전기자동차 종류, 장단점

하이브리드 자동차는 어떤 특징이 있고 이러한 하이브리드 자동차의 종류에는 우리가 알아야 할 장, 단점들을 어떻게 분포되어 있는지를 살펴보아야 한다.

 

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1. 하이브리드 전기 자동차

 

전기 모터와 내부 연소 엔진을 사용하는 전형적인 예가 하이브리드 전기 자동차이며 이 차는 전기로만 작동하도록 고안되지는 않았고 하이브리드 전기 자동차는 전기에너지를 배터리에 충전시켜 사용함으로써 자동차의 에너지 사용에서 가솔린 연료 사용 부분을 부분적으로 대체하고 있으며 이러한 기술이 하이브리드 자동차에 적용된 차량을 하이브리드 전기자동차라 하고 만약 배터리가 외부로부터 충전할 수 없다면, 즉 전기 에너지를 저장할 매체가 없는 차량은 하이브리드 차로 분류된다.

 

 

짧은 주행거리와 높은 가격의 문제를 안고있는 전기자동차에 대한 대안으로 하이브리드 전기자동차를 내세우고 있으며 HEV는 대표적인 Partial ZEV로 가솔린과 전기를 함께 동력원으로 사용하기 때문에 연비 개선, 배기가스 저감 측면에서 긍정적인 평가를 받고 있고 이러한 HEV도 가솔린 자동차와의 가격 차이를 어떻게 극복하느냐가 관건으로, 2차 전지 탑재량을 EV의 1/3 수준까지 낮출 수 있어 FCEV로 가기 위한 징검다리 역할을 할 것으로 기대되며 1997년 말 일본 시장에 출시된 도요타의 프리우스는 세계 최초의 HEV로 1년 동안 20,000대의 판매실적을 올려 세계적인 관심의 대상이 되었으며, 이에 자극받은 회사들도 2000년 판매를 목표로 개발에 박차를 가하고 있다고 한다.

 

 

2. 알코올 연료 전지 자동차

 

알코올을 직접 연료전지에 공급하는 방식과, 연료 개질기를 사용하여 알코올에서 수소를 얻어, 수소 연료 전지에 공급하는 방식이 있다. 발전 이후의 시스템은, 전동기를 구동하는 전기 자동차와 거의 같으며 알코올을 연료로 하여 직접 내연기관에서 연소시키는 자동차와는 다르다.

 

장점

화재 시 물로 소화가 가능하다. 항속 거리가 전지식 전기 자동차에 비해 길며 연료 가격이 비교적으로 싸고 전지 자동차와 설계의 공통화를 도모할 수 있다.

 

단점

알코올의 제조 단계에서 CO2가 발생하며 알코올 연료는 가솔린이나 경유에 비해 인화 가능한 공기 중의 혼합비의 범위가 넓고, 안전성이 떨어지고 메탄올은 금속을 부식시키므로 취급 자격이 필요한데 연료 전지 스택이 비싸다. 부식성 때문에 알코올 직접 공급식 연료 전지는 수소 연료 전지보다 수명이 짧기 때문이다.

 

3. 가선 집전식 하이브리드 자동차

간선도로에서는 가선 집전으로 전동기를 돌리고, 지선에서는 내연기관과 변속기로 주행하는 방식이고 일본의 트롤리버스는 도시부의 교통기관으로 예전부터 실용화되어 있었으며 가선이 있는 곳 이외에서는 주행 불가능하여 보급이 한정되어 있고, 디젤 엔진을 탑재한 버스의 성능 향상보다 떨어지는 나라도 많으며 최근에는 하이브리드 자동차에 집전장치를 설치, 가선 없는 곳도 달릴 수 있는 트로리 버스가 개발되었고 기술적으로는 고가에 무겁고 수명이 짧은 2차 전지가 불필요하고, 장시간에 걸쳐 대출력을 발휘할 수 있는 것이 장점으로, 변전소와 가선, 가선 주의 설치나 그 보수 비용, 거리의 광경에 미치는 영향 등이 단점이다.

 

장점

소형(소용량) 전지를 사용할 수 있어 중량 대비 비용 면에서 유리하며 대출력이 가능하므로 석유 소비의 큰 비율을 차지하는 버스, 트럭 등의 대형 자동차 윤송의 전동화에 적용 가능하고 지속적인 대출력 발휘가 가능한데 가솔린 스탠드로 급유가 가능하며 차량 코스트는 하이브리드와 크게 다르지 않아 상대적으로 저렴한 비용으로 해결이 가능하고 가선이 있는 간선 구간에서는 가솔린보다 싼 전기가 사용되며, 차량에서 CO2 배출도 없으며 가선집전으로는 항속 거리의 제한이 없으며, 지선에서 항속 거리도 전지식에 비해 길고 전지식 전기 자동차에 비해 전지가 작아 차량이 가벼워 지고, 에너지 소비량과 CO2배출 절감이 가능하다.

 

단점

가선의 문제 고속도로상의 가선을 사회가 수용할 필요가 있으며, 미관상 영향과 안전성에 문제가 발생할 수 있고 가선 설치를 위해서는 높은 초기 비용이 필요한데 통상 가선으로 교통집중에 맞는 전기 용량이 확보 가능에 대한 충분한 증빙 자료가 없으며 가선 보수 요원이 필요하다. 용단, 파단에 의한 새로운 위험이 발생할 수 있고 정비 불량에 의한 위험이나 설비 시 위험성이 크며 집전주행 중 정해진 차선 이외로 변경하는 것이 곤란한 경우가 발생할 수 있으며 가선 없는 말단 도로에서는 가솔린 엔진을 움직이므로 CO2나 NOx가 배출된다.

 

 

4. 비접촉 충전 하이브리드 자동차

도로에 있는 유도 코일을 통해 주행 중이나 정차 중에 자체 전지를 충전함으로써 전지 용량을 낮추며, 장거리의 전지 주행을 가능하게 하고, 지선은 엔진으로 구동하는 타입이며 일본에서는 시내 주행용 노선버스의 전화에 최초 적용이 기대되고 있고 충전 코일의 시내 설치가 진행되면 트럭의 시내 주행 전화에도 응용 가능할 것으로 보인다.

 

장점

무겁고 고가이며 수명이 짧은 전지를 절약할 수 있으며 가솔린 스탠드에서 급유가 가능하고 대형 차량에 적합하다. 코일 충전 장치가 있는 구간은 화석 연료보다 싼 전기가 사용 가능하며, 차량에서의 CO2 배출도 없으며 코일 충전 장치가 있는 구간에는 항속 거리의 제한이 없고, 지선의 항속 거리도 크고 주행 및 정차 중의 충전으로 인해 전지가 작아도 괜찮으며, 전기 자동차 중에서는 가선식 다음으로 차량이 가벼워지고, 에너지 소비와 CO2 배출도 절감할 수 있으며 가선이나 집전장치가 불필요하여 미관상 가선 집전식 하이브리드 방식보다 유리하다.

 

단점

인프라 정비에 비용이 들며 변전소의 건설이나 지중 코일과 급전 설비의 설치가 필요하고 급전 시스템의 보수 요원이 필요해지며 오후 주행 시, 야간 전력 이용이 불가능하다는 단점이 있고 코일 충전 장치가 없는 구간에서는 엔진을 움직이므로 기존과 같은 CO2나 NOx가 배출된다. 급전 서비스로의 과금 시스템이 필요해진다.