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by 벨레매거진 May 04. 2021

알아두면 쓸데있는 전기자동차 상식 5가지

안녕, 차잘알 데이빗이야.


테슬라 발 전기자동차 붐은 최근 현대 아이오닉 5와 기아 EV6로 이어지며 식을 줄 모르는 인기를 자랑하고 있어. 다들 전기차 배터리가 안전한지, 한 번의 충전으로 얼마나 달릴 수 있는지, 충전 시간은 얼마나 되는지 등에만 관심이 있지 충전방법은 잘 모르고 있었을 거라고 생각해. 


오늘은 알아두면 쓸데있는 전기자동차 상식들에 대해 이야기 할게.


1. 전기자동차란?

현대 아이오닉5

요즘 전기자동차를 모르는 사람은 없을 거라고 생각해. 그러니 간단히만 짚고 넘어갈게. 전기자동차는 이름 그대로 전기를 동력으로 하여 움직이는 자동차야. 기존의 자동차들은 화석 연료로 충전하는 것과 달리 배터리에 축적된 전력을 사용해 모터를 회전시켜 구동되는 자동차를 말해. 


영어로는 Electric Vehicle의 약자로 EV로 많이 불리고, 화석연료를 베이스로 전기자동차 기능을 부분적으로 사용하는 하이브리드 HEV, 플러그인 하이브리드 PHEV 이렇게 3가지로 나누어 볼 수 있어. 내연 기관을 활용한 엔진의 유무와 외부 배터리 충전 단자 유무가 기준이 돼. 


기존 내연기관 자동차의 핵심은 바로 엔진이야. 자동차 제조사도 다른 부품은 모두 협력업체에 준다 해도 엔진만큼은 제조사 스스로가 연구개발 및 제작생산을 해. 엔진은 20세기 내내 계속해서 발달했고 이제는 그 한계에 가까워졌는지 다운사이징이 유행하기도 해.


전기자동차 핵심은 바퀴를 돌리는 모터가 아닌 배터리야. 내연기관이 발전하는 동안 전기공학도 부지런히 발전했고 고성능 모터를 만들 수 있는 수준까지 된 것이지. 하지만 자동차는 한자리에 가만히 있지 않고 여기저기 돌아다녀야 하는데 이때 전력 공급을 위한 괜찮은 방법이 차량에 대용량 배터리를 싣는 거지. 


이 배터리 용량이 크면 클수록 한 번 충전으로 더 멀리 갈 수 있겠지만 현실적으로 배터리 용량이 클수록 그 부피와 질량은 더욱 커지기 때문에 무조건 늘릴 수 있는 것도 아니야. 뿐만 아니라 용량에 따라 충전시간도 늘어나. 그렇기 때문에 이 배터리의 부피와 질량을 최대한 억제하면서도 용량도 늘리고 안전도 향상시키는 그런 배터리 개발에 많은 연구개발이 진행되고 있어.


특히 전기자동차 배터리는 기존 내연기관 자동차의 배터리인 납축전지가 아닌 리튬 이온 전지를 써. 부피에 비해 에너지를 훨씬 많이 담을 수 있고 전압도 높고 디자인도 변형이 크게 어렵지 않지만 가장 큰 단점은 충격으로 인해 화재가 발생할 수 있다는 점이야. 


사실 전기자동차 화재의 원인으로 지목되는 것이 바로 이 배터리지. 오히려 배터리 중에 가장 안전한 배터리는 기존 내연기관 자동차에서 쓰이던 납축전지야. 사고가 나서 배터리가 부서져도 증류수만 흐를 뿐 화재를 일으키지는 않아. 그렇기 때문에 옛날 기술이라 무겁고 그다지 효율이 좋지 않아도 지금까지 많이 사용되고 있는 것이지.


전기자동차 장단점을 단순하게 보자면 장점은 친환경적이고 소음이 작고 연료비의 지출이 저렴하다는 것. 단점은 자동차 구매비용이 비싸고 배터리의 수명이 10년 정도, 충전을 자주 해야 하며 마지막으로 충전시간이 기존 차량과 비교해 길다는 것이야. 


몇 년 전만 해도 단점 중의 하나였던 부족한 수의 충전소는 최근 눈에 띄게 늘어나 어디서나 쉽게 충전할 수 있게 되었어. 


2. 전기자동차 충전 방식

내연기관을 이용하는 차들은 가득 주유하는데 3분이 채 걸리지 않는 거 다들 알 거야. 그 때문인지 전기자동차 충전시간에 다들 큰 관심을 갖게 되는 것 같아. 이동의 편의를 위해 사용하는 자동차를 굴러가게 하기 위해 몇 시간씩 충전을 해야 한다면 너무 불편하지 않을까? 


전기자동차 충전방식에는 3가지가 있어. 급속, 완속, 이동형 충전방식인데 급속충전기는 충전기에서 배터리로 직접 직류 전력을 공급해 충전하는 방식이야. 국내에는 50KW급 성능의 급속충전기를 주로 사용하고 있어. 전기차의 배터리 용량에 따라 차이는 있지만 1시간 내에 80%까지 충전할 수 있지. 


완속충전기는 충전기가 교류 전력을 공급하고 전기차의 OBC(On Board Charger)가 이 전력을 직류로 변환시켜 배터리에 충전하는 방식이야. AC단상 5핀 규격을 사용하는데 마찬가지로 배터리 용량에 따라 다르지만 보통 10%를 충전하는데 1시간이 걸려. 그래서 심야시간에 많이 이용하지. 


마지막으로 이동형 충전기가 있어. 가정에서 사용하는 220V를 전기차에 연결하는 것인데 완속충전기 보다 더 느린 속도로 충전이 되기 때문에 긴급한 순간에 임시로 사용하는 용도로 볼 수 있어.


현재 전기자동차의 급속 충전방식은 크게 3가지야. 


우리나라에서 표준이 된 방식은 바로 DC콤보 1방식이야. 이 방식의 가장 큰 장점은 교류와 직류의 통합으로 급속과 완속을 같은 충전구를 통해서 가능하다는 거야. DC라는 단어에서도 볼 수 있지만 직류 400V 120A로 출력돼. 쉐보레의 스파크와 BMW의 i3가 이런 방식으로 충전을 할 수 있어. 


DC 차데모 방식은 과거에 우리나라에서도 한동안 밀어주다가 현재는 일본 자동차 회사에서 주로 사용하는 방식이야. 기아 레이 EC, 쏘울 EV, 현대 아이오닉, 닛산 리프에서 사용하는 방식이지. DC 콤보방식과 마찬가지로 직류 400V 120A로 출력을 해. 아직까지는 이 방식을 채용한 차량이 많아.


그리고 급속충전기는 AC3상, 3상교류를 이용한 충전방식도 지원해. 이것은 프랑스 자동차 제조사인 르노에서 적용하는 방식으로 우리나라의 르노삼성 SM3 Z.E에도 적용돼. 3상 교류 380V 60Hz에 소비전력은 43KW야. 


그 외에 미국의 전기자동차 제조사인 테슬라에는 ‘슈퍼차저’라는 독자방식이 있는데 무려 145KW에서 250KW까지 급속 충전을 지원해. 이 방식은 테슬라 차량 외에도 어댑터를 통해 타 회사의 차량도 충전을 지원해. 

3. 전기자동차 충전 요금

전기차 충전방법도 궁금하지만 기존의 내연기관을 사용하는 자동차보다 충전 요금이 얼마나 저렴한지 궁금하지 않아? 전기차 충전 요금에 대해 잠깐 이야기할게.


전기차 충전 요금은 충전기를 사용하지 않아도 기본적으로 내야 하는 기본요금과 충전 양에 따라 결정되는 사용량 요금이 더해져 결정돼. 


요전에 환경부에서 특례 할인을 폐지하며 7월부터 공용 급속 충전기의 전기자동차 충전 요금을 모두 1 Kwh당 173.8원에서 255.7원으로 47% 인상되었어. 급속 충전기 대부분은 환경부 등 공공기관에서 설치한 공용 급속 충전기인데 일부 민간업체의 급속 충전기도 환경부 단가에 준하는 가격이 책정되어 있어.


저공해차 통합누리집 홈페이지를 통해 내연 기관차 유류비와 전기자동차 충전요금을 비교한 표를 가져왔어. 사용하는 방식에 따라 다소 차이는 있겠지만 내연기관을 이용하는 자동차에 비해 절반 정도 연료비가 절약되는 것을 볼 수 있어. 


4. 전기자동차 충전 방법

기아 EV6 GT

충전을 위해 충전소로 가야겠지? 가끔 전기차 충전 구역에 주차를 하는 사람들이 있는데 충전 구역에 충전 이외의 목적으로 주차를 하거나 충전을 방해하는 등 주의사항을 지키지 않으면 과태료 10만 원이 부과되니 주의하도록 해. 


충전기의 종류에 따라 같은 양의 전력을 충전하더라도 소요되는 시간은 다를 수 있어. 하지만 충전 방법은 비슷할 거야. 


충전기에서 제일 먼저 해야 되는 것은 커플러 타입을 고르는 거야. 커플러 타입은 AC급속(SM3, 테슬라), 차데모(레이, 소울, 리프, 아이오닉), 콤보(스파크, i3, 아이오닉, 볼트) 3종류가 있고 전기차마다 커플러 타입이 달라서 맞는 타입을 골라야 돼. 


충전기 디스플레이에 친절하게 해당 타입을 사용하는 차종과 커플러 모양까지 표시되어 있으니 자신의 전기차 커플러 타입을 모르더라도 직접 확인해 보고 선택할 수 있어. 


그다음에는 결제방법을 선택해야 되는데 전기차 등록을 해 놓았다면 회원카드나 회원번호를 이용해서 결제할 수 있고, 그렇지 않다면 신용카드를 이용할 수 있도록 되어 있어. 


결제방법을 선택했다면 충전량을 입력해야 하는데, 잘 모르겠다면 금액으로 입력해도 돼. 다음으로, 결제할 카드를 충전기에 찍고 자신의 전기차에 맞는 커넥터를 자동차에 연결하면 알아서 충전을 해줘. 중간에 급한 일이 있어서 가야 한다면 중지 버튼을 누르면 되고 남은 금액은 자동으로 환급이 돼. 물론, 충전이 끝나면 사용하기 전처럼 정리하는 건 기본이겠지?


5. 전기자동차 관리법

전기자동차는 리튬 이온 배터리를 사용해. 이 배터리는 10년 정도 쓸 수 있다고 하는데 10년 후에 자동차의 절반에 가까운 금액을 내고 새로운 배터리로 교체하는 것은 부담이 크지. 그래서 전기자동차를 어떻게 사용해야 최대한의 효율로 배터리를 쓸 수 있는지에 대해 알아봤어.


당연한 이야기이겠지만, 냉난방을 사용하면 주행거리가 줄어들어. 배터리의 전기를 사용해서 냉난방을 하기 때문이지. 냉방온도는 조금 높게, 난방온도는 조금 낮게 설정하는 것이 좋을 거야. 특히, 추운 겨울에는 주행거리가 더욱 줄게 돼. 온도가 너무 낮으면 배터리의 성능도 저하되고 난방까지 이용해야 하기 때문이야. 참고로 기존의 내연기관 자동차의 난방은 엔진에서 발생하는 열을 사용해서 연비가 줄어들지는 않는다고~


다음으로는 급속 충전과 100% 충전은 배터리 수명을 단축시킬 수 있어. 급속 충전을 자주 사용하면 배터리 수명이 단축되니 급하지 않을 때는 완속 충전을 사용하는 것이 좋아. 다들 알겠지만 완전 충전과 완전 방전에 가까울수록 배터리의 성능이 저하돼. 


장거리 운행을 하지 않는다면, 배터리를 80%까지만 충전하는 것이 좋겠지? 배터리가 방전될 때까지 방치해 두는 것도 피해야 하지. 오랫동안 사용하지 않을 경우, 최소 3개월에 한 번은 충전해 줘.


마지막으로 모든 전자장비들이 그렇듯이 너무 덥거나 추운 곳에 주차하면 배터리 수명이 단축돼. 리튬이온 배터리는 온도가 높을수록 수명이 짧아지는 특징이 있고 특히나 100%까지 충전된 상태라면 더욱 그러하지. 마찬가지로 너무 추운 곳에서도 배터리 수명이 단축되기 때문에 주차는 실내, 지하 주차장을 이용하는 것이 좋아. 


오늘 자동차 얘기는 여기까지. 그럼 안녕. by 벨레 매거진



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