[상식한입+] 전기차 구조 완전 정복!

[상식한입+] 전기차 구조 완전 정복!

점점 더 많은 완성차 업체들이 전기차 시장에 뛰어들고 있습니다. 그런데 전기차는 일반 자동차와 무엇이 다른 걸까요? 답은 전기차의 구조에 있습니다.

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✅ 전기차 구조 살펴보기

전기차란 전기를 에너지원으로 사용해 전기모터를 구동하여 운행되는 차량입니다. 길거리를 다니다 보면 보이는 파란색 번호판을 가진 차들이 전기차인데요. 일반 내연기관 자동차와 달리 배출가스를 발생시키지 않기 때문에 친환경 자동차로 불리는 전기차는 일반 자동차들과 다른 구조를 가지고 있습니다.

내연기관 자동차와 전기차의 가장 큰 구조적인 차이점은 "모터"입니다. 내연기관차는 엔진으로 동력을 얻고, 전기차는 모터로 동력을 얻는데요. 엔진은 경유나 휘발유 같은 연료를 연소시켜 자동차를 굴러가게 하는 장치이고, 모터전기를 에너지원으로 회전하며 자동차를 굴러가게 하는 장치입니다.

  • 모터의 장점 : 엔진에 비해 소음과 진동이 적습니다. 또한 엔진에 비해 회전수가 많습니다.
  • 모터의 단점 : 엔진에 비해 발열이 적어 열에너지를 활용하지 못하며, 그래서 겨울에 춥습니다.

또 다른 두 자동차의 구조적 차이점은 "배터리"입니다. 배터리는 전기차의 연료인 전기를 담아두는 심장과 같은 장치입니다. 배터리는 주행 거리나 충전 속도 등 전기차의 주요 스펙을 결정하는 핵심적인 장치로, 주로 전기차 차체 아래에 평평하게 깔립니다. 배터리는 전기차 원가의 2~30%를 차지합니다.

✅️ 전기차 구조, 더 깊이 이해하기

전기차는 부품 수가 더 적다고?

차 한 대에 약 2~3만개의 부품이 들어가는 내연기관차에 비해, 전기차에는 약 1만개의 부품이 들어갑니다. 특히 엔진에 들어갔던 많은 부품이 전기차에서는 더 이상 필요없어졌기 때문에, 전기차 시대가 오면 기존 정비소나 차량 부품 업계는 위기를 맞게 될 전망입니다. 이에 차량 부품 업체들은 전기차에 들어가는 부품을 주요 생산 품목으로 지정하는 등 체질 개선에 나서고 있습니다.

반면, 내연기관차에 비해 전기차는 더욱 많은 차량용 반도체를 필요로 합니다. 내연기관차에는 보통 약 200개의 반도체가 들어가는데, 전기차에는 최소 400개가 넘는 반도체가 들어갑니다. 특히 전기차에 자율주행이 붙으면 차량용 반도체가 2,000개 가까이 필요하게 되는데요. 전기차 시대가 다가옴에 따라 차량용 반도체 수요는 더욱 늘어날 전망이지만, IT 반도체에 비해 차량용 반도체는 원가도 비싸고 만들기도 어려워 공급은 부족한 상황입니다.

자율주행과 전기차가 찰떡인 이유?

자율주행차에는 인공지능 기술이 탑재된 컴퓨터가 필요합니다. 그런데 내연기관차는 연료로 움직이기 때문에 컴퓨터를 작동시키기 위한 전기를 따로 생산해야 합니다. 반면 전기차는 처음부터 배터리에 전기가 저장되어 있기 때문에, 이 저장된 전기로 자율주행 컴퓨터를 작동시키면 됩니다. 내연기관차에 비해 훨씬 효율적이죠.

자율주행차는 돌발 상황에서 차량을 빠르게 통제할 수 있어야 하는데요. 전기차는 부품 수도 적고, 차를 움직이는 모터를 포함해 모든 부품들이 전기 신호를 기반으로 움직이기 때문에 빠르게 제어가 가능합니다. 게다가 전기차는 진동이 없어 자율주행을 위해 주변을 촬영할 때 훨씬 좋은 데이터를 얻을 수 있다는 것도 장점입니다.

전기차 구조와 공간의 미학
아이오닉5 내부 ⓒ현대차

내연기관차와 다른 구조 덕분에 전기차는 훨씬 더 넓은 공간을 활용할 수 있게 되었습니다. 내연기관차의 엔진과 냉각 장치들을 탑재하기 위한 앞 보닛이 전기차에는 필요 없기 때문인데요. 전기차의 동력 장치인 모터는 차량의 어디에 있든 상관이 없습니다. 그래서 전기차는 주로 앞바퀴 위에 모터를 탑재하고 앞 보닛의 길이를 최소화합니다.

일반 자동차에는 엔진의 배기가스와 동력을 뒷바퀴로 전달하기 위해 차량 중간에 볼록 올라온 터널이 있습니다. 그런데 전기차는 배기가스가 없으니 터널이 없어도 되며, 그래서 차량 내부 공간이 더욱 넓어집니다. 또한 전기차는 부품 수도 적기 때문에 공간 활용성은 더욱 극대화되죠. 전기차의 구조적 특성은 머지않은 미래에 새로운 형태의 자동차 출현의 계기가 될 수 있을 것으로 보입니다.

✅ 최신 이슈 : 현대차의 전기차 플랫폼, E-GMP

E-GMP ⓒ현대차

기존에는 전기차를 만들 때 기존 내연기관차의 프레임에 전기차 부품을 끼워맞추는 식으로 만들었습니다. 그러다보니 모터나 배터리를 비효율적으로 탑재해야 했고, 하이브리드 자동차의 부품을 들여와 사용하기도 했습니다. 더 성능이 좋은 전기차를 위해, 전기차에 맞는 프레임의 필요성이 대두되었습니다.

2020년 말, 현대자동차는 전기차 플랫폼, E-GMP를 공개했습니다. E-GMP는 스케이트보드 형태의 전기차 뼈대로, 전기차에 필요한 핵심 부품들을 장착할 수 있는 플랫폼인데요. 이 플랫폼 위에 차량의 외관을 덮어 전기차를 완성하는 개념입니다. 현대차는 향후 전기차 라인업 모두를 E-GMP를 기반으로 생산할 예정입니다.

현대차는 E-GMP를 통해 전기차 생산에 드는 비용을 줄이고자 합니다. 앞으로 많은 전기차가 E-GMP라는 플랫폼을 기반으로 만들어지면 전기차 수리도 그만큼 쉬워질 예정입니다. 현대차는 배터리 성능을 최대화하면서 차량 내부의 공간도 극대화하는 설계를 위해 지금도 E-GMP를 개선하고 있습니다.

✅ 전기차 구조, 핵심만 콕콕

  • 전기차는 전기를 에너지원으로 사용해 전기모터를 구동하여 운행되는 차량입니다.
  • 전기차는 배터리에 저장된 전기를 원료로, 모터를 동력 장치로 사용해 동작합니다.
  • 전기차는 내연기관차와 다른 구조적 특징으로 인해 내부도 넓고, 자율주행차에 더욱 적합합니다.
  • 전기차의 특수한 구조를 반영해 여러 업체들은 전기차 플랫폼 개발에 나서고 있습니다.

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