전기자동차
電氣自動車/Electric vehicle (EV)
1. 설명
전기 공급원으로부터 충전받은 전기에너지를 동력원(動力源)으로 사용하는 자동차[2]
하이브리드자동차, 수소차 등과 함께 "환경친화적 자동차" 중 하나로 정의되어 있다. 이 글에서는 전기로 구동하여 도로를 주행하는 승용차에 대해 서술한다.
디젤 엔진과 가솔린 엔진 등의 내연기관을 장착한 자동차나 전동기와 내연기관을 같이 장착한 하이브리드 자동차와는 다르게 순수히 전기만 사용하여 구동하는 자동차를 의미한다. 기존 내연기관으로 작동하는 일반적인 자동차와는 달리 전기를 이용해 구동력을 얻으므로 매연을 배출하지 않는다는 장점이 있어서 화석연료(석탄, 석유 등)로 인한 이산화탄소 증가가 지구온난화의 원인으로 밝혀진 이래 각국에서는 이산화탄소 배출을 줄이기 위해 적극적으로 개발 및 개량을 하고 있다. 아직도 여러모로 단점들이 있지만 세계 유수의 자동차 업체들이 치열하게 경쟁 및 개발하고 있어 빠르게 극복되고 있다.
정부는 친환경 정책에 의거하여 각종 전기차 장려 정책을 펴고있다. 2020년 기준 전지차 지원금은 정부 약 800만원[3] 에 지자체 약 500~800만원을 합한 1300~1600만원 정도를 지원금으로 지급한다. 또한 취등록세 170만원을 면제해준다[4]
친환경에 대한 사람들의 인식이 변화하고, 세계적으로도 친환경 정책이 대세로 자리잡고 있어 내연기관 자동차는 점점 줄어들고 전기차와 같은 친환경 차량의 시장규모와 판매량은 계속 늘어날 전망이다. 특히 국내에서는 최근 3년 사이에 판매량이 급격이 늘었으며 앞으로도 더 가속화될 것으로 보인다.
2. 역사
전기자동차는 의외로 내연기관 자동차보다 빠른 시기에 개발되었다. 1830년대에 최초로 개발 되었는데 심지어 100㎞/h를 처음 돌파한 것도 내연기관 자동차가 아닌 전기자동차였다. 그러나 당시의 전기자동차는 기술적인 한계로 인해 성능 향상이 지지부진했고 현재와 비슷한 문제인 비싼 가격, 심하게 무거운 배터리, 너무 긴 충전 시간, 짧은 주행거리 등의 심각한 문제가 많았던 반면에 내연기관 자동차는 대량생산체제를 통해 가격을 낮추고 지속적인 개량을 통해 우수한 성능과 항속거리를 갖추게 되었다. 가까운 거리는 전기차, 먼거리는 열차로 이동했으나 점점 더 차를 타고 먼거리로 이동하고 싶은 욕구가 늘어나며, 텍사스에서 석유가 나오면서 경제성이 생기게 됐으며 석유라는 압도적인 성능의 연료를 등에 업고 빠르게 향상되는 내연기관을 쫓아가기에는 아직 전기전자공학이 충분히 성숙하지 못했다. 결국 전기자동차는 경쟁력을 잃고 시장에서 사라졌다가 1990년 이후 내연기관 차량의 환경 문제가 대두될 때쯤에나 다시 주목 받게 되었다.
전기자동차는 2005년 이후부터 본격적으로 개발이 이루어지기 시작했는데 21세기의 눈부시게 향상된 전력전자 기술과 우수한 반도체 등의 첨단 기술에 힘입어 내연기관 차량이 100년에 걸쳐 쌓아올린 내연기관의 성능을 고작 10년도 안 돼서 쫓아오는 데 성공했다.[5] 전기자동차는 더 이상 시기상조의 영역에 있지 않으며, 이에 따라 세계 전기자동차 시장이 급격히 성장하고 있고 전기자동차를 위한 전력 인프라가 구축 되고 있다.
기술발전 뿐 아니라, 각 국가의 정책 역시 전기차 시대를 불러오고 있다. 미국 캘리포니아와 유럽 각 국들도 2025~2040년 안에 내연기관을 퇴출한다고 선언했다. # 물론, 실제로 퇴출 가능할지는 회의적인 의견도 있으나, 이러한 선언이 나온다는 것 자체가 앞으로 국가가 나서서 내연기관에 규제 등 압박을 가할 가능성이 크기 때문에 기존 내연기관 자동차 회사들도 전기차 양산 계획을 가지고 있다.
2.1. 음모론
전기자동차가 외압으로 인해 시장에서 사라졌다는 이야기가 많은데 20세기 초에 전기자동차가 내연기관 자동차에게 밀려 사라진 시기와 2000년쯤에 있었던 GM EV1과 관련된 음모론이 있다.
일단 20세기 초의 경우에는 전기자동차의 기술적인 기반이 되는 전기전자분야가 본격적으로 발달한 건 20세기 초중반으로, 내연기관 자동차와 전기 자동차가 경쟁했던 시기보다 훨씬 늦은데다 전동기와 전자공학, 특히 배터리 기술이 충분히 성숙하기까지는 더 시간이 필요했기 때문에 당시에 내연기관의 성능과 가성비를 쫓아가는 건 시기상 불가능했다.[6] 현재 전기자동차의 배터리에 사용되는 리튬이온배터리는 처음 상용화 된 시기가 '''1991년'''으로 생각보다 굉장히 최근에 개발된 물건이며, 지금의 전기자동차도 이 리튬배터리가 개발된 직후에야 경쟁력이 생겨서 조금씩 등장하기 시작했다.
애당초 당시에 전기자동차가 잠깐 치고 나올 수 있었던 이유는 내연기관에 비해 제어와 제작이 매우 쉬웠기 때문이지 우리가 지금 알고 있는 성능이나 효율 등의 장점이 있어서가 아니었다.[7] 당시 전기자동차는 DC모터로 제작되었는데 전용 회로는커녕 건전지만 꽂아줘도 회전하는 게 DC모터일 뿐더러 정지 상태에서도 토크가 나오므로 구동도 쉬워서 결국 그냥 사이즈가 큰 미니카나 다름없는 물건이었다. 당연히 내연기관의 개발에 비하면 손쉽게 만들 수 있었고 그래서 잠깐 반짝 했을 뿐이다.
GM EV1와 관련된 음모론은 해당 제품이 상업적으로 성공한 듯 보였으나 모종의 이유로 제조사에서 직접 제품을 전량 파기했고, 이렇게 된 이유가 미 정부와 정유업체, 자동차 제조업체들의 외압과 음모 때문이라는 주장이다. 실제로도 당시의 제품은 충분히 훌륭했고 정유업체나 다른 자동차 제조업체로부터 여러모로 태클이 들어온 것 역시 사실이다. 그러나 저 제품이 실패한 이유는 로비나 음모 때문도 없진 않겠지만 GM의 주장이 맞다면 오래전부터 이어져 내려오던 전기자동차 제품 개발과 관련된 전통적인 문제가 또 터진 것에 불과하다. 바로 배터리 문제와 돈이 안된다는 것. 이에 대한 내용은 GM EV1 항목을 참고하자.
전기자동차의 성능이 좋아질수록 사정이 나빠지는 국가들로 주로 중동지역이 꼽히는데 중동의 국가들은 석유를 팔아먹어 국민소득이 높은 전형적인 부자형 후진국이기 때문이다. 운송 분야는 전체 석유 소비량의 약 50%를 차지하기 때문에 전기자동차가 보편화 되면 출혈이 심할 것으로 예상되는 국가들로 손꼽히고 있다. 또한 현대 전기 발전원으로 쓰이는 원료 대부분은 석탄과 원자력이기 때문에 전력 수요가 늘어난다고 해서 석유 소비가 늘어나는 것도 아니다.[8]
또한 기존의 자동차 제작사들에도 악재이다. 내연기관 자동차의 핵심은 엔진으로 이는 기존의 자동차 제작사들의 전유물이었다. 허나 앞으로 시장의 대세가 될 축전지 방식의 전기자동차의 핵심은 바로 배터리인데, 기존의 회사들은 자동차 회사이지 화학 관련 회사가 아니었으므로 기존의 배터리 제작회사들에게 의존하는 그림이 될 수밖에 없고 이는 시장 주도권을 그들에게 내준다는 뜻이기도 하다. 쉽게 말해 기존의 자동차 제작사들이 자동차의 심장(엔진)을 제외한 차량의 껍데기만 만들어서 팔아야 되는 상황이 되는데 이는 자동차 산업의 진입장벽이 낮아져서 경쟁이 치열해지고 수익성이 낮아진다는 것을 의미한다. 현재 현대 코나 일렉트릭,재규어 I-페이스, 아우디 E-트론 등이 LG화학의 배터리를 사용한다고 알려져 있다. 2020년 테슬라는 중국시장에 판매되는 모델 3의 고급 트림은 LG화학의 중국공장과 한국공장 생산 배터리를 납품받아 사용하고 있다. 이런 이유로 테슬라는 아예 배터리 까지 자체생산해 시장을 장악할 계획을 세우고 있다.
3. 특징
- 전기를 사용한다.
가장 큰 특징. 전기자동차는 전기가 동력원이며 내연기관 대신 전동기로 구동력을 발생시킨다. 전기는 동력으로 변환되는 과정에서 오염물질이 배출되지 않아 공해가 없으며 동력변환 효율이 매우 우수하고 회생제동, 전기댐퍼 등을 이용해 버려지는 에너지를 회수하기도 용이하다. 또한 전기 시스템은 부피가 무척 작고 동력 배분이 자유로워서 파워트레인 계통의 단순화로 엄청난 공간 창출과 무보수화를 쉽게 현실화 할 수 있으며, 모터는 공회전이 없기 때문에 차량이 서있을 때의 비효율을 제거할 수 있다. 전기자동차는 전기를 동력원으로 써서 전기자동차라고 하는 것이므로 사용할 전기를 얻는 방법은 매우 다양하게 구현 될 수 있다. 배터리(외부 충전), 연료전지, 가스터빈과 내연기관을 이용한 발전기 구동 등등 여러 가지 전원을 사용해서 전기자동차가 만들어질 수 있다.
단, 우리가 흔히 알고 있는 친환경과 에너지 효율이라는 특징은 순수히 전기자동차만의 이야기가 아니며, 동력원에 대한 이해가 필요하다. 왜냐하면 에너지의 환경성과 효율성은 소비와 더불어 생산도 고려해야 하기 때문이다. 관련 내용은 후술.
단, 우리가 흔히 알고 있는 친환경과 에너지 효율이라는 특징은 순수히 전기자동차만의 이야기가 아니며, 동력원에 대한 이해가 필요하다. 왜냐하면 에너지의 환경성과 효율성은 소비와 더불어 생산도 고려해야 하기 때문이다. 관련 내용은 후술.
- 소음이 적다.
전동기는 내연기관에 비해 기계적인 구조가 매우 단순하고 폭발이 발생하지 않아서[9] 비교적 적은 소음으로 주행할 수 있다. 전기로 운행하는 지하철과 디젤 기관차의 소음이 얼마나 차이가 나는 지를 비교해 보면 좋을 것이다. 너무 소음이 없다보니 주변에서 차량이 접근하더라도 보행자가 눈치채기 어려워 사고 위험성이 높아질 정도. 그래서 일부 차량은 스피커를 달아서 저속에서 가상 주행음을 내기도 한다. 공상과학 영화에서 나올 법한 특이한 가상주행음을 가진 전기자동차도 있는데, 궁금하면 '전기차 가상 엔진 사운드 시스템'을 유튜브에서 찾아보자.
하지만 고속에서는 아무래도 실내 방음이 잘 된 내연기관 차량도 많고 바람이나 노면 소음이 워낙 크다보니 큰 차이를 못 느끼기도 하는데 차이를 못 느껴도 이상한 건 아니다. 전기자동차도 엔진만 전동기로 바꾼 거지 결국 바퀴 달린 자동차이므로 노면과 기계 소음은 그대로 들어오기 때문이다.[10] 엔진 소음과 진동만 제거됐다고 이해하면 된다.
하지만 고속에서는 아무래도 실내 방음이 잘 된 내연기관 차량도 많고 바람이나 노면 소음이 워낙 크다보니 큰 차이를 못 느끼기도 하는데 차이를 못 느껴도 이상한 건 아니다. 전기자동차도 엔진만 전동기로 바꾼 거지 결국 바퀴 달린 자동차이므로 노면과 기계 소음은 그대로 들어오기 때문이다.[10] 엔진 소음과 진동만 제거됐다고 이해하면 된다.
- 뛰어난 제어 성능을 쉽게 얻을 수 있다.
현대에 개발되는 전동기들은 모터 드라이버라는 전용 회로로부터 전자제어를 받으므로 내연기관에 비해서 제어가 쉽고 성능이 일관성 있게 나온다. 모터 드라이버는 모터의 특성을 고려하여 최적의 성능을 내도록 설계되며 내부적으로도 여러 가지 제어 변수를 1초에 수만 번씩 실시간으로 피드백 받아 계산하고 제어한다. 그래서 차량의 속도 및 토크 제어와 회생제동이 대단히 쉽고 빠르며 매우 정확해서 말도 안되는 수준의 트랙션 컨트롤도 구현할 수 있다.[11] 게다가 드라이버를 통해 정보를 얻거나 성능 한계점을 찾아내기도 쉬운 데다 필요하면 튜닝 데이터와 향상된 펌웨어를 온라인으로 넣어줄 수도 있다. 특히 자율주행과 같은 차량의 소프트웨어 제어가 아주 용이하다는 장점이 있어서 다양한 업체에서 자율주행 기술을 개발할 수 있게 된 원동력이기도 하다.
- 유지보수성이 뛰어나다.
내연기관 차량은 엔진을 돌릴 연료를 공급하고 매연을 배출하며 동력을 적절히 변환하기 위해 변속기, 라디에이터, 흡배기, 머플러, 타이밍 벨트, 점화플러그, 알터네이터 따위의 말만 들어도 두통을 유발하는 물건들이 산더미처럼 들어가며 복잡한 기계장치들을 원활하게 작동시키기 위한 엔진오일, 미션오일 등등의 각종 윤활유들까지 필요하다. 이런 온갖 자잘한 부품 전부가 고장요인이 될 수 있으며, 차가 아무리 멀쩡해도 주기적인 정비가 필수적으로 필요하다. 그리고 당연히 유지보수를 위한 시간과 비용은 전부 소비자가 떠맡아야 한다.
하지만 전기자동차는 부속 파트부터 모터, 모터드라이브, 전원 등등으로 파트를 단순하게 나눌 수 있어 비교적 고장요소가 적고 이 파트 전체에 소모성 부속이 없으며 구조가 단순하므로 정비성이 뛰어나다. 파워트레인이나 조향, 서스펜션 등의 부속 설계는 차량을 만드는 이상 전기자동차도 당연히 필요하지만 내연기관 자동차의 기계설계 난이도와는 감히 비교할 수 없다. 게다가 마찰이 일어나는 부위도 거의 없어서 소모품도 적게 필요해 엔진오일 등의 공해물질로 인한 오염과 지출이 극도로 적다.
하지만 전기자동차는 부속 파트부터 모터, 모터드라이브, 전원 등등으로 파트를 단순하게 나눌 수 있어 비교적 고장요소가 적고 이 파트 전체에 소모성 부속이 없으며 구조가 단순하므로 정비성이 뛰어나다. 파워트레인이나 조향, 서스펜션 등의 부속 설계는 차량을 만드는 이상 전기자동차도 당연히 필요하지만 내연기관 자동차의 기계설계 난이도와는 감히 비교할 수 없다. 게다가 마찰이 일어나는 부위도 거의 없어서 소모품도 적게 필요해 엔진오일 등의 공해물질로 인한 오염과 지출이 극도로 적다.
- 차량 구조 설계가 용이하다.
기존 내연기관은 갈수록 각국 정부의 환경 규제가 강화되지만 소비자의 기대치를 충족시키기 위해 연비와 출력이 향상되어야 한다. 따라서 갈수록 내연기관의 부품과 구조가 복잡해지고 있으며, 이로 인해 엔진 설계와 제조 기술의 발전이 아무리 뛰어나더라도 엔진의 크기가 커지는 것은 어쩔 수 없는 노릇인데, 전기차는 환경 규제에서 자유로울 뿐더러 앞서 언급한 것처럼 전기는 동력으로 변환되는 과정에서 일반 내연기관보다 훨씬 좋은 효율을 얻을 수 있기 때문에 큰 내연기관 엔진보다 더 작으면서도 높은 효율을 얻을 수 있는 모터를 사용한다. 그러므로 차량 구조 설계가 용이하며 제조사에 따라서 앞부분에 수납공간을 추가하거나 안전 장치나 차체 강성을 더 높게 제작하는 등 기존 내연기관 차량에 비해 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 대표적인 예로 벤츠는 그동안 서스펜션을 더블 위시본 방식을 사용하며 주행 안정성과 핸들링이 좋다고 광고했지만 계속되는 환경 규제의 강화로 차량 내부 공간이 좁아지자 더블 위시본보다 공간을 적게 차지하는 맥퍼슨 스트럿 방식을 채택했다. 이를 잘 보여주는 설계가 듀얼 모터일 것이다. 내연기관에 비해 전기모터는 상대적으로 크기를 작게 만들 수 있으니 아에 모터를 두개 탑재하는 것이 가능한 것. 그리고 현재 대중적이라고 할 수 없지만, 리비안 모터 4개를 달아서 탱크턴이 가능한 모습을 보여준다.
- 주행 외 배터리 활용.
현대 코나 일렉트릭과 기아 니로EV의 유틸리티 모드, 테슬라 차량의 캠핑 모드와 애견 모드가 이를 대표한다. 내연기관 자동차는 애당초 자동차 배터리 자체가 시동 및 내부 전자장비 외의 전원으로 쓰기에는 적합한 사양이 아니며, 때문에 엔진을 켜지 않으면 순식간에 방전되기 십상이다. 그나마도 그 큰 엔진을 2kW 남짓의 알터네이터 돌리겠다고 움직이니 매연과 소음이 펑펑 나와서 하루종일 공회전을 돌릴 수도 없다.
반면, 전기차는 그냥 가지고 있는 대용량 배터리를 교류로 변환하면 바로 쓸 수 있으므로 공회전 따위의 문제가 없으며 차량을 몇시간이나 굴릴 만큼 용량도 빠방하므로 배터리 사용량을 계산하긴 해야겠지만 방전 문제에서도 비교적 자유롭다. 덕분에 전기차들은 대용량 배터리를 십분 활용하여 거대한 보조배터리의 역할을 수행할 수 있다. 루시드가 양방향 충전을 지원한다고 하며, 현대차 그룹도 V2G(Vehicle to Grid))를 도입한다고 한다.
반면, 전기차는 그냥 가지고 있는 대용량 배터리를 교류로 변환하면 바로 쓸 수 있으므로 공회전 따위의 문제가 없으며 차량을 몇시간이나 굴릴 만큼 용량도 빠방하므로 배터리 사용량을 계산하긴 해야겠지만 방전 문제에서도 비교적 자유롭다. 덕분에 전기차들은 대용량 배터리를 십분 활용하여 거대한 보조배터리의 역할을 수행할 수 있다. 루시드가 양방향 충전을 지원한다고 하며, 현대차 그룹도 V2G(Vehicle to Grid))를 도입한다고 한다.
4. 급전 방법에 따른 분류
특징에서 언급했다시피 현재 전기자동차가 넘어야 할 가장 큰 벽은 효과적인 전원의 구현이다. 전동기는 이미 지난 수십년간 매우 높은 완성도로 충분히 성숙하였으며, 전동기 제어기술도 수 메가와트 급의 전동차까지 전자식 운용이 가능할 정도로 우수하다. 때문에 전기자동차를 분류하는 기준으로 전원을 뭘 쓰느냐가 가장 많이 사용되며, 경우에 따라서는 아예 이름까지 바뀌기도 한다. 대표적인 예시로, 수소자동차는 일반적으로 수소연료전지차를 말하는 것인데 이 수소연료전지 자동차도 수소를 전기로 바꿔서 그 전기로 모터를 구동하므로 결국 전기자동차의 일종이다.
현재는 전기자동차가 상용화 되는 과정에서 테슬라 사의 유명세, 하이브리드 자동차 등의 기존 내연기관 체제에서 전기 동력을 활용하려는 노력 등등 여러가지 이유로 배터리 급전 방식이 가장 크게 유행하고 있는 추세지만, 저장이 어렵다는 전기에너지의 단점이 어디 가는 건 아니므로 기술의 발전에 따라서는 언제든지 바뀔 수도 있다. 현재의 기술로도 움직이고 있는 장비에 급전을 하기 위한 수단들은 어딘가 나사 빠진 단점이 반드시 하나 이상 있으므로 정확한 이해 없이 선입견을 가지는 것은 옳지 않다는 것을 상기하기 바란다.
4.1. 전차선 급전
현재도 사용 중인 '''트롤리버스'''나 전기기관차, 전동차, 놀이동산에 있는 범퍼카를 생각하면 된다. 도로에 급전선을 설치해놓고, 차량이 집전장치로 전차선으로부터 급전 받아 그 전기로 모터를 돌려 운행하는 방식이다.
장점
- 구동을 위한 전력을 모두 전차선에서 얻을 수 있어 최소한의 배터리만을 필요로 하므로 차량의 중량이 가벼워지며 차량 가격을 크게 낮출 수 있다. 전차선에서 벗어나지 않는다는게 보장된다면 아예 배터리도 생략할 수 있다.
- 전차선 급전은 철도 산업에서 이미 수도 없이 활용 되던 체계이기 때문에 구현 시 기술적인 어려움이 비교적 적다.
- 차량이 지나가는 길 전체에 전차선을 띄워놔야 하기 때문에 필연적으로 도시 미관을 해치고 차량 높이에 제약이 가해진다. 또한 전철과는 달리 차량에게는 차선 변경이나 장애물을 회피하기 위한 넓은 이동범위가 필요하기 때문에 지중화도 거의 불가능하다.
- 급전 장치가 필요하다보니 어지간한 크기의 소형 차량은 만들기가 어렵다. 특히 이륜 차량은 생각조차 할 수 없다.
- 집전기가 전차선에서 이탈하면 차량 이동이 곤란하다. 또한 차량간 추월이 어렵고 전차선이 설치 되지 않았거나 설치하기 어려운 시골이나 산길 등에선 주행할 수 없어 이동 범위가 크게 제한된다. 교통사고 등의 이유로 도로가 가로막히면 이를 우회하기 어렵다.
- 급전 즉시 전력을 소모하므로 심야전력 등의 혜택을 활용할 수 없다.
- 천재지변에 취약하다. 전차선이 끊어지거나 번개라도 맞으면 대형 사고가 날 위험이 있다.
- 궤도가 없으면 주행이 불가능한 차량도 있다.
4.2. 비접촉 급전 하이브리드
지중에 유도코일을 장착해 비접촉 급전, 충전을 할 수 있는 방식이다. 하지만 넓은 지역에 대전력을 공급하기에는 매우 비효율적인 방식이기에 지금은 사실상 도태 되었다.
장점
- 전차선 급전과 같이 배터리가 최소한만 필요하여 차량 자체가 가벼워진다.
- 전차선 급전과는 달리 전차선이 필요 없어 도로 미관에 좋다.
- 기계적인 접촉면이 없어 유지보수성이 좋다.
- 도로를 뜯어 코일을 설치하는 등의 인프라 구축 비용이 어마어마하다.
- 어마어마한 코일의 저항과 유도 손실, 역률 저하로 인해 전기자동차의 장점 중 하나인 고효율이 박살난다. 차량 전원 수준의 대전력을 전송하려면 자기유도 방식을 써야 하는데 이게 큰 문제가 있는게 효율적인 송신 거리가 밀리미터 단위다. 차량이 땅에 딱 붙어서 갈 수 있는 것도 아니니 기본적으로 전송 효율이 크게 떨어진다는 것. 또한 코일 특성상 전선의 길이가 기하급수적으로 길어지는 만큼 전기저항도 엄청나게 상승하기 때문에 안 그래도 낮은 효율을 바닥으로 꽂아버린다.
- 큰 전력의 전자파가 도로에서 발생한다. 인체에 유해하거나 전자제품 오작동의 가능성이 있고 정전기 피해가 나기 쉽다.
- 코일의 진동으로 도로에서 소음 문제가 발생할 가능성이 있다. 대전력의 교류가 흐르는 코일에는 로렌츠 힘이 작용하기 때문이다.
- 전자기유도로 전력을 전달하는 원리 때문에 직류를 사용하는 것이 물리적으로 불가능하다.
- 전차선과 마찬가지로 심야 전력 활용이 불가능하다.
- 전차선과 마찬가지로 급전 코일에서 떨어지면 주행이 곤란해지며 유도 코일로 전력을 보낼 수 있는 거리가 대단히 짧기 때문에 급전 라인에서 이탈하기가 너무 쉽다.
- 주차장과 같이 넓은 공간에는 전력을 공급하기가 난해해진다. 넓은 공간에서는 차량이 어디로 이동할지 알 수 없기 때문에 공간 전체에 빽빽하게 코일을 깔아야만 한다는 문제가 있어 비용 문제가 심각해진다. 게다가 주차장은 여러 층으로 지어져 있기도 하기 때문에 심하면 수 km의 도로에 설치할 수 있는 양의 코일을 주차장 한 곳에 다 때려박아야 할 수도 있다.
4.3. 수소 연료전지 급전
수소를 저장하여 연료전지로 활용, 이를 이용해 발전한 전력으로 운행하는 방식이다. 이런 종류의 자동차는 보통 전기자동차라는 이름 대신 수소연료전지차 등의 이름으로 불린다. 수소 자체를 연소하는, 내연기관과 비슷한 수소자동차도 있지만 전기자동차로서의 범주 외의 내용이 궁금하다면 수소자동차 항목을 참고하기 바란다.
전기자동차의 가장 큰 문제점인 전원을 수소라는 고효율 연료를 사용함으로써 충전속도, 저비용, 고성능 3마리 토끼를 한번에 잡을 수 있는 몇 안되는 방법 중 하나로, 배터리와 더불어 전기자동차에 가장 적합한 전원 중 하나로 손꼽힌다. 그러나 수소 인프라의 보급이 너무 더딘데다 결정적으로 배터리 기반 차량 시장이 먼저 급속하게 성장하는 바람에 수익성을 따지는 기업들이 언제 팔릴지 모르는 수소자동차에 관심을 가지지 않는 상황이다. 사실 실용성이나 기술적인 면에서는 배터리 기반 전기차보다 여러 면에서 더 많은 장점을 보이지만 그 이상으로 시장의 형성이 어렵다는 점이 수소자동차의 발목을 잡고 있으며, 인프라 구축의 어려움을 몸소 보여주고 있다. 또한 수소자동차의 많은 장점과 단점이 아직 대량 양산 된 차량을 통해 검증 되지 않아 실제로 대중화 되었을 때 뭐가 어떻게 바뀔지 모르므로 이 역시 상당히 아쉬운 점이다.
4.3.1. 장점
- 수소만 충전하면 내연기관처럼 어디든지 제약 없이 돌아다닐 수 있다.
- 연료전지의 발전 효율이 40~50% 정도로 상당히 우수한 편인데다 출력밀도도 현대의 내연기관과 거의 동등하게 나와서 성능도 꿀리지 않는다. 그리고 지속적인 연구로 지금도 꾸준히 성능과 효율이 향상되고 있다.
- 부피가 워낙 크다보니 저장할 수 있는 수소의 양 자체는 적긴 하지만 그래도 동일 중량당 에너지가 휘발유 대비 3배 이상이다보니 초고압으로 압축하면 꽤 괜찮은 크기의 에너지를 들고 다닐 수 있다. 그래서 다른 방식들에 비해 항속거리 확보가 유리하고 다른 용도로 에너지를 활용할 여유가 있다. 현대 넥쏘가 저장할 수 있는 6.33kg의 수소는 총 898.23MJ의 에너지를 가지는데 이를 Wh로 환산하면 약 250kWh에 달한다. 배터리 기반 차량들이 배터리 용량 100kWh 찍느라 진땀을 뺀 것을 생각하면 상당한 용량이다. 그러나 수소의 열량에 비해서 배터리 방식과 의외로 항속거리 차이가 별로 안 나는데 이는 위에서 언급했다시피 연료전지의 동력변환 효율이 아직 4~50% 수준이라 열로 빠지는 에너지가 많기 때문이다. 이는 일장일단이 있는데 연료전지가 열도 생산할 수 있다는 의미가 되므로 축전지 방식과는 달리 히터를 틀거나 할 때 고통 받을 일이 없다.
- 수소 충전 시간이 매우 짧아서 그냥 천연가스 넣는 것과 큰 차이가 없다. 이는 상당한 장점으로, 기존의 화석연료 자동차를 타던 습관대로 차량을 타고 다니더라도 충전소만 제때 만나면 장거리 운행에도 별 불편함이 없다.
- 동력 체계의 경량화와 고효율화가 상대적으로 유리하다. 왜냐하면 배터리에 비하면야 수소와 수소탱크의 무게는 없는거나 다름 없기 때문이다. 차량의 경량화는 운동 성능과 더불어 여러모로 이점이 많으므로 대형 차량의 개발이 상대적으로 수월하다. 다만 수소탱크의 형태가 차량 내에 고밀도로 탑재하기 좋은 형태가 아닐 뿐더러 전기자동차 같은 경우는 생각보다 차량 중량이 연비에 큰 차이를 불러오지는 않으므로 대량생산 된 제품이 나오기 전까지는 비교가 다소 어렵다.
차량 중량이 연비에 주는 영향이 적은 이유는 고중량 차량들의 연비가 나쁜 이유에 있다. 근본적으로 무거운 차량들의 연비가 나쁜 이유가 가속할 때 차량의 중량에 비례해서 에너지가 많이 들고 감속 할 때에는 이렇게 막대한 운동 에너지를 전부 열로 태워버리기 때문인데 전기자동차들은 가속하느라 투입한 막대한 운동 에너지를 감속 시에 열로 날리는게 아니라 회생제동으로 다시 회수를 할 수 있어 가장 비중이 큰 가감속시의 에너지가 보존 되기 때문이다.[12] 따라서 항속거리 등의 성능 차이가 대형차량에서 어떻게 나타날지는 제품이 나와야만 확실히 알 수 있을 것으로 보인다.
4.3.2. 단점
- 기존의 모터, 모터 드라이브로 구성된 전기차 체계에서 연료전지와 수소탱크가 추가된다. 연료를 전기로 변환할 연료전지가 있어야 하므로 이는 당연하지만 연료전지를 위한 에어필터나 연료공급라인 등이 추가 되며, 외기로부터 산소를 공급받아야 하기 때문에 외부 환경에 더 민감해지고 정비요소가 증가한다. 덤으로 현재 연료전지의 내구수명이 간신히 주행거리 20만km를 찍은 수준이라 고장빈도와 수리비용을 감안하면 아직 연료전지의 신뢰성이 좋은 편은 아니다. 내연기관만 해도 관리만 잘하면 엔진 고장 없이 40만km를 넘게 찍는 게 어렵지 않고 리튬배터리조차도 용량 문제를 제외하면 사실상 반영구적이므로, 더 개선이 필요하다.[13]
- 정비가 극단적으로 까다롭고 전용 시설이 필요하다. 연료전지 스택 정비를 위해서는 남아있는 수소를 빼야하는데 공기보다 가볍기 때문에 따로 포집은 하지않고 대기로 날려보내지만 반응성이 높아 폭발의 위험성이 있어 미국의 경우 주위에 건물이 없는 야외의 특정 공간에서 수소를 빼도록 강제되고 있다.
- 막대한 인프라 구축 비용과 안전한 보관, 운송 기술 개발이 필요하다. 수소 인프라 구축은 기존에 대체하거나 활용할 만한 인프라가 없기 때문에 아예 밑바닥부터 시작해야 하며, 수소 충전소는 설치 비용이 수십억에 달하고 위험성도 더 크다.[14] 그리고 이런 대량의 인프라가 필요한 연료 기반 체계는 항상 그렇듯이 인프라가 먼저 vs 시장성이 먼저로 닭과 계란 같은 난제가 생기기 때문에 국가 차원의 장기간의 인프라 구축과 지원을 필요로 하며 이 때문에 보급이 느려질 수밖에 없다. 인프라의 구축은 정부가 단지 충전소 같은 시설을 세금 퍼부어서 잔뜩 깔면 해결 되는게 아니다. 인프라의 설치와 관리가 사업성이 있을 만큼 신뢰성과 경제성이 있어야한다. 그렇게 구축된 수소 인프라를 중심으로 새로운 산업이 성장할 수 있는 것인데, 그렇지 않으면 국가가 손수 나서서 기존의 주유소들을 무리하게 박살내는 것 밖에 되지 않는다. 한마디로 수소 인프라 구축의 가장 큰 문제는 수소자동차도, 수소충전소도 돈이 안 된다는 점이다. 이건 생각보다 상당히 심각한 문제인 게, 수소 인프라를 민간 산업이 감당하지 못하면 결국 전부 정부가 운영해야 하기 때문이다. 이러면 세금으로 만든 수소 인프라가 새로운 일자리를 창출하기는커녕 더욱 세금만 퍼먹는 꼴이 되므로 국가적으로 매우 심각한 손실이 된다.
- 충전소까지 수소를 공급하는 것도 문제다. 40톤이 넘는 튜브 트레일러 1대가 꼴랑 500kg의 수소를 운반할 수 있다. 이는 겨우 60대 정도의 수소 승용차에 공급하면 끝나는 양이다. 게다가 대부분의 교량이나 입체교차로 등은 총 중량 32톤 이상의 차량은 진입금지다.
- 화석연료 수준의 가격 경쟁력과 생산성을 확보하기 위해서는 천연가스나 석유에서 수소를 추출해야 하는데 이 방법은 결국 이전과 똑같이 화석연료에 의존하게 된다는 문제가 있다. 이러면 소비자 입장에서는 차값도 비싼데 친환경성도, 충전비용도 메리트가 없기 때문에 굳이 수소차를 살 이유가 없다. 휘발유나 디젤은 세금이 워낙 많이 붙이니까 그렇게 비싼 거지 세금 다 없애면 거의 반값으로 떨어지므로, 수소차를 탈 이유는 더더욱 없어진다. 전기도 모든 발전 과정이 항상 깨끗한 것은 아니지만 전기의 생산 수단은 수소보다는 다양하며, 공해 감소와 저렴한 단가를 동시에 가져갈 수 있다는 점을 감안하면 상당히 아쉬운 점이다.
- 수소연료전지 스택의 특성상 전력 생산에 깨끗한 공기가 필요하기에 일종의 달리는 공기 청정기 역할을 해준다. 차량에 따라 어느 만큼의 공기를 정화했는지 보여주기도 하는데 절대적인 효과는 미미하지만 미세 먼지 이슈와 엮여 보급과 지원에 나름 탄력을 받는 요소가 되고 있다. 문제는 그런 공기 청정 역할을 하기 위한 에어 필터는 아무도 원치 않는 개인의 돈으로 관리 해야 한다는 것이다. 에어 필터 자체가 물론 비싼건 아니지만 이럴거면 그냥 전기차에 필터를 붙이고 다녀도 상관 없는 일이다. 또한 필터가 미세먼지를 100% 걸러주지도 못하기에 미세먼지도 연료전지의 수명을 깎아먹는 요소 중 하나다.
- 차내에 수소를 주입하는 시간은 빠른데, 주입을 위해 충전기기를 준비하는 시간이 길다. 지하수소탱크에서 충전기기에 일단 수소를 주입하고 그 수소로 차량에 주입을 하게 되는데, 충전기기에 수소를 채우는데 시간이 걸린다. 그 때문에 한 대에 주입하고 약 20분 후에나 다음 차량에 주입할 수 있는 상태가 된다. #
- 차량의 수소탱크가 거의 비어있을 때만 주입이 가능하다. 몇 군데 있지도 않은 수소충전소를 보고 미리미리 충전해둬야지 하고 가봤자 수소탱크가 비어있지 않으면 충전 못 한다.
- 충전소의 충전압 상태에 따라 풀 충전이 불가능한 경우도 있다. 2019년 상반기 현재 서울의 경우 상암에서는 풀 충전이 안 되고 양재에서는 가능한 듯.
4.4. 태양전지 급전
영어로는 Solar car. 이름 그대로 태양전지를 붙여, 차에 닿는 태양빛으로 만들어진 전기를 동력으로 삼는다. 최초의 개발은 1955년 제너럴모터스가 개발한 '썬 모바일'이나, 이것은 사람이 탑승 불가능한 40센티미터 크기의 작은 것이고 사람이 탈 만한 수준의 것은 1962년에 처음 나왔다. 호주에선 1987년부터 월드 솔라 챌린지(World Solar Challenge)란 이름으로 태양전지 자동차 레이싱 대회도 열고 있으며, 한국에서는 1993년 열린 대전엑스포 당시 처음 대중에 널리 공개되었다.(참조) 다만 태양전지 특성상 전원으로 사용하기에는 너무 큰 문제가 있기 때문에 안타깝게도 승용차에 주 전력 공급용으로 태양전지가 장착되는 일은 앞으로도 없을 것이다.
장점
- 태양빛으로부터 지속적인 에너지를 공급 받을 수 있어서 동력원 걱정이 없다. 날이 흐려도 이차 전지를 통해 미리 충전해 두면 운행이 가능하다.
- 대량생산과 기술 발전으로 태양전지의 값이 내려가고 효율이 점점 올라가고 있다. 더불어 환경/상황에 따른 제약이나 차량에서 태양전지가 차지하는 공간의 제약도 점점 줄고 있다.
- 태양전지가 아무리 발달해도 태양에너지 자체가 너무 작아서 주전원으로는 불합격이다.
태양광 자체가 차를 굴리기에는 너무 작은 에너지다. 표면에 내리쬐는 태양광 에너지는 쾌청한 날 1m$$ ^2 $$ 당 1kW 수준인데 차를 굴리려면 적어도 평균 20kW[15] 의 에너지가 꾸준히 공급 되어야만 하므로 승용차는 커녕 골프 카트의 에너지를 공급하기도 빠듯하다. 그나마도 현재 태양전지 기술의 에너지변환 효율이 우수한 것도 아니여서 쾌청한 날에 가장 일조량이 많은 정오에도 대략 20%, 높아봐야 30% 밖에 되지 않는다. 이 때문에 효율이 100%이고 1장 가격이 A4용지 수준인 태양광 패널을 기적적으로 발명해서 자동차 표면 전체를 덮는다 하더라도 수십kW 이상의 전력을 사용하는 일반적인 전기자동차의 소비전력을 태양광만으로 충당하는 것은 물리적으로 불가능하다.
- 에너지 밀도는 둘째 치고 설치했을 때 작게나마 효용성이 있는가? 하면 그런 것도 아니다. 차량 전장을 다 태양전지로 덮어봐야 효율 100%라고 해도 3~4kW밖에 안 된다. 현재 개발된 태양 전지는 끽해봐야 효율이 2~30%에서 놀고 있으니 충전량이 간신히 1kW 남짓이라는 결론이 나오며, 가장 일조량이 많은 정오 때에도 평균 소비전력의 5~10% 밖에 충당하지 못한다. 이는 경차나 이륜차도 마찬가지로, 덩치가 작으니 소비전력도 작지만 그만큼 태양전지를 배치할 공간도 없기 때문에 태양전지를 활용할 수 없다.
그래도 비상전원으로써는 쓸모가 있지 않느냐고 할 수 있는데 이걸로 배터리를 충전하려면 최소한 배터리 전압 만큼의 승압을 해야 하기에 승압기가 들어가야 한다. 문제는 승압회로도 효율이 있기 때문에 쥐꼬리만한 에너지를 또 손실로 까먹는다는 점이다. 그리고 배터리도 충전손실이 있으므로 실제로 충전되는 에너지는 더 줄어든다. 더욱 쉽게 설명하자면 가장 좋은 조건에서 30초를 충전해야지 전기차를 1초 움직일 수 있다. 태양광 시스템의 가격을 생각해 봤을 때, 이런 식이면 비상전원으로써도 의미가 없다. 차라리 견인차를 부르던가 비상용 배터리를 들고다니는게 더 싸고 빠르기 때문이다.
- 차량 디자인이 제한된다. 태양전지를 붙일 표면적을 최대한 늘리면서도 어떻게든 소비전력을 줄이기 위해 가볍고 공기저항을 작게 만들어야 하기 때문이다. 그러나 태양전지 자동차 수준이면 차량의 멋 같은 걸 떠나서 사람의 생명과 직결되는 심각한 안전 문제가 되며, 이는 상업용 승용차에서는 절대로 수용할 수 없는 단점이다. 작고 가볍다는 것이 어느 정도냐 하면 경차 정도 무게와 크기도 아니고 거의 자전거에 껍데기를 씌운 정도로 가벼워야 한다. 93년에 기아자동차에서 제작하여 호주 랠리 대회에 참가하여 호주를 횡단했던 태양전지 차량은 거의 눕다시피 하여 타는 1인승에, 미니벨로 자전거용과 비슷한 저항이 작은 얇은 바퀴, 높이는 1미터도 안 되는 가오리 비슷한 납작한 형상이었으며, 한 무게도 서너 사람이 충분히 들 만큼 가벼웠다. 왜 이렇게 만들어야만 하느냐 하면 이정도의 차량이 아니고서야 태양전지의 발전량으로는 감당이 안되기 때문이다.
- 내환경성이 매우 나쁘다. 내구력도 내구력이지만 기후나 상황에 따른 일조량 변화에 따라 영향을 많이 받아서 해가 떠있는 시간이 짧아지는 겨울이나 우천, 폭풍, 눈 등의 나쁜 기상상태의 상황에서는 운용이 더 어려워진다. 또한 태양전지판 자체가 그냥 널찍한 판떼기다보니 가만히만 있어도 먼지가 내려앉아 늘러 붙어서 효율을 어마어마하게 까먹으므로 이를 잦은 주기로 청소해줘야 한다.[16] 태양전지를 쓰는 가장 큰 장점으로 꼽는 특징이 꾸준한 발전이 가능하다는 점을 생각해보면 큰 단점이다.
4.5. 축전지 급전
축전지에 전력을 충전해놓고 충전한 전력으로 차량을 운용하는 방식으로, 테슬라의 성공 이후 현재까지 상업화 된 '''전기자동차에 가장 많이 쓰이는 방식'''으로 전기차라고 하면 보통 이것을 지칭하는 경우가 대부분이다. 현재로서는 양산 가능성, 경제성, 대중성, 시장성이 가장 뛰어나 대세가 되었지만 축전지 급전도 다른 급전 방식들과 마찬가지로 물리적으로 보완하기 어려운 여러가지 단점이 있으므로 완벽한 대책인 것은 아니다. 하지만 축전지 급전 방식의 유행은 일시적일 수는 있지만 괜히 유행인 것은 아니며, 현재 가장 현실적인 대안이라는 점은 확실하다. 2018년 9월 기준 260만 대의 전기자동차가 팔렸는데 그중 1위는 '닛산 리프'로 2018년 12월 기준으로 38만 대가 팔렸고 2위는 테슬라 모델 S로 26만 대가 팔렸다.
4.5.1. 장점
- 수소차와 마찬가지로 축전지에 전력을 충전해두면 제약 없이 어디든지 돌아다닐 수 있다.
- 충전 시점과 사용 시점을 다르게 할 수 있으므로 충전비용이 매우 저렴하다. 이 장점을 간과하는 사람들이 많은데 전기차 충전비용이 증가하는 가장 큰 원인은 전기가 가장 많이 소비되는 시간대에 단시간에 많은 전력을 충전에 쓰는 것이다. 왜냐하면 전력이 가장 많이 소비되는 시간대에는 안그래도 전력 예비율이 떨어지는데 전기자동차가 최대한 빠르게 충전하겠다고 전력을 왕창 당기게 되면 곤란하기 때문이다. 전기 자체의 생산단가는 다른 모든 에너지 체계를 압도하지만 저장이 어렵기 때문에 대규모 발전은 생산 즉시 소비를 전제로 하고 있다. 때문에 발전은 항상 실제 소비보다 더 많이 되고 있고 발전소의 증설은 한계가 있으므로, 전력 예비율을 퍼먹는 급속충전이 화석연료 수준으로 비싼 것은 당연한 것이다. 전기자동차 충전이 아니더라도 가정용, 산업용 등 모든 전기요금에는 이런 전력 사용 시간대에 따른 추가요금이 다 들어가며 전기차 충전도 예외가 아니므로 충전 시점을 마음대로 결정할 수 있다는 것은 매우 큰 장점이다. 심야에는 전력 수요가 팍 줄어들기 때문에, 그리고 일반적으로 심야에는 차량을 장시간 운행하지 않아 천천히 작은 전력으로 충전을 해도 되므로 그만큼 같은 양의 전력도 훨씬 더 저렴하게 충전에 사용할 수 있다. 이렇게 조건만 적당히 맞춰주면 충전 비용이 워낙에 싸기 때문에 그 어떤 방식도 축전지 방식의 경제성을 따라올 수 없다.
- 승용차 수준에서 고성능 차량을 만들기 용이하다. 리튬배터리의 전기적 특성과 방전 성능이 상당히 우수하고 출력밀도가 높아 병렬로 구성하여 대전류 출력을 내기 좋기 때문에 배터리팩과 모터 스펙을 적절하게 구성하면 저속에서 아주 극단적인 고토크 특성을 뽑을 수 있다. 그래서 마구마구 박아넣으면 배터리의 무게를 토크빨로 이길 수 있어서 스포츠카처럼 팍팍 쏴주는 차량을 만드는데 유리한 점이 있다. 일례로 테슬라 모델 S의 경우, 최상위 모델인 P100D는 중형 세단 주제에 가속 시 순간출력이 500kW가 넘으며, 배터리 최대 출력 전류만 1425A라는 정신나간 스펙을 자랑한다. 다른 예로 테슬라의 사이버트럭 최고사양 모델은 픽업트럭 체급인데도 시속 60마일까지 2.9초라는 무시무시한 가속성능을 자랑한다. 다른 방식은 이정도 사양을 뽑기가 매우 어려운게, 하이브리드 차량은 축전지 체급이 안되고 수소차량은 순간적으로 고출력을 낼 때 수소를 끌어오는 시간이 걸리는 데다 저정도의 대전류 사양은 연료전지를 차량에 넣을 수 있는 사이즈로 만들 수가 없다.
- 대중성이 좋고 보급이 쉽다. 전기는 말 그대로 어디에서나 쓰기 때문에 대한민국 구석구석 어딜 가더라도 대부분 사람 사는 곳은 전력망이 있다. 축전지 충전이 필요하면 이 전력망에다 빨대 꽂듯이 충전소를 설치해서 쓰면 되므로 수십 억짜리 대형 충전소가 필수인 것도 아니고 동력을 수송하고 분배하기 위한 인프라도 필요하지 않다. 축전지 방식은 전기 자체가 이미 눈 앞에 있다는 것을 활용할 수 있다는 점 - 하다못해 비상용 충전기로 220V 충전이 가능하다는 점에서[17] 이 역시 매우 큰 강점이라고 볼 수 있다.
물론 이 특징은 항상 그렇듯이 일장일단이 있어서 개인 설치 시에는 충전기의 설치와 관리를 개인이 부담하게 된다는 단점도 있고 모든 주택 형태가 충전기 설치에 용이하지 않다는 문제점[18] 도 있다. 이런 문제점 역시 축전지 방식이 해결해야 할 과제다.
- 축전지는 예전부터 각종 산업과 가정에 대량으로 양산되어 사용되고 있었기 때문에 연료전지보다는 양산 가능성과 경제성 등의 사정이 비교적 나은 편이다. 테슬라가 맞춤형 배터리 팩을 사용하지 않고 기존에 사용되던 산업 표준의 18650 배터리를 사용한 가장 큰 이유이기도 하다. 전기차의 미래와 판매가 불투명하던 시절엔 전용 배터리 팩 주문을 사전에 충분히 넣을 수도 없어 판매가 성공했을 때 갑작스런 증산도 어렵고 판매량이 추락했을 때 과잉 생산된 배터리 팩 및 증산 라인의 처리도 문제가 되지만 산업 표준의 18650 배터리는 비교적 수급이 쉬운데다 완성차 생산 및 판매와 상관없이 대량으로 선행 생산해도 전세계에서 수요는 늘 발생하기 때문에 악성 재고의 문제에서도 자유롭다.
- 차량에 탑재된 대용량의 배터리를 일종의 전력 저장 장치로 활용할 수 있다. 심야 시간대에 충전한 뒤 전기 사용량이 높은 시간대에 전기자동차의 배터리에서 전력을 끌어다 쓸 수 있다.
- 안전성이 비교적 좋다. 흔히 엔진이 들어가는 차량 앞부분이 완전히 비어 있어 충격시 완충구간이 넉넉한데다, 무거운 배터리를 바닥에 깔면 무게중심을 많이 낮춰서 전복사고 등의 위험을 크게 줄일 수 있다. 테슬라 모델 X의 테스트 영상을 보면 옆으로 90도가 넘어가도 전복되지 않고 원래 위치로 돌아온다. #
4.5.2. 단점
- 연료전지에 비해서는 양산 가능성과 경제성 등의 사정이 비교적 나은 편이지만, 내연기관과 비교한다면 축전지는 가격이 매우 비싸고 단가절감도 어렵다.
- 내연기관 차량에 비해 주행거리 확보가 어렵다. 배터리는 용량에 비해 무게가 너무 많이 나가기 때문에[19] 전기자동차의 구조 단순화로 이뤄낸 경량화, 소형화의 장점을 다 말아먹으며, 항속거리와 차량의 사이즈를 극심하게 제한한다. 이 때문에 많은 사람들의 노력에도 불구하고 항속거리가 획기적으로 나아지지 않고 있다. 2020년 기준으로 드디어 500km이상 주행이 가능한 전기차가 속속 등장하고 있지만 역시나 덩치빨로 커다란 배터리를 집어넣어있기에 가능한 일이지, 같은 크기의 내연기관과 수소차에 비하면 여전히 짧고 중량은 너무 무겁다.
- 에너지 밀도가 작아도 너무 작다. 전기에너지의 저장은 매우 비효율적이고 어려운 일이며 축전지는 그 중에서 사정이 나은 편이지만 그래도 연료기반 차량에 비하면 에너지 밀도가 하찮다. 100kWh 배터리는 360MJ의 에너지를 저장하는데 이는 휘발유 11리터 어치 밖에 안되는 에너지다. 전기차의 놀라운 효율을 체감할 수 있지만 한편으로는 엄청나게 용량이 빡빡하다는 것을 알 수 있는데 이 때문에 동력 외의 다른 용도로 전기를 쓰기가 난감하다. 특히 히터와 에어컨 등의 공조장비를 돌리는 것도 용량 압박을 받아서 추운 겨울날에 히터도 못 켜고 한여름에 에어컨도 못키는 괴로운 상황을 연출하기도 한다.
이런 문제는 동력을 외부에서 공급 받는 축전지 방식의 특성이 원인으로, 내연기관 차량이야 연료를 동력으로 변환하는 과정에서 나오는 폐열을 히터에 쓰면 되지만 전기자동차의 경우는 연료를 전기(동력)으로 변환하는 과정에서 나오는 폐열을 이미 발전소에서 다 날리고 전기만을 받아오기 때문이다. 이런 이유로 그렇게 얻어온 전기를 또 태워서 열을 만드니 에너지가 이중으로 나가게 되고 빡빡한 배터리 용량과 시너지를 일으켜 항속거리까지 영향을 받게 된다. 전기자동차 제조업체들은 이런 문제를 완화하기 위해 차량 곳곳에서 발생하는 작은 열들을 다 긁어모아서 난방에 사용하는 히팅펌프를 개발하고 적용하고 있으며, 시간이 지남에 따라 완벽한 보완까진 아니여도 영향이 비교적 줄어들 것으로 전망 되고 있다.
- 충전 시간을 짧게 하기 어렵다. 고용량의 축전지를 빠르게 충전하기 위해선 그만큼 짧은 시간동안 큰 전력을 투입해야 하는데 축전지가 받을 수 있는 안전한 충전 전력은 물리적으로 제한되어 있기 때문에 차량에 대한 특별한 공사 없이는 과열을 막기 위해 충전 속도 개선에 한계가 있다. 짧아도 십 몇 분, 길면 몇 시간씩 걸릴 수도 있다. 이는 저장이 어려운 전기에너지의 기본 특성이기에 시간이 지나더라도 기존의 화석연료나 수소 수준으로 충전속도가 획기적으로 짧아질거라고는 대단히 기대하기 힘들다.
아예 축전지 자체를 통으로 갈아끼우는 방안도 연구되고 있지만 배터리 사이즈나 전원 사양의 규격화 같은 까다로운 조건이 필요하기 때문에 이 방법도 앞날이 밝지는 않다. 경제성보다 효율과 신속성이 중요한 군사 분야나 교통 산업 현장은 시스템의 통일이 비교적 쉬운 편이니 이 방식을 쓰는 경우가 있지만 일반 차량들은 같은 제조사 차량조차도 전원 사양이 다르고 팩 사이즈가 다르게 나올 정도라 결코 만만한 일이 아니다.[20] 그나마 내연기관 플랫폼을 개조하여 연료통이 들어가던 자리에 배터리를 배치하던 과거와는 달리 전기자동차의 수요 증가로 전기차 전용 플랫폼을 따로 설계하는 최근에는 스케이트 보드형 플랫폼이라고 해서 아예 자동차 플랫폼 위에다 배터리를 피자 토핑처럼 깔아버리는 방식으로 제작되고 있기 때문에 탈착형 배터리의 모듈화는 더욱 요원한 일이 되어버렸다.
- 전기차에 사용되는 대용량 축전지의 안정성이 충분하지 않아 위험하다. 자동차는 그 특성상 대형 사고나 화재, 물리적, 전기적 충격에 노출되기 쉽기 때문에 축전지를 운용하기에는 매우 위험한 환경이다. 내연기관의 연료인 경유나 휘발유도 가연성이 높은 위험물질이긴 하지만 일단 액체인지라 충격에 면역이고 연료탱크의 부피가 비교적 작으며, 위치가 후방(뒷자리 시트 아래와 트렁크 사이 공간)에 있는 편이라 아무리 큰 사고가 나도 화재나 폭발로 이어질 확률은 매우 희박하다. 국가화재정보시스템의 통계에 의하면 한해평균 1년간 발생한 국내의 내연기관 차량 화재 사고는 약 4400건인데 그중 사망자도 꼴랑 약 40명이다. 이는 현재 2300만이라는 차량 댓수에 비하면 거의 0.0001% 수준의 비율로, 태양열로 인한 내장재 화재나 차량 결함, 화물차 화재 사고까지 제외하면 승용차 화재는 정말로 극히 드물다고 보면 되고, 나더라도 대부분 엔진룸에서 화재가 나므로 운전자가 직접적으로 위협을 받는 경우도 별로 없다. 내연기관 차량 자체가 최소 100도 이상의 상당한 고온에서 작동하는 기관이고 연료압도 상당히 강하다보니 화재가 연료라인을 타고 역류하는 경우도 없어서 충분히 대처할 시간이 있다. 참고로 자동차에서 도는 냉각수의 수온은 최소 90도 이상이다. 물이 끓을 정도의 온도도 내연기관 입장에서는 냉각수로 쓸 수 있을정도로 차가운 온도라는 것이다. 화재로 인한 온도상승은 생각보다 내연기관 자체에 별로 큰 위협이 안된다.
하지만 배터리는 구조적으로 파손 자체가 용납 되지 않으며, 셀이 살짝이라도 찍히면 그대로 화재나 폭발로 이어지는데다 부피도 어마어마하기 때문에 외부 환경에 대단히 취약하다는 치명적인 문제가 있으며, 일단 대형 화재가 발생하면 배터리의 모든 에너지가 열로 변환되기 전까지는 진압도 불가능하고 대형 폭발 위험까지 있기 때문에 섣불리 접근할 수도 없어 상당한 골칫거리가 된다.[21] 특히 하이브리드 자동차면 모를까, 완전 전기자동차들의 경우에는 배터리를 주로 차량의 실내 바닥 부위에 깔게 되는데 배터리가 폭발하거나 불이 난다면 당연히 탑승자의 안전을 보장하기가 어렵게 되며, 대형 차량과의 사고 등으로 배터리팩에 크게든 작게든 변형이 가해질 경우에는 상당히 곤란해진다. 게다가 실제로도 조용하다 싶으면 전기자동차 화재 사고가 빈번히 일어나고 있기도 하다.
물론 전기차의 화재 위험성에 대해서는 좀 과장 되었다는 주장도 있다. 기존 내연 기관 차량의 화재 사고도 빈번하게 발생하지만 테슬라는 단 1대가 불타더라도 뉴스 및 입소문을 바로 타는지라 상대적으로 좀 치우친 여론이 퍼져있는 상태. NTSB의 관련 전문가도 전기차가 내연기관 차에 비해 화재 위험성이 더 높지 않다고 밝히고 있고# 확실히 판매 대수에 비해서는 생각외로 화재사고의 빈도가 내연기관보다 작았으면 작았지 크지는 않다. 그러나 가장 큰 문제는 화재빈도가 아니라 화재사고로 인한 사망률이다. 전기차는 배터리 발화로 인해, 혹은 사고로 인해 배터리가 발화하여 발생한 사망사고가 이미 수십건이 넘는 반면에 내연기관 차량의 화재로 사람이 죽었다는 소식을 지난 10년간 얼마나 접해봤는지 생각해보자.
내연기관 차량의 화재 사고 소식을 많이 접했다고 생각한다면, '차량 화재'와 '차량 연료로 인한 화재'를 구분할 필요가 있다. 자동차가 충돌하고 이로 인해 내연기관 연료가 인화하여 폭발적으로 화재가 발생하는 것은 전적으로 '영화적 과장'에 가깝다. 실제 교통사고에서는 그런 식으로 화재가 발생하지 않으며, 차량 연료에 불이 옮겨 붙는다 하더라도 차량 탑승자가 대피할 수 있는 시간을 두고 서서히 불이 커진다. 차량의 다른 인화물질(내장재나 인화성 화물)이 아닌 차량 연료의 인화로 인한 사망자는 정말 극히 드물다. 뉴스에서 검색되는 차량 화재 후 사망사례의 상당수는 초기 충돌 사고로 인해 이미 사망한 경우이기도 하다. 2019년 여름을 풍미(?)한 BMW 연속 발화 사건에서도 사망자나 중상자는 없었다.
전기자동차가 내연기관 차량보다 화재 요인이 적은건 사실이지만 화재로 인한 사망률은 거의 사고 1건당 최소 사망자 1명으로, 전기자동차 쪽이 말도 안되게 높다. 그리고 충돌 시에 내연기관 차량이 발화 될 정도의 사고라면 전기차는 사실상 확정적으로 발화가 됨을 상기하자. 제아무리 배터리를 보호한다 한들 한계가 있다. 1억이 넘는 자동차도 화재로부터 운전자를 지키기가 힘든데, 그 이하 가격대의 차량은 과연 어떨까?
물론 전기차의 화재 위험성에 대해서는 좀 과장 되었다는 주장도 있다. 기존 내연 기관 차량의 화재 사고도 빈번하게 발생하지만 테슬라는 단 1대가 불타더라도 뉴스 및 입소문을 바로 타는지라 상대적으로 좀 치우친 여론이 퍼져있는 상태. NTSB의 관련 전문가도 전기차가 내연기관 차에 비해 화재 위험성이 더 높지 않다고 밝히고 있고# 확실히 판매 대수에 비해서는 생각외로 화재사고의 빈도가 내연기관보다 작았으면 작았지 크지는 않다. 그러나 가장 큰 문제는 화재빈도가 아니라 화재사고로 인한 사망률이다. 전기차는 배터리 발화로 인해, 혹은 사고로 인해 배터리가 발화하여 발생한 사망사고가 이미 수십건이 넘는 반면에 내연기관 차량의 화재로 사람이 죽었다는 소식을 지난 10년간 얼마나 접해봤는지 생각해보자.
내연기관 차량의 화재 사고 소식을 많이 접했다고 생각한다면, '차량 화재'와 '차량 연료로 인한 화재'를 구분할 필요가 있다. 자동차가 충돌하고 이로 인해 내연기관 연료가 인화하여 폭발적으로 화재가 발생하는 것은 전적으로 '영화적 과장'에 가깝다. 실제 교통사고에서는 그런 식으로 화재가 발생하지 않으며, 차량 연료에 불이 옮겨 붙는다 하더라도 차량 탑승자가 대피할 수 있는 시간을 두고 서서히 불이 커진다. 차량의 다른 인화물질(내장재나 인화성 화물)이 아닌 차량 연료의 인화로 인한 사망자는 정말 극히 드물다. 뉴스에서 검색되는 차량 화재 후 사망사례의 상당수는 초기 충돌 사고로 인해 이미 사망한 경우이기도 하다. 2019년 여름을 풍미(?)한 BMW 연속 발화 사건에서도 사망자나 중상자는 없었다.
전기자동차가 내연기관 차량보다 화재 요인이 적은건 사실이지만 화재로 인한 사망률은 거의 사고 1건당 최소 사망자 1명으로, 전기자동차 쪽이 말도 안되게 높다. 그리고 충돌 시에 내연기관 차량이 발화 될 정도의 사고라면 전기차는 사실상 확정적으로 발화가 됨을 상기하자. 제아무리 배터리를 보호한다 한들 한계가 있다. 1억이 넘는 자동차도 화재로부터 운전자를 지키기가 힘든데, 그 이하 가격대의 차량은 과연 어떨까?
- 축전지도 정상적으로 작동할 수 있는 수명이 있어서 오래 쓸 수록 용량이 점점 떨어진다. 이는 안 그래도 중요한 항속거리를 감소시키는 요인이 되는데 업체들은 이를 배터리 수명 보증제도를 강화하는 방향으로 해결하고 있다. 완성차 업체별로 배터리 보증기간이 다르지만 기본적으로 차량 구입 후 5~7년, 주행거리 기준 10만~12만㎞이다. 그러나 축전지 수명 이슈는 미국에서 실증적으로 큰 문제가 되지 않음이 증명되고 있는데, 충방전 사이클이 휴대폰 같은 것에 비해 워낙에 길기 때문이다. 의외로 축전지 성능이 80%가 되기 전에 먼저 자동차 교체를 하게 될 가능성이 크다.
- 리튬배터리에 사용되는 각종 원료가 고갈이나 공급부족이 우려되고 있다.[22] 리튬의 경우 빠르면 2020년대에 육지자원이 고갈되어 높은 폭의 가격 상승이 예상되고 있으며, 코발트는 콩고민주공화국에 생산량이 집중 되어 있어서 콩고의 불안정한 정치 상황에 맞물려 수급이 끊길 위험이 크다. 코발트는 니켈과 구리 생산 시에 부산물로 얻어지므로 고갈 걱정도 없고 들어가는 양도 적지만 애초에 생산량이 너무 적고 비싸기 때문에 문제가 생길 경우를 대비하기 위해 코발트 비축이나 사재기 등이 발생하고 있다. 이 때문에 현재 배터리 개발에 있어 최주안점 중 하나가 코발트 비율 감소에 있고 실제로 계속 줄어들고 있다.[23] 테슬라의 경우 기존 모델 S/X에서 사용되던 18650 배터리는 차량 1대당 코발트가 대략 11kg 정도 사용되었지만 이후 동일한 용량에서 코발트를 7kg까지 줄이는데 성공했고 모델 3에 채용된 새로운 2180 배터리에서는 코발트가 차량 당 4.5kg 밖에 사용되지 않는다. 궁극적으로는 코발트를 전혀 사용하지 않는 배터리까지 목표로 하고있는 듯 하다. 테슬라는 2019년에 맥스웰 테크놀로지를 인수했는데, 이 회사가 보유한 핵심 기술 중 하나가 코발트를 사용하지 않는 배터리 기술이다.
- 충전 시간에 대한 획기적인 개선이 불투명하다. 아무리 배터리 기술이 발달한다 하더라도 대용량의 배터리를 충전하는 경우 그만큼의 전력량이 필요하기 마련이고 기존의 전해액 대신 솔리드 스테이트를 사용한 배터리는 더욱 급격한 충전에도 높은 안정성을 보장하기에 축전지의 미래로 얘기되고 있지만 그 역시 그만큼의 엄청난 전력량을 한번에 쏟아넣을 수 있는 충전 설비가 필수다. 가정에서는 당연히 무리고, 테슬라의 수퍼차저도 최고 145kW 정도인데 이런 어마어마한 전력량으로도 테슬라 모델 S 85를 80%를 충전하는데 40분이 걸린다.[24] 게다가 복수의 라인이 하나의 출력을 공유하는 수퍼차저의 특성 상 라인을 공유하는 두 개의 수퍼차저를 동시에 사용할 경우 각 차량의 충전 속도가 60kW 이하로 떨어진다.[25] 하지만 2019년 부터는 350kW 출력의 아이오니티 충전기[26] , 250kW 출력의 테슬라 수퍼차저 V3 등 기존 충전기보다 빠른 급속 충전소가 설치되고 있거나 그럴 예정이라서 충전 속도 문제는 점차 개선될 것으로 기대된다. 수퍼차저 V3는 각 충전기가 독립적인 라인을 사용하기 때문에 상술한 라인 공유로 인한 충전속도 저하 문제도 해결되었다. 다만 이 정도의 고출력 충전을 지원하는 전기차는 2019년 1분기를 기준으로 테슬라의 차량 정도밖에 없어서 보급에는 시간이 걸릴 것이다.[27]
4.5.3. 충전 비용
충전 비용에 대해서는 결론만 말하자면 아무리 비싸도 석유 대비 약 4~50% 정도의 비용으로, 심야전력 등의 이용을 감안하면 실제로는 더 내려갈 수도 있다. 환경부의 자료에 의하면 완속의 경우에는 최대 10배 가까이 연료비 차이가 있을 수 있다. 다만 아직 차량 구매가가 너무 비싸 운행 5년 전까지는 경제적인 면에서 내연기관 자동차와 비슷하다.
- 한전에서는 일반용 전력요금보다 저렴한 전기자동차 충전용 요금제도를 운영하고 있기는 하지만, 전용 충전기를 설치하는 경우에만 적용이 가능하고, 충전기를 설치하는 데 드는 비용이 800만 원 정도로 매우 비싸다. 지자체별로 지원이 나오기는 하는데, 지자체에 따라 지원금이 많이 차이가 나므로 구매 계획이 있다면 꼭 알아보자. 아파트 같은 공용주택에서는 쉽게 설치할 수 있으나 전기를 훔쳐 쓰는 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한 충전대 설치 주차면은 24시간 전기차 전용이어야 하는데 지정주차면이 아닌 단지에서는 주민 분쟁 원인이 되기도 한다. 따라서 이러한 문제들에 대해 주민회의 등에서의 합의가 반드시 필요하다.
- 현재는 정부에서 가정용 충전기 설치비 보조금을 지급하여 비용부담이 거의 없이 설치가 가능하다(신차 구입시에만). 또 제조사에서 프로모션으로 가정용 완속충전기(설치형)를 무료로 증정하기도 하며, 이때 충전에 소요되는 전기는 누진제가 적용되지 않고 따로 계산된다. 보도자료에 따르면 가정용 완속충전기로 충전하는 비용은 100km당 약 1,100원 선이라고 한다.(자료에서 아반떼 가솔린 1.6의 경우 약 11,000원, 디젤은 7,000원대 후반으로 나와 압도적인 차이를 보인다.) 공용충전기를 설치한다 해도 충전 전 카드로 인증을 해야 충전이 되기 때문에 도전[28] 의 우려는 없다. (오히려 무방비 상태의 220V 콘센트가 도전의 대상이 되면 됐지... ) 현재는 충전요금 50% 할인 및 기본 요금 면제로 500원 선에 불과하다.
- 다만 위의 자료는 아반떼와 아이오닉 전기차를 비교한 것으로, 아이오닉 하이브리드와 아이오닉 일렉트릭을 비교하면 6,695원:1,132원으로 위에서 설명한 10배에서 확 떨어진 6배 이하의 차이를 보인다. 게다가 이건 완속충전기를 사용할 때 기준이고, 휴게소 등에 있는 급속충전기를 사용할 경우 2,759원으로 2.7배 차이까지 떨어진다. 심지어 이것도 2017년부터 2019년까지 전기차 충전요금이 대폭 할인되어서 이 정도이고, 할인이 끝나면 4,970원으로 돌아가 고작 34.7% 차이밖에 나지 않는다.
충전료가 오른다고 한다.
4.5.4. 급속 충전 방식
[image]
완속 충전 방식은 한국, 미국, 일본이 5핀 Type 1 방식(르노, 테슬라 등 일부는 7핀 Type 2)으로 통일되었지만 급속 충전 방식은 DC 콤보, DC 차데모, AC 3상, 슈퍼차저, 9핀 등 여러 가지 방식이 난립해 있는 상황이다. 각기 다른 충전방식을 사용하기 때문에 전기차 급속 충전소 확대에 걸림돌이 되고 있다. 위 사진의 급속 충전소에서도 한 곳에 3개의 플러그를 구비하고 있기 때문에 급속 충전소 가격이 비싸지고 비효율적이다. 급속 충전소에 갔는데 전기차에 맞는 플러그가 구비되어 있지 않아 충전을 못하는 경우도 발생하니 주의해야 한다.
한국에서는 DC 콤보의 전파 간섭 등의 이유로 DC 차데모와 AC 3상을 주로 사용했으나, 미국과 유럽 등이 DC 콤보를 표준화하려는 움직임을 보이자 2016년 12월 한국 국가기술표준원에서 DC 콤보 1을 통일 기준화하였다. 다만 그 이전에 만들어진 한국의 전기차 급속 충전소는 차데모 방식이 많으므로 DC 콤보1을 사용하는 전기차라도 급속 충전소에 가기 전에 이를 확인해 보는 것이 좋다. 참고
- DC 콤보 (CCS, Combined Charging System)
미국 자동차 공학회가 표준으로 채택한 방식. 유럽도 표준으로 밀고 있다. AC와 DC가 하나로 통합되어 있어서 급속과 완속 충전을 충전구 하나에서 모두 사용할 수 있다는 점이 장점이다. 위에 둥근 원처럼 생긴 단자 부분이 완속 충전을 하는 AC, 아래에 옆으로 길면서 둥근 부분이 급속 충전을 하는 DC이다. AC 부분 핀 수에 따라 DC 콤보1(5핀 콤보, 한국·미국 표준)와 DC 콤보2(7핀 콤보)로 나뉜다. 적용 차량[29] : 쉐보레 스파크 EV, 쉐보레 볼트EV, 현대 아이오닉 일렉트릭 2017년형~, BMW i3, 현대 코나 일렉트릭, 기아 니로 EV, 기아 쏘울 부스터 EV 등.
- DC 콤보 1: 5핀 콤보. 미국·캐나다 등 북미에서 미국자동차공학회 표준(SAE)으로 채택된 방식이다. 한국 국가기술표준원에서 기준화된 방식이기도 하다. 2019년 현재 국내에서 보급되는 전기차 중 급속 충전이 불가능한 초소형 전기차나 독자 규격을 쓰는 테슬라를 제외하면 대부분 DC 콤보 1을 사용하고 있다.
- DC 콤보 2: 7핀 콤보. 주로 유럽에서 사용하고 있는 방식이다.
- DC 차데모 (CHAdeMO)
주로 토요타, 닛산자동차 등 일본 자동차 회사에서 밀고 있는 방식. 완속 충전을 위한 충전구가 따로 필요하다. 적용 차량: 기아 레이 EV, 기아 쏘울 EV(PS EV)[30] , 현대 아이오닉 일렉트릭 2016년형, 닛산 리프 등.
- AC 3상
르노에서 적용하고 있는 방식. 하지만 AC 방식은 DC 방식에 비해 충전 속도가 느리기 때문에 완속 충전을 제외하면 잘 쓰이지 않는 방식이다. 적용 차량: 르노삼성 SM3 Z.E.(7핀) 등.
- 슈퍼차저
테슬라 독자 방식. 2019년 1분기 기준으로 대부분의 슈퍼차저는 145kW의 충전 속도를 지원하는 V2 이며, 250kW 충전을 지원하는 V3 충전기의 설치가 시작된 상태다. 다만 250kW 충전은 모델 3만 가능하며, 모델 S와 테슬라 모델 X의 경우 2019년 4월 이후에 생산된 차량은 200kW, 그 이전에 생산된 차량은 145kW로 제한된다. 흰색과 빨간색의 테슬라 충전소(Supercharger)에서 볼 수 있다. 다만 테슬라 차량이 여기서만 충전 가능한 것은 아니고, 7핀 플러그를 이용해 완속 충전이 가능하다.[31] 또는 차데모 어댑터를 별도 구매하면 차데모를 이용하여 급속 충전할 수 있다.[32] 적용 차량: 테슬라 모델 S, 테슬라 모델 3, 테슬라 모델 X 등.
- 9핀
비야디 자동차 독자 방식.
5. 전기자동차 친환경에 대한 논란
'''전기자동차의 환경이나 효율에 대한 이야기를 하기 위해서는 전기자동차가 소비하는 '전기가 어떻게 생산'되는가를 따져야 한다.''' 왜냐하면 전기자동차 자체는 나올만한 공해도 없고 효율도 물론 좋지만 그 전기의 생산이 공짜가 아니기 때문이다. 배터리 기반 차량이 아닌 경우에는 수소자동차와 같이 특정 연료로 전기를 자체 공급하는 경우에는 그 연료의 특성과 사용하는 발전기를 보고 효율과 친환경성을 이야기 해야 한다. 아래 이야기는 전기를 직접 공급받는 축전지 방식에만 해당되므로 주의가 필요하다.
전기자동차 환경 무용론은 전기자동차나 하이브리드 자동차가 생각보다 환경에 좋은 것이 아니라는 주장이다. 전기를 생산하기 위해서는 결국 공해나 환경 파괴가 이루어질 수밖에 없으며, 전기의 생산 및 운반 효율도 따져보면 생각보다 효율이 좋지 않고 결정적으로 전동기 및 배터리 생산 시 공해가 많이 나오므로 이걸 다 따져보면 내연기관 자동차에 비해 크게 좋을 게 없거나 오히려 더 환경에 유해하다는 의견이다.
당연히 이에 대한 반론도 있다. '''공해 배출 요소를 한 곳으로 몰아주는 것만으로도''' 효율적으로 엔진 효율 증대 및 공해 물질 통제가 가능해지므로 전기 자동차 그 자체로 환경 오염 제어에 효율적이라는 것이다. 그리고 발전에 의한 환경오염도는 그 나라의 발전기반의 특성에 따라 다른데 재생에너지 의존도가 높은 나라들은 공해저감에 큰 효과를 보고 있다.
물론 전기차라도 해도 차량에서 발생하는 초미세먼지 중 의외로 많은 비중을 차지하는 도로재비산먼지(브레이크 패드, 타이어 분진 등)까지 완벽하게 해소하긴 힘들다. 어찌되었든 전기차에도 브레이크와 타이어가 장착이 될 수 밖에는 없기 때문이다. 하지만 내연기관의 경우, 브레이크 패드와 타이어의 마모는 거의 절대적으로 제어 불가능한 요소지만 전기차는 타이어는 어쩔 수 없더라도 브레이크 패드는 제동력의 비중을 모터로 옮길 수 있기 때문에 미세먼지 발생량을 크게 줄일 수 있다.[33] 따라서 초미세먼지 발생량의 제어 관점에서도 전기차가 더 의미있게 청정하다.
2015년 송한호 서울대 교수 연구진에 의하면 미세먼지(PM10)의 경우 전기차가 휘발유차의 92.7% 수준이라는[34] 연구도 있는데 이 연구도 결국 전기차가 완벽히 청정한 것은 아니다 뿐이지, 결국 결론적으로는 전기차의 공해가 더 적다는 것은 팩트다.
결론적으로 말하면 전기차는 기존 내연기관 자동차보다 확실하게 친환경이라는 의견이 중론이다.
[image]
5.1. 효율
생각보다 많은 사람들이 전기자동차가 효율적이라고 하면서도 고효율이 의미하는 것이 무엇인지를 잘 모르는 경우가 많다. 물론 전기자동차에서 말하는 효율도 내연기관과 마찬가지로 같은 에너지로 얼마나 더 멀리 갈 수 있느냐이다. 따라서 효율이 좋을수록 에너지 소비량도 줄어들긴 하므로 효율 = 연비 = 친환경성이라고 생각하되 '''효율이 높아서 충전 비용이 싸다고 이해하면 안된다.''' 경제적인 문제를 따져보려면 단지 차량 자체의 효율 뿐만이 아니라 에너지의 생산 비용을 고려해야 하기 때문이다. 전기자동차의 충전 비용이 싼 이유는 효율이 높아서도 있지만 위에서 설명했다시피 일단 에너지원의 단가가 싸다보니 같은 양의 에너지를 생산할 때의 원가가 전기쪽이 더 싸고 에너지 생산 수단이 다양하다는 점이 가장 크다.
그런데 일반적인 상황을 따져보면 에너지 효율 자체도 전기차가 내연기관(ICE)보다 우세한 편이다. 국내 발전 효율[35] 및 국내 송배전 손실[36] 에다가 차량 충전 및 동력 손실 등등 이것저것 다 따져봐도 낮으면 약 25%, 높으면 32%로, 일단 당장의 효율만 보자면 약 20% 이하[37] 로 알려져 있는 내연기관 자동차의 효율보다 명확하게 높은 것은 사실이다.[38] 당연히 일반적인 내연기관 차량의 엔진과 비교해보면 에너지 생산 방식과 규모, 기관의 동작점, 동력기의 요구조건 등에서 상대적으로 발전소가 일관성 있는 효율적인 에너지 생산에 있어서 비교적 더 유리하기 때문이다. 이런 이유로 자체 효율과 에너지 단가 양쪽 모두가 우수하여 경제성을 전기차가 압살할 수 있게 된다. 물론 아직은 전기차 자체의 가격이 너무 비싸 이 경제성을 말아먹지만 성능이 고착되고 효율의 개선 한도가 명확한 내연기관과는 달리, 전기차의 가격은 기술이 발전함에 따라 조금씩 내려오고 있다.
하이브리드 자동차 자동차 같은 경우는 내연기관과 모터가 같이 들어가니 계산이 애매해지고 자료마다 탄소 배출량이 왔다갔다하는 경향이 있는데 이 경우에는 계산에 사용된 자원과 해당 국가의 발전원 비중에 따라서 갈린다고 보는게 더 타당하다. 이전 내용에서는 MIT의 문서를[39] 들고와서 BEV의 CO2 배출량이 하이브리드 계열 차량보다 높으니 하이브리드 자동차가 일방적으로 더 효율이 높다고 주장하는데 이 문서는 애초에 효율을 비교한 문서도 아니고 쓰여진 내용이 2008년, 참조한 문서는 2007년에 작성 된 내용이다. 심지어 제데로 읽어보면 제시된 문서의 본문에도 전기차의 발전원에 따라서 탄소 배출량의 편차가 크며 '''미국'''만 따진거라고 명백하게 써있음을 확인할 수 있을 것이다. 저 문서와는 반대로, 하이브리드가 배터리 차량보다 탄소배출량이 많더라는 내용의 문서는 조금만 뒤져봐도 얼마든지 찾아낼 수 있다. 따라서 정확하게 실태를 알고 있는게 아니라면 인터넷에만 있는 내용은 실제와 현저히 동떨어지고 내용이 쉽게 편향 될 수 있어 주의가 필요하다.
그리고 크게 착각하는 점인데 내연기관 차량의 효율은 CO2 배출량만으로는 판단할 수 없다. 아마도 이 내용을 참조한 듯 한데 이거는 국민들에게 안전운전과 환경 사이의 상관관계에 설득력을 부여하려고 이렇게 소개한거지 실제로는 이렇게 계산하지도 않고 할 수도 없다. 상식적으로 생각해도 진짜 이렇게 계산해버리면 디젤 차량들 꽁무니에 DPF만 달아놔도 매연이 못나가게 틀어막아놨으니 디젤차량 연비가 전기차 수준이라는 결론이 나게 된다. 탄소배출량과 연비 사이에 분명 관계가 있긴 하지만 이 비율은 차종과 매연저감장치에 따라서 편차가 너무 크고 그때그때 변화가 워낙 심하므로 차량 공인연비는 규정을 똑바로 보면 알겠지만 그냥 거리당 연료소비량을 실측하고 탄소배출량은 매연을 포집해서 산출하며, 실제 현장에서도 그렇게 한다. 또한 친환경성에 대해서는 하단에 별도로 서술 되어 있고 여기서 이미 발전원 관련 서술이 되어 있으므로 중복 서술이다.[40] 내연기관과 전기차의 친환경성을 판단하는 지표로 쓰는 탄소배출량이란건 온갖 탄소 배출 요인을 고려한 환산배출량이며, 이것은 양쪽 모두 기관 하나만 들먹여서는 어떻게 하기가 힘든 요인이고 동력 효율을 제데로 설명하는 수치가 아니다.
마찬가지로 발전원의 CO2 배출량만으로 전기차의 친환경성을 파악할 수는 있어도 "효율"을 판단하는 것은 잘못이다. 그 이유는 아시다시피 발전원 비중이 국가마다 다르고 그마저도 한두가지가 아니며, 화력이나 원자력 이외의 발전원들은 발전효율이나 공해요소를 제데로 산출하기가 어렵거나 변동이 심하고, 그나마 적절한 내용도 아니다. 따라서 인용 시 주의가 필요하다.
이 문단이 효율과 친환경성으로 나누어져 있는 이유는 친환경성은 탄소배출량과 직결되지만 경제성은 에너지효율과 에너지원에 상관관계가 크다는 점을 이해시키기 위해서이다. 우리가 차량 연비가 좋으면 그만큼 동일 거리를 주행해도 연료소비량이 적으니 기름값 적게 들고 공해도 적을거라고 직관적으로 이해하듯이, 전기차도 자체 효율이 좋으면 마찬가지로 동일한 효과가 있다. 그런데 전기차의 경제성은 전기차 하나에서 끝나는게 아니라 전기차에 공급하는 전기도 단가라는게 있고, 이 전기의 단가는 전기를 생산하는 발전기의 효율과 그 발전기에 넣는 에너지원의 가격으로 결정된다는 점을 이해하자는 취지에서 문단을 나눈 것이다. 다시 말하지만 탄소배출량 운운은 친환경성 문단에서 하면 된다.
PHEV 같은 경우는 전기도 충전해서 써먹을 수도 있으므로 전기차의 이점을 활용할 수 있다. 다만 얘도 전기만 쓰면 전기차지만 화석연료 하이브리드일 경우에는 내연기관을 쓰는 이상 탄소배출량과 석유사용량 양쪽 모두 순수 전기차에 비해 밀린다. 그 이유는 매우 간단한데 어차피 결국 전기만 충전해서 다닐게 아니면 화석연료가 투입 될 수밖에 없고 그러면 상식적으로 봐도 여기서 나오는 오염과 효율성은 내연기관보다는 적어도 전기차보다는 클 수 밖에 없기 때문이다.
기관 효율 같은 경우, 요즘은 워낙 기술이 좋아져서 발전소보다 내연기관의 효율이 더 좋게 나오는 경우가 많은데 이는 사용하는 연료의 차이 때문이다. 발전소도 동일하게 내연기관으로 석유 돌려서 발전하면 기관 사이즈 때문에 열효율이 더 높게 나온다. 다만 발전소 같은 경우는 송배전을 해야 하므로 여기서 까먹히는 효율이 있다.
그리고 회생제동에 대해서도 잘못 알고 있는데 차량의 속도가 느려도 어차피 변속기가 없는 전기차는 최종감속기 때문에 모터 자체의 회전수는 회생제동이 가능할만큼 충분히 빠르고, 설령 회전수가 느려도 모터드라이브가 모터 자체의 전위를 낮춰서 영속도까지 칼같이 회생제동을 걸 수 있어서 브레이크를 안써도 회생 완전제동이 가능하다. 이건 모터의 전위를 자유자재로 제어할 수 있는 모터드라이브 자체의 특징으로, 아주 기본 중의 기본인 제어법이다.
사실 에너지 효율의 개선에 대해서는 당연히 내연기관 자동차가 발전소보다 훨씬 빠르다. 이건 어찌보면 당연한게 내연기관의 개발과 연구가 신규 발전소 건설보다 느릴래야 느릴 수가 없기 때문이다. 참고로 한국은 2002년에 처음으로 평균 화력발전 열효율 38%를 찍고 2018년 현재까지 쭉 유지중이다.[41] 반면에 최근 가솔린 엔진의 열효율은 38%, 디젤 엔진의 열효율은 43% 수준[42] 까지 쫓아왔기 때문에 국가 전력 상태와 발전원에 따라서는 효율이 내연기관 차량보다 밀릴 가능성이 없는 것은 아니다.
전반적인 효율은 전기자동차 쪽이 더 유리한 것은 사실이지만 이는 마케팅일 뿐, 결국 둘다 에너지원으로 연료를 써서 기관을 돌리는 것이기 때문에 결국 열효율은 누가 더 우수한 연료를 쓰느냐, 그리고 누가 더 우수한 기관을 쓰느냐의 차이일 뿐이다. 개인에게 와닿는 것은 공해와 연비, 즉 친환경성과 경제성이며, 그래서 에너지 효율을 직접 비교하기보다는 공해나 경제성 등을 보는 쪽이 더 합리적이고 실제로도 그런 문건이 훨씬 더 많다.
5.2. 공해
위 영상은 Engineering Explained에서''' '과연 전기자동차가 환경에 더 안 좋을까?' '''라는 주제로 내연기관 자동차와 전기자동차가 환경에 미치는 영향을 설명한 영상이다.
효율 다음으로 따져보는 사항은 공해, 특히 발전소 공해가 만만치 않을 거라는 의견이다. 어차피 전기도 대부분 연료를 직접 태워서 만드니 다를 게 없다는 것. 실제로도 발전소 공해가 상당한 건 사실이다. 특히 석탄을 소비하는 석탄화력발전소는 미세먼지를 엄청나게 뱉어내기 때문에 일본이나 한국도 매년 피해를 입고 있다. 화력발전소는 막대한 양의 황산화물과 미세먼지를 발생시키며 세계 공해의 약 3분의 1을 차지하고 있다. 때문에 전기자동차로 인한 발전 공해는 해당 국가의 발전원에 영향을 많이 받게 되므로 내연기관 자동차가 전기자동차로 전환됨에 따른 공해 가감량이 국가마다 다를 수 있다. 참고로 국내 석탄화력 발전 비율은 약 32%이다.[43]
물론 발전 분야가 저탄소 정책에 힘입어 가장 활발하게 탈탄소화 연구가 이루어지고 있지만 그 효과가 아직까지는 눈에 띄지 않는다. 화력발전소의 신규 건설 및 개수가 제한되고 재생에너지와 원자력 발전소, 고효율 화력발전소의 개수가 지속적으로 늘어남에 따라 탄소 배출량의 증가 속도는 지속적으로 줄어들 예정이라고는 하지만# 화력발전소의 우수한 경제성과 아무데나 빠르게 지어올릴 수 있다는 점 때문에 대체하기가 쉽지 않기 때문이다. 실제로도 한국의 화력발전 비중은 1990년대부터 2018년 현재까지 지난 30년간 그다지 개선 되지 않았으며, 세계적으로도 각종 원자력 사고로 원자력 발전소의 비중이 줄어들면서 되려 화력발전 비중이 늘어나고 있다.
중요한건 어쨌든 탄소배출을 줄이려고는 하고 있고 결과적으로는 느리긴 하지만 지속적으로 에너지 생산량 대비 탄소배출량이 줄어들고는 있다는데 의의가 있긴 하다. 때문에 발전 분야의 탈탄소화는 그나마 최종 소비단계에 비해 비교적 빠르게 진행 되고 있으므로 '''이러한 정책이 수행되고 있는 국가에서'''의 전기자동차 이용은 정부의 환경 정책에도 합당하다고 볼 수 있다.
한국의 경우 환경부에서 발급하고 있는 탄소성적표지 정책을 통해 전기자동차와 내연기관 자동차의 공해를 대략적으로 비교해볼 수 있는데 기아 레이의 경우 일반 차량과 EV 차량이 모두 탄소성적표지를 발급 받았으므로 비교적 동등한 조건에서 탄소 배출량 비교가 가능하다. 해당 자료에 의하면 탄소 배출량 비교 시 일반 차량의 경우 생산부터 폐기까지 총합 19.56톤으로 추산되나 EV 차량의 경우 총합 14.67톤으로 나타나고 있어 탄소 배출량의 총량은 약 25%, 주행 시 탄소 배출량은 30% 감소함을 알 수 있다. 따라서 이를 근거로 한다면 '''국내에서의''' 전기자동차 친환경성은 충분히 입증 된다고 볼 수 있다.[44] 참고로 말하지만 위에서 계산하는 탄소 배출량은 온실가스 발생량의 합과 발전원의 오염까지 다 합해서 탄소 기준으로 환산한 것이므로 절대적인 온실가스 배출량 자체가 적은 게 맞다.
해외의 경우 위에서 설명했다시피 세계 주요 선진국들의 화력발전 이탈은 이전부터 진행 중인지라 전력 생산 대비 탄소 배출량이 점점 둔화되고 있긴 하다.[45] 특히 OECD 국가 중 노르웨이의 경우는 수력 발전이 전체 발전량의 95%에 육박해서 전력 생산시에 공해가 거의 없어 전기자동차의 천국이 되어가고 있기도 하다[46] . 그러나 반대로 중국 및 인도와 같은 개발도상국들은 경제 성장에 따른 석탄 소비량이 크게 상승하고 있어 이들이 향후 석탄 시장의 주류로 자리잡아가고 있으며 동시에 가장 많은 공해가 발생하고 있다. 중국은 지금도 석탄화력발전 비중이 60%가 넘으며 막대한 비효율성과 정화 시설도 제대로 갖춰져 있지 않아 아직도 공해가 매우 심각한 상황이고 인도는 아직 전력의 보급조차도 완전하지 못하지만 향후 성장에 따른 가파른 석탄 소비 증가가 예상되고 있다. 때문에 이렇게 화력 발전이 주력인 국가에서는 전기자동차가 오히려 내연기관 자동차보다 탄소 배출량이 더 클 수 있으므로 항상 전기자동차가 환경친화적인 것이 아님은 옳다고 볼 수 있다.
차량의 관점에서 보면 전기차의 경우 노후화로 인한 배기가스 내 유독 물질 증가라는 단점이 없다. 배터리 성능이 떨어질 순 있으나 이건 용량에 대한 문제일 뿐이며 모터 역시 노화에 따른 효율 변화가 거의 없으므로 차량 연식에 따라 공해가 증가하는 문제를 겪지 않는다. 또한 회전수가 올라갈수록 불완전연소가 증가하는 내연기관과 달리, 국가 단위에서 운영하는 발전소의 경우 지속적인 완전연소로 발전하기 때문에 매연 증가량이 적을 뿐더러, 발전소 자체에 설치된 오염저감장치는 개개인의 양심에 맡겨진 내연기관과 달리 주기적으로 점검될 뿐 아니라 성능 또한 우월하다. 풍력, 태양광 발전 전력도 이용할 수 있으니, 유종에 상관없이 운행할 수 있는 건 덤이다.
그러나 전기자동차에 사용되는 축전지도 엄연히 중금속이므로 관리가 제대로 되지 않으면 매우 심각한 환경 오염을 유발할 수 있다. 주로 사용되는 리튬이온 배터리는 수은이나 카드뮴 등의 주요 독성 중금속만 없을 뿐이지 어차피 들어가는 중금속의 양은 상당하다. 설상가상으로 사이즈가 사이즈다 보니 폐기량도 상당해서 한 대만 폐차해도 휴대폰 수천대 분량의 배터리가 폐기되는지라 이런 폐전지 수거에 대한 대비도 반드시 필요하다. 최근에는 차량용 배터리가 수명이 많이 남는다는 점을 활용하여 ESS와 같은 전력저장장치로 굴리기도 하며, 다행히도 축전지는 어느정도 재활용이 가능하기 때문에 이런 방면의 노력도 이루어지고 있다.
발전원으로 오염이 집중된다는 점으로 인한 지역 갈등을 걱정하는 의견도 있는데, 전기자동차가 내연기관자동차를 대체한다고 해서 발전소가 많이 증설되어야 하거나 오염물질이 눈에 띄게 증가하는 것은 아니다. 발전소는 전기자동차만을 위해 지어지는 것이 아니다. 전기자동차들을 전력저장장치로 삼아 심야 전기를 활용할 수 있게 되기 때문에 출퇴근 용으로 운용되는 경우가 대부분임을 감안하면 오히려 전체적인 공해는 줄어들 가능성이 높다. 참고로 말하지만 국가 전체에 전력을 공급하고 비상시를 위해 저장하는 전기 외의 남는 발전량(예비율)은 지금 이 순간에도 죄다 열로 태워서 허공으로 날아가고 있으며, 이는 심야 전기가 저렴한 이유이기도 하다.[47] 이런 상황에서 석유 소비량 일부를 심야전기 사용량으로 돌리게 되면 공해 총량이 줄어드는 것은 당연한 것이다. 전기차의 의의 중 하나가 이것이다. 발전소의 대형 발전기는 특성상 자주 껐다 켰다 할 수 없으니 주간 야간 똑같이 돌아가고 당연 야간에는 전기가 남아도는데 저장할 방법이 없어 그냥 허공에 날릴수밖에 없다. 오죽하면 이를 줄인다고 양수발전(야간에 남는 전기로 하류에서 상류로 물을 퍼올리고 주간에 다시 하류로 흘러내려 수력발전. 당연 야간에 소비된 전력이 주간에 생산된 전력보다 더 크다.)까지 할까. 그런데 기업체의 업무용 차량처럼 업무시간에만 운용하는 차량의 경우 야간에 완속 충전, 주간에 운행 이런 패턴이 가능하다. 즉 전기차의 수많은 개별 배터리가 야간 잉여전력의 저장소로 이용할 수 있다는 것.
최근 들어 급속도로 발전하고 있는 핵융합 기술의 상용화로 아마도 미래에는 발전소의 증가 문제는 완벽하게 해결될 수 있을 것으로 보인다. 아직은 상용화가 되기 위해서는 갈 길이 멀지만, 2010년까지 이루어진 약 50년간의 핵융합 기술의 발전보다도 2010년대에 10년간 이루어진 핵융합 기술의 발전이 더 크다는 것이 상용화가 그렇게까지 먼 미래가 아니라는 것을 증명한다. 대체로 과학자들은 2040년 전후에 상용화 될 것으로 예측하고 있다. 환경오염이 거의 제로에 가까운 핵융합이 상용화된다면, 전기를 사용하는 전기 자동차는 운용 그 자체만으로는 공해가 없는 완전 친환경 자동차로 거듭날 수 있을 것이다.
6. 그 외
6.1. 간편한 유지보수
많은 언론에서 '전기차는 내연기관보다 부품이 적어 유지보수가 쉽다' 라고 말하는데, 결론부터 말하자면 맞다. 물론 전기차라고 완전히 메인터넌스 프리로 운행할 수 있는 것은 아니지만 내연기관 차에 비교한다면 유지보수가 훨씬 간단하고 쉽다.
일단 가장 빈번한 유지보수인 엔진 오일과 오일 필터의 교환이 없다. 흡배기가 없으므로 흡기 필터의 교환 및 디젤의 요소수를 포함한 배기 관련 관리도, 가솔린에 해당되는 엔진 플러그 및 코일 교환도 불필요하다. 변속기가 없기에 클러치 패드 및 트랜스미션 오일 교환도 없다. 물론 팬벨트, 가스켓, 캠체인 등의 교환도 없다. 냉각 계통도 내연기관에 비해 훨씬 단순하다. 잘 알려지지 않은 사실인데 전기차는 회생 제동을 적극적으로 활용하기 때문에 제동 관련 소모품의 교환도 그 주기가 훨씬 길다.
전기차에서 가장 흔한 유지보수라면 타이어 로테이션과 브레이크 오일 교환 정도.
그리고 전기차의 특징이라고 볼 수는 없지만 테슬라는 차에 어떤 문제가 생겼을 때 서비스 센터에서 원격으로 차에 접속해 문제를 파악하고 필요에 따라서는 모바일 서비스를 집까지 보내주기 때문에 서비스 센터를 방문해야하는 빈도가 상대적으로 낮아지는 장점도 있다.
결론적으로 전기차라고 아무런 유지보수 없이 장기간 운용할 수 없는 것은 아니지만, 적어도 내연기관 차에 비하면 훨씬 쉽고 간단하다.
6.2. 가격
현재 충전 인프라 다음으로 전기자동차를 구입하는 데 가장 큰 걸림돌은 가격이다. 2020년 현재까지 동급 차량 대비 가격이 매우 높은 편이다.
기본적으로 동급 내연기관 차량 대비 50% 이상 가격이 비싸다.[48][49] 물론 전기자동차는 세제혜택이나 보조금 등이 있기 때문에 실 구매가는 다소 줄어들긴 하지만 그런 부분을 감안해도 실 구매가가 동급 내연기관 자동차 대비 10~20% 정도는 비싼 편이고 이 금액이라면 내연기관 자동차를 선택한다면 자동차 급이 달라진다.[50] 그리고 보조금도 해가 갈수록 축소되고 있어 2022년에는 폐지될 예정이다. 전기자동차의 가격을 낮추지 않으면 구매가 부담스러운 것이 사실이다. 그러나 초기 비용을 제외하면 연료 및 유지비가 싼 편이기 때문에 운행 환경에 충전 인프라가 잘 구축되어 있고 연간 운행 거리가 많은 사람이라면 구매할만 한 메리트가 있다.
환경부에서는 수도권대기환경개선 특별법 관련하여 전기차 의무판매비율을 높이려 하고 있다. 의무판매비율을 달성하지 못하면 과태료가 부과된다고 한다. 사실 자동차 업체에서 전기차판매에 소극적인 이유 중 하나가 비싸고 수익성이 나오지 않기 때문이다. 미국이나 중국에서도 전기차 의무판매제도를 추진하고 있으며 유렵에서는 내연기관 판매 금지를 추진하고 있다. 출처 물론 현실은 시궁창으로 2020년이 다되가도록 향후 20년 내 화석연료차 금지 전망은 0에 수렴한다.
전기자동차의 중고가 방어는 매우 좋은 편으로, 테슬라 전기차는 기존 내연기관 차와 비교도 되지 않을 정도로 감가가 낮다. 이외에도 구형 플랫폼에 출시시기가 오래 지난 르노삼성 SM3 ZE를 제외하고, 손쉽게 접할 수 있는 현대/기아 전기차는 동급 내연기관 대비 가격 방어가 좋은 편이다. 이전 설명에서는 중고가 방어가 형편없다고 되어 있었지만, 보조금 없이 신품가와 비교하여 계산한 오류이다. 정부 보조금 없이 구매한다면 맞는 말이지만, 보조금 미지원 차량이 아닌 이상 약 2천만원 가까이 손해보면서 보조금을 포기하고 전기차를 구매하는 경우는 거의 없다. 예를 들어 2016년식 아이오닉 일렉트릭은 제주도에서 보조금과 제조사 할인을 고려한 실구매가는 1600만원대 였으며, 2020년 주행거리가 6만~8만km인 모델이 시장에서 1500~1600만원 가량에 판매되고 있다. 출시되자 마자 니로 EV를 구매한 경우도 비슷하게 감가를 거의 맞지 않았다. [51] 다만, 신형 모델이 꾸준히 나오면서 항속거리, 전장 옵션, 구동계 성능, 초고속 충전 가능 여부 등 구형 모델과 차별화 되는 요소가 점점 많아지면서, 구형 전기차도 일반 내연기관차와 마찬가지로 큰 감가를 피할 수 없을 것이다.
6.3. 고용 문제
기존 내연기관을 기반으로 한 자동차의 엔진이 필요 없게 되므로 엔진의 생산, 조립 라인 노동자의 고용이 불안해진다. 그에 따른 부품을 만들고 수리하는 산업에 공백이 생기고, 자동차 엔진 정비 쪽 인원도 크게 감소하며 그 구성원이 바뀌게 될 것이다. 전기차는 부품 수가 적고 구조가 훨씬 간단하기 때문이다. 물론 전력 인프라가 갖추어져 있지 않은 개발도상국에서 내연기관 차량은 한참 동안 생산될 것이다. 그러나 국내에서 조립생산을 하더라도 시간이 지나면 현지 공장을 운영하게 되고, 결국 국내에서 자동차산업에 종사하는 전체 노동자의 일자리는 줄어들 수밖에 없는 것.
6.4. 운전의 재미
운전의 재미와 자동차 특유의 기계적 감성을 선호하는 사람들에게는 전기자동차의 등장이 반갑지 않을 수 있다. 자동차의 엔진 소리가 여태껏 소음 공해의 주범이었던 건 맞지만, 차량마다 제각기 다른, 내연기관 엔진 특유의 소리를 좋아하는 사람들에게 전기자동차는 조금 아쉬운 면이 있다. 물론, 2020년 현 시점에서는 여전히 내연기관 차량이 대세이지만 근 몇 년 이내에 내연기관의 사장세가 예상되고 있기에 이를 안타까워하는 사람도 많다.
전기자동차는 일반적으로 고정 감속비 기어가 기본이며, 전기자동차가 대세가 된다면 수동변속기, 자동변속기는 사라질 가능성도 있다. 엔진의 돌림힘을 바퀴의 동력으로 전달하기 위해 토크컨버터나 클러치가 반드시 필요한 내연기관 차량과 달리, 전기자동차의 모터는 정지상태를 포함한 넓은 회전수 영역에서 안정적인 돌림힘이 나오기 때문인데 속도 0부터 전압제한 속도까지 최대토크로 거의 일정하게 뽑아낼 수 있고 그 이상의 속도에서도 어느정도 일정한 출력을 내줄 수 있어 변속기의 필요성이 많이 줄어든다. 디젤 기관은 얼씬도 못하는 수준.
전기자동차 분야에서도 운전의 재미와 성능을 추구하는 방향으로 설계된 자동차 모델이 추후에 등장할 수도 있고, 전기 슈퍼카도 여러 유명 자동차 브랜드에서 그 등장을 예고하고 있으니 그 향후는 지켜볼 일이다. 양산차량은 아니지만, 폭발적인 성능이 매우 중요한 포뮬러 E 참가 팀 중에 3단 변속기를 사용한 경우도 있었다.
또한 한국GM 라보의 전기차 모델은 수동변속기 버전으로만 출시 되기도 하였다. 내연기관과 전기모터가 너무 다르다 보니 순수 엔진음 차이는 어쩔 수가 없는데, 가상 엔진음으로 내연기관 소리를 모방하거나, 특유의 소래를 내거나 머스탱 마하e와 다른 머스탱이 함께 달리는 영상을 보면 기존 내연 기관 자동차들과 확연히 다른 소리가 인상깊다. 포르쉐 타이칸도 매력적인 소리가 난다. 세계의 정부기관들이 "어린아이가 소리를 못 듣고 못 피하므로 사운드를 집어넣어라"라는 규제가 있는데 아예 화석연료차 엔진 사운드를 복붙으로 해결한다.
6.5. 전기차의 최고속도 특성이 나쁜 이유
모터의 기계적인 허용 회전수 자체는 매우 높지만 너무 높은 회전수까지 커버하는 경우에는 대체로 최고출력이 최고속도보다 훨씬 이른 속도에서 떨어지는 특성이 있기 때문에 내연기관 + 변속기 조합에 비해 고속 성능이 후달리는 경향이 있다. 이는 모터가 회전하는 상황이 전류를 밀어넣으려는 모터 드라이브와, 이를 막으려는 모터와의 싸움이기 때문이다.
모터와 발전기는 개념이 동일하다는 점을 기억하자. 모터도 발전기와 똑같이 회전속도가 올라갈수록 회전방향과 반대방향으로 작용하는 역기전력이 발생하며, 때문에 모터드라이브는 모터 회전속도에 비례해서 더 높은 전압을 투입해야만 모터로 들어가는 전류의 크기와 방향을 유지할 수 있다.[52] 쉽게 이야기하자면 모터드라이브와 모터는 전압이라는 힘으로 서로 항상 줄다리기를 하고 있다고 보면 된다. 모터의 회전수가 올라갈수록 모터가 잡아당기는 힘이 더 강해지므로(역기전력이 회전수에 비례해서 커지므로) 가만히 있으면 모터드라이브가 모터에게 끌려가게 된다. 즉, 발전기가 된다.[53] 이렇게 되지 않으려면 모터드라이브는 출력전압을 올려서 모터의 역기전력을 상쇄해야 한다. 거기에 추가로 원하는 양 만큼의 전류를 흘리기 위한 전압을 더 가함으로써 모터를 잡아 끌고 전류의 방향을 일정하게 유지하게 된다. 이 상태에서는 일방적으로 모터드라이브가 원하는 전류를 얼마든지 유지할 수 있을만큼 전압여유가 있으며, 따라서 원하는 토크를 내기 위한 제약이 없다.[54]
문제는 모터 회전수가 너무 높아져서 배터리 전압과 모터 역기전력의 크기가 같아지는 경우이다. 이 경우에는 배터리 전압을 깡으로 때려서는 모터에서 발생하는 역전압을 죽어도 이기지 못하므로 아무리 기를 써도 모터에 전류를 더 인가할 수가 없게 되고 따라서 토크를 낼 수가 없다. 즉, 모터드라이브와 모터가 줄다리기를 하는 힘이 동일한데 모터드라이브가 더 힘을 낼 수가 없어서 더 이상 모터를 잡아 끌고 갈 수 없게 된 상황이다. 하지만 이런 상황에서도 모터를 구동할 수 있는 방법이 있는데 바로 모터 자체의 힘을 깎아버리는 것이다. 모터드라이브는 더 높은 회전수에서 출력을 끌어내기 위해 모터의 역기전력 자체를 감소시키는 제어를 하게 되는데 이를 약자속 제어라고 한다.[55] 이렇게 하면 모터의 역기전력이 약해진 만큼 전압 여유가 생기니 다시 모터드라이브가 주도권을 잡고 토크를 낼 수가 있다. 즉슨 모터를 어르고 달래서 줄다리기를 하는 힘 자체를 떨군 것이다.
이 상태에서는 모터의 회전수가 올라가는 만큼 역기전력을 약화시키기 위해서 전류 일부를 투자하거나 모터의 전류를 제한하게 되므로 실질적으로 모터의 토크는 쭉 떨어지게 된다. 즉, 회전수와 토크가 반비례 관계가 되는데 기계적 출력은 속도와 토크의 곱이다. 즉 속도가 올라가는 만큼 토크가 떨어지는 것이므로 기계적 출력 자체는 일정하게 유지된다. 따라서 모터는 정출력 상태가 된다.[56] 여기까지는 어찌되었든 나와야 할 출력이 나오는 것이니 성능이 유지된다. 단, 이 정출력 영역은 모터의 유형에 따라서는 없는 경우도 있다. 예를 들어 유도 전동기 같은 경우에는 모터드라이브의 제어를 받아도 정출력 영역의 크기가 매우 협소하고, 릴럭턴스 전동기 같은 경우는 정출력 영역이라고 할만한 부분이 있긴 한데 출력을 유지하지 못하고 점점 떨어진다. 즉슨 최대출력이 피크 찍고 바로 내려오기 때문에 이런 전동기들은 고속토크가 매우 구리다.
회전수가 계속 올라가면 약자속 제어법으로도 이런 정출력 상태를 유지할 수 없는 시점이 오게 된다. 왜냐하면 전동기의 고정자도 전자석이기 때문에 회전자만큼은 아니지만 마찬가지로 회전수에 비례해서 역기전력이 발생하기 때문이다. 이런 전동기 고정자의 역기전력은 모터에 투입하는 전류 자체를 줄이지 않으면 감소시킬 방법이 없다. 즉슨 모터를 열심히 어르고 달래놨더니 "모터드라이브 너도 힘을 빼세요" 라고 역으로 협상을 걸고 있는 상태다. 결국 모터에 흘릴 수 있는 절대적인 전류의 크기 자체가 제한되므로 모터드라이브는 모터를 어르고 달램과 동시에 힘까지 조금씩 빼게 된다. 때문에 약자속 효과와 토크전류 감소라는 효과가 동시에 작용하여 회전수에 비례해서 토크가 매우 급격하게 추락하게 된다.[57] 대부분 전기자동차의 최고속도 성능이 추락하는 원인이 바로 이것이다. 뜬금없이 고속 시점에서 출력이 떨어지는 것이다.
이런 현상을 방지하기 위해서는 더 전압이 높고 출력이 높은 배터리를 쓰던지, 특성 영역에 들어가지 않게끔 모터 회전수를 낮추던지, 토크를 포기하고 약자속 지점이 더 늦게 오게끔 힘이 약한 모터를 쓰는 수 밖에 없다. 테슬라의 경우, 초반에는 약자속 제어를 적극적으로 쓰다가 모터를 2~3개로 늘려서 보완하고 있고, 포르쉐는 아예 처음부터 그 비싸다는 영구자석 모터를 2개 쓰고 변속기를 붙여 토크를 보완하고 최대출력 영역의 크기를 넓게 확보하는 전략을 사용했다. 그래서 세간의 인식과는 달리 이렇게 고속 성능이 떨어지는 문제는 점점 보완이 진행 되고 있다.
6.6. 전기차와 변속기
물론 전기모터 역시 다단 변속기를 물리는 경우도 있다. 다만 전기차와 변속기의 관계를 이해하기 위해선 먼저 자동차에 변속기를 설치하는 목적을 생각해볼 필요가 있다.
본래 내연기관이 낼 수 있는 힘과 회전속도는 대부분 자동차를 끌고 다니기에 적절하지 않다. 1톤이 넘는 쇳덩어리를 끌기엔 일반적인 승용차 엔진의 자체 토크만으로는 충분한 가속력을 확보하는 것이 불가능하므로 내 속이 터져서 운전할 수가 없다. 그리고 본격적으로 엔진 회전수가 4000RPM 정도 붙어서 최고출력을 내려고 들면 벌써 차량의 속도가 500km 가까이 찍혀 비행기 수준이 되기 때문에[58] 날아다닐 생각이 아니고서야 현실적으로 높은 회전수를 사용할 수도 없다. 심지어 Idle 상태인 700RPM만 해도 벌써 시속 83km이므로 엔진을 바퀴에 다이렉트로 꽂아 넣어서는 엔진을 제대로 운용 할 수가 없는 것은 사실. 엔진이나 모터 같은 회전기기의 출력은 토크와 회전속도의 곱이므로 풀 토크를 내더라도 회전속도를 제대로 당기지 못하면 결국 엔진의 최대출력을 온전히 끌어낼 수가 없다는 문제가 있다.
위와 같은 문제 때문에 엔진 출력을 그대로 바퀴에 꽂을 수도 없고, 그렇다고 엔진을 신나게 고토크 사양으로 만들자니 배기량이 한없이 무시무시하게 커지면서 차량에 올라갈 수 없는 사이즈가 되므로 사실상 비현실적인 요구가 된다. 하지만 기관을 요구사항에 맞춰서 만들 수 없다면 기관이 내는 출력의 토크 x 회전수 비를 조절하여 필요로 하는 토크나 회전수를 맞추면 된다. 이 일을 해주는 기계가 바로 감속기이다. 엔진의 연비와 수명을 고려하여 감속기를 다단화함으로써 차가 느리게 갈 때는 감속비를 크게 해서 최고속도를 깎는 대신 힘을 증폭해 충분한 가속력을 얻는다. 그리고 충분히 속도가 붙으면 감속비를 줄여 엔진의 회전수를 적절히 낮춤으로써 엔진을 최적으로 운영할 수 있게 만들어진 것이 바로 자동차의 변속기다.[59]
즉, 변속기는 단순히 감속비를 조절하는 역할이 아니라 기관의 최대출력을 더 일찍, 더 넓은 속도 범위에서 쓸 수 있게 하면서도 필요하다면 엔진 회전수를 강제로 낮춰서 연비를 확보하는 기능까지 겸하는 엔진을 운영하고 최적화하는 기계이기 때문에 내연기관 자동차에서 중요하게 사용되는 것이다.
그렇다면 전동기를 사용하는 전기자동차 입장에서 변속기는 어떤 존재일까? 사실 기존에도 전기자동차에 변속기를 설치하는 경우가 꽤 있다. 좀 옛날로 넘어가보자면 기아 베스타 EV에 자동도 아니고 5단 수동 변속기가 올라가기도 했다. 다만 이런 오래된 차량들의 적용 사례는 현재 시점에는 일반화 시키기가 곤란하다. 이 차량이 개발 되던 시기에는 전동기와 전원의 성능이 매우 좋지 않았기 때문에 내연기관처럼 낮은 토크와 회전수의 제약을 받아 변속기가 없이는 제데로 자동차로써 굴리기가 힘들었기 때문이다. 예시로 든 기아 베스타는 직류전동기를 썼기 때문에 높은 회전수를 오래 유지하기 힘들뿐더러, 배터리 성능이 좋지 않아 지금의 전기차처럼 고전류를 시원시원하게 당길 수도 없었으므로 딱히 적절한 이유는 아니다.
일반적으로 현재의 전기자동차들이 대체로 변속기를 배제하고 고정감속비를 가져가는 이유는 상당히 복합적이다.
첫 번째로는 조금이라도 높은 동력 효율을 얻기 위해서다. 변속기도 최적 효율이 나오는 회전수가 있고 그 회전수를 벗어나게 되면 완만하게 효율이 떨어질뿐더러, 아무리 효율이 좋다좋다 한들 마찰저항으로 인해 기본적으로 어쩔 수 없이 까먹는 동력이 있다. 내연기관 입장에서는 이런 변속기의 단점을 엔진 연비를 고려한 제어나 설계를 통해 커버할 수가 있을 뿐더러 엔진이 무슨 짓을 해도 그것이 훨씬 이득이지만, 전동기 는 내연기관보다 회전수와 토크의 변동 폭이 훨씬 크고 배터리가 빡빡해 효율에 매우 민감하기 때문에 변속기가 까먹는 손실도 무시할 수가 없다. 그래서 안그래도 배터리 용량도 빡빡해 죽겠는데 이득은 별로 없으면서 효율만 까먹고 무게는 무게대로 나가는 변속기를 배제하는 것이다.[60]
두 번째는 전기 동력만을 사용함으로써 설계의 자유도와 여유공간의 이점을 얻고 양산성을 개선하기 위해서다. 변속기가 붙게 되면 모터의 출력이 변속기를 들렀다가 바퀴로 가야 하므로 기존의 내연기관만큼 동력계의 설계가 복잡해지고 더 많은 공간을 소비하며 더 많은 제약이 가해지므로 결과적으로 전동기와 전기계통을 사용함으로써 얻는 이점이 감소하고 파워트레인 효율이 저하된다. 또한 변속기를 개발하고 생산해야 하기 때문에 차량의 양산성이 떨어지게 되며, 경험 많은 자동차 업체가 아니고서야 변속기의 개발과 양산이 익숙하지도 않을 것이기에 테슬라 같은 비교적 신생 업체들의 입장에서는 생각 외로 큰 리스크를 떠안아야만 한다. 변속기는 매우 정밀한 제조능력을 필요로 하면서도 막대한 힘을 받아 고속으로 회전하는 기계라는 것을 상기하라. 많은 개발경험이 없이는 함부로 손을 대기 어렵고, 막대한 돈과 시간을 들여 개발을 한다고 해서 전기차의 성능이 획기적으로 개선 되는 것도 아니다.
세 번째로 변속기를 쓰기에는 모터의 동작영역과 효율성이 내연기관처럼 허접하지 않다. 내연기관은 특성 곡선을 보면 토크가 언덕 모양으로 나타나고 출력은 거의 일방적으로 회전수에 비례해서 올라가는 경향이 있다. 따라서 최고토크 지점도 언덕 최고점 하나뿐이고 최고출력 지점도 거의 최고 회전수까지 올라갔을때 딱 한 지점 뿐이다. 즉, 엔진은 최적 동작 영역이 점으로 나타나며, 연비위주로 돌리거나 출력위주로 돌리기 위해서는 무조건 해당 최적지점 근처에서 엔진을 놀게 해야 하는데 상식적으로 엔진 스스로 항상 속도나 토크 조건을 맞춰서 작동하는 것은 불가능하다. 그래서 변속기가 반드시 필요하게 되고, 변속기를 쓰더라도 엔진이 항상 100%의 성능을 발휘하기 어렵다.
반면에 전동기는 특성상 저속 영역부터 이미 토크 곡선이 평탄하게 최대치로 형성되어 있고 이 저속 토크는 모터 방열 설계와 배터리 사양만 버텨준다면 얼마든지 전류를 퍼넣어서 더 끌어올릴 수 있으며,[61] 최대출력도 굉장히 넓은 회전수 영역에서 유지할 수 있다. 또한 전동기의 효율도 내연기관처럼 중부하 영역이 최적효율 영역이지만 내연기관에 비해 효율의 변동 폭이 작고 영역이 매우 넓어서 변속기가 없더라도 어느정도 전비 확보가 가능하다.[62] 따라서 별다른 이유가 없는 한 변속기가 없는 단순한 구조가 더 효율적이다.
따라서 최근의 전기차는 모터 운영 능력을 개선하거나, 모터의 운전영역, 특히 최고토크를 더 확보하고 싶거나, 스포츠성을 개선하기 위해서 간단한 변속기를 붙이는 경우가 대다수이다. 대표적으로 고토크 능력을 확보하되, 열적 안정성도 필요한 경우가 해당된다. 이럴 때는 변속기가 꽤 유용하다. 왜 유용한가 하면 변속기의 도움으로 모터에 가해지는 발열 부담을 줄일 수 있기 때문이다.
사실 대체로 전기자동차들에 붙는 모터들은 여러가지 다른 용도의 모터들을 기준으로 봐도 사이즈에 비해서 출력, 특히 토크가 굉장히 높은 편이다. 왜 이런 차이가 있냐면 모터나 엔진 같은 기계들의 크기는 필요로 하는 강도와 방열에 따라서 결정되는데 모터는 내연기관보다 구조가 단순해서 상대적으로 덜 튼튼해도 되고, 효율이 좋아서 열도 적게 나니 크기가 커지지 않아도 되기 때문이다. 기계의 크기가 클수록 열용량이 커지고 표면적을 넓게 할 수 있으므로 발열량이 같을 때 덩치가 큰 쪽이 최고온도도 낮고 냉각도 쉽다.[63]
아무튼 그렇게 수냉과 고효율로 발열을 잡았으면 줄인 발열만큼 크기를 줄이던지, 전기를 더 퍼넣어서 출력을 올릴 수 있는 여유가 생기는데 모터는 여기서 끝이 아니다. 모터가 견딜 수 있는 온도를 감안해서 안전 온도 내에서 평소보다 훨씬 높은 전류를 가해 과부하 토크를 내는 선택지도 있다.[64] 근데 모터는 내연기관처럼 레드존 영역 1000RPM 이렇게 째째하지 않다. 설계에 따라서 다르긴 하지만 높으면 300% 이상의 과부하 토크도 낼 수 있는데 이러면 모터의 최대토크 스펙이 매우 크게 오르는 효과가 있다. 당연히 반대 급부로 냉각수를 열탕으로 만들어버릴 수준의 발열이 나고, 그 열 때문에 효율이 떨어지면서 더더욱 발열이 오르지만, 아무튼 모터가 타지만 않게 온도가 올라가는 짧은 시간동안만 쓰면 상관 없다. 이런 이유로 저속에서 모터를 전기난로로 만들면서 엄청나게 토크를 뿜어낼 수 있기 때문에 전기자동차들의 가속력이 압도적인 것처럼 나타나는 것이다. 토크 특성 자체만 보자면 사실 내연기관 + 변속기 조합이 훨씬 고토크를 안정적으로 유지한다. 이는 애초에 사이즈부터가 내연기관이 훨씬 크고, 변속기 덕분에 내연기관이 과부하 상태로 들어갈 일 자체가 없기 때문이다.
특히 일반적으로 차량에 붙이는 모터는 설계에 따라 다르지만 가능한한 높은 회전수에 중점을 두는 쪽이 출력밀도, 효율, 운전영역 확보에 이점이 있다. 그럴 수 밖에 없는게 모터가 최대 토크를 낼 일이 운전하면서 몇번이나 있으며, 오래 써봐야 얼마나 쓰겠는가? 모터를 고토크 중심으로 설계 할 이유가 없다. 그래서 저속에서는 그냥 전류를 있는대로 때려박아서 토크를 충당하고 대신 짧은 시간 동안만 운행을 함으로써 위험 온도까지 올라가지 않게끔 설계하는 경우가 많으며, 이런 유형의 모터들은 내연기관은 상상조차 할 수 없을 정도로 매우 극단적으로 높고 긴 TN 커브가 그리게 되지만 그 대가로 최대토크를 유지하는 시간이 제한된다.
위와 같이 토크 과부하를 걸면서 모터를 운용하는 차량이 대표적으로 테슬라 모델 S인데 변속기 없이도 엄청난 가속력을 뽑아주긴 하지만 이런 가속력을 반복적으로 내다보면 모터의 온도제한 때문에 출력제한이 걸린다. 반면 포르쉐 타이칸 같은 경우, 후륜에 2단 변속기를 장착함으로써 초기 가속 시에 모터에 걸리는 토크 부하를 줄였고, 때문에 모터의 발열도 크게 줄어서 최대 가속력을 수십번을 뽑아도 출력제한이 걸리지 않는다. 이는 어느쪽이 좋고 나쁘고의 차이라기보다는 설계 전략과 추구하는 방향성의 차이이므로 모터가 이런 방식의 설계를 허용한다고 이해하는 것이 좋다.[65]
이렇게 변속기는 이런 성능 향상 대책 중 하나의 선택지일 뿐이며, 대부분의 경우 변속기가 없더라도 모터를 최고 성능으로 운용할 수가 있다. 그리고 전기자동차용 변속기를 개발하고 붙이는 것 자체는 기존의 자동차 제조업체들 입장에서는 그렇게 어려운 일이 아니다. 그럴 수 밖에 없는 것이 유체 클러치가 붙는 것도 아니고 기어 단수가 많은 것도 아니기 때문이다. 포르쉐 타이칸 같은 경우도 전기차를 개발한다는 이유 하나만으로 바로 전기차용 2단 변속기를 개발해서 붙였다.
어떤 선택지가 좋은지는 전기차 업체의 설계와 제품 성격마다 다르며, 제각기 장단점이 있기 마련이다. 하지만 분명히 말해두고자 하는 것은 내연기관과는 달리 변속기가 목표 성능을 달성하기 위한 필수 조건이 아니라는 점이다.
6.7. 리튬이온전지와 리튬인산철전지
현재 전기차는 리튬이온전지를 사용하는 것이 대부분이지만 중국산 전기차는 리튬인산철전지를 많이 쓰고 있다. 중국의 전기차전지 업계는 리튬이온전지의 폭발을 막는 기술이 부족해 폭발위험이 낮고 가격이 싼 리튬인산철전지 위주로 생산해왔다. 리튬인산철전지를 쓰는 건 거의 중국제 전기차 뿐이다 그래서 두 방식의 장단점을 비교해보자.
리튬이온전지는 부피당 축전용량이 높고 그대신 비싸고 한정적이고 많은 문제를 일으키고 있는 코발트 재료를 사용하므로 가격이 비싸고 충격으로 인한 화재 등 위험성이 높은 편이고 충방전 수명도 500회 정도로 짧다. 반면 리튬인산철전지는 코발트를 쓰지 않으므로 가격이 싸고 폭발 화재 등 안전성이 매우높고 수명이 3 배 정도로 매우 긴 대신 전력밀도가 낮아서 전기차용으로 사용하면 비슷한 리튬이온전지차의 75% 정도의 주행거리 밖에 나오지 않는다. 즉 비슷한 기술의 차로는 리튬이온전지가 400km 를 갈수 있다면 리튬인산철은 1회 충전 주행거리가 300km 밖에 나오지 않는다. 그리고 충전속도나 방전속도가 느려서 충전시간이 길어지거나 순간적 최대전력이 낮다. 충전 주행거리도 짧고 충전시간도 더 걸리니 아무래도 불편하다.
하지만 가격은 리튬인산철전지는 같은 용량의 리튬이온전지의 70%정도로 상당히 싸다. 다만 중국에서도 리튬인산철전지에 많은 연구를 해서 프리즘형 등 배터리의 공간을 줄이는 연구가 활발해 머지않아 인산철전지도 테슬라 자동차가 사용하는 원통형 리튬이온전지의 90%의 주행거리를 가지게 할 수 있을 것으로 전망된다. 즉 70% 의 가격에 90%의 주행거리를 가지게 하면 충분히 경쟁력이 있다. 그래서 테슬라 자동차는 중국에서 판매하는 보급형 모델에는 리튬인산철 전지를 쓰기로 결정하였다. 안전하고 가격이 저렴하므로 단거리 출퇴근이나 세컨드 카로는 주행거리가 다소 짧아도 가격이 싸므로 충분히 경제성이 있다.
리튬인산철전지는 수명이 길다는 장점도 있는데 보통 리튬이온전지가 충방전 500회 정도를 수명 (원래 용량의 80%로 저하)으로 보는데 리튬인산철은 보통 1500회 충방전 정도로 3배 정도 수명이 길다. 다만 용량이 적어 자주 충전을 해주어야 한다는 점을 감안해도 실질적으로 내구 주행거리는 리튬이온전지차의 최소 2배나 되는 장점이 있다.
충방전이 잦고 장기간 사용이 필요하고 무게나 부피가 큰문제가 아닌 용도 예를 들어 가정용 전기저장장치 같은 용도로는 리튬인산전지의 낮은 가격과 안전성 긴 수명이 큰 장점이 된다. 또 잛은 거리를 자주 왕복하지만 사용수명이 길고 평생 내구 주행거리가 긴 단거리 버스나 소형 트럭에는 충분한 생애총소유비용을 줄여 경제성이 있다.
6.8. 난방 문제
일반 내연기관차량은 실내 난방에 엔진의 폐열을 사용하지만 전기자동차는 큰 발열을 내는 부품이 없어 폐열을 활용하기 쉽지 않다. 그래서 일반 전기 온풍기를 사용해야 한다. 전기 온풍기는 소모한 전력을 그대로 열로 만들어내기 때문에 효율이 매우 낮다.[66] 에어컨 압축기를 활용한 히트펌프를 사용한 차량은 효율이 전기 온풍기만 사용했을 때 비해서는 매우 높은 편이다. 최근에는 히트펌프를 사용해 전장에서 발생하는 낮은 온도의 폐열을 사용하기도 한다.
7. 차량 정보
시험: 시험 제작 차량
예정: 출시 예정 차량
#: 화석연료 차량을 기반으로 설계된 차량
: 단종
7.1. 한국
7.1.1. 승용, RV
- CT&T:
- 기아: 시험[67] , , , 니로 EV#, 모하비 FCEV#시험 CV예정
- 대창모터스: 다니고
- 르노삼성자동차:
- 어울림모터스: 스피라 EV#
- 한국GM: , 볼트EV(Bolt)[68][수입]
- 현대자동차: 시험, , , , 넥쏘, 라페스타 EV#, 아이오닉 5
- 쌍용자동차: 코란도 e-motion#예정, U100예정[69]
- 제네시스: eG80#예정,GV60예정
- 캠시스(쎄보)[70] : CEVO-C, CEVO-U예정, CEVO-T예정관련 기사
- 쎄미시스코: D2
7.1.2. 상용차
- 에디슨모터스: 스마트 T1.0, , E-화이버드#
- 우진산전: 아폴로1100
- 자일대우상용차: NEW BS110 OLEV#
- 현대자동차: 일렉시티, 포터 일렉트릭#, 카운티 뉴브리즈#, 엑시언트 FCEV#
- 기아: 봉고 일렉트릭#
- 대창모터스: 다니고 EV 밴
- 파워프라자: 라보 evPEACE#, 봉고3 evPEACE#
7.2. 일본
7.3. 중국
중국의 전기자동차 산업은 한국은 물론 일본보다도 훨씬 발달해 있다. 내연기관으로 자동차산업 키워봤자 '''어차피 상대가 안 되니''' 아직은 경쟁자들의 짬밥이 적은 블루오션에 몰빵한 것, 중국정부가 관공서 보급과 차세대 선점을 위해 의욕적으로 밀어줬고, 여러 업체가 성업 중이다. 생산량 1위가 미국이 아니라 중국이다. 연합뉴스 그러나 해당기사는 경쟁력,기술력이 아닌 단순 생산량에 관한 기사다. 중국기업들과 테슬라라는 선도업체와의 격차는 어마어마하며, 모두가 알다시피 최악의 브랜드 이미지는 극복하기 쉬운 수준이 아니고, 기존 자동차산업 강국들이 딱히 전기차 기술력이 없는 것도 아니며[71] 중국기업의 기술력 역시 해외에 의존하고 있다. 무엇보다 내연기관 자동차산업은 여전히 건재하기 때문에 미래는 불투명하다.[72]
이 외에도 어마어마하게 많다.
7.4. 미국
- NASA: 월면차[74]
- X(연구소): 웨이모시험
- 테슬라: , Model S, Model 3, Model X, Model Y, 로드스터예정, 세미예정, 사이버트럭예정
- 포드: 포커스 일렉트릭#, F150 electric예정,머스탱 Mach-E
- GM: ,
- 루시드 모터스: 에어예정
- 리비안: R1T예정, R1S예정
- Bollinger: B1
- 니콜라: One예정, Two예정, Tre예정, Badger예정[75]
7.5. 유럽
- 르노: 트위지, 조에(ZOE), 캉구 Z.E#
- 스마트: 포투 일렉트릭 드라이브#, 스마트 EQ 포투#, 스마트 EQ 포포#
- 아우디: E-트론, e-tron GT예정, Q2L e-tron예정, Q4 e-tron예정
- 재규어: I-페이스
- BMW: i3, iX3, BMW 1 series ActiveE#, iX예정
- 폭스바겐: e-골프#, e-up!#, ID.3, ID.4, ID.1예정, ID.2예정, ID.5예정, ID.6예정, ID.7예정
- 피아트: 500 4세대
- 메르세데스-벤츠: EQC#, EQV#, EQA#, EQS예정
- 포르쉐: 타이칸
- 폴스타: 2예정, 3예정
- 볼보: XC40 recharge#
- 볼보트럭: 베라, FE electric
- 나노플로우셀: Quant F예정, Quant E예정, Quant FE예정, Quantino예정
- 애스턴 마틴: 라곤다예정
- 리막 오토모빌리: 콘셉트 원, C-Two
- 푸조: e-208#, e-2008#
- 미니: 미니 쿠퍼 S E#
- 피닌파리나: 바티스타
- NEVS: 9-3
- MAN: eTGE#
- 로터스: 에바이야
- DS: DS 3 E-tense#
- 시트로엥: 아미(2020)
- 라이트이어: 원
- 복스홀: e-Corsa
- 마세라티: 알피에리예정
- 세아트: 미 일렉트릭
- 이스파노-수이자: 카르멘#
8. 전기차 충전소
전기차 구매에서 빠지지 않고 고민하게 되는 요소이다. 여전히 열악한 충전소의 부족과 긴 충전시간은 전기차 파이 증가에 큰 걸림돌이 되고 있다.
9. 보조금
해외 여러 나라들과 마찬가지로 한국에서도 전기차 판매를 장려하기 위해 보조금 정책을 시행하고 있다. 하지만 지원 댓수는 늘리고, 대당 지원금액은 점차 줄어드는 추세이다. 2021년 보조은 다음과 같다. 다만 테슬라 모델 3 롱레인지는 가격 인하로 표와 다르게 보조금 100%를 받는다.
[image]
10. 참고 문서
- 포뮬러 E: 2014년부터 시작한 FIA주관 세계 최초의 전기차 경주대회
- 차(車)의 전쟁: 전기차의 전성시대
- 트라이버튼의 피스트에 따르면, 2016년 4월 12일 현재 64%의 설문 응답자가 테슬라 보급형 전기차에 의해 미래에 현대자동차가 크게 위협받을 것이라고 예상한다.
- 엑스 드라이버: 인공지능 방식의 전기차가 대중화된 미래를 다루고 있다. 인공지능 전기차가 대중화되다보니 구세대 가솔린 자동차를 운전할 수 있는 사람들이 특수 기능 보유자(...)로 대접받는 세상...
- 전기자동차 번호판
- 전기버스
[1] 왼쪽부터 모델3, 세미, 모델S, 모델X.[2] 환경친화적 자동차의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률 제2조 제3호[3] 차량마다 차이가 있음[4] 170만원 이상의 추가분은 납부해야한다.[5] 현재 테슬라에서 출시하는 전기자동차들은 기존의 통념을 깨는 수준으로 동급의 내연기관 차량에 비해 상당한 성능을 보여주고 있다. 전기 모터로 움직이는 차량은 이미 오래 전부터 전기기관차 등이 있긴 했지만 벡터제어 모터드라이브나 고성능 영구자석 동기전동기처럼 차량 사이즈에서 극강의 퍼포먼스를 내는 시스템은 전력전자 분야가 크게 성장한 20세기 후반에 개발 된 시스템이므로 이것도 생각보다 꽤 최근 일이다.[6] 전기 기관차, 전동차등의 전기 철도차량도 비슷한 시기에 개발 되었지만 전기자동차와는 달리 일찍 자리를 잡는데 성공했는데 다른 장점은 제쳐두고 결정적으로 '''외부에서 전원이 들어오므로''' 전기자동차의 상당한 결점인 전원 문제가 해소되었다는 점이 컸다.[7] 현재는 전원을 제외한 기술적인 난제가 전부 깔끔하게 해결 되었기 때문에 중소기업들도 그럭저럭 타고 다닐 만한 품질로는 만들 수 있다. 전기자동차는 잘 만드는 게 어려워서 제품이 안 나온다기보다는 전력 인프라와 전원 문제로 인한 시장성의 문제가 더 크다.[8] 당연히 석유도 발전원으로 사용할 수 있는 연료지만 발전단가가 너무 비싸서 비상 발전기나 야외 소형 발전기에나 쓴다.[9] 차량에 터빈이나 내연기관 발전기를 장착해서 전원으로 쓰면 이들이 연료를 전기로 변환하는 과정에서 소음이 날 수 있다.[10] 전동차를 생각하면 쉽다. 전동차 차내에서 저속에선 인버터 구동음 정도만 들리지만 속도가 올라갈수록 노면에서 올라오는 소음과 좁은 터널에서 노면 소음이 울리면서 발생하는 2차 소음은 커진다.[11] 모델 S 문서 참고.[12] 이는 축전지 기반 전기자동차들의 중량이 상당함에도 불구하고 효율이 좋은 이유와 같다.[13] 리튬배터리는 충방전이 반복될수록 용량이 떨어지는 문제가 있지만 실제 사용 환경에서는 용량에 큰 하자가 없어 양산된 제품으로 내구성이 검증되었다.[14] 기존의 LPG 충전소를 수소 충전소로 전환하는 것이 가능하다고 하는데 이는 신규 부지 확보와 일부 기존 시설 활용으로 설치 비용을 줄이는 것이기 때문에 = 기존의 LPG 충전소를 없애야 하므로 수소자동차의 시장성이 보장되지 않으면 기업 단위에서 하기에는 부담이 크다.[15] 테슬라 모델 S의 경우 배터리 용량이 100kWh인 모델이 시속 100km로 600km를 간다고 한다. 100kWh의 용량을 가진 배터리는 360MJ의 에너지를 저장할 수 있으며, 이를 이동시간으로 나눠보면 평균 17kW정도를 쓰는 것으로 계산이 나온다. 실제로는 가감속을 더 많이 할 것이니 더 많은 전력을 소비할 것이다.[16] 태양광 발전시설들도 이런 문제를 방지하기 위해 직접 닦아내거나 와이퍼를 설치하기도 하며, 아무튼 굉장히 귀찮은 일인 것은 사실이다.[17] 물론 이게 전기차가 쓰는 전기인지 냉장고에서 쓰는 전기인지 알 길은 없으므로 일반 가정에서 220V 꼽아서 충전하면 누진세 폭발이다. 그냥 할 수 있다는 것만 알고 있고 정말 어쩔 수 없을 때가 아니면 자제하자.[18] 주차공간 부족으로 주차난일 경우 전기차 전용 주차칸을 만들어준다는 반대에 부딛히고, 대부분 여기에서 충전기 설치가 좌절된다.[19] 테슬라 모델S의 경우 비슷한 급의 내연 기관이나 수소차보다 400kg 이상 더 무겁다. 아무리 기술이 발전한다 해도 배터리가 고체 장치 덩어리인 이상 단순한 연료보다 가벼울 수가 없다.[20] 그렇다고 강제로 통일시킬 수도 없다. 배터리가 제공하는 전원 사양이나 차량이 필요로 하는 동력의 크기에 따라서 최적의 사양이 다르기 때문에 이런 부분까지 고려하면 사실상 차종 별로 배터리를 보관해야 할 수도 있다.[21] 모든 종류의 배터리가 다 그런 건 아니고 전기자동차에 주류로 쓰이는 리튬 계열 배터리가 구조적인 문제로 특출나게 약한 편이다. 그리고 전압도 최저 200V 이상으로 상당히 높긴 하지만 생각보다 이건 화재에 큰 영향이 없다. 어차피 셀 단위로 내려가면 전압이 끽해봐야 3.7~4.2V 남짓이라...[22] 이 문제는 기술보급의 문제이다. 리튬이온배터리를 단점을 보완하면서 대체할 배터리는 리튬에어배터리, 나트륨전지 등이 충분히 개발되고있으나 문제는 그러한 배터리는 도데체 언제 상용화가 되냐의 문제이다.[23] 이에 따라 신소재 제품 중 원료 걱정이 아예 없는 나트륨배터리가 대안으로 나오기도 하는데 나트륨배터리는 리튬배터리보다 용량과 충방전 성능이 30% 정도 떨어진다. 때문에 가격은 확실히 저렴해지겠지만 전기자동차에 얼마나 적용이 될 지는 좀 더 두고봐야 한다.[24] 한국 가정의 한달치 평균 전력 사용량이 223kWh 정도인걸 생각해보면 테슬라를 80% 충전하기 위해 가구당 전력 사용량의 보름치를 40분 동안 때려넣어야 한다는거다.[25] 그래서 수퍼차저를 방문한 테슬라 운전자들은 가급적 양 옆이 비어있는 자리를 찾아간다. 옆자리에 충전 중인 테슬라가 충전을 마치고 떠나면 급격히 늘어드는 전력량을 실시간으로 볼 수 있다.[26] 유럽의 자동차 메이커들이 연합해서 구축한 충전소 네트워크다.[27] 모든 테슬라 모델3는 250kW, 2019년 4월부터 생산된 모델S와 모델X는 200kW 속도의 충전을 지원한다. 이전에 생산된 모델S/X의 경우 145kW가 한계다.[28] 전기를 훔침[29] 국내 출시 차 기준.[30] 기아 쏘울 부스터 EV가 나오면서 현재는 생산되지 않는다.[31] AC 3상 7핀으로는 급속 충전이 매우 느리다고 한다.[32] 단, 충전하기 전에 충전기가 차데모 어댑터를 지원하는 지 반드시 확인해야 한다. 차데모 어댑터를 지원하지 않는 충전기를 사용하면 차가 고장난다.[33] 회생제동 비중을 키우면 키울수록 브레이크 패드 수명이 늘어나니 당연히 단위시간당 미세먼지 배출량도 줄어드는 것은 상식적으로 이해할 수 있을 것이다. 아예 반영구적으로 사용 할 수 있을거라는 소식도 있을 정도.[34] 정현상, "전기차는 과연 친환경적인가", 신동아, 2019-08-30, https://shindonga.donga.com/3/all/13/1825057/1 (2020-06-05).[35] 2017년 기준 일반 화력발전 열효율 38%, 복합화력발전 열효율 46%. 출처: http://epsis.kpx.or.kr/[36] 2017년 기준 약 3.7%. 출처 : http://epsis.kpx.or.kr/[37] 공인연비 인증모드인 CVS-75 기준.[38] 참고로 위 효율은 말 그대로 연료부터 바퀴까지의 효율이다. 파워트레인 효율이나 충방전 효율까지 다 포함 된 것이다.[39] http://web.mit.edu/evt/summary_wtw.pdf[40] https://afdc.energy.gov/files/pdfs/argonne_phev_evaluation_report.pdf 이 자료 같은 경우에는 데이터의 해석이 잘못됐다. 결론적으로는 발전원에 따라 전기차의 공해가 PHEV보다 밀릴 수는 있다가 맞지만 애초에 문서에서 말하고자 하는 주제는 PHEV이므로 EV는 아예 뒷전인데다 여기서 말하는 PHEV도 화석연료 PHEV만 말하는게 아니다. 바이오매스 연료와 수소기반 PHEV까지 다 포함하는거라서 얘네를 제외하고 화석연료 PHEV만 따져보면 미국의 파워믹스로도 온실가스 배출량과 화석연료 사용량 둘 다 PHEV가 밀린다. 특히나 화석연료 의존도는 말할 것도 없다.[41] 효율이 좋은 복합발전소를 계속 짓고는 있는데 그만큼 일반 화력발전소도 늘고 있어서 눈에 띄는 변화가 없다.[42] http://www.automotivereport.co.kr/news/articleView.html?idxno=1231[43] 화력발전도 연료를 뭘 쓰냐에 따라 다르다. 전체 화력발전 자체의 비중은 2017년 기준 70%이며, 이 중에 석탄발전 비중이 약 46%다. 그 외에는 유류가 5%, 나머지는 전부 LNG 발전이다. 가스 발전도 공해가 안나오는건 아니지만 일단 카본과 미세먼지가 안나오므로 공해 관점에서 큰 차이가 있다. 출처 http://epsis.kpx.or.kr/[44] 다만 해당 결과는 절대적이지 않으며 내연기관 버전 레이의 탄소 배출량이 최선이 아님을 감안해야 한다. 국가별 발전원에 따라서 비율의 변동이 있을 수 있으며, 전기자동차와 내연기관 자동차의 온실가스 배출량은 차량 제조업체의 기술력에 따라서 다를 수 있고 경우에 따라서는 역전될 수도 있다.[45] 물론 정치와 경제가 그렇듯이 필요하면 화력발전소도 얼마든지 짓는다. 여기서 말하고자 하는 것은 어쨌든 탈탄소 태세가 변하는 것은 아니라는 점이다.[46] 물론 인근의 타 선진국들에 비해 전기차의 점유율이 유의미하게 높다는 뜻으로 이해해야 하며, 노르웨이에서도 여전히 내연기관 차량이 대세이다. 등록 차량 중 순수전기차의 비율은 아직 8% 정도이다(자료) 그래도 8% 점유율이면 길에서 늘상 마주칠 수 있는 수준은 되니 확실히 전기차가 많다고 할 수 있다.[47] 일부러 날리는 게 아니다. 규모나 발전 방식 때문에 발전량을 신속하게 제어할 수가 없기 때문이다. 날리는 게 아깝다고 예비율을 줄이면 자칫하다간 정전사고로 이어지니 무작정 줄일수도 없는 노릇이고...[48] 최신 모델이며 동일 차종으로 내연기관, 전기 모델이 모두 존재하는 현대 코나의 경우 내연기관 모델이라면 풀옵션을 해도 차 가격이 3000만원 정도지만 전기 모델은 풀옵션 차량 가격이 5400만원 정도.[49] 하지만 전기차는 출력이 높아진다고 가격이 기하급수적으로 증가하지는 않기 때문에 고성능 차량일 수록 전기차가 상대적으로 더 싸다.[50] 간단히 말해서 코나 전기자동차 풀옵 살 돈이면 투싼/스포티지 상위트림 or 싼타페/쏘렌토 하위트림을 살 수 있다.[51] 현재는 보조금이 줄어 이 정도의 감가 실현은 불가능하다. 일찍 산 사람이 결국 승리자가 된 케이스[52] 예시로 배터리 전압이 800V라고 해도 실제로 모터가 800V를 다 먹고 있는 것이 아니다. 모터드라이브가 모터의 회전수와 전류지령 크기를 고려해서 모터에서 발생하는 역기전력을 상쇄하기 위한 전압 + 전류를 유지하기 위한 전압만큼을 잘 조절하면서 모터와 줄다리기를 하고 있기 때문에 정전류 제어가 가능한 것이다.[53] 회생제동이 이 상태를 일부러 유지시키는 것이다. 다만 여기서 말한 것처럼 무작정 끌려가기만 하면 발전량을 제어할 수가 없으므로 모터드라이브는 끌려가는 상황을 연출하면서도 전압출력량을 조절함으로써 끌려가는 힘을 제어한다. 즉, 발전량까지도 제어할 수 있다. 그래서 회생제동력이 자유자재로 조종이 가능한 것이다.[54] 모터 TN 커브를 보면 최대토크 값이 저 위에 일자로 떠있고 출력은 회전수에 비례해서 올라가는 속도 범위가 있는데 그 범위가 이 상태다. 원하는 토크를 회전수와 상관없이 쭉 일정하게 유지할 수 있으므로 정토크 영역이라고 한다.[55] 영구자석이 붙는 모터들은 영구자석의 자력을 약화시키고, 없는 모터들은 회전자의 여자전류를 줄인다. 더 쉽게 설명하자면 모터의 반발력 자체가 모터의 힘과 비례하므로 역으로 어떤 식으로든 모터의 힘 자체를 깎는다고 이해하면 된다. 그럼 반발력도 약화된다.[56] 모터 TN 커브를 보면 정토크 영역을 지나서 회전수가 올라가는 만큼 토크가 미끄럼틀처럼 내려오면서 출력이 일정하게 나가는 속도 영역이 있을건데 이를 정출력 영역이라고 한다.[57] 모터 TN 커브를 보면 정출력 영역을 지나서 토크가 확 꺾여내려가고 출력도 떨어지기 시작하는 속도 시점이 있을텐데 그 영역에서 발생하는 일이 이 상황이다. 이 영역은 모터마다 성능차가 매우 크므로 특성 영역이라고 부른다.[58] 예시로 든 차량은 아반떼 AD로, 아반떼 AD의 바퀴 지름이 대략 632mm 정도 되는데 바퀴당 이동거리가 1.985m다. 이 바퀴가 4000RPM으로 돌면 초당 132.33m를 이동하게 되는데 이 속도가 시속 약 476km다.[59] 다만 변속비를 크게 할수록 변속기 크기가 과하게 커지고 무거워지게 된다. 일반적인 변속기 장착 위치를 감안하면 이는 좋지 못하므로 변속기 자체의 변속비 범위는 1~3 내외로 작게 구현하고 변속기 출력과 바퀴 사이에 고정 감속비를 가진 최종감속기를 하나 더 추가하게 된다. 이 최종감속기는 전기차도 있다.[60] 그래서 변속기를 박았다면 굉장히 주의 깊게 운용하게 된다. 예를 들어 포르쉐 타이칸은 후륜에만 변속기가 붙어있는데 운전자가 전비 주행을 원한다면 아예 후륜 쪽 클러치를 빼버리고 전륜으로만 운행하게 되어 있다. 즉슨 변속기가 끼어있다는 것 자체가 손실이므로 아예 주행에 개입하지 않게 하는 것이다.[61] 물론 이는 배터리 사양과 모터 설계에 따라 한계가 있지만 내연기관과는 달리 허용되는 시간 내에서는 매우 큰 폭의 과부하 토크를 낼 수 있다.[62] 변속기 자체도 정적으로 효율을 까먹는 요인이다. 때문에 정속 주행 상황에서는 오히려 손실이 크다.[63] 당연하지만 현재 전기차 모터의 크기는 수냉식이기 때문에 가능하다는 점을 알고 있어야 한다. 물 한방울 안들어가는 공랭식으로 만들게 되면 70마력만 넘겨도 슬슬 자동차에 올리기 힘들 정도로 커지며, 이런 차이가 있는 이유는 공랭식보다 수냉식의 냉각 능력이 우수하기 때문이다.[64] 과부하 동작 시에 출력까지 평소보다 높게 쓸 수 있을지는 모터마다 다르다. 최대출력까지 같이 오르려면 전원 전압이 올라가던지, 모터의 전기적 사양이 연속조건에서 여유가 있어야 하는데 이는 모터의 설계와 배터리 사양에 따라서 케바케다. 토크를 쏟아낸다고 무조건 출력이 같이 오르지 않는 이유는 배터리가 전류를 더 크게 쏴줄 수는 있어도 전압을 높여서 줄 수는 없기 때문이다. 결국 모터의 전압이용률이 100%가 되면 전류를 더 넣지 못하니 이런 경우에는 최대토크만 올라가고 최대출력은 변하지 않게 된다. 즉, 성능곡선은 더 높은 토크로 시작하지만 결국 속도가 올라감에 따라 미끄럼틀처럼 최대출력에 맞춰서 토크가 내려오게 된다.[65] 위에서도 언급했다시피 변속기는 기본적으로 까먹는 효율이 있어서 타이칸도 이런 단점을 고스란히 받는다. 그래서 포르쉐는 전비 운행 상황에서 후륜 변속기를 아예 파워트레인에서 분리해버리는 선택을 했다. 설계 복잡도 및 효율을 성능과 교환한 셈이다.[66] COP 1이하. (COP=난방능력/전력)[67] 대한민국 최초의 전기자동차이다(최초의 양산형 전기차는 아니다. 국내 최초의 양산형 전기차는 레이 EV이다.). 해당 문서 참고.[68] 한국식 발음과 표기는 똑같은데 영어 스펠링이 다른 Volt는 플러그인 하이브리드다.[수입] 국산차처럼 판매하지만,조립 및 완성을 미국 미시건주 디트로이트 인근 어니언레이크에서 한다. 다만 배터리는 대한민국 충청북도 청주시의 LG에너지솔루션에서 만들며, 구동계나 각종 전자장비는 대한민국 인천광역시의 LG전자 공장에서 제작하여 미국에서 완성한다. 즉,자동차는 온통 한국산 LG 제품으로 도배되어 있으나 생산지는 미국 GM 공장이며 자동차등록증에는 수입차으로 찍혀 나온다는 것이다...[69] 2022년 출시 예정이며 최초의 바디 온 프레임 전기차이자,전기차 전용 플랫폼으로 설계되었다.쌍용자동차가 부도처리되지 않는다면... 꽤 인기 있을 조합이다(전기차플랫폼+프레임바디SUV+4WD) [70] 캠시스는 본래 반도체장비, 카메라모듈 사업을 하는 곳인데 전기차 시장에 뛰어들면서 전기차사업부 운영을 통해 CEVO(쎄보) 브랜드를 론칭하였다. 현재 시판 중인 모델은 CEVO-C로 출시 1년도 안되어 르노의 트위지에 버금가는 판매량을 보이고 있다.[71] 당연하지만, 내연기관차와 전기차의 차이는 연료보급시스템과 파워트레인을 비롯한 구동계 차이 뿐이다.[72] 특정산업을 밀어줄 수 있는 중국정부의 자본력은 자국인민을 가난하게 착취한 결과물인데 점점 내부적인 불만은 커지고 있고 경제성장은 둔화되고 있으며 코로나 사태를 계기로 대외적인 여건도 최악이라 앞으로는 이전 같은 방식으로 지원이 가능할지도 의문이고, 중국의 기술 훔치기같은 착짱죽짱의 행태와 니오 EP9 항목에도 알 수 있듯이 기존 자동차 선도업체와의 기술력은 단순 지원만으로 극복할 수 있는 게 아니다.[73] 현재 두 번째로 빠른 전기차. 뉘르부르크링에서 6분 45초대를 기록한 슈퍼카이다.[74] 정말로 전기 자동차가 맞긴 하다. 사실 월면차는 구소련이나 중국에서도 만들어서 달에 보내긴 했지만 미국은 그걸 우주인이 직접 운전했다는 점에서 타의 추종을 불허한다. 달에서 썼던 개념의 직접 주행하는 월면차가 다시 만들어질 일이 있다면 이는 꽤 시간이 걸릴 테지만 NASA에서는 월면차에 대한 지속적인 연구를 이어가며 갖가지 아이디어를 내놓고 있다. [75] 현재 겉껍데기만 있을 뿐 공장조차 없으며 실제 생산여부도 불투명하다.