최근 한국 자동차 연구원의 보고서에 의하면 2021년 글로벌 전기차 신차 판매량은 472만대로 전년 대비 2배 이상 증가하였다고 합니다. 전체 완성차 판매량은 전년 대비 4% 정도 증가에 그쳤다면 전기차 판매량은 전년 대비 112% 증가하여 완성차 전체 판매량의 5.8%를 차지했다고 합니다. 이렇게 가파르게 증가하고 있는 전기차 구매를 고려할 때 중요한 요소인 주행 거리 및 연비를 비교한 Data가 있어서 소개합니다. 미국의 EPA(Environment Protection Agency)에서 2022년 발표한 Data에 의하면 다음과 같은 순위를 가집니다.
전기차 주행거리
위의 주행거리 비교표를 보면 루시드모터사의 전기차 모델들이 상위권에 있는 것을 알 수 있습니다. 2022 Lucid Air Dream Edition Range 19" 모델은 배터리 완충 시 무려 837km 주행하는 것으로 나타나 1위를 획득하였습니다. 대체로 루시드 모델들은 주행거리가 1회 배터리 완충 시 726km에서 837km 범위 내의 주행 거리를 보여 최상위 그룹을 형성하였습니다. 그 뒤를 이어 테슬라의 모델S는 사양별로 603km에서 652km 범위의 주행 거리를 보여 2위 그룹을 형성하였습니다. 테슬라 모델S 637km, 모델3 Long Range는 576km의 주행거리를 보였습니다. Mercedes EQS 450+ (RWD 20") 모델은 배터리 완충 시 563km의 주행거리를 보여 테슬라의 뒤를 이었습니다. 특이하게 GMC Hummer EV Pickup 모델이 덩치에 비해 긴 주행거리 529km를 보였습니다. 이것은 배터리 용량이 큰 것을 탑재했기 때문입니다. KIA의 EV6 차종은 499km의 주행거리를 현대자동차 아이오닉 5 모델은 488 km 주행거리를 보여주어 전체 조사 대상에서 28위, 32위 권에 해당하는 주행거리 성능을 보여주었습니다. 또 하나의 주요한 전기차 성능 평가 요소에는 주행 거리뿐만 아니라 전기차에서 연비 또는 전비라고 하는 kWh 당 주행거리가 있습니다. 이것에 대해 좀 더 알아보겠습니다.
전기차 연비
전기차 연비 또는 전비는 EPA에서 MPGe (Mile Per Gallon Gasoline Equivalent)로 나타냅니다. 이는 1갤런의 가솔린으로 주행할 수 있는 Mile을 나타냅니다. 이를 km/kWh로 환산해서 한국에서 나타내는 방식으로 위의 표에서와 같이 동시에 비교하였습니다. (1 MPGe = 0.047748 km/kWh)
위의 표에서 보면 테슬라 모델 3가 복합 연비 기준 6.3km/kWh를 보여 가장 우수한 연비를 나타내고 있습니다. 루시드 모델들이 5.7에서 6.1 km/kWh의 연비를 보여주며 테슬라의 뒤를 따르고 있음을 알 수 있습니다. 그 뒤를 현대자동차의 코나 EV, 쉐보레 볼트 EV, 테슬라 모델 S, KIA의 EV6가 따르고 있습니다. 현대차의 아이오닉 5는 복합연비 5.4km/kWh로 16위 권을 기록하였습니다. 테슬라, 루시드는 주행거리 뿐 아니라 연비에서도 상위권을 차지하고 있고 현대자동차, KIA는 주행거리보다 연비에서 보다 높은 순위를 보여주는 것을 알 수 있습니다.
주행거리와 연비를 증가시킬 수 있는 기술
전기차 구매 시 가장 많이 고려하는 사항은 역시 1회 충전했을 때 주행 가능한 거리와 연비일 것입니다. 이유는 기존의 내연기관 자동차에 비해 배터리 충전 시간이 많이 소요되는 것이 현실이고 충전 시설도 아직 충분하게 있지 않기 때문일 것입니다. 따라서 각 자동차 제조사에서는 동일한 배터리 용량에도 좀 더 많은 주행거리를 내기 위해 여러 가지 노력을 기울이고 있습니다. 이런 전기차 주행 거리를 늘리는 기술에는 어떤 것이 있는지 알아 보겠습니다.
히트 펌프 시스템
전기차의 경우 대용량 배터리로부터 에너지를 가져오는데요 겨울철 같이 온도가 낮은 환경에서는 배터리 내부 저항이 증가하여 에너지 효율이 떨어지게 되고 결국 주행 가능 거리도 감소하게 됩니다. 또 겨울철에 사용하는 히터에 의한 전기 에너지가 많이 소모되기 때문에 이것에 의한 주행 거리 감소도 상당히 크다고 할 수 있습니다. 겨울철 전기차에서 히터를 가동하게 되면 주행 거리가 30~40% 정도 감소한다고 합니다. 이러한 난방 효율의 감소를 극복하기 위해 도입된 기술이 히트 펌프 시스템입니다. 히트 펌프는 에어컨의 원리와 비슷하지만 에어컨에서는 실외기로 열을 배출하던 것을 히트 펌프에서는 그 열을 히터로 활용하는 원리입니다. 냉매가 압축, 응축, 팽창, 증발의 과정에서 발생하는 고온과 저온을 활용해서 히터와 에어컨을 동시에 구현하는 기술입니다.
공기 역학 디자인
전기차 주행 중에 발생하는 공기 흐름에 의한 저항을 줄임으로써 주행거리 및 연비를 증가시키려는 노력들을 많이 하고 있습니다. 대표적으로 전기차 차체 측면의 공기 흐름을 저항을 줄이는 목적으로 에어로(Aero) 휠 디자인을 적용하는 전기차 모델이 많이 있습니다. 일반적인 휠 디자인에 비해서 밋밋하고 매끈한 형태의 디자인이 적용되어 있습니다. 테슬라 모델의 경우 에어로 휠을 장착했을 때 약 10% 주행거리 증가하였다고 보고하고 있습니다. 도어(Door) 핸들의 경우도 도어 안쪽으로 완전히 수납되는 방식의 플러시 도어 핸들 방식이 도입되어 측면 공기 역학적 저항을 줄이는 목적으로 적용되고 있습니다. 또한 사이드미러 역시 공기 역학적 저항을 줄일 수 있는 디자인으로써 디지털 사이드미러를 적용하는 전기차 모델도 등장하였습니다. 아우디 e-tron, 현대자동차 아이오닉 5 모델에 적용되어 있습니다.
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