겨울철 줄어드는 주행거리, 전기차만의 문제일까?

전기차는 미래 친환경 자동차로 가장 각광받고 있습니다. 친환경성 뿐만 아니라 우수한 성능, 정숙성 등을 바탕으로 빠르게 시장 점유율을 높여왔지만, 이맘때쯤 늘 나오는 이야기가 있습니다. 전기차는 겨울철 주행거리가 짧아져서 불편하다는 이야기입니다.

겨울철 전기차의 주행거리가 짧아지는 것은 사실입니다. 전기차의 핵심 부품인 배터리가 저온 환경에 열학하기 때문입니다. 전기차에 사용되는 리튬이온배터리는 저온 환경에서 전지 내부의 이온 이동성이 떨어지고, 성능이 떨어지는 단점이 있습니다.

전기차의 연료라고 할 수 있는 배터리의 성능이 떨어지는 만큼 전기차의 주행거리는 평소보다 줄어들 수밖에 없습니다. 또한 방전 효율뿐만 아니라 충전 효율도 떨어지는 등 저온 환경에서 열악한 특성을 갖고 있습니다.

히터 사용도 문제가 됩니다. 엔진에서 발생하는 폐열을 활용해 히터를 작동시키는 내연기관 자동차와 달리 전기차는 공기를 데우기 위해 PTC 히터를 사용합니다. PTC 히터는 빠르게 공기를 데울 수 있지만, 전력 소모가 상당히 많습니다. 결국 주행에 사용해야 할 전력을 PTC 히터와 나눠 쓰는 만큼 주행거리가 줄어듭니다.

겨울철 효율 저하는 과연 전기차만의 이야기일까요? 우리에게 익숙한 내연기관 자동차도 마찬가지입니다. 내연기관 자동차도 최고의 효율을 내기 위해서는 엔진이 어느정도 작동된 후 냉각수 온도가 평균적으로 90도정도까지 올라야 합니다.

겨울철에는 엔진 열이 오르는데 시간이 걸리고, 냉간 시동 상황이 많은 만큼 내연기관 자동차 역시 겨울철에는 연료 효율이 떨어집니다. 특히 열효율이 우수한 디젤엔진의 경우 PTC 히터가 없다면, 엔진 열이 오르기 전에 히터가 나오는데 많은 시간이 소요되기도 합니다.

지금은 우리가 너무 편리하게 사용하고 있는 내연기관 자동차 역시 겨울철에는 불편한 점이 많았습니다. 추운 겨울철에는 시동조차 걸기 어려울 만큼 내연기관 자동차에게도 겨울은 매우 가혹한 환경입니다.

하지만 지금은 겨울철 시동성을 개선하기 위해 디젤 엔진에는 가열 코일 점화기를 적용하는 등 지속적인 개선이 이뤄졌습니다. 그 결과 지금은 디젤엔진이나 LPG 엔진도 저온 환경에서 쉽게 시동을 걸 수 있게 됐습니다.

또한 열효율이 우수한 디젤 엔진은 겨울철 엔진 열을 올리는데 가솔린 엔진과 LPG 엔진 대비 긴 시간이 필요합니다. 이런 이유로 과거 디젤 차량은 엔진 열이 충분히 오르지 않은 상태에서 히터를 켤 경우 엔진이 적정 온도에 도달하는데 긴 시간이 소요됐습니다. 현재는 디젤 엔진도 PTC 히터를 사용해 빠르게 엔진 열을 올려 연료 효율을 높였습니다.

전기차 역시 저온 환경에서 효율을 확보하기 위한 기술들이 적용되고 있습니다. 외부 열원을 활용하는 히트펌프가 대표적입니다. 히트펌프는 전기 모터, PE 모듈, 배터리에서 발생하는 폐열을 회수해 난방 에너지로 사용하기도 합니다. 또한 저온 환경에서 배터리 충전 속도를 높이기 위한 배터리 히팅 시스템도 적용되고 있습니다.

저온 환경에서는 내연기관 자동차도 효율이 저하되고, 시동 거는 것조차 어려웠지만, 기술 발전을 통해 문제점을 개선해왔습니다. 전기차가 대중화 된지는 불과 몇 년 되지 않습니다. 앞으로 저온에 강한 전고체 배터리 등 신기술 개발을 통해 전기차 역시 크게 저온 효율이 크게 개선될 것으로 기대됩니다.