전기자동차 종류 4가지별 원리와 차이점을 알아보고자 합니다. 전기(자동)차 종류는 크게 4가지로 나누며 전기차, 수소전기차, 하이브리드, 플러그인 하이브리드 자동차 4가지가 있습니다. 이 4가지 전기차의 차이점은 무엇이고 전기차 종류별로 최초로 만들어진 이름과 간단한 역사에 대해서도 같이 알아보도록 하겠습니다.
전기차 종류 4가지 차이점 및 작동원리
1.전기자동차
전기차는 고전압 배터리에서 전기에너지를 전기모터로 공급하여 구동하는 힘이 되는 동력을 발생시키는 차자동차로 화석연료를 전혀 사용하지 않는 무공해 차량이라서 2035년까지 전기자동차 비중을 늘려 온실 가스를 줄이고자 하는 보급률을 늘리려는 1순위 자동차입니다.
최초 전기자동차는 사실 역사적으로 내연기관 자동차보다 더 먼저 만들어졌는데 전기자동차는 내연 기관차가 만들어진 1886년보다 60여년이나 먼저 만들어졌습니다.
세계 최초의 전기자동차는 1824년 헝가리의 아니오스 예들리크(Ányos Jedlik)가 4개의 바퀴가 달린 사각형 판 위에 전선이 감긴 장치에서 동력을 일으켜 주행하는 자동차로 만들 것이 시초가 되었으며 19세기 스코틀랜드의 화학자이자 사업가인 로버트 앤더슨(Robert Anderson)이 전기마차로 발전을 했으며 1800년말 말 축전지가 가스통 플란테에 의해서 발명이 되면서 이를 이용을 해서 1886년 영국인 발명가 토머스 파커(Thomas Parker)는 세계 최초로 전기자동차 상용화에 성공하면서 프랑스에서는 소방차 용도로 미국에서는 택시로 사용이 되기 시작을 했습니다.
최초 전기 자동차 속도는 30km 정도였다고 알려져 있습니다.
최초 자동차가 만들어지고 나서 전기자동차 재등장의 역사를 가져온 자동차는 일론 머스크의 테슬라 자동차가 리더 역할을 시작을 하면서 현대 기아자동차 및 중국 지리 자동차 회사가 그 선두 역할을 해 오고 있는 상황입니다.
전기 자동차 장단점 4가지
환경적, 경제적, 편리성, 안정성이 장점으로 알려져 있습니다. 다만 최근 화재발생을 할 경우 꺼지지 않는 화재 진압 어려움과 베터리 폭발문제등을 더 해결을 할 필요가 대두가 되고 있습니다.
- 엔진이 없고 석유연료를 사용하지 않아서 대기오염물질과 온실가스를 배출하지 않음
- 베터리 용량에 따라 주행가능 거리에 차이가 있으며 계속해서 성능이 좋은 베터리 개발중
- 내연기관차와 달리 엔진이 없이 배터리와 모터만으로 차량 구동이 가능하여 가성비가 좋음
- 단점은 초기 구매 비용이 저렴하지 않다는 점
전기 자동차 내부 운영 구조
외부 전력 공급을 통한 충전을 통해 자동차가 굴러가게 되며, 급속충전기는 50kW급으로 완전방전상태에서 80%충전까지 30분이 소요되며, 완속 충전기는 약 6~7kW급으로 완전방전에서 완전충전까지4~5시간이 소요가 됩니다. 최근에서는 더 빠르게 출전을 위한 기술이 개발이 되고 있습니다.
내연기관 엔진 없이 충전된 배터리에서 공급되는 전기에너지만을 동력원으로 전기모터를 구동을 하게 되며 브레이크 제동 시 모터가 발전기로 전환되어 역으로 배터리를 충전을 하는 회생제동 기능을 이용한 운행 중 배터리 충전으로 제동횟수가 많은 도심에서 사용할 경우 에너지 절약이 더 큰 모델 이기도 하며 더 많은 1회 충전으로 장거리를 뛸 수 있는 베터리 개발에 집중을 하고 있습니다.
전기 자동차 주행 모드 작동방식
전기차는 전기차 특유 초기 발진 토크로 인해 출발 가속을 할 경우 모터가 작동을 하면서 인터버를 통해 베터리에 전기를 저장을 하게 되며 감속을 할 때는 회생제동으로 모터가 발전기 역할을 하면서 베터리에 전기가 충전되는 방식을 취합니다.
물론 회생 재동으로 생기는 전기량이 극히 작지만 십시일반으로 모아진 전기를 더 효율을 높이기 위한 장치이기도 합니다.
이렇게 베터리에 모아진 전기는 전기모터 구동 시 베터리에 있는 직류전기를 교류로 변화를 시켜 작동을 하게 됩니다.
전기차 관련 용어 정리입니다.
1. OBC-탑재형 충전기(On Board Charge)는 전기자동차 내부에 탑재되어 그 자동차에만 작동되도록 설계된 충전기를 말합니다.
2. 인버터(Inverter) : 전기모터에서 생산된 교류전기를 직류로 변환시켜 배터리에 저장하고, 전기모터를 구동할 때는 배터리에 저장된 직류 전기를 역으로 교류로 변환시켜 전기모터에 공급하는 장치를 의미 합니다.
3. 공조장치 : 차 내의 온도, 습도 등을 조절하여 쾌적하게 하는 공기 장치를 의미 합니다.
2.수소 전기차
수소전기차의 큰 특징은 내연기관차에 있는 엔진이 없는 구조이며 전기차는 전기공급이 되어야 전기를 만들 수 있지만 수소차는 전기공급이 없어도 전기를 자체적으로 만들어내는 전기차 종류입니다.
수소전기차는 수소와 공기중의 산소를 직접 반응시켜 전기를 생산하는 연료전지를 이용하는 자동차로서 물 이외의 배출가스를 발생시키지 않기 때문에 각종 유해 물질이나 온실가스에 의한 환경피해를 해결할 수 있는 환경친화적 자동차입니다.
수소전기차의 작동원리
수소가 연료전지에 공급되면 전자와 수소이온으로 분리되고 이 때 발생한 전자들은 외부 회로로 전달되어 연료전지 자동차의 모터를 구성하는 동력원인 전기에너지로 사용됩니다.
또한 수소에서 분리된 수소이온들은 전해질 막을 통과해 막 반대편의 연료전지에 공급된 공기중의 산소와 반응하여 물을 생성하게 됩니다.
이 때 생성된 물은 수소전기차의 유일한 배출물로서 남은 공기와 함께 대기 중으로 배출됩니다.
수소차는 엔진이 없는 대신에 수소탱크에 수소를 충전을 고압 700bar로 저장을 한 상태에서 수소와 산소를 화학반응을 시켜 전기를 연료전지에서 생산을 하게 되며 연료전지에서 생산된 전기를 베터리에 저장하는 방식입니다.
모터가 작동을 할 때는 바로 이 베터리에 저장된 전기를 이용을 해서 자동차 바퀴를 움직이는 형태로 작동이 됩니다.
우리나라의 수소 전기차 모델의 시작은 현대 투싼 ix35 퓨얼셀 이었습니다. 2013년 2월 세계 최초로 수소연료전지차 생산을 시작을 했으며 완충하는데 3~10분정도면 되고 415km를 달릴 수가 있으며 2차 생산 모델은 현대 넥쏘 수소전기차가 2017년 공개가 되었고 2018년 3월부터 출시가 되었고 5분충전으로 609km를 달릴 수가 있었습니다.
넥쏘 수소 전기차 가격 디자인과 토요타 미라이 수소 전기차 가격 디자인 비교를 아래에서 확인 가능합니다. 토요타 미라이가 새롭게 디자인이 되어 출시가 되었지만 판매를 위해서는 충전 시설에 대한 국가적인 지원과 충전소 설치가 필요하지만 이 부분이 구매하려는 분들에게는 충분한 고민거리가 되는 것이 사실입니다.
3.하이브리드 / 플러그인 하이브리드 자동차
하이브리드 자동차는 종류는 두가지로 하이브리드형과 플러그인 하이브리드 자동차 2가지가 있습니다.
하이브리드 자동차와 플러그인 하이브리드 자동차의 공통점은 엔진과 모터를 동시에 이용을 하고 석유등 연료를 사용을 한다는 점이 동일합니다.
하이브리드 자동차 역사 시초
하이브리드 자동차의 시초는 1995년 도쿄 모터소에 프리우스 콘셉트 차량이 처음 선을 보이면서 등장을 했고 1997년 출시이후 2013년 도요타의 주력 모델이 되기도 했습니다.
국내에서는 최초에 제일 많이 팔린 하이브리드 차종은 1~3위가 모두 현재 아이오닉 하이브리드, 아이오닉 플러그인 하이브리드, 3위는 기아 k5 하이브리드 차종이 제일 많이 판매가 되었던 차종입니다.
특히 k5하이브리드의 경우 지붕을 솔라 루프 시스템을 적용을 했던 차량으로 주목을 많이 받았으며 6시간 직광 햇볕을 받으면 일년에 1300 km를 달릴 수 있을 정도로 연비가 20km/l로 높은 연비를 자랑하기도 했습니다.
하이브리드 자동차와 플러그인 하이브리드 자동차 차이점입니다.
하이브리드 자동차는 차량 운행으로 생기는 전기를 베터리에 저장을 해서 초기 40km까지 속도를 내는데 사용을 하면서 가솔린을 사용하지 않는 동안 자체 생산된 전기를 이용을 하면서 연비를 늘리는 자동차이고, 플러그인 하이브리드 자동차는 기존 하이브리드형에 60km정도 전기를 100%전기차처럼 충전을 해서 사용을 할 수 있는 형태로 설계가 되어 있습니다.
가격은 물론 플러그인 하이브리드 자동차가 가격이 더 높으며 연비도 플러그인 하이브리드 자동차가 높습니다.
플러그인 하이브리드는 최초 40km까지는 외부에서 충전된 전기를 사용하다가 하이브리드 모드 전기를 이용을 하게 됩니다.
기아 하이브리드 자동차 인기 차종 비교>>
현재 하이브리드 자동차 인기 차종 비교>>
그러면 2025년도 이후 다음 새대 인기를 끌게 될 자동차는 무엇이 나올까요?
바로 인공 지능 ai가 탑재된 운전자가 없는 자율 주행 자동차가 그 다음 세대의 자동차가 될 것으로 이미 많은 개발이 되어서 법적인 부분을 보강을 하고 있는 상황입니다.
이상으로 전기 자동차 종류 4가지에 대한 장단점과 최초 출시된 차종에 대해 같이 알아보는 시간이었는데요 자율 주행 자동차 시대가 10년 뒤면 바로 이용을 하고 있을 우리의 모습을 기대를 해 보게 되는데 이뿐만 아니라 플라잉 카로 가까운 거리도 이제 날아서 갈 수 있는 자동차 시대가 곧 올 것이라고 합니다.
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