골라타는 재미가 있다! ‘전기자동차의 종류’

2020.01.08

여러분들께서는 내연기관 자동차와 전기자동차의 차이점에 대해서 알고 계신가요? 

먼저 사용하는 에너지원이 다릅니다. 기존의 자동차는 가솔린, 디젤 등 화석연료에서 발생하는 열에너지를 에너지원으로 하는 반면, 전기자동차는 전기에너지를 

에너지원으로 합니다. 

에너지원이 다르기 때문에 기존의 에너지를 운동에너지로 전환시키는 동력시스템 또한 다릅니다. 내연기관 자동차는 열에너지를 운동에너지로 바꾸기 위해 엔진을 사용하지만, 전기자동차는 전기에너지를 운동에너지로 바꾸기 위해 모터를 사용하죠. 

연료와 에너지를 저장하는 방법도 다릅니다. 내연기관 자동차는 속이 비어 있는 연료 탱크에 액체류의 화석연료 혹은 LPG 가스를 저장하지만, 전기자동차는 배터리에 

전기에너지를 직접 저장합니다. 이 외에도 내연기관 자동차와 전기자동차는 다른 점들이 많이 존재하죠. 

지금은 내연기관 자동차에서 전기자동차로 넘어가고 있는 과도기적인 시기입니다. 

이에 따라 다양한 전기자동차의 종류가 발생하고 있는데요. 오늘은 전기자동차의 종류에 대해 알아보겠습니다.

골라타는 재미가 있다! ‘전기자동차의 종류’

전기자동차는 기존 내연기관에 전기모터와 배터리의 역할이 어느 정도 개입되는 가에 따라 하이브리드카(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 

플러그인 -하이브리드카(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 순수 전기차(EV, Electric Vehicle)로 구분할 수 있습니다. 

EV는 100% 전기에너지로만 주행하는 전기자동차를 의미하고, ‘혼합물’이라는 의미의 하이브리드(Hybrid)가 붙은 HEV와 PHEV는 내연기관에 전기모터가 혼합된 

형태입니다. 이 둘의 차이점은 주동력과 보조동력이 다르다는 것입니다. HEV는 주동력원이 화석연료(열에너지)이고 보조동력원이 전기에너지인 반면, PHEV는 주동력원이 

전기에너지이고, 보조동력원이 화석연료죠.

HEV (Hybrid Electric Vehicle), 하이브리드 카

HEV(하이브리드 차량)에서 전기모터는 가속 시 출력 보조 역할을 하여 연비 향상, 배기 가스를 감소시킵니다. 배터리 충전은 2가지 방법으로 이뤄집니다. 

하나는 차량 제동 시 혹은 엑셀레이터를 밟지 않은 상태에서의 열에너지를 전기에너지로 변환시키는 회생제동 충전이며, 다른 하나는 주행 중에 엔진이 모터를 

작동시켜 충전하는 방법입니다. 

HEV에서 전기모터는 보조동력이기 때문에 용량은 작지만 뛰어난 출력 성능과 내구성을 갖춘 배터리가 필요합니다. 이에 맞춰 삼성SDI는 고출력의 HEV용  배터리 셀을 

생산하고 있습니다.

PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 플러그인 하이브리드 카

PHEV(플러그인-하이브리드 차량)는 HEV와 반대로 주동력원이 전기에너지입니다. 따라서 일반 주행 시에는 전기모터로만 운행하지만, 고속 주행 혹은 장거리를 달리게 되면 내연기관을 함께 사용하게 됩니다. PHEV는 HEV와 같은 방법으로 배터리를 충전하기도 하지만, 가장 큰 충전 방법은 콘센트로 스마트폰을 충전하듯이 외부에서 콘센트를 꽂아 전기에너지를 충전하는 것입니다.

주로 전기에너지를 사용하기 때문에 PHEV용 배터리는 HEV에 비해서는 출력은 조금 낮아도 되지만, 많은 에너지를 저장할 수 있도록 에너지 밀도가 높거나 용량이 커야 합니다. 이에 삼성SDI는 높은 에너지 밀도와 출력 밀도가 적절하게 균형 잡힌 PHEV용 배터리 셀을 생산하고 있습니다. 

EV (Electric Vehicle) 순수 전기자동차

EV(순수 전기차)는 100% 전기에너지로만 주행하는 자동차입니다. 따라서 HEV나 PHEV와는 달리 내연기관없이, 전기모터와 배터리만 존재합니다. 

내연기관 자동차는 화석연료를 열에너지로 전환시키는 과정에서 큰 소리와 진동을 발생시키지만, EV는 배터리에 저장되어 있는 전기에너지를 모터로 이동시키기만 하면 되기 

때문에 소음이 전혀 없습니다. 이렇게 조용해도 되나 싶을 정도로요. 또한 내연기관 자동차는 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 부산물들이 차량 뒤쪽의 배기가스 배출구로 

나오지만, EV에는 배기가스 배출구가 존재하지 않습니다. 에너지 전환 과정에 부산물이 전혀 나오지 않기 때문이죠. 

EV는 내연기관의 도움 없이도 일반 자동차와 똑같은 성능을 발휘해야 합니다. 장거리를 달려야 하고, 고속 주행이 가능해야 합니다. 따라서 EV용 배터리 셀은 많은 에너지를 

저장하기 위한 고에너지밀도 특성과 한 번에 많은 힘을 낼 수 있는 고출력 성능을 지녀야 합니다. 

삼성SDI는 단일 부피당 업계 최고 수준의 에너지 밀도를 자랑하는 EV용 배터리 셀을 생산하고 있습니다.

[삼성SDI의 전기자동차 셀 라인업]

지금까지 전기자동차의 종류에 대해 알아보았습니다. 소비자들에게 HEV로 먼저 다가 온 전기자동차. 이제는 전기모터의 역할이 더 큰 PHEV와 EV로 옮겨가고 있습니다. 

전기모터의 역할이 커질수록 전기자동차의 심장과도 같은 배터리의 중요성은 더욱 강조되고 있죠. 다가 올 전기자동차 시대의 미래는 배터리에 답이 있는 듯 합니다.