친환경 자동차 종류와 특징

소개

친환경 자동차의 대표적인 전기자동차가 이렇게 발전해 오기까지는 우리에게 익숙한 친환경 차량의 종류가 몇가지가 있었습니다. 하이브리드라는 기능을 가진 자동차부터, 플러그 하이브리, 수소전기차 그리고 전기차(EV)의 단계로 친환경 자동차는 발전하고 있습니다. 친환경을 말하는 이 자동차들 차이점이 무엇인지 어떻게 구동이 되는 특징을 가지고 있는지 작동 원리가 어떻게 되는지 알아보는 내용을 남겨보려고 합니다.

 

친환경 자동차란.

친환경 자동차는 우리 환경을 보호하고자 설계된 차량으로, 기존의 내연기관 자동차보다 환경에 미치는 영향을 줄이는 것을 목표로 합니다. 자동차 배기가스를 줄임으로써 미세먼지와 오존을 줄일수 있습니다. 대기오염물질 배출이 없는 자동차를 말합니다. 친환경 자동차는 다양한 유형이 있지만, 그 중에서도 대표적으로 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지차_수소차 (Fuel Cell Vehicle, FCV) 등이 있습니다.

 

친환경 자동차 종류.

하이브리드 자동차.

하이브리드 전기차(HEV, Hybrid Electric Vehicle)는 엔진과 구동모터를 모두 장착한 친환경 자동차입니다. 이러한 조합으로 연비 향상에 도움이 되어 경제적입니다.

출발 및 저속 주행 시에는 고전압 배터리에 저장된 전기를 활용하여 모터가 작동하여 주행합니다. 그리고 나머지 구간에서 특히 고속에서는 엔진과 모터가 함께 작동하는 하이브리드 주행 모드로 전환됩니다. 이러한 하이브리드 전기차는 회생제동 시스템을 갖추고 있어서 제동 시나 내리막길 주행 시에 잉여 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전할 수 있어 에너지 효율을 극대화 할수 있습니다. 이렇게 충전된 배터리는 주행 시에 다시 사용됩니다. 또한, 엔진과 연결된 발전기를 통해 배터리를 충전할 수도 있습니다. 하이브리드 전기차는 외부 전기 충전 인프라에 의존하지 않고 편리하게 사용할 수 있습니다.

외부 전기 충전 장치의 의존성을 줄여줌으로써 사용자에게 편의성을 제공합니다.또한 내연기관 자동차보다 연비가 높으며 배기 가스 배출량이 적어 친환경적인 장점을 가지고 있습니다. 그러나 완전히 배기 가스를 제로로 만들지는 못하기 때문에, 하이브리드 전기차는 내연기관 자동차에서 친환경 자동차로 넘어가는 단계의 모델이라고도 생각됩니다.

 

플러그인 하이브리드.

플러그인 하이브리드 전기차(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle)는 더 자세히 알아보겠습니다. 이 차량은 하이브리드 전기차와 비슷하게 엔진과 구동모터를 함께 장착한 친환경 자동차입니다. 그러나, 플러그인 하이브리드 전기차는 고전압 배터리의 용량이 더 크며, 외부 전기를 충전할 수 있는 시스템을 갖추고 있습니다. 그래서 전기자동차 충전구역에서 충전이 가능하며 보통 엔진쪽에 충전구가 위치해 있습니다. 고전압 배터리의 용량 증가로 인해 플러그인 하이브리드 자동차는 더 멀리 주행할 수 있습니다.

 

충전을 통해 전기에너지를 충전하고 사용할 수 있기 때문에, 배기 가스를 완전히 제로로 줄일 수 있는 경우에는 전기 에너지만을 사용하여 주행할 수 있습니다. 이는 환경을 보호하고 연료 비용을 절감하는 데 큰 도움을 줍니다. 또한, 주행 거리에 따라서는 엔진을 사용하지 않아도 되기 때문에 운전자의 운용 방식에 따라 배기가스 배출을 더욱 줄일 수 있습니다. 플러그인 하이브리드 전기차는 회생제동 시스템도 탑재되어 있어서 내연기관 자동차보다 높은 연비를 제공합니다. 제동 시에 발생하는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전함으로써, 에너지의 효율을 극대화할 수 있습니다. 이는 브레이크나 내리막길 주행 시에도 자동차가 에너지를 절약할 수 있음을 의미합니다.

또한, 충전소에서 전기를 충전할 수 있기 때문에 플러그인 하이브리드 전기차는 전기에너지만을 사용하여 차량을 운행할 수 있습니다. 충전이 어려운 상황에서는 엔진으로도 운행할 수 있어서 편의성이 큽니다. 충전소를 이용하여 전기를 충전하면 주행 거리를 더욱 늘릴 수 있고, 환경 오염을 최소화하는 동시에 연료 비용을 절감할 수 있습니다. 내연기관 엔진과 용량이 큰 배터리의 조합은 주행거리가 늘어나는 것 만으로도 정말 매력적인 조합입니다.

 

전기자동차(EV)

블로그를 통해 계속 다루고 있는 친환경 자동차의 대표 전기차를 한번 더 살펴보면 고전압 배터리에 저장된 전기에너지만을 사용하여 달리는 친환경 자동차입니다.  전기차는 앞서 소개한 차량과 다르게 화석연료를 전혀 사용하지 않기 때문에 배기가스 배출이 없으며, 모터로 움직여 엔진이 없어 소음과 진동이 거의 발생하지 않는 특징과  완전히 배기 가스를 제로로 만들어내기 때문에 전기자동차 친환경의 문제중 중요한 대기 오염물질을 줄일 수 있습니다. 전기차는 외부 전력 공급망이나 충전소에서 충전할 수 있어서, 일상적인 출퇴근이 편안합니다.

이러한 이유로 최근 전 세계적으로 배기가스 규제가 강화되면서 전기차는 친환경차로서 큰 주목을 받고 있는 자동차입니다. 과거에는 전기차가 작은 고전압 배터리 용량을 가지고 있어 1회 충전으로 주행거리가 짧았고,충전 인프라가 부족하여 실제 운용에 어려움이 있었습니다. 그러나 요즘 출시되는 자동차들은 대용량 고전압 배터리를 탑재한 모델들이 등장하여 1회 충전으로 충분한 주행거리를 이동할 수 있게 되었습니다. 예를 들어 제가 운행하고 있는 ev6 롱레인지인 경우 한번 충전으로 약 480km(배터리의 온도에 따른 변화)를 주행할 수 있습니다.

 

수소 자동차

수소전기차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle)는 전기차와 비슷하게 전기에너지를 사용하여 모터를 구동하여 주행하는 차량입니다.  하지만 수소전기차는 외부에서 전기에너지를 공급받지 않고, 연료 전지 시스템을 통해 차체 내에서 직접 전기에너지를 생산한다는 큰 차이점이 있습니다. 연료 전지 시스템은 수소탱크에서 공급받은 수소와 외부 공기에서 포집한 산소의 전기화학반응을 통해 전기에너지를 생산합니다. 수소전기차는 전기에너지를 동력원으로 사용하여 주행하는 동안 배기가스를 배출하지 않습니다. 수소와 산소를 결합하여 전기를 생산하기 때문에 주행 후에는 순수한 물만을 배출합니다.  또한, 수소자동차는 외부 공기에서 산소를 추출하는 과정에서 이물질을 제거한 공기를 사용하고, 배출될 때에도 대기를 정화하는 역할을 합니다.

수소전기차는 에너지 밀도가 높은 수소를 사용하여 직접 전기를 생산하여 모터를 구동하기 때문에 주행거리는 수소탱크의 용량에 따라 다릅니다. 수소차의 대표 현대자동차 넥쏘는 156.6ℓ의 수소탱크를 탑재하여 1회 충전으로 약 609km를 주행할 수 있습니다. 또한, 수소를 충전하는 데 걸리는 시간도 5분 내외로 매우 짧아 충전하는게 오래걸리는 전기차에 비하면  편의성이 높습니다. 수소전기차의 대중화를 위해 수소 충전 인프라도 계속해서 확대되고 있어서 지금은 다양한 모델을 길에서 보기는 힘들지만 앞으로 도로 위에서 쉽게 수소전기차를 만날 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

앞으로의 친환경 자동차.

친환경 자동차는 지구 환경과 공기 품질을 개선하는 데 큰 역할을 할 수 있습니다. 환경 오염과 온실 가스 배출량을 줄이는 데 도움이 되기 때문에 지속 가능한 미래를 위한 중요한 선택입니다.  뿐만 아니라, 저공해자동차는 점점 더 많은 기술 발전과 인프라 구축으로 접근성이 높아지고 있습니다. 우리는 친환경 자동차를 통해 우리 환경을 보호하고 미래 세대를 위한 지속 가능한 모빌리티를 추구할 수 있습니다. 그리고 더 나아가, 우리 개개인의 작은 노력이 모여 더욱 깨끗하고 건강한 환경을 만들어 갈 수 있을 것입니다.

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