개요
대기 오염 등 환경문제의 심각성이 확산되면서 세계적인 자동차 메이커들이 내연기관 자동차의 퇴출을 계획하고 있다. 또한 주요 국가들에서도 내연기관 자동차의 판매를 금지하는 계획이 발표되고 있는 실정으로 100년이 넘는 역사를 가진 내연기관 자동차의 역사가 저물어 가고 있다.
전기자동차가 처음 개발될 당시 충전 시간, 주행 거리, 충전 인프라 등의 문제로 우리 일상 속에 들어오는 것은 먼 미래 이야기일 것 같았지만, 여러 자동차 회사와 관련 기업들이 전기자동차 시장에 뛰어들어 개발에 박차를 가하면서 친환경 자동차가 차지하는 시장이 급속도로 커지고 있다.
자동차 회사들은 활발한 개발을 통해 친환경 자동차 모델들을 연이어 출시하면서 성능을 획기적으로 향상하고 있으며, 발표되고 있는 친환경 자동차는 크게 4가지로 분류할 수 있다.
- HEV (Hybrid Electric Vehicle)
- PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)
- BEV (Battery Electric Vehicle)
- FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle)
HEV (Hybrid Electric Vehicle)
하이브리드 자동차는 기존의 내연기관 자동차에 엔진을 보조해주는 전기 모터가 함께 장착되어 있는 자동차를 말한다. 일반 주행 시에는 기존 내연기관과 동일하게 엔진의 힘으로 구동되지만, 정지 시에 발생하는 에너지를 전기모터를 통해 배터리에 저장, 저속 주행과 같은 상황에서 모터로만 차를 구동시키거나 엔진을 보조한다.
이렇듯 엔진의 힘으로 자동차가 주행 중에 발생하는 에너지를 스스로 배터리에 충전시켜 모터를 구동시키기 때문에 별도로 전기 충전이 필요하지 않고, 엔진에 보조 동력으로 모터를 사용하기 때문에 일반 내연기관 차에 비해 뛰어난 연비를 가지고 있다.
구동 : 엔진+모터
연료 : 화석연료+전기
장점 :
- 연비
단점 :
- 비싼 가격
- 무거운 차체
- 낮은 정비성(내연기관 대비 많은 부품으로 고장 가능성 높음)
PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)
플러그인 하이브리드 자동차는 하이브리드 자동차와 동일하게 내연기관과 모터를 가지고 있지만, 배터리와 전기 모터의 비중이 하이브리드 자동차에 비해 좀 더 늘어난 형태이다.
단독으로 충전이 가능한 배터리가 존재하고, 큰 배터리를 가지고 있기 때문에 더 많은 양의 전기를 충전할 수 있기 때문에 내연기관을 보조하는 모터의 개입이 하이브리드보다 훨씬 더 많은 부분을 차지하고 있다. 또한 순수 전기 모드로 주행도 가능하다.
구동 : 엔진+모터
연료 : 화석연료+전기
장점 :
- 연비
- 안정성(전기자동차보다 배터리 열화 가능성 낮음)
단점 :
- 충전(빈번한 충전 / 완속 충전만 가능)
- 비싼 가격
- 무거운 차체
- 낮은 정비성(내연기관 대비 많은 부품으로 고장 가능성 높음)
BEV (Battery Electric Vehicle)
BEV는 전 세계 자동차 업계에서 가장 활발하게 개발되고 있는 자동차로 순수 전기만을 이용해 주행하는 자동차다. 자동차 하부에 있는 대용량의 배터리팩(Battery Pack)에 저장된 전기로 모터를 구동하는 방식으로 주행을 포함한 모든 기능이 배터리에 저장된 전기에너지로 작동하기 때문에 전기 충전이 필요하다.
하이브리드나 플러그인 하이브리드에 비해 연료비가 적고 오염 물질 배출이 없지만, 짧은 주행 거리와 긴 충전시간이라는 단점이 존재한다. 하지만 자동차 시장에서 가장 빠른 속도로 성장하고 있으며 세대를 거듭할수록 길어지는 주행거리와 고속 충전 등을 통한 짧은 충전 시간으로 단점이 점차 사라져 가고 있다.
구동 : 모터
연료 : 전기
장점
- 주행 성능(모터는 출발과 동시에 최대 토크)
- 정숙성
- 정비성(내연기관 대비 단순한 구조)
단점 :
- 비싼 가격
- 짧은 주행거리
- 충전 인프라
- 충전 시간
FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle)
수소자동차로 불리는 FCEV는 수소와 산소의 화학반응(Fuel Cell Stack)으로 얻어진 전기의 힘으로 움직인다. 약 600km의 주행거리를 가지고 있고 별도로 전기를 충전할 필요가 없으며 수소 충전소에서도 몇 분 안에 충전이 완료되기 때문에 내연기관 자동차와 큰 차이 없이 운행이 가능하다. 거기에 더불어 화학반응을 통해 마실 수 있는 깨끗한 물만 부산물로 배출하기 때문에 가장 친환경적인 자동차라고 할 수 있다.
하지만 충전 인프라가 거의 없기 때문에 큰 단점으로 꼽히고 있고 내연기관 자동차에 비해 훨씬 큰 동력계를 확보해야 하기 때문에 자연스레 좁은 실내공간을 갖게 된다. 또한 동력계의 큰 크기만큼이나 매우 복잡하기 때문에 정비의 어려움도 가지고 있다.
수소자동차 폭발에 대한 위험성을 걱정하기도 하지만 출동이나 화재 등이 발생했을 경우 스택으로 수소 공급을 차단하거나 탱크에 있는 수소를 대기 중으로 방출하는 등 안전장치를 가지고 있기 때문에 안전기관에서의 테스트를 통해 일반 내연기관 차량 이상으로 안전함을 입증하기도 했다.
구동 : 모터
연료 : 수소
장점 :
- 주행 거리(전기차 대비 높은 주행거리)
- 친환경성
- 충전 속도
단점 :
- 충전 인프라
- 실내 공간
- 낮은 정비성
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