최근 미세먼지와 매연 등의 환경오염 문제가 심각해지는 가운데, 친환경차(NEV, New Energy Vehicle)에 대한 사람들의 관심이 늘며, 수소차와 전기차 시장이 성장하고 있습니다.
친환경차는 아직은 다소 짧은 주행거리와 수소 및 전기 충전소가 연료 자동차에 비해 적다는 한계점이 있지만 충전 인프라가 점점 늘어나고, 주행거리가 길어지고, 정부의 보조금 지원이 늘어나며 구매 여건이 점차 좋아지고 있습니다.
최첨단 기술의 슈퍼스타인 친환경차!
오늘은 수소차와 전기차의 차이점을 알아보는 시간을 가져보도록 하겠습니다.
수소연료전지를 이용한 #수소 자동차
● 수소 자동차의 장점
수소연료전지 자동차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle)는 열효율이 높은 수소 연료를 에너지원으로 사용해 차량 내부의 연료전지에서 전기를 생산해 그 힘으로 움직이는 자동차입니다. 동일한 양의 연료를 사용한다고 했을 때, 수소자동차는 내연기관 자동차에 비해 약 3배의 효율을 보이고 전기자동차에 비해 훨씬 긴 주행거리를 가집니다. 또한 수소연료전지가 수소를 전기에너지로 만드는 과정에서 깨끗한 산소를 필요로 하기 때문에 주행 중 주변 공기를 흡입해 정화하여 전기를 생산하고 내보낼 때 깨끗한 공기로 내보내 움직이는 공기청정기 역할을 오히려 공기 정화에 도움을 줍니다.
충전시간 또한 전기자동차에 비해 매우 짧습니다. 전기자동차는 한번 완전히 충전하는데 약 5~10시간이 걸리지만 현대의 넥쏘는 수소를 미리 압축시켜놓은 상태라면 충전 시간이 약 5분 정도입니다. 또한 수소의 대량 생산이 가능해져서 수소 가격도 훨씬 저렴합니다.
● 수소 자동차의 단점
현재 전국의 수소충전소는 약 15곳 밖에 없습니다. 정부의 친환경차 보급 확대 정책으로 충전 인프라를 점차 늘려가고 있지만 아직은 전기차 충전소가 약 7115개 있는 것에 비하면 턱없이 부족한 숫자입니다. 또 수소는 무게는 가볍지만 부피가 커 휘발유나 경유보다 제한된 연료탱크 내에 저장할 수 있는 양이 적습니다. 이 때문에 수소 자체의 가격은 저렴하지만 수소를 운반하는 비용이 많이 들어 가격이 결코 싸지도 않습니다. 하지만 수소의 효율은 휘발유보다 좋기 때문에 단점을 보완 중입니다. 또한 장점에서 언급했듯 수소 자동차는 달리는 공기청정기 역할을 하는 반면에 수소를 연료로 만드는 과정에서 엄청난 양의 이산화탄소가 배출되어 온난화를 악화시킬 수도 있습니다.
리튬이온 배터리를 이용한 #전기 자동차
● 전기 자동차의 장점
전기 자동차(EV, Electric Vehicle)는 리튬이온 배터리에 전기를 충전해 전기 모터를 사용하여 운행하는 자동차입니다. 휘발유 자동차 1대를 전기 자동차로 교체하면 연간 약 2.3톤의 이산화탄소를 줄일 수 있고, 이는 약 350그루의 나무를 심는 효과와 비슷하여 친환경적입니다.
경제적인 면 또한 좋습니다. 전기 자동차는 1회 충전(약 1,100원)으로 최고 100km의 주행이 가능하며 최근에는 에너지 효율이 좋은 리튬이온 배터리가 적용된 모델들이 출시되면서 주행거리가 최고 500km 수준으로 늘어났습니다. 이러한 측면에서 일반 자동차와 대비해 봤을 때 차량 유지 비용에 대한 부담도 훨씬 줄어들게 됩니다.
● 전기 자동차의 단점
전기 자동차는 충전 시간이 매우 길다는 것이 대표적인 단점입니다. 전기 자동차의 충전 방식은 2가지로 나뉘는데 완속 충전의 경우 충전기의 교류(DC)를 배터리의 직류(AC)로 변환해야 하기 때문에 충전시간이 약 5시간~10시간 정도이며 급속 충전의 경우 별도의 변환을 거치지 않아 방전 상태에서 약 80%를 충전하기까지의 시간이 약 30분 정도입니다. 따라서 완속충전기는 주로 주택이나 아파트에, 급속충전기는 고속도로나 휴게소 등 충전소에 설치된다고 합니다.
다른 단점은 주행거리에 있습니다. 전기자동차는 완속 충전 기준 5시간 이상을 충전하면 한 번에 400~500km를 주행할 수 있습니다. 반면 수소자동차는 한번 충전 시에 약 700km를 달릴 수 있고 내연기관 자동차는 주유 한 번에 최대 1000km까지 달릴 수 있습니다. 휘발유를 쓰는 자동차는 주유 한 번에 서울-부산을 왕복할 수 있는데, 전기자동차는 충전시간이 훨씬 긴데도 불구하고 한 번에 서울-부산을 편도로도 가기 어려운 셈이지요. 이를 해결하기 위해선 차량에 배터리를 더 많이 넣어야 하는데, 그러면 차량의 무게가 늘어나 오히려 주행거리와 효율이 더 떨어진다고 합니다.
전기차는 배터리의 컨디션과 충전이 중요하기 떄문에 다양한 부품이 배터리를 보조하는데요. 대표적인 부품이 바로 LG이노텍에서 만드는 EVCC(Electricc Vehicle Communication Controller)와 BMS(Battery Management System)입니다.
EVCC (Electric Vehicle Communication Controller)
Electric Vehicle Communication Controller (EVCC)는 전기차의 급속 및 완속 충전을 위해 차량 내부의 제어장치와 충전 인프라 사이의 통신을 제어하는 핵심부품입니다. 전기차 충전 시 충전 인프라와의 통신을 통해 전압, 전류 등 충전상태 제어, 요금정보 제공 및, 보안인증 기능을 수행하는 통신/제어 모듈입니다.
BMS (Battery Management System)
Battery Management System (BMS)는 배터리의 상태를 모니터링해 최적의 조건에서 배터리를 유지하고 사용할 수 있도록 하는 제품입니다. 배터리 시스템 자동 제어, 정확한 배터리 잔여량 검출, 배터리 교체 시기 예측, 이상 있는 배터리를 사전에 검출하는 등 다양한 역할을 수행합니다.
이렇듯 수소 자동차와 전기 자동차 모두 환경적 면에서 우수해 미래의 운송수단으로 각광을 받고 있지만 아직은 개선되어야 할 부분이 많습니다. 하지만 많은 자동차 업체들은 친환경차를 미래의 주력 상품으로 생각해 관심을 가지고 기술을 발전시키고 있어 앞서 언급했던 단점들이 많이 개선되어 보다 나은 제품이 탄생하고 있습니다.
