전기자동차

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테슬라의 전기차 모델 S

언어별 명칭
한국어전기자동차
영어Electric vehicle (EV)
한자電氣自動車

이 글에서는 전기로 구동하여 도로를 주행하는 승용차에 대해 서술한다. 전기로 움직이는 골프 카트 등은 따로 문서를 생성하여 그곳에 서술바람.

1 설명

일반적인 디젤 엔진/가솔린 엔진 등의 내연기관을 장착한 자동차나 전기모터/내연기관을 장착한 하이브리드 자동차와는 다르게 순수히 전력만을 사용하여 구동하는 자동차를 의미한다.

최첨단 차량이라는 이미지가 있으나 사실 전기 자동차는 가솔린 자동차보다 먼저 개발되었다. 1873년에 최초로 개발. 초기 증기-전기-가솔린의 속도경쟁에서 100㎞/h를 처음 돌파한 것도 전기자동차이다(1899년 카미유 제나지가 운전한 자메 콩탕트). 1920년대에 미국 텍사스에서 대규모의 원유가 발견되기 전까지는(1899~1924년) 오히려 가솔린 자동차 보다 더 많이 팔리기도 했다. 생산 및 판매 댓수는 1912년에 정점을 기록했다.[1] 이후 약 90년이 지난 2000년대 중반부터 전 세계 전기차 시장이 급성장 중이다.

기존 내연기관으로 작동하는 일반적인 자동차와는 달리 100% 전력만을 이용해 달리는지라 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 있는 물건이기도 하다. 비록 아직까지는 하이브리드 자동차와 더불어 시기상조 정도로 알려지고 있긴 하지만,[2] 갈수록 지구온난화가 심해지고 있는 현 상황에서 이를 막기 위해 각국 정부 및 기업에서 하루 빨리 상용화를 해야 할 물건이다.

의도적으로나 실수로나 전동차라고 부르지말자. 큰범위에서 의미는 맞지만 보통 철도 분야에서 전기동차의 줄임말을 의미하니 주의하자.

2011년 9월 7일경 정부에서 전기자동차 관련법률을 손봐서 전기자동차를 사면 600만 원 정도 세제 감면 혜택을 부여하고 이외에 급속충전기 등 인프라를 표준화하거나 기타 지원 조치를 한다는 듯. 세제감면 자체는 2012년 1월부터 진행된다고. 하지만 2015년 말에서야 겨우 보급한다고 4000만 원대를 부르고 있으며, 여기에 지원금 2~3백만 원을 준다고..

2 특징

  • (경우에 따라서) 화석연료를 사용하지 않는다.

전기만을 이용해 구동하므로 전기 자체의 생산원료를 따지지만 않는다면 화석연료가 아예 들지 않는다고 할 수 있다. 허나 현재로서는 그 전기를 생산하는데 화력발전 의존도가 클수 밖에 없다 보니(...) 실은 화석연료 교환비가 큰 편이다. 이는 앞으로 신재생에너지 관련 사업이 얼마나 진척을 보이는가에 따라서 점차 비율이 줄어들 전망에 해당한다.

  • 소음이 적다.

내연기관에 비해 소음이 날만한 부분이 적다보니 승용차 정도 출력에서는 거의 무음으로 주행할 수 있다. 도심 전철과 디젤 기관차의 소음이 얼마나 차이가 나는지를 비교해보면 좋을 것이다.

  • 변속기를 제거할 수 있다.

파워 일렉트로닉스의 눈부신 발전으로 VVVF[3]인버터가 채용 되고 있는데 매우 우수한 모터 드라이브 성능을 통해 변속기의 기능을 병행할 수 있어 기계적인 변속기를 제거하기 용이하다. [4] 단지 변속기를 제거하는가 아니면 전기차용 변속기가 필요한가에 대한 개념은 아직 논쟁의 대상이 될수 밖에 없다. 단지 모터의 형식이 여러가지이기 때문에 그에 따른 가동성의 효율성을 생각해서 구조가 여럿이 나올수 있다는 점이 장점으로 작용할수 있다.

  • 내연기관에 비해 에너지 효율이 높다.

내연기관에 사용되는 카르노 사이클의 효율은 1 - 저온부/고온부 로 주어지며, 따라서 이론적으로도 100%가 될 수 없다. 실제 효율은 가솔린 엔진 15%, 디젤 엔진 20%로 이론치보다 한참 낮다. 반면 전기 모터는 적어도 약 80~90%의 시스템 효율을 얻는다. 따라서 발전 - 송전 과정을 거치더라도 약 30%×80%라면 24%로, 같은 양의 화석연료를 써서 내연기관보다 높은 효율을 얻는 셈이다. 게다가 동력 발생 및 전달 과정에서의 손실도 훨씬 줄이기 쉽다.

  • 일반 내연기관에 비해서 가속 능력이 우수하고 출발시에 에너지 손실이 없다.

내연기관은 최소한의 회전수를 확보하지 못하면 토크를 발생시키지 못해 클러치가 필요한데다 회전수 범위가 좁아서 적정 RPM을 맞추기 위해 계속 변속을 해야 하지만, 전기 모터는 스타트 끊자마자 바로 최대 전류를 때려주면 최대 토크가 발생하는데다가 고회전에 유리한 단순한 구조와 VVVF 인버터의 존재로 인해 변속기조차 빼버릴 수 있어 가속을 방해할만한 요소가 없다. 테슬라에서 만드는 일반 승용 전기차가 웬만한 내연기관 스포츠카와 맞먹는 제로백을 자랑한다.

3 급전에 따른 분류

3.1 가공전차선 급전

현대사회가 사용하고 있는 전기 철도. 트롤리 버스를 생각하면 된다. 도로 위에 급전선을 설치 해놓고, 차량이 집전장치로 전차선으로부터 급전 받아 그 전기로 모터를 돌려 운행하는 방식이다.

3.1.1 장점

  • 구동을 위한 전력을 모두 전차선에서 얻을 수 있어 최소한의 배터리만을 필요로 하므로 차량의 중량이 가벼워지며 차량 가격을 크게 낮출 수 있다.

배터리 용량이 어느 정도 개선된다면 잠깐정도는 전차선에서 떨어져서 다닐 수도 있을 것이다.

3.1.2 단점

  • 전차선의 지중화가 불가능하여 도시 미관을 해친다.
  • 급전 장치가 필요하다보니 일정 크기 이하의 소형 차량을 만들 수가 없다. 특히 이륜 차량은 생각조차 하기 어렵다.
  • 집전기가 전차선에서 이탈하면 차량 이동이 곤란하다. 차량간 추월이 어렵고 전차선이 설치 되지 않은 시골이나 산길 등에선 주행할 수 없어 이동 범위가 크게 제한된다. 천재지변이나 교통사고 등의 이유로 도로가 가로막히면 이를 우회하기 어렵다.
  • 급전 즉시 전력을 소모하므로 심야전력등의 혜택을 활용할 수 없다.

이상의 이유로 전차선 급전 전기자동차는 일부 도시에서 대중교통 차량으로 이용하고 있으며, 그마저도 아래에 서술할 축전지 급전식과 혼합된 하이브리드 형이 점차 늘고있는 추세이다.

3.2 비접촉 급전 하이브리드

지중에 유도코일을 장착해 비접촉 급전, 충전을 할 수 있는 방식이다. 현재의 휴대폰 무선 충전하고 비슷하다고 보면 되는데 장점이든 단점이든 모든 특징이 동일하다.

3.2.1 장점

  • 전차선 급전과 같이 배터리가 최소한만 필요하여 차량 자체가 가벼워진다.
  • 전차선 급전과는 달리 전차선이 필요 없어 도로 미관에 좋다.
  • 기계적인 접촉면이 없어 유지보수성이 좋다.

3.2.2 단점

  • 도로를 뜯어 코일을 다는 등의 인프라 구축이 전차선 설치보다도 비싸다.
  • 코일 저항과 유도 손실, 역률 저하로 인해 효율이 무척 나쁘다.[5]
  • 큰 전력의 전자파가 도로에서 발생한다. 인체에 유해하거나 전자제품 오작동의 가능성이 있고 정전기 피해가 나기 쉽다.
  • 코일의 진동으로 도로에서 소음 문제가 발생할 가능성이 있다.
  • 전차선과 마찬가지로 심야 전력 활용이 불가능하다.
  • 전차선과 마찬가지로 급전 코일에서 떨어지면 주행이 곤란해진다.
  • 유도 코일로 전력을 보낼 수 있는 거리가 대단히 짧기 때문에 급전 라인에서 이탈하기가 너무 쉽다. 주차장과 같은 넓은 지역에서 전력을 공급하기가 난해해진다.

3.3 수소 연료전지 급전

수소를 저장하여 연료전지로 활용, 이를 이용해 발전한 전력으로 운행하는 방식이다. 이런 종류의 자동차는 보통 전기차라는 이름 대신 수소연료전지차 등의 이름으로 불린다.

3.3.1 장점

  • 연소식 수소 내연기관 자동차에 비해 우수하다.
  • 축전지식 급전방식보다 더많은 항속거리를 낼 수 있다.
  • 수많은 주유소를 폐쇄시키지 않아도 된다.[6]

3.3.2 단점

  • 생산 단가가 아직은 너무 비싸 경제성이 없다. [7]
  • 수소 저장 기술이 아직까지 미숙하다.
  • 수소 자체가 반응성이 커 폭발 위험이 있다.[8]

3.4 축전지 급전

축전지에 전력을 충전해놓고 충전한 전력으로 차량을 운용하는 방식이다. 현재로썬 도입 비용이 가장 저렴하고 외부 요인에 의해 운전 범위가 제한되지 않으므로 가장 경쟁력이 높지만 아직도 여러가지 해결해야할 문제가 산재해있다.

3.4.1 장점

  • 내장 축전지의 전력으로 어디든 자유롭게 이동 할 수 있다.
  • 충전 시점과 사용 시점을 다르게 할 수 있으므로 심야전력 이용이 가능하다.

3.4.2 단점

  • 항속거리가 감소한다.

같은 양의 에너지를 보관하더라도 화석연료보다 축전지쪽이 훨씬 무게가 많이 나가고 부피도 많이 차지한다. 게다가 화석연료는 돌아다니다보면 소모되니 무게가 줄어들지만 축전지는 그렇지도 않다. 냉각장치도 많이 들어내고 구동 시스템도 단순화시켜서 많이 경량화 해놔봤자 축전지 집어넣으면 도로아미타불이라는 소리다. 그러다보니 축전지 급전 전기자동차의 효율적인 크기는 승용차 수준에서 그치고 있다. 최근에는 적어도 승용차 수준에서 업체들이 가능한한 화석연료 차량과 비슷한 수준의 완충 항속거리를 확보하여 출시하고 있으므로 고밀도 축전지 기술의 발전과 함께 조금씩이나마 해결 될 전망이 보이고 있다.

  • 축전지 비용이 추가되어 차량 가격이 상승한다.

전기자동차에 설치 되는 수준의 충전 가능한 대용량 축전지는 가격이 대단히 비싸며 차량 단가를 크게 올리는 주범이다. 축전지에는 값비싼 희금속이 많이 들어간다

  • 충전 시간이 너무 길다.

고용량의 축전지를 빠르게 충전하기 위해선 그만큼 짧은 시간동안 큰 전력을 투입해야 하는데 무작정 충전 전력을 올리게 되면 축전지가 이를 견디지 못해 폭발할 수 있어서 함부로 올릴 수도 없다보니 충전 속도 개선에 한계가 있다. 길면 충전만 몇 시간씩 걸릴 수도 있는데 3분도 안돼서 길을 떠날 수 있는 주유소와는 차원이 다르며 항속거리 개선을 위해 축전지 용량이 늘어날수록 안그래도 긴 충전 시간이 더 길어질 수 밖에 없다. 아예 축전지를 갈아끼우면 어떨까 싶기도 하지만 차량에 들어가는 축전지는 우리가 흔히 아는 건전지 같은 물건이 아니기 때문에 교체를 위해서는 복잡한 전용 설비가 필요하고[9] 차량마다 요구하는 배터리 사양이 다르기 때문에 실현되기 힘들다. 노선버스나 특정 용도 화물차처럼 일정한 모델이 정해진 코스를 왕복하는 경우에나 가능한 사항이니만큼 별로 현실성이 없다.

  • 축전지에 저장된 전력이 모두 소모되면 이동이 매우 곤란해진다.

충전을 위해서는 큰 전력이 필요하기에 긴급 대처를 하기 어렵다. 화석연료야 1.5L 페트병 분량이면 주유소를 찾아갈 정도의 주행이 가능하고 저정도 분량을 수납하고 다니는 것도 어려운 일이 아닐뿐더러 필요하면 직접 주유소로 걸어가서 사올 수도 있다. 하지만 전기차는 같은 용량의 비상 축전지를 들고 다닐 여유도 없고 사올 수도 없다. 결국 견인차를 부를 수 밖에 없는데 지방에서 퍼졌다가는 수십 km 밖에 있는 스탠드까지 차를 끌고 가야 한다.

  • 대용량 축전지의 안정성이 충분하지 않다.

사고나 화재, 혹은 원인불명의 이유나 불량으로 인해 축전지에 불이 붙거나 파열되면 매우 짧은 시간안에 사실상 진압이 불가능한 화재가 발생하거나 큰 폭발이 발생하여 심각한 피해가 발생할 가능성이 있다. 안그래도 위험한 대용량 축전지가 사고 발생 위험이 높은 이동수단에 대량으로 탑재 될 경우에 어떤 문제가 발생할지 알 수 없다. 사람들이 잘 인식하지 못하는 문제인데 완전히 충전된 대용량 축전지는 사실상 폭탄이나 다름 없다는 것을 잊어선 안된다. 에너지를 꽉꽉 우겨넣은 쇳덩어리이니 당연한 것이다. 문제가 생길 경우에 어떻게 되는지는 아시아나항공 991편 화물기 추락 사고나 갤럭시 노트7 폭발 사고를 참고하자.[10] 교통사고 등으로 배터리에 충격이 가해지거나 운전 도중 내부 단락이 발생하면...

  • 축전지도 수명이 있다.

축전지도 정상적으로 작동할 수 있는 수명이 있어서 오래 쓸 수록 용량이 점점 떨어진다. 이는 안그래도 중요한 항속거리를 감소시키는 요인이 되는데 업체들은 이를 배터리수명 보증제도를 강화하는 방향으로 해결하고 있다. 완성차 업체별로 배터리 보증기간이 다르지만 기본적으로 차량 구입 후 5~7년, 주행거리 기준 10만~12만㎞이다.

3.4.3 전력의 딜레마

  • 대한민국 한정으로, 부족한 충전 스탠드의 문제를 가정용 충전기로 해결하려 하는 경우 내연기관 자동차보다 연료비가 더 많이 나오는 아스트랄한 경우도 생길 수 있다. 이는 엄청난 누진요금제 때문. 좀 드물지만 500kWh 이상의 전기를 사용하는 가정이라면 1kWh당 추가되는 요금은 700원을 넘는데, 24kWh의 배터리를 충전하려면 충전효율 등을 고려할 때 실제로는 30kWh 가까이 충전해야 한다, 대략 2만원 이상 드는 셈인데, 2만원어치 연료로 언덕이 없는 평탄한 지형에서 160km 이상 달릴 수 있는 내연기관 자동차는 얼마든지 있다. 사실 이쯤 되면 한전의 전기를 쓰는 것보다 집에 소형 발전기를 설치하고 그걸로 생산한 전기를 쓰는 편이 더 싸게 먹힌다. 또한 그냥 자동차 엔진으로 자동차 바퀴를 돌리면 이것보다 더욱 싸게 먹힌다(...)
  • 위의 내용에서, 감가상각비는 제하더라도 유지비 면에서 가정 충전식 전기자동차가 확실히 경쟁력을 가지려면, 전기자동차의 사용량을 제외한 월 전기 사용량이 300kWh인 가정의 경우 자동차 주행거리가 월 500km 이하인 경우에만 사용해야 한다. 사실상 출퇴근 용도로 사용하기에도 빠듯하다.
  • 물론 한전에서는 일반용 전력요금보다 저렴한 전기자동차 충전용 요금제도를 운영하고 있기는 하지만, 전용 충전기를 설치하는 경우에만 적용이 가능하고, 충전기를 설치하는 데 드는 비용이 800만원 정도로 매우 비싸다. 지자체별로 지원이 나오기는 하는데, 지자체에 따라 지원금이 많이 차이가 나므로 구매 계획이 있다면 꼭 알아보자. 또한, 아파트 같은 공용주택에서는 쉽게 설치할 수 있으나 전기를 훔쳐 쓰는 등의 문제가 발생할 수 있으므로 주민회의 등에서 합의가 반드시 필요하다.

4 축전지 급전식 전기자동차에 대한 보충설명

4.1 장점

  • 전기로만 구동하기 때문에 화석연료 비용을 감당하지 않아도 된다. 전기는 화석연료가 아니더라도 대규모 발전에 대해 선택의 여지가 훨씬 넓으며, 특히 발전에 가장 널리 이용되는 원료들인 석탄과 우라늄은 같은 에너지를 낼 때 석유보다 비용이 훨씬 적게 든다. 충전비 자체[11]도 싸고, 특히 심야 전력[12]을 이용하면 한 달 동안 1,000㎞를 달려도 전기세는 3만원이면 충분하다. 이에 반해 가솔린차로 같은 거리를 달리려면 4배 이상의 연료비가 든다. 결과적으로 배터리 수명 보증 거리인 10만㎞를 타고나면 전기차는 가솔린차보다 약 1000만 원의 유류비를 절감할 수 있을 것이다.
  • 마찬가지의 이유로 인해 이산화탄소나 일산화탄소, 질소산화물등의 환경오염물질이 배출되지 않는다. 정확히 말하면 자동차 제작과 발전시에 오염물질이 배출되지만, 오염원이 수십만대의 차량으로 분산되는 화석연료 차량에 비해 오염원이 발전소와 공장 몇 곳으로 집중 되기 때문에 대규모 정화장치의 설치를 통해 오염 관리가 훨씬 쉽다.
  • 엔진 내부에서 폭발이 일어나는 일반 내연기관 자동차는 소음을 제거하기 어렵지만 전기 모터는 회전자가 동력을 받아 회전만 하므로 매우 정숙하다.
  • 구동 부품이 몇 가지에 한정 되어 있어 정비성이 매우 뛰어나다. 특히 인버터는 전자 회로로 되어 있고, 전동기 기술도 매우 성숙되어 있어, 폐차 시기까지 무보수화가 가능하다.
  • 기존 트롤리버스망을 보유한 지자체에서는 축전지를 추가하여 트롤리버스를 보다 탄력적으로 이용할 수 있으며, 동시에 축전지식의 충전 문제를 기존 가공전차선 인프라를 이용하여 쉽게 해결할 수 있다.
  • 내연기관 자동차의 경우 평균적으로 에너지의 20%만을 주행에 사용하며 나머지는 열 등으로 배출된다. 전기자동차는 일부분의 손실을 제외하면 받은 전기를 모조리 주행에 사용할 수 있으므로 이론적으로는 화력 발전소에서 생산한 전기로 전기자동차를 운행하는 것이 내연기관 자동차를 운행하는 것보다 훨씬 효율적이다.

4.1.1 인버터 관련

  • 동력 체계를 소형화하기 쉬워서 경량화와 차내 공간 확보가 유리하다. 어느정도까지 넓힐 수 있는지 체감할 수 있게 설명하자면 차량 앞 부분, 그러니까 엔진 룸이 있던 부분을 싹 다 비워버리고 트렁크(!)로 만들 수 있을 정도이다. 즉, 차량 앞 뒤로 트렁크를 파버릴 수 있다는 소리.현재 양산중인 테슬라 모터스의 모델 S가 이미 이런 형태를 취하고 있다.
  • 변속이란 개념 자체가 존재하지 않아, 변속충격이나 기기적인 마모 등의 모든 물리적 손실을 막을 수 있다.
  • 회생 제동이 가능해 항속거리를 약간이나마 증가시킬수 있다. [13]

4.1.2 모터 관련

  • 시동이라는 말 자체가 존재하지 않아서[14] 첫 출발시 응답성이 뛰어나다.
  • 하이브리드 자동차도 가능하지만, 감속시에 모터를 발전기로 돌려 전력 회생제동을 하여 충전을 하기 때문에 경제적인 운전이 가능하고, 운전 기술이 좋다면 실용 항속거리 이상의 거리를 주행 할 수 있다.
  • 구동부품이 몇가지로 한정되어 있어 정비성등이 뛰어나다.
  • 희토류계열 영구자석을 사용하는 영구자석 동기전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor:PMSM)의 경우 2011년부터 최대 생산국 중국의 희토류 수출제한 정책으로 희토류 자석의 가격이 폭등하였기에 제작 단가가 비싸다. 그래서 자석을 사용하지 않는 유도전동기(Induction Motor)를 사용하는 전기자동차(대표적인 것이 레이 EV)도 출시되었다. 그러다 2013년 초에 희토류 가격은 다시 폭락했다.
  • 스톨 상태에서 최고 토크가 나오는 전기모터의 특성상 초반 가속이 어마어마하다. 덕택에 전기모터는, 저회전에서는 출력이 부족하고 심지어 일정 회전수 이상에서는 아이들링을 유지할 토크도 안 나와 클러치가 필요한 엔진과는 비교를 불허한다.
  • 변속기를 제거할 수 있다. 내연기관은 근본적으로 기계적 구조로 인한 내구도의 한계도 많이 받고 효율이 크게 떨어지기 때문에 회전수를 높이기 어렵다. 그래서 내연기관의 회전수 한계가 너무 낮고 최대 출력 영역과 최적 효율 영역이 너무 좁다는 점을 보완하기 위해서 변속기가 개발 된 것이다. 하지만 전기 모터는 일단 기계적인 구조가 단순하며 고회전 성능도 훨씬 높게 만들 수 있고 최대 출력 영역이 넓은데다 효율이 회전수에 따라 큰 변화를 보이지 않는다.[15] 그래서 큰 리스크 없이 변속기를 제거해버리기가 쉽다.

4.2 단점

  • 일단 현재 최대의 문제점은 가격이 비싸다는 것이다. 소비자에게 전기자동차의 장점은 비싼 휘발유보다 저렴한 전기를 이용해 유지비가 적게 드는 건데, 문제는 전기자동차의 가격이 동급 내연기관 자동차의 신차값+그 차가 폐차할 때까지 사용하는 기름값과 맞먹는다는 것이다. 일단 정부나 지자체 보조금으로 통상 가격의 반값에 살 수 있지만 전기요금이 평생 무료라고 해도 국가에서 보조해 주지 않으면 손익분기점을 넘기 힘들다.

4.2.1 전기자동차 자체의 문제

  • 전기자동차가 늘어날수록 전력소모도 폭발적으로 늘어날 것이라는 우려가 있다. 하지만 산업연구원의 연구보고서#에 따르면 통근자동차의 30%가 전기자동차로 바뀐다 해도 소요되는 전력은 전체 전력수요의 3%에 불과하다. 이는 심야시간대의 전기를 활용한다면 현재의 발전설비로도 충분히 감당할 수 있는 수준이다. 또한 독일의 모든 차를 전기차로 바꾼다 하여도 추가로 필요한 전력은 현재 전력 사용량의 15% 수준이라고 한다. # 진짜 문제는 발전양 대비 탄소량의 문제인 셈인데, 먼저 서술된 독일의 경우는 신재생 에너지 분야에서 꽤 빠른 진척을 보이고 있다는 점에서 이를 대치할 파워플랜트를 지어주면 될지 모르는 상황이지만, 이 신재생 에너지가 지형이나 기후 영향에 상당한 압박을 받는 방식이라는 점이 문제가 될수 있는 셈. 특히나 원전의 안정성 문제가 수년간 계속 제기되면서[16] 신재생 에너지와 기존의 화력발전간의 간극이 심한 상황이라고 한다면 결론은 에너지 생산 자체가 탄소량을 줄일수 있을 정도가 아니라면 실질적으로 환경 효과가 미미하게 되는 셈인게 딜레마이다.
  • 경량화 기술은 휘발유 자동차에도 똑같이 적용된다: 벤츠는 휘발유 1리터에 33km가 넘어가는 자동차를 개발했으며, 연구용으로는 1리터에 100km를 달릴 수 있는 자동차를 개발했다. # # 이게 위에서 설명된 발전방식의 문제에 따른 탄소량, 그리고 소재 생산에 들어가는 탄소사용량에 대비해서 전기차가 저탄소 차량이라는 주장을 할 근거를 약하게 하는 셈이 되기 때문.
  • 전기를 효율적으로 보존할 방법이 없다: 전기를 손실 없이 저장할 수 있는 방법은 지금까지 없다. 발전소에서 에너지의 손실이 일어나며,[17] 송전 및 배전 등에서도 손실이 발생한다.[18] 다만 이러한 점을 감안해도 동일한 양의 화석연료를 투입했을 때의 효율은 모터가 내연기관 보다 더 좋다고 한다.#
  • 양산수 자체가 적고 대용량 배터리의 채용으로 인하여 대당 가격이 매우 비싸다. 국가의 지원금에 기댈 수밖에 없는 상황. 다만 이 규모의 경제 문제는 테슬라 모터스가 태양광 발전소-슈퍼차저 스테이션-기가팩토리(배터리 공장)-전기차를 연계하는 거대한 사업 모델을 통해 해결해 나가는 중이다. 만일 배터리를 저가형으로 사용할 경우 성능은 둘째쳐도 유독성 물질에 대한(특히 중금속들) 배출 문제와 사용기준 문제가 전제될수 있기 때문에 여러모로 애매한 것도 사실. 이 역시도 소재공학의 발전 정도가 더 진척되어야 하는 맹점이 있다.
  • 내연기관 자동차와는 달리, 난방을 위해 별도의 에너지가 필요해져서 항속거리가 짧아진다. 내연기관 자동차는 난방이 필요하다면 어차피 버려질 엔진의 폐열로 데우면 그만이다. 하지만 전기자동차는 모터의 열이 미미하기 때문에 전기 히터로 난방을 해야 한다. 문제는 이러한 냉난방에 전기가 많이 사용되어 항속거리가 2~30% 정도 줄어든다는 것. 이를 해결하기 위해 차량에서 발생하는 폐열을 최대한 활용하는 히트펌프나 탑승자에게 열을 직접 전달하는 적외선 난방 시스템 등이 개발되어 도입되고 있으며 충전중에 실내를 미리 데워 놓는 경우도 있다고 한다.
  • 주행 소음이 정숙한 것은 장점이지만, 골목길 등에서 저속 주행 시 소음이 없어 보행자에게 치명적일 수 있다. 그래서 현재 대부분의 전기차들은 가상 주행음 발생장치를 장착하고 있다.
  • 전기 모터라고 해도 너무 광범위한 회전수 영역을 커버하려 하면 고속 영역의 출력이나 최고속도가 줄어들 수 밖에 없다. 지금도 꽤 많은 전기자동차가 초반 가속에 비해 최고속도가 떨어지는 특성을 보이는 경우가 많은데 이는 변속기를 들어내버리면 모터가 커버해야 하는 회전수가 너무 높아지기 때문이다. 같은 최고속도를 유지하려면 변속기가 있을 때에 비해서 거의 3~5배에 달하는 회전수를 커버해야 하는데[19] 토크, 효율까지는 몰라도 효율저하, 출력저하 없이 회전수까지 확보하는 이런 1타 3피의 사기적인 설계를 실제로 달성하기는 매우 힘들다. 그래서 적어도 쾌적한 운전 영역까지의 성능은 확보하되 최고속도 부분은 어쩔 수 없으면 약간 희생하는 것이다.[20] 그래서 지금도 업체들은 이 단점을 극복하기 위해 지금도 고민하고 있다.

5 차량 정보

5.1 한국

5.2 아시아

5.3 미국, 유럽

6 참고 문서

  1. ↑ [1]
  2. ↑ 개발 자체는 전기자동차가 먼저 개발 되긴 했으나 저급한 성능에 비싼 가격으로 전전긍긍하다가 내연기관의 대량생산, 석유의 가격 하락 등 화석연료 자동차의 공세에 순식간에 밀려버렸다. 현재로써는 충분히 값싸게 다룰만한 범위에 들어와서 다시 활성화 된 것이다.
  3. ↑ 가변전압가변주파수 인버터. 고정적인 전력 입력 특성에 대비해 출력 전압/주파수를 연속적으로 변화시킬수 있다.
  4. ↑ 그래도 일반적으로는 구동력이 모터에서 최종감속기어정도는 거쳐서 바퀴로 가지만, DDM(직접구동/다이렉트 드라이브) 방식을 채용한 차량이라면 모터에서 바로 바퀴로 갈 수도 있다.
  5. ↑ 저항의 경우는 전차선도 똑같이 전선 쓰니까 마찬가지 아니냐고 할 수도 있는데 코일은 전선을 둘둘둘 감아서 만들어지고 이로 인해서 실제로 쓰이는 전선의 길이가 엄청나게 길어지며 이건 다 저항이 된다.
  6. ↑ 석유탱크를 수소탱크로 바꾸면 되니까.
  7. ↑ 물에서 뽑아내면 되니 원료 자체는 많긴 하지만 아직은 수소를 값싸게 대량으로 분리할 방법이 없다.
  8. ↑ 다만 수소탱크가 파손되어 수소가 누출되는 경우 수소가 공기보다 가볍기 때문에 바닥에 수소가 깔리지는 않으므로 바닥에 깔리는 유증기보다 폭발로 인한 피해는 작을 수 있다. 현재 사용하는 천연가스 연료도 같은 특성을 가진다.
  9. ↑ 차량 구동 모터의 전원이기 때문에 용량이 매우 크고 배터리 자체의 덩치와 무게도 상당하다. 그냥 건드리는 것은 매우 위험하다.
  10. ↑ 이렇게 작은 휴대폰 배터리로도 사람이 다치고 집이 불타는데 자동차만한게 터지면?
  11. ↑ 전기자동차 충전전력요금표를 보면 누진세가 없고 충전요금은 70원대이다.
  12. ↑ 전기자동차의 존재 이유 중 하나이다. 24시간 작동해야 하는 발전소의 특성상 야간에는 전기가 남는데 이를 그냥 버리지 않고 수천 대의 전기자동차를 충전하는데 쓸 수 있다.
  13. ↑ 브레이크를 걸때 단순 마찰로만 감속을 하지 않고 회전축에 발전기를 걸어서 감속과 함께 전력을 생성하는 것. 전기자동차 자체의 전동기로 회생제동이 가능하기 때문에 별다른 장치 없이 회생제동이 가능하다. 자세한 내용은 회생제동 문서 참조.
  14. ↑ 심지어 테슬라 모델S의 경우 시동 버튼 자체가 존재하지 않는다. 기어만 넣으면 바로 출발할 수 있다.
  15. ↑ 물론 저속 영역은 아무리 모터라고 해도 마찬가지로 효율이 나빠질 수 밖에 없긴 한데 어차피 이정도 영역의 속도면 내연기관은 아예 시동이 꺼진다.
  16. ↑ 일반적으로 오해되는 점이 많은데 원전은 그 건설 자체보다는 건설에 딸린 외교 정치적 문제가 더 골치 아프다. IAEA사찰 부터 시작해서 따라오는 문제가 한둘이 아니기 때문이다. 당장 우리가 왜 연료봉 재처리 문제로 골치를 썩으며 원전 폐기물 문제에 대해서 심각한 고민을 하게 되는지를 생각해 보면 답이 나온다.
  17. ↑ 화력발전소 기준 발전효율은 33~48%, 실제 한국이 보유하고 있는 최신 석탄 발전소인 신보령 1,2호기는 44.1%의 발전효율을 가지고 있다
  18. ↑ 한국의 송배전 손실률은 3.57%(한전 2012년기준)으로서 전 세계에서 꽤 낮은 편에 속하는 손실율을 자랑하고 있다.참고로 한국보다 독일,일본,미국 등이 송배전 손실률이 더 높다
  19. ↑ 내연기관 차량이라고 해도 최고속도에서의 엔진 회전수는 결코 낮지 않다. 적어도 4000RPM을 넘어가는데 같은 최고속도를 내려면 토크가 같다고 해도 모터 회전속도가 12000~15000RPM을 감당해야 한다.
  20. ↑ 그럼 변속기를 달면 되지 않느냐고 할 수도 있겠는데 실제로 변속기를 설치하는 경우도 있긴 하지만 차량 무게가 증가하고 손실이 커져서 결과적으로 큰 항속거리 감소로 이어진다.
  21. ↑ 다만 이쪽은 아직 미출시. 곧 출시한다
  22. ↑ 잘 알려져있지 않지만 중국의 전기자동차 산업은 한국은 물론 일본보다 훨씬 발달해 있다. 정부가 관공서 보급과 차세대 선점을 위해 의욕적으로 밀어줬고, 여러 업체가 성업중이다.
  23. ↑ 보조 내연기관을 장착한 플러그인 하이브리드 자동차. 한국의 법률에서는 전기자동차로 보지 않는다.
  24. ↑ 전량 창원공장에서 생산한다. 2013년 10월경 국내시장 시판 시작
  25. ↑ 테슬라 모델들은 원래 'SEX'라는 말로 이으려 하다가 포드 사가 모델 E의 상표권을 갖고 있어서 E와 비슷하게 생긴 '三'의 모양을 본떠 모델 3이라고 하게 되었다.(...)