전기차를 소개하기에 앞서 먼저 '전통 자동차', 즉 내연기관 자동차에 대해 알아보자. 연료의 화학적 에너지를 열에너지로 변환하는 연소실과 바퀴를 회전시켜 차량을 구동시키는 운동에너지를 갖추고 있습니다. 기존 자동차는 주행 거리가 비교적 길고 주유 시간도 짧습니다. 그러나 연료 소비 및 관련 비용, 환경에 대한 영향으로 인해 내연기관 차량은 현재 큰 과제에 직면해 있습니다. 내연기관 차량의 주요 장점은 다음과 같습니다.
●차량은 연료탱크에 다량의 액체연료를 적재할 수 있습니다.
●연료는 한 번에 수백 킬로미터를 이동할 수 있을 만큼 에너지 밀도가 높습니다.
●주유시간이 짧습니다.
기존 자동차의 몇 가지 단점은 다음과 같습니다.
●차량 에너지 활용 효율이 낮고, 가솔린 운동에너지 활용률이 20% 미만입니다.
●에너지 손실은 주로 엔진과 변속기 시스템의 낮은 효율로 인해 발생하며 공회전 시에도 에너지를 소비합니다.
●탄화수소 연료의 대량 사용은 환경 오염과 지구 온난화의 주범입니다.
1.2
AEV(All-Electric Vehicle)는 전기를 유일한 차량 에너지원으로 사용합니다. 차량은 배터리나 기타 에너지원에 의해서만 구동되기 때문에 작동 중에 배출가스를 거의 0으로 달성할 수 있습니다.
내연기관과 함께 작동할 필요가 없기 때문에 해당 변속기 및 기타 기계식 변속기 장치가 없으므로 차량 구조가 더 간단하고 안정적이며 효과적입니다. 전기자동차의 에너지 활용률은 배터리를 기준으로 90% 이상에 달할 수 있는 반면, 내연기관의 에너지 활용률은 30%에 불과합니다. 또한, 모터 구동 전기 자동차는 작동 소음이 낮고, 사용되는 전기 에너지는 다양한 에너지원에서 얻을 수 있습니다. 많은 국가에서 다중 스타일 재생 에너지(특히 태양광 및 풍력 에너지) 개발에 투자하기 시작했으며 이는 미래의 순수 전기 자동차 개발에 더 많은 이점을 제공합니다.
순수전기자동차의 주요 장점은 다음과 같습니다.
●자동차는 온보드 전원 배터리(파워 배터리라고도 함)로 구동되며 고효율 구동 모터가 자동차를 구동합니다.
●제동 시 파워 배터리로 에너지를 다시 공급할 수 있습니다.
순수 전기차의 단점은 다음과 같습니다.
●전원 배터리는 전기자동차의 유일한 에너지원으로, 하이브리드 자동차나 플러그인 하이브리드 자동차에 비해 크기가 큽니다.
●기존 차량에 비해 주행 가능 거리가 제한되어 있습니다.
●레벨 2 모드에서는 완전히 충전하는 데 7시간이 걸립니다.
1.3
하이브리드 전기 자동차(HEV)는 전통적인 구동 시스템과 에너지 저장 시스템을 결합하고 내연 기관과 전기 모터를 사용하여 차량을 구동하며 전통적인 자동차에서 순수 전기 자동차로 전환하는 데 중요한 교량입니다. 하이브리드 자동차는 여전히 화석 연료를 사용하여 운전하기 때문에 기존 자동차에 더 가깝습니다. 모터와 배터리의 역할은 엔진 효율을 유지하고 공회전을 방지하며 추가 동력을 제공하는 것이므로 크기가 작습니다. 따라서 하이브리드 전기자동차는 기존 자동차에 비해 연비가 좋고, 순수전기차에 비해 주행거리가 길어진다.
하이브리드 자동차의 주요 장점은 다음과 같습니다.
●동력 배터리와 연료 탱크, 전기 모터와 내연 기관이 모두 있습니다.
● 모터가 독립적으로 구동되는지, 내연기관과 모터가 함께 차량 구동 토크를 제공하는지 여부는 차량 아키텍처에 따라 다릅니다.
● 공회전 중에는 에어컨과 기타 시스템이 작동됩니다. 효율성은 15%에서 40%까지 증가할 수 있습니다.
하이브리드 차량의 주요 단점은 다음과 같습니다.
●자동차는 여전히 내연기관에 크게 의존하고 있습니다.
●순수 전기 구동의 주행 거리는 일반적으로 40~100km로 제한됩니다.
●기존 자동차에 비해 훨씬 비쌉니다.
플러그인 하이브리드 자동차의 주요 장점은 다음과 같습니다.
●배터리는 그리드를 통해 충전할 수 있습니다.
●단거리 통근에 이상적인 교통수단입니다.
●순수 전기 모드에서는 휘발유 소비나 배출이 없습니다.
플러그인 하이브리드 차량의 주요 단점은 다음과 같습니다.
●사용되는 배터리는 HEV에 비해 크고 가격도 비쌉니다.
●레벨2 모드에서는 완전 충전까지 4시간이 소요됩니다.
또한, 매 사이클 에너지를 모두 사용하는 순수 전기차와 달리 플러그인 하이브리드 차량의 배터리 용량 출력 범위는 정격 SOC(50%)의 10% 이하로 운영된다. 과충전을 방지하기 위해 SOC는 75.%를 초과하지 않으며, 과방전을 방지하기 위해 SOC는 25% 이상입니다. 따라서 PHEV 배터리 용량의 절반 정도만 사용할 수 있다.