전기차의 주요 장치와 전망, 2022년 전기차 보조금

현대차의 아이오닉5와 GV60, 기아의 EV6를 비롯하여 테슬라, BMW, 아우디 등 국내외 완성차 기업에서 새로운 전기차를 출시하고 있습니다. 최근 전기차에 대한 대중의 관심도가 높아졌어요. 전기차에서 가장 중요한 장치는 모터와 전력제어장치라 볼 수 있습니다. 

 

전기차 구동 원리와 주요 장치

나날이 전기차의 판매가 확대되고 있습니다. 내연기관 차량과 달리 전기 모터로 구동되어 순간 가속도와 정숙성, 유지비, 최신 편의 기술 탑재 등이 장점으로 부각되고 있어요. 전기차는 배터리에 저장된 전력으로 모터를 회전시켜 주행합니다. 그러므로 기존 내연기관에서 가장 중요했던 엔진과 변속기가 없어요. 대신 구동 모터, 감속기, 배터리, 온보드차저(On Board Charger, OBC), 통합전력제어 장치 등이 주요 구성품입니다.

 

 

- 구동 모터

전기에너지를 운동에너지로 전환시키는 장치입니다. 바퀴 축에 연결되어 바퀴가 회전하도록 해줘요. 모터로 자동차를 구동했을 때 장점이 주행 소음 감소가 가장 큰 것 같아요. 그리고 엔진을 사용한 차량보다 부피가 적어서 공간 활용도가 높아요. 흔히 '프렁크'라고 부르는 차량 앞쪽 적재 공간이 나올 수 있는 이유이기도 합니다. 또한, 회생제동시스템을 통해 작은 발전기 역할도 할 수 있어요. 전기차의 효율을 극대화시키기 위한 부분입니다. 

회생제동 시스템에 대한 구체적 설명은 이전 포스팅을 참조해주세요.

 

수소차 원리와 구매 보조금

 

- 감속기

감속기는 전기차의 회전력(토크)을 얻을 수 있게 하는 장치입니다. 내연기관에서는 변속기와 비슷할 수 있는데 감속기라고 하는 이유는 높은 토크를 내기 위해 모터의 회전수를 낮추기(감속) 때문이에요. 

 

 

- 배터리

배터리는 전기 에너지를 저장합니다. 그리고 전기차의 주행 거리에 가장 큰 영향을 주는 장치예요. 너무나 당연한 이야기지만, 배터리 용량이 크면 많은 전기를 저장할 수 있고 더 많은 거리를 주행할 수 있습니다. 하지만 배터리 용량을 무작정 키울 때에 문제점이 있어요. 부피가 커지는 만큼 배터리 무게도 매우 증가하고 공간에 제약이 발생합니다. 주행 성능에도 부정적 영향을 주게 되고요. 

 

부피에 비해 많은 에너지를 저장할 수 있게 되면 에너지 밀도가 높아지는 건데요 최근에 출시되는 전기차들은 5~6년 전 전기차종에 비해 에너지 밀도가 많이 향상되었습니다. 2020년 35만 대 이상 판매된 테슬라 모델3의 경우, 2022년형 롱 레인지 트림이 1회 충전 시 358마일(약 576km, 18인치 기준)로 미국 환경보호청(EPA) 인증을 받았다고 합니다. 국내 전기차 아이오닉5와 EV6의 경우도 약 470km 정도로 긴 주행거리를 가졌습니다.

 

- 온보드차저(On Board Charger, OBC)

온보드차저는 완속 충전 시 교류 전원(AC)을 직류전원(DC)으로 변환하는 장치입니다. 인버터(Inverter)와 비슷한 역할인데 OBC는 충전을 위한 장치이고 인버터는 차량 가속 및 가속과 관련된 장치로 차이가 있습니다. 급속 충전 시에는 직류 전원을 이용하므로 온보드차저와는 관련이 없어요.

 

- 통합전력제어장치(Electric Power Control Unit, EPCU)

통합전력제어장치는 차량 내 전력을 제어하는 장치를 통합해서 부르며 인버터, LDC, VCU로 이루어집니다. 인버터는 배터리의 직류 전원(DC)을 교류 전원(AC)으로 변환하여 모터의 속도를 제어합니다. 인버터가 없다면 가속 페달을 살짝만 밟아도 급발진처럼 차가 튀어나갈 수 있어요. 차량의 가속과 감속을 제어하는 매우 중요한 장치입니다.

 

LDC(Low voltage DC-DC Converter)는 전기차의 고전압 배터리를 저전압(12V)으로 변환해 전장 시스템에 공급해요. 차량 내의 전자기기들은 고전압을 필요로 하지 않죠. 차량 오디오, 전조등, 공조시스템 등 일반 전자기기와 같기 때문에 저전압을 사용합니다.

 

VCU(Vehicle Control Unit)는 차량 내 전력 제어를 총괄합니다. 모터, 회생제동, 공조 시스템, 전장 부하 전원 공급 등 모든 전력을 제어하기 때문에 전기가 주동력원인 전기차에서는 가장 중요한 장치라고 할 수 있겠네요.

 

전기차 내부 구조(환경부)

 

전기차의 장점과 시장 전망

전기차의 장점은 모터 구정으로 인한 정숙성과 부드러운 승차감입니다. 또한 내연기관에 비해 유지비가 저렴하다는 장점이 있어요. 그리고 최근에는 자율주행 등 운전자 편의 기술 경쟁도 일어나고 있습니다. 하지만 이러한 장점에도 내연기관 차량만큼 팔리지 않는 건 높은 가격입니다. 국가의 보조금을 받을 수 있다고 해도 전기차 1대 구입할 정도면 준대형차나 벤츠, BMW 등 역사가 오래되고 선호도가 높은 외제차(중형 이하)를 구입할 수 있어요. 

 

차량 가격이 높다고 이 시장은 먹을 게 없는 시장인지 그것은 다시 생각해봐야 할 것입니다. 전기차만 생산, 판매하는 테슬라의 경우 실적이 점점 증가하고 있습니다. 손해를 감수하고 시장 점유율을 노려야 했던 과거 인식에서 벗어나게 한 것이 테슬라이지 않을까 해요. 테슬라는 원가 혁신을 통해 생산 단가를 낮추고 있습니다. 생산과정의 자동화도 물론이거니와, Firmware OTA라는 것을 통해 판매된 차량의 주행 데이터, 배터리 상태, 각 부품의 사용 빈도 등 데이터를 축적하고 무선으로 차량의 시스템 기능을 개선시킵니다. 무선으로 시스템 개선이 가능해지면서 브레이크 기능이나 주행 거리, 배터리 성능, ADAS 등이 개선이 가능해졌어요. 테슬라는 대량 생산 규모의 경제에서 빅데이터와 소프트웨어 기술로써 성장하고 있습니다. 탄소배출권 판매로 인한 이익도 있다고 해요.

 

테슬라 이야기가 길어졌는데, 테슬라가 전기차 시장에서 여전히 선두가 될듯해요. 하지만, 테슬라에서 보여준 데이터 축적과 무선 업데이트 시스템 기술 등 다른 기업의 전기차에도 적용될 것입니다. 그래서 보다 뛰어난 소프트웨어와 최적화 기술을 보유한 기업이 성장할 것으로 보입니다.

 

기아 EV6

 

2022년 전기차 보조금

2022년 전기차 보조금이 아직은 환경부에서 확정이 되지 않았습니다. 다만, 2021년도 보조금 100% 지급 상한액이 6,00만 원이었으나 2022년도부터는 5,500만 원으로 하향 조정하는 안을 협의 중에 있다고 해요. 1월 초에 확정 및 발표하겠다고 하였으니 곧 나올 듯합니다. 

 

한국환경공단에서 운영하는 무공해차 통합 누리집에서 전기차종별 국고보조금과 지자체별 보조금을 확인할 수 있습니다. 

 

무공해차 통합누리집 전기차 보조금 확인 링크

무공해차 구매보조금 지원 : 무공해차 통합누리집

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전기차의 주요 장치와 구동 원리를 알아보고 전망과 보조금에 대해서 정리하였습니다. 기후변화로 인한 환경규제도 점점 강해지기 때문에 분명 전기차 시장은 성장할 것으로 보입니다. 이제는 성장 속도가 중요할 텐데요, 지금까지는 생각보다 꽤 빠른 성장을 보여줬다는 생각이에요. 오늘 정리한 내용이 전기차 구매를 희망하시는 분들과 관련 기업에 관심이 있는 분들에게 좋은 정보가 되었으면 좋겠습니다. 

 

 

 

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