 성능을 발현할 수 있도록 단위 부피당 높은 용량을 지녀야 한다. 일반 모바일 기기용 배터리보다 훨씬 긴 수명도 필수이다. 또한, 주행 중에 전달되는 충격을 견디고, 저온 및 고온에서도 끄떡없을 정도로 높은 신뢰성과 안정성을 지녀야 한다. 여러 개의 셀은 열과 진동 등 외부 충격에서 좀 더 보호될 수 있도록 하나로 묶어 프레임에 넣게 되어 이를 모듈이라고 부른다. 모듈 여러 개를 모아 배터리의 온도나 전압 등을 관리해 주는 배터리 관리시스템(BMS)과 냉각장치 등을 추가한 것이 배터리 팩이다. 이 같은 방식으로 전기자동차에는 배터리 셀 여러 개가 하나의 팩 형태로 들어가게 된다.
많은 사용자가 전기자동차를 구매할 때 가장 많이 고려하는 요인은 1회 충전 시 주행거리이다. 이를 위해 배터리 제조사들은 같은 부피나 무게에 더 많은 에너지를 넣을 수 있도록 고에너지밀도 배터리 셀을 개발하는 데 박차를 가하고 있다. 배터리 업계에서는 에너지 밀도를 더욱더 높이면서 안정성도 확보하는 쪽으로 셀을 개발하는 것이 보편적인 양상이다. 또한, 배터리 셀의 지속적인 발전과 더불어 모듈과 팩 기술도 함께 향상되는 추세이다. 삼성SDI㈜ 관계자는 "업체들이 그동안 배터리 셀 성능에 좀 더 집중했다면, 이제는 모듈과 팩을 얼마나 더 효율적으로 설계하고 구성하느냐까지도 고민하는 상황"이라고 설명했다. 전기자동차에 최종 탑재되는 형태는 팩이기 때문에, 팩의 사양이 전기차의 성능과 디자인을 결정짓기 때문이다. 배터리 셀의 에너지 밀도를 높이는 것은 기본이고, 모듈과 팩의 개발 경쟁도 치열해지고 있는 이유이기도 하다.[9]
하이브리드 자동차
하이브리드 자동차(HEV)는 휘발유 엔진 등의 내연기관과 전기 모터를 동시에 갖춘 자동차이다. 일정 속도 이상으로 달릴 때만 내연기관과 모터가 함께 움직이고 그 이하로는 전기 모터로 달린다. 모터 출력이나 배터리 용량이 배터리 전기자동차에 비해 상대적으로 작고, 차량이 주행하며 생기는 전기 에너지를 활용하는 편이다. 모터가 주행의 일부분을 꾸준히 담당하므로 배기량과 출력이 작은 엔진을 사용할 수 있어서 연비가 좋고 오염물질 배출도 작다. 하이브리드 자동차는 출발시에 모터에의한 엔진 시동을 한다. 단, 겨울철이나 배터리 충전이 약할 경우에는 엔진으로 시동한다. 정속 주행시에는 엔진의 효율이 높은 영역에서 자동차를 구동시키고, 남은 여유 구동력은 배터리에 저장한다. 또한, 가속시에는 힘이 필요한 구간에서 전기 모터가 엔진을 보조하며, 감속시에는 회생제동기능으로 통상 버려지는 감속 에너지를 모터가 희생시켜 배터리를 충전한다. 정차 및 신호대기 시에는 엔진을 정지시켜 불필요한 연료 소비 및 배기가스를 줄인다.[8]
- 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)
- 플러그인 하이브리드 자동차는 기존 하이브리드 자동차에 배터리 전기자동차의 특징인 전기 배터리를 내장하며 진화한 형태다. 내연기관을 그대로 활용하는 동시에 전기자동차적인 요소를 함께 갖추었기 때문에, 보통의 내연기관 자동차보다 연비도 좋고 친환경적이다. 배터리를 완충하고 가득 주유한 상태에서는 전기자동차 상태로 달리다가 전기가 떨어지면 하이브리드 상태로 주행할 수 있다.[8]또한, 세계적인 환경 규제 강화 추세에 맞춰 시장이 급속도로 커지면서 기존의 자동차 디자인을 크게 변형하지 않은 양산형 모델이 나와 긍정적인 소비자 반응을 얻고 있다. 아우디(Audi AG)의 e-트론이나 비엠더블유의 i8처럼 콘셉트카를 그대로 옮긴 듯한 차량도 존재한다. 또한, 하이브리드 자동차는 별도의 외부 충전 없이 1997년 출시되어 전 세계적인 성공을 거둔 토요타자동차㈜의 프리우스가 대표적인 하이브리드 자동차 모델이며, 하이브리드 모델과 휘발유 모델을 병행 출시하는 기업이 늘고 있다.[4]
- 레인지 익스텐더 자동차(R.EX)
- 레인지 익스텐더 자동차는 주행거리 연장형 전기자동차이다. 레인지 익스텐더 자동차는 배터리 충전을 위한 별도의 내연기관을 장착해 이를 발전기로 사용하는 방식의 전기자동차이다. 구동은 전동기로만 이루어지기 때문에 전기자동차라고 할 수는 있지만, 이미 내연기관을 탑재하고 있어서 순수한 의미의 전기자동차로 보기에는 다소 애매한 부분이 있다. 이러한 방식은 전기자동차보다는 직렬형 하이브리드 방식에 더 가깝다. 국내에서 이러한 방식을 사용하고 있는 차종으로는 쉐보레 볼트(VOLT)가 있었지만 2019년에 단종되었다.[10]
하이브리드 자동차에 대해 자세히 보기
수소자동차
수소자동차(FCEV)는 천연가스에서 정제한 수소를 전용 연료 전지 탱크에 저장한 후 공기 중의 산소와 결합해 에너지를 얻는 원리로 움직인다. 몇 분 만에 수소를 완충해 수백 km를 움직이지만, 부산물은 깨끗한 수증기만 나온다. 배터리 전기자동차와는 에너지의 원천 면에서 큰 차이를 보이지만, 전기 에너지로 모터를 움직이기 때문에 전기자동차에 포함되기도 한다. 토요타자동차㈜가 미라이 양산을 시작했다. 내연기관을 사용하는 수소 자동차보다 연료를 절감할 수 있지만, 인프라 정비에 많은 비용이 들고, 수소 탱크 때문에 차량 내부 공간이 좁고 무게는 증가한다. 수소연료 전지가 고가이며, 화학 반응을 이용하므로 성능 저하를 피하기 위해 몇 년마다 전지를 교환해야 한다.[4]
수소자동차와 전기자동차는 석유 연료를 쓰지 않는다. 자동차의 핵심인 내연기관, 엔진이 필요 없다. 둘 다 전기를 원동력으로 삼아 모터를 구동한다는 공통점을 갖고 있지만, 원료와 전기를 만드는 방식에선 크게 다르다. 수소자동차의 동력은 원료가 수소인 연료전지이고 전기자동차는 동력이 전기이다. 일반적으로 전기자동차는 리튬이온전지, 수소자동차는 연료전지를 사용해 전기를 생산한다. 전기자동차는 배터리에 저장된 전기를 사용하고, 수소자동차는 고압 수소탱크에 충전된 수소와 공기 중의 산소를 화학 반응시켜 발생한 전기로 모터를 돌린다. 수소자동차는 공해물질이 거의 배출되지 않으므로 환경오염이 적으며, 적은 연료량으로도 먼 거리 주행이 가능하다. 그러나, 심한 차량 사고 시에는 수소가 폭발할 가능성이 있으며, 수소를 생성해 내는 데 있어 에너지 소모가 커 경제성이 단점으로 지적된다. 수소자동차와 전기자동차를 비교해 보면 수소자동차는 충전 시간이 5분 내외로 짧은 뿐 더러 충전 후 이동거리도 길다. 그러나 생산 비용이 많이 들고 차량 가격도 높다는 단점이 있다. 전기자동차는 수소자동차보다 훨씬 저렴하고, 충전 등 인프라도 상대적으로 구축되어 있다는 장점이 있지만, 전기 충전 시 시간이 20분에서 30분사이로 비교적 길고 주행 거리도 수소자동차보다 훨씬 짧다.[11]
수소자동차에 대해 자세히 보기
저속 전기자동차
저속 전기자동차(NEV)는 정식적인 분류법은 아니지만, 각종 관공서나 기업들의 업무 용도로 사용처가 늘었다. 저속 전기자동차는 일반적으로 2인 이하의 인원이 탑승하여 근거리 및 중거리 이하를 주행할 수 있도록 설계된 작은 크기의 전기자동차이다. 국내에서 주행하고 있는 저속 전기자동차는 경차의 일종으로 등록되어 운행되고 있다. 1950년대 유럽에서 나타난 버블카 내지는 마이크로 카를 전동화 및 현대화한 자동차라고 할 수 있다. 저속 전기자동차는 대부분 후술할 저속 전기자동차로 분류되거나, 이륜차 등에 준하는 취급을 받는다. 저속 전기자동차는 국내 간선도로에 진입할 수 없다. 초소형이 아니면서 일반적인 자동차에 준하게 설계된 전기자동차는 여기에 해당하지 않는다. 국내 판매되고 있는 저속 전기자동차로는 르노 트위지가 대표적이며, 저렴한 가격으로 시장에 충격을 주었던 대창모터스의 다니고, 우체국에서 사용되고 있는 쎄미시스코 D2 등이 있다.
한국에서 전기자동차를 구분하는 기준 중 하나는 속도에 있다. 속도는 차량이 발휘할 수 있는 최고속도 및 항속 속도와 주행거리 및 가속력 등 차량의 전체적인 성능을 이르는 표현이다. 저속 전기자동차는 최고속도가 60Km/h를 초과하지 않고, 차량 총 중량이 1,361kg을 초과하지 않는 전기자동차이다. 저속 전기자동차는 운행구역 외의 도로에서 운행할 수 없다. 저속 전기자동차를 운행할 때에는 제한속도가 60Km/h 이상인 자동차 전용 도로나 교량 등에 걸려 있는 저속 전기자동차 운행 제한구역 표지판을 확인해야 한다. 지정된 운행구역을 벗어나면 10만 원의 과태료가 부과된다. 반면, 고속 전기자동차는 일반적인 자동차와 동일하게 이와 같은 운행구역 제한을 받지 않는다. 대부분의 초소형 전기 자동차는 저속 전기자동차로 분류되거나 그에 준하는 취급을 받는다.[10]
- 시장 활성화
저속 전기자동차는 고속 전기자동차 시장에 많은 영향을 주는 중요한 모델이다. 구조가 단순하고 차체도 작지만, 보급 대수를 많이 늘릴 수 있다는 장점이 있다. 저속 전기자동차를 통해 전기자동차 시장 활성화에 나선 대표적인 국가는 중국이다. 중국은 지방 소도시나 시골에 전기 오토바이, 삼륜 전기자동차, 저속 전기자동차를 대량 보급하여 일반인들에게 전기자동차에 대한 친숙한 이미지를 심어주었다. 중국에는 자연스럽게 고속 전기자동차의 보급으로 이어지는 발판을 만들었다. 덕분에 중국은 2015년 미국을 제치고 세계 1위의 전기자동차 시장으로 올라갔다. 중국 정부는 뉴 에너지 비클로 불리는 친환경 자동차 정책을 적극적으로 추지하여 매년 40만대 이상의 저속 전기자동차를 생산했다. 특히, 산둥성은 전기자동차 누적 판매가 33만대를 집계한 바 있다. 서울시에 따르면 시내에서 저속 전기자동차의 운행 제한 구역은 화곡로, 공항로, 헌릉로 일부 등 일반도로 22개 노선 구간과 올림픽대로와 강변북로 및 내부순환로 등 도시 도로 35개 노선 구간이다. 또한, 성수대교, 원효대교, 서강대로 등 한강 다리도 저속 전기자동차는 운행할 수 없다. 일본의 전기자동차는 저속 및 고속 구분 없이 모든 도로에서 운행이 가능하고, 유럽이나 중국도 별도의 구분 없이 내연기관 자동차와 함께 운행할 수 있었다.[12]
현황
국내
2014년 12월에는, 환경부와 산업통상자원부가 '전기자동차 상용화 종합대책'을 발표했다. 전기자동차 보급을 2014년 누적 6,000대에서 2017년에는 4만 5천 대, 2020년까지 누적 20만 대를 목표로 공공 급속 충전시설도 2020년 1,400기까지 늘리는 계획이다. 그리고 소비자 부담 완화를 위한 보조금 지원, 세제 지원, 공공기관의 전기자동차 구매를 확대했다. 전기자동차는 충전소와 같은 인프라가 충분히 갖춰지지 않아 일반 자동차 처럼 전국을 자유롭게 돌아다니기가 쉽지 않다. 이에, 플러그인 하이브리드 자동차가 전기자동차 시대의 선봉으로 주목 받았다. 플러그인 하이브리드 자동차는 전기모터와 내연기관을 함께 사용하기에 전기 배터리가 방전되어도 가솔린 및 디젤만으로 운행이 가능하다. 2015년에는 친환경 차량에 플러그인 하이브리드 자동차도 포함하여 기업들의 플러그인 하이브리드 자동차 모델 출시가 시작되었다. 플러그인 하이브리드 자동차의 단점으로 지적되는 짧은 주행거리를 일반 자동차만큼 보안했고, 연비는 일반 자동차보다 2배에서 3배정도 높다는 장점이 있다. 전기자동차 시장이 활성화 되면서 디트로이트 모터쇼와 제네바 모터쇼 및 서울모터쇼에서 비엠더블유, 아우디, 폭스바겐, 벤츠, 현대자동차㈜ 등 글로벌 주요 브랜드 들이 플러그인 하이브리드 자동차를 공개했다. 또한, 정부가 지원 정책으로 친환경 차량에 플러그인 하이브리드 자동차도 포함하면서 소비자 구매 부담이 줄어들고 완성차 업체들도 플러그인 하이브리드 자동차 모델을 출시하기 시작했다.[13]
국외
저유가에도 전기자동차 보급이 꾸준히 확대되고 있는 이유는 세계 각국의 친환경 정책에 있다. 특히, 자동차에서 배출되는 탄소를 줄이기 위한 노력으로 전기자동차 보급을 장려하고 있고 다양한 지원 정책을 펼치고 있다. 미국, 영국, 프랑스, 중국, 일본 등 16개국은 2010년 전기자동차 시장을 주도하기 위한 '전기자동차 이니셔티브(EVI, Electronic Vehicle Initiative)' 리더십 포럼을 만들어 적극적으로 전기자동차 보급에 나서고 있다. 국제에너지기구(IEA) 보고에 따르면, 2014년 말 기준으로 이브이I 회원국에 보급된 전기자동차는 66만5,000대 이상이며, 충전설비는 10만8천여 대이다. 또한, 이브이I 회원국에 보급된 전기자동차는 전세계의 95%를 차지하고 있다. 미국은 1980년대 후반부터 세금 공제를 통해 전기자동차의 사용을 장려했다. 캘리포니아 대기 자원 위원회(CARB)에서 매연을 발생하지 않는다는 이유로 전기자동차를 무공해차량으로 주목했다. 이후, 캘리포니아 대기 자원 위원회는 무공해차량 사용량에 대한 진보적인 할당량을 설정했으나 자동차 제조업체들과 소비자들의 반대로 인해 철회했다. 많은 자동차제조업체의 반발로 캘리포니아 대기 자원 위원회는 요구사항을 완화하였으며, 2003년부터 무공해차량의 의무 판매를 규정, 업체별 자동차 판매 대수에 따라 전기자동차, 하이브리드 자동차, 초저공해 가솔린 자동차 등 무공해 차량을 일정 비율 이상 판매를 의무화했다.
일본에서는 미국에서의 배출가스 규제가 계기가 되어, 1970년대 전반과 1990년대 전반 두 차례 전기자동차 개발 붐이 일었다. 그러나, 자동차 업계와 섬유업계가 제기한 소송에 연방 정부가 방침을 바꾸었으며, 일본 대부분의 기업이 전기자동차의 개발을 중지하고 하이브리드 자동차 개발로 전환했다. 2005년 8월에, 후지중공업(Fuji Heavy Industries)과 미쓰비시자동차는 전기자동차 개발 계획을 발표했다. 2008년에 들어 닛산과 르노(Renault S.A) 연합이 전기자동차로 본격 참여 방침을 표명했고, 토요타자동차㈜도 2010년대 초반에 전기자동차를 출시하기로 발표하는 등 전기자동차가 활성화 조짐을 보였다. 또한, 대형 자동차로는 트롤리버스가 도시 교통기관으로 예전부터 실용화되었고, 듀얼 모드 트레일러와 모스톤 하이브리드 트롤리버스 및 비접촉 충전식 하이브리드 버스 등도 점차 도입되고 있다. 2008년에 영국의 총리인 고든 브라운(Gordon Brown)은 G8에서 영국이 녹색차 혁명의 선두 주자가 될 것이라고 밝혔다. 또한, 그 준비로 2009년부터 2010년까지 전기자동차에 대한 연구가 진행될 것이고, 영국 지방 의회는 영국의 첫 번째 녹색 도시가 될 도시로 글래스고(Glasgow)를 선정했다. 2009년 1월, 영국 정부는 전기자동차를 구입하는 사람들에게 2억 5천 파운드의 보조금을 지급할 계획임을 밝혔고, 영국의 거대 전기자동차 공장은 전기자동차를 대량 생산할 기술을 승인받았다. 이는 영국 북동쪽에 4,500개의 주요한 전기자동차 생산자의 일자리를 창출할 것으로 예상된다. 2009년 4월에는 영국 정부의 수소자동차와 전기자동차 구매자들에 대한 5,000파운드의 지원금이 지원되었지만 대량 판매 시장의 형성에는 역부족이었다. 재무장관인 알리스타이르 달링(Alistair Darling)은 10년 이상된 차들을 회수하는 데에 2,000파운드의 지원금을 책정했다.[14]
전망
2020년 8월 23일, 업계에 따르면 국내 판매 중인 전기자동차 모델이 6년 만에 13개 자동차 브랜드의 18개 모델로 3배 증가했다. 차종도 소형 및 준중형급 세단 주류에서 중형급 세단과 중형 및 소형 스포츠유틸리티차량(SUV)까지 확대되었다. 특히, 초기 주행거리는 100Km 안팎이었지만, 소비자 주행패턴에 따라 최소 200Km 초반에서 400Km 후반까지 선택할 수 있도록 다양화되었다. 가격 또한 3000만 원대 후반에서 1억 원 초반까지 브랜드나 소비자 선호도에 따라 선택의 폭도 늘었다. 전기자동차 보급에 가장 큰 걸림돌이었던 소비자 선택지가 늘어났으며, 2021년에는 최대 30종까지 늘어날 전망이다. 2020년 하반기에 포르쉐 타이칸 출시를 시작으로 현대자동차㈜(Hyundai Motor Company), 기아자동차㈜(KIA Motors), 제네시스(Genesis) 브랜드 각각 1종씩 신차가 출시되었고, 메르세데스벤츠(Mercedes-Benz)도 2종에서 3종을 출시했다. 쌍용자동차(SsangYong Motor), 폭스바겐(Volkswagen), 비엠더블유 미니(BMW MINI), 볼보(Volvo) 등도 국내에 신차를 내놓는다. 18개 모델 중 일부가 단종 되더라도 2021년에는 최소 25종에서 30종에 육박할 전망이다. 업계 관계자는 "전기자동차 보급에 가장 큰 걸림돌이 살만한 전기자동차가 없다는 것인데 유럽 자동차를 비롯한 수입차들의 신차 출시가 계속되고 있으며, 국내 전기차 시장은 유럽과 미국 못지않게 소비자 선택 차종이 크게 다양해질 것"이라고 말했다.[15]
동영상
각주
- ↑ 죽기 전에 꼭 알아야 할 세상을 바꾼 발명품 1001, 〈전기차〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 2.0 2.1 저공해차 통합누리집 공식 홈페이지 - https://www.ev.or.kr/portal
- ↑ 유상연 과학칼럼니스트, 〈국산 고속전기차, 고속도로 달린다〉, 《한겨레》, 2010-10-18
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 생활을 바꾸는 디자인, 〈전기자동차〉, 《네이버 지식백과》, 2015-07-02
- ↑ 변성용 칼럼니스트, 〈전기차의 충전을 이해하자〉, 《자동차생활》, 2020-01-28
- ↑ 6.0 6.1 김준래 객원기자, 〈전기자동차도 무선충전이 대세〉, 《사이언스타임즈》, 2018-06-15
- ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 메르세데스 벤츠 EQ 위키 - https://mbk.evmentor.com/%EC%B6%A9%EC%A0%84%EA%B8%B0%EC%A2%85%EB%A5%98/
- ↑ 8.0 8.1 8.2 이브이포스트 닥터EV, 〈전기차의 종류에 대해 알아보자〉, 《이브이포스트》, 2018-09-11
- ↑ 권도경 기자, 〈‘전기차 심장’…‘셀’ 효율과 ‘모듈-팩’ 디자인이 성능 좌우〉, 《문화일보》, 2019-05-07
- ↑ 10.0 10.1 bhp91 기자, 〈저속? 고속? 초소형? 전기자동차 요약 정리!〉, 《모토야》, 2019-12-02
- ↑ 시사상식사전, 〈수소연료전지차〉, 《네이버 지식백과》, 2019-01-18
- ↑ 〈한강다리도 건널수 없는 '저속전기차' 푸대접…한국의 '테슬라' 나올 수 있을까〉, 《한국전기자동차협회》, 2017-03-15
- ↑ 〈전기자동차 국내 보급 현황〉, 《삼성SDI㈜》
- ↑ 〈전기자동차 글로벌 보급 현황〉, 《삼성SDI㈜》
- ↑ 박태준 기자, 〈6년 만에 전기차 판매 모델 3배 늘었다...내년엔 최대 30종 전망〉, 《전자신문》, 2020-08-23
참고자료
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- 전기자동차 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%84%EA%B8%B0%EC%9E%90%EB%8F%99%EC%B0%A8
- 죽기 전에 꼭 알아야 할 세상을 바꾼 발명품 1001, 〈전기차〉, 《네이버 지식백과》
- 물리학백과, 〈전기 자동차〉, 《네이버 지식백과》
- 〈전기자동차 글로벌 보급 현황〉, 《삼성SDI㈜ 홈페이지》
- 유상연 과학칼럼니스트, 〈국산 고속전기차, 고속도로 달린다〉, 《한겨레》, 2010-10-18
- 생활을 바꾸는 디자인, 〈전기자동차〉, 《네이버 지식백과》, 2015-07-02
- 〈한강다리도 건널수 없는 '저속전기차' 푸대접…한국의 '테슬라' 나올수 있을까〉, 《한국전기자동차협회》, 2017-03-15
- 카베이, 〈HEV, PHEV, BEV, FCEV 친환경차!? - 친환경차의 모든 것!〉, 《브런치》, 2018-05-30
- 김준래 객원기자, 〈전기자동차도 무선충전이 대세〉, 《사이언스타임즈》, 2018-06-15
- 이브이포스트 닥터EV, 〈전기차의 종류에 대해 알아보자〉, 《이브이포스트》, 2018-09-11
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