전기차 원리와 주요구성품! 장점과 디자인 특징

■ 전기차 원리

전기차는 내연기관 자동차와 달리 배터리에 저장된 전력으로 모터를 구동합니다. 이를 통해 자동차는 주행이 가능한데요. 이처럼 내연기관차와 차이점 만으로도 그 원리를 알 수 있습니다. 그렇다면 주요 구성품에는 무엇이 있을까요?

◐ 전기차 주요 구성품

첫 번째는 구동모터 입니다. 전기 에너지를 운동에너지로 전환하여 바퀴가 돌게끔 하는 부품이 바로 구동모터 인데요. 모터의 회전력이 감속기를 통해 바퀴에 전달되고 이를 통해 차량이 움직이게 됩니다. 전기차의 원동력은 배터리 입니다. 배터리는 그 기능 그대로 차량에 에너지를 저장하고 공급합니다. 배터리의 종류는 리튬이온 배터리가 주로 사용됩니다. 다음은 감속기 입니다. 모터의 높은 회전속도를 바퀴의 적정 회전속도로 변환하여 동력을 더 효율적으로 전달하게 됩니다. 전기차의 부품 중 온보트 차저라는 것이 있습니다. 이는 외부전원을 이용하여 배터리를 충전합니다. 이에 가정용 충전기, 공용충전소, 초급속충전기 등이 있습니다. 마지막으로 통합전력제어장치가 있습니다. 이는 각 부품들을 통합적으로 제어하여 전기차의 효율적인 운행을 담당 합니다.

■ 전기차 주행원리

전기차가 주행하는 과정을 살펴보겠습니다. 우선 배터리에 저장된 전기에너지가 구동모터로 전달됩니다. 또 구동모터가 회전을 하면서 감속기를 통해 바퀴를 구동하며 차량이 주행을 시작하는데요. 여기에 회생제동 시스템을 통해 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 배터리에 저장이 됩니다.

■ 전기차 배터리위치와 안전

전기차를 대부분 이루고 있는 배터리는 차량의 무게중심을 좌우합니다. 그렇기에 전기차의 배터리는 바닥에 위치해 있는데요. 이런 배터리의 위치에 따라 전폭 충돌파형이 달라집니다. 배터리가 바닥에 위치하면 충돌 시 배터리의 위치에너지가 차량변형에 활용되어 안정성이 높아집니다. 배터리 보호회로는 과충전, 과방전, 과전류 등을 방지하여 배터리 안정성을 높이게 됩니다. 이처럼 배터리의 안전이 차량의 안전이라 해도 과언이 아닌데요. 배터리 안전을 위한 보호회로 외에도 절연테이프 부재, 분리막 설계, 양극 및 음극용량 등 다양한 요소가 결합됩니다.

■ 전기차 장점

이런 전기차의 장점을 안 살펴볼 수가 없겠죠! 전기차는 내연기관 차에 비해 연비와 운영비용이 적습니다. 이는 전기에너지를 사용함에 있어 얻을 수 있는 효과라 할 수 있습니다. 또 전기에너지라는 점에 친환경성이 우수합니다. 배출가스가 없기에 환경오염을 예방할 수 있는데요. 여기에 전기차의 장점 중 높게 사는 사항이 있습니다. 바로 소음인데요. 실제 전기차의 소리를 들어보면 거의 들리지 않을 정도로 소리가 작습니다. 그러나 단점이라 하면 아직까지 충전의 인프라가 부족합니다. 이는 분명 전기차의 활성화를 위해 해결해야 할 문제인데요. 이를 극복하는 또 다른 방법은 배터리의 기능이 더욱 좋아지는 것이라 할 수 있습니다. 최근 리튬이온 배터리 외에도 고에너지밀도, 고출력, 장수명 특성을 가진 고체배터리 등이 개발되고 있습니다.

■ 전기차 역사

1820년대부터 1850년대까지 유럽과 미국에서 초기 형태의 전기차가 등장했습니다. 1828년 헝가리 사제 아니오스 예들리크가 최초로 소형 전기차 모형을 만들기도 했는데요. 1830년 영국의 로버트 앤더슨이 원유전기마차를 발명했습니다. 1865년 프랑스에서 이차전지가 발명되면서 전기차가 빠르게 발전하게 됩니다. 1881년 프랑스의 귀스타브 트루베가 세계 최초의 충전식 전기차를 만들어 주행 테스트에 성공했는데요. 1884년 영국의 토마스 파커가 실생활에 사용할 수 있는 전기차를 개발한 바 있습니다. 1897년에는 전기택시가 등장했으며, 포르쉐의 설립자 페르디난토 포르쉐도 처음 개발한 차량이 전기차였습니다. 1960년대부터 1990년대까지 전기차에 대한 관심이 다시 높아졌는데요. 2000년대 이후 배터리 기술, 모터 및 구동계 기술, 자율주행 기술 등의 발전으로 현대적인 전기차가 등장했습니다.

◐ 전기차 발전의 장애물

위와 같은 히스토리가 있는 과정에 장애물이 존재했습니다. 20세기 내연기관보다 비싼 이유로 인해 대중화를 이루지 못하였고 제한적인 주행거리가 사람들에게 주목받지 못했던 이유였습니다. 또한 느린 충전속도도 문제였는데요. 이런 요소들이 전기차보급에 장애물이 되었습니다.

■ 전기차 디자인 특징

전기차는 전기차만의 디자인이 있는데요. 전반적인 모양이 공기역학적 디자인이라 부를 수 있습니다. 전기차는 엔진이 없기에 라디에이터 그릴이 필요 없는데요. 그렇기에 공기저항을 최소화 할 수 있고 이로인해 공기역학적 디자인을 채택할 수 있습니다. 또 전기차의 휠을 보면 평평하단 느낌을 받게 되는데요. 이 또한 공기정항을 최소화하기 위한 방안이라 할 수 있습니다. 전기차이기에 가능한 디자인의 장점은 넓은 적재량입니다. 전기차는 내연기관차와 달리 엔진과 변속기 등의 주요부품들이 없기에 이를 공간으로 활용할 수 있습니다. 때문에 레저를 즐기는 분들한테 유리할 수 있습니다. 국내 전기차하면 떠오르는 모델이 아이오닉5와 아이오닉6 입니다. 이 차량들의 모양을 살펴보면 휠베이스가 꽤 길다고 느끼는데요. 반면 프런트오버행은 짧기에 비례감 있는 측면 디자인 구현이 가능합니다.