주행거리까지 줄어든다? 전기차에게 필수라는 차량 관리법
최근 자동차 업계 동향은 내연기관에서 전기차로 전환이 굉장히 빠르게 이뤄지고 있다. 이미 도로에는 버스를 비롯해 승용차들이 전기차로 대체되기도 하고, 제조사에서도 다양한 전기차를 출시하고 있다.
전기차는 내연기관과 다르게 외부 기온에 따라 성능이 적게는 20%, 많게는 60% 이상 차이가 나는 경우들이 있다. 이처럼 전기차는 내연기관보다 더 열관리에 신경을 써야 하는데, 제조사들은 이런 문제를 해결하기 위해 어떤 방법을 찾고 있는지 알아보자.
전기차 열관리
왜 해야 하나
우선 전기차는 엔진이라는 구동 기관이 없는데, 엔진은 자체적으로 열을 발산하는 역할을 가지고 있다. 여기서 발생하는 열은 겨울철 난방과 같은 역할에 사용되기도 하는데, 이와 달리 전기차는 난방과 냉방 모두 전기차 배터리 전력을 통해 적정 온도를 유지시킨다. 이는 전기차 내부의 열관리이기도 하지만, 전기차 배터리 측면에서도 반드시 열관리가 필요하다.
풀어서 설명하자면, 집과 같은 개념이다. 겨울에는 내부 에너지가 빠져나가지 않도록 관리해야 하며, 여름에는 과열되지 않도록 해야 한다. 만약 겨울엔 춥고 여름엔 더운 상태가 된다면 전기차 배터리 효율은 최고 효율을 내지 못하고 성능이 저하된다. 즉 전기차 자체 열관리도 중요하고 전기차 배터리 열 관리도 필요하다는 것이다.
배터리의 온도를
일정하게 유지하자
앞서 말한 대로 전기차에서 모든 것을 관리하는 것은 전기차 배터리다. 시동을 거는 것과 내부 기능들을 사용하는 것 모두 전기차 배터리를 통해 사용되는데, 만약 배터리의 효율이 100%가 되지 않는다면 전기차의 효율은 현저히 낮아지게 된다. 대표적으로 그 사례가 겨울철 전기차의 전비가 급격하게 낮아지는 것이다. 이는 배터리 내부 액체 전해질이 낮은 기온에 굳어지면서 내부 에너지 저항성이 커져, 전력 효율이 낮아지는 것이다.
여름에는 전기차 배터리 열에 신경을 쓰지 않아도 되지만, 무더운 여름에는 최대한 과충전을 지양해야 한다. 그 이유는 바로 높은 기온에 양극에 문제가 생겨 화재로 번질 수 있기 때문이다. 물론 요즘 전기차에는 BMS 시스템이 있어 이럴 경우는 적지만, 만에 하나라도 사고 위험을 방지하는 것이 안전할 것이다. 이처럼 전기차의 배터리는 너무 덥지도 춥지도 않아야 하기 때문에 효율적인 열관리가 필수다.
버려지는 열을
활용하는 방법
전기차에 대해 조금 빠삭한 사람들은 ‘히트펌프'의 존재를 잘 알 것이다. 히트펌프는 전기차 배터리에서 발생하는 폐열을 회수해, 차량 내 난방열로 압축하는 시스템이다. 즉 차량 내부에서 발생한 열을 방출하지 않고, 그대로 사용하는 원리로 겨울철 난방 효과를 극대화하는 것이다.
이런 히트펌프에 대해 환경부는 “히트펌프가 적용된 모델과 아닌 모델의 차이가 겨울철 주행거리 측면에서 크게 나타났다”면서 “일부 소비자들 사이에서는 히트펌프는 반드시 필요한 전기차 옵션 중 하나로 자리 잡았다”라고 설명했다. 많은 소비자들은 겨울철에도 최고의 효율을 만들어주는 히트펌프를 많이 선호하고 필수적이라고 생각하고 있다.
배터리 열관리를 하면
어떤 점이 좋아지는가?
앞서 설명한 것처럼 전기차에서 배터리 열관리는 굉장히 중요한 요소다. 기온에 따라 주행거리도 크게 달라지며, 배터리 효율도 극대화될 수 있다고 볼 수 있다. 게다가 배터리 온도가 일정해야 전기차를 운행하는 운전자의 안전도 확보할 수 있다.
만약 겨울철 고속도로를 달리다가 갑자기 전기차 배터리가 방전되는 경우에는 상당히 위험한 상황이 벌어질 수 있고, 여름철에는 과열로 인한 화재가 발생할 수 있다. 이처럼 전기차의 열관리는 성능은 물론 안전을 위해 관리하는 것이 좋다.
국내 최초로 성공한
현대차의 열관리 모듈
현대차그룹 내에서는 지난해 전기차 전용 열관리 시스템인 ‘냉각수 분배 공급 통합 모듈’을 국내 최초로 개발했다. 해당 모듈은 전기차 내부 구동에 필요한 주요 부품들의 온도를 겨울과 여름 상관없이 정정 수준을 유지하는 성능을 가지고 있다.
이에 대해 현대차 관계자는 “국내에서 냉각수 분배 및 공급 통합 기술을 확보한 것은 현대위아가 처음”이라면서 “기존 전기차에 사용하던 열관리 시스템보다 더 높은 효율로 전기차 주행거리와 배터리 수명을 크게 늘릴 수 있다”고 설명했다. 이처럼 전기차에서 가장 중요한 것은 배터리가 얼마나 안정적인 상태에서 최대의 효율을 나타내는지가 가장 중요하다.
