전기차 첨단 기술 교과서, 톰 덴튼 지음

🍒2022058, 전기차 첨단기술 교과서, 톰 덴튼 지음, 2020, 김종명 옮김, 2021, 총382쪽 전기자동차 EV(electric vehicle혹은 전기 충전식 차량 electrically chargeable vechicle은 '동력의 일부분이나 전부를 배터리로부터 얻을 수 있고, 주전력망에 직접 직접 플러그를 꽂아 충전할 수 있는 차량' 이다. 순수 전기 자동차는 pure electric vechicle은 오로지 배터리만 동력으로 이용하는 차량이다. 현재 표준 성능의 자동차 회사 대부분은 약 160km 이내의 주행 거리를 제공하는 순수 전기 자동차를 공급하고 있다. (루시드 에어 드림 에디션, 최대 837km, 테슬라 모델S, 최대 652km, 출처: 글로벌 이코노믹, 2022년 4월 18일자 기사:이 책은 2020년 출판물입니다. 쿠쿠) EV충전 비용은 배터리 크기, 배터리 방전 정도, 충전 속도 등에 따라 달라진다. 전기 자동차용 배터리는 자동차 수명이 다 한 후에도 상당한 가치가 있다. 전기 자동차의 배터리를 태양 전자판과 연계해 전기를 저장할 수 있는 가정용 장치로 이용하는 방안을 포함해 여러 활동 방안을 다양한 기관에서 모색하고 있다. 운행 거리에 대한 불안은 전기 자동차 대중화에 큰 걸림돌이다. 반면 무선 전력 전송 wireless power transfer은 중량이나 비용에 큰 영향을 미치지 않고도 전기 자동차의 운행 거리를 늘리는 수단이다. WPT는 무선으로 전기 자동차의 배터리를 충전하는 혁신적인 시스템이다, 다음과 같은 세 가지 범주가 있다. - 정적 WPT : 차량이 주차한 상태이고 차량 내에 운전자가 없음:인덕션 패드위에 전기 자동차를 주차하면 자동으로 충전된다. 이 시스템은 극한 온도를 포함해 물에 잠겨 있거나 얼음과 눈으로 덮여 있는 등 다양한 악천후 환경에서도 작동한다. - 준동적 WPT : 차량이 정지한 상태이고, 차량 내에 운전자가 있음 - 동적WPT : 차량이 이동 중인 상태 : 여러 면에서 비논리적인 것처럼 보이지만, 도로를 주행하는 전기 자동차를 무선으로 충전한다는 개념은 실제로 가능할 뿐만 아니라 이미 여러 국가에서 시험하고 있다. 원리는 기본적으로 무선 충전 방식과 같지만 풀어야 할 당면 과제는 다음과 같다. 1. 에너지 코일의 동기화(전력 전달의 타이밍) 2. 허용 전력의 수준 3. 차량 얼라인먼트 4. 허용 속도 프로파일 5. 차량 여러 대를 동시에 충전할 수 있는 차선 이 기술과 관련해 많은 타당성 조사와 시험이 진행 중이며 가까운 시일 내에 이 시스템을 이용할 수 있을 것으로 예상된다. 😊 전기 자동차에 얽힌 잘못된 믿음과 진실 FUD는 공포 fear, 불확실성uncertainty, 의심doubt의 약자다. 전기 자동차에 대한 몇 가지 잘못된 믿음과 진실은 다음과 같다. 1. 전기 자동차는 짧은 거리를 주행해도 전기를 다 소모하므로 운행 거리가 짧다. 진실 : 보통 현실 세계에서 실현 가능한 운행 거리는 제조사에서 주장하는 운행 거리의 3분의 2 정도다. 2. 전기 자동차는 느리다. 진실 : 전기 모터는 토크(torque)의 100%를 즉시 낼 수 있다. 이것은 모든 속도 영역대에서 동일하다. 즉 토크 곡선이 평평한 모양이다. 테슬라 모델S의 상위 버전은 정지 상태에서 96km/h까지 이르는데 약 2.5초밖에 걸리지 않는다. 전기 자동차는 느리지 않다. 3. 전기 자동차는 비싸다. 진실 : 구입 당시에는 전기 자동차가 전반적으로 비싸지만 장기적으로 운용 비용 면에서는 상당히 저렴하므로 결과적으로는 더 싸다고 할 수 있다. 전기 자동차가 주류가 되면 관련 부품의 비용이 크게 하락할 것이다. 4. 전기 자동차는 안락하지 않다. 진실 : 충돌 시에도 고전압 자체는 운전자와 승객에게 아무런 위험도 되지 않는다. 차량 화재를 주제로 한 최근 연구에서는 리튬 이온 배터리 시스템에서 발생하는 화재나 폭발의 빈도 또는 심각성이 내연기관 자동차와 비슷하거나 그 이하라는 결론을 내린 바 있다. 5. 전기 자동차가 기존 차량보다 탄소 배출량이 많다. 진실 : 전기 자동차는 배터리에 있는 화학 에너지의 최소 75%를 휠에 쓰일 기계적 에너지로 변환한다. 반면 내연기관 차량은 디젤 또는 가솔린에 저장된 에너지의 약 25%만 기계적 에너지로 변환한다. 전기 자동차는 배기가스나 매연을 배출하지도 않는다. 물론 밯전소에서 발생하는 이산화탄소 배출량이 있지만, 발전소의 에너지 전환율도 여전히 내연기관보다 효율적이다. 6. 전기 자동차는 서비스와 수리에 많은 비용이 든다. 진실 : 전기 자동차는 고장 날 수 밖에 없는 부품들이 기존 차량보다 훨씬 적다. 주요 딜러들이 취급하는 동급 유사 차량과 비교해보면 전기 자동차는 서비스 비용이 덜 든다. 7. 공공 충전소가 충분하지 않다. 진실 : 영국, 미국은 현재 부족하지 않다. 8. 배터리의 수명은 수년을 넘지 않는다. 진실 : 자동차 업체 대부분은 최소 8년 혹은 16만 킬로미터 동안 배터리 팩을 보증한다. 어떤 운전자는 32만 킬로미터를 달리고도 아직 90%의 배터리 용량이 남았다고도 한다. 배터리의 99%는 수리, 재제조, 재사용 또는 재활용이 가능하다. 9. 전력 공급망은 과부하를 견디지 못할 것이다. 진실 : 영국과 EU, 미국 전역의 전력 공급망은 큰 변화 없이도 가까운 장래에 예상되는 EV 성장세의 수요를 처리할 수 있다. 이는 전기 자동차 대부분이 심야 시간대와 전력 수요가 가장 적은 시간대에 충전하는 경향이 있기 때문이다. 전력 공그방의 균형을 맞추려면 일정 시간에 EV 충전을 할 경우, 저렴한 가격을 적용할 필요가 있다. 10. 배터리와 모터에 사용되는 희토류 금속의 매장량이 소진될 것이다. 진실 : 특정 희토류 금속의 수요가 증가하면 가용 매장량도 증가한다. 다른 기술 발전도 일어나고 있다. 혼다의 인사이트 하이브리드 모델과 어코드 하이브리드 모델은 3대 트랙션 모터와 발전기를 채택했다. 토요타는 모터에 희토류 원소인 네오디뮴을 훨씬 적게 함유한 새로운 내열 자석을 도입했다. 네오디뮴의 일부는 값이 싼 희토류인 란타넘과 세륨으로 대체됐다.