내연기관이 사라지고 전기차로의 전환이 시작되는 시대, 그럼에도 불구하고 여전히 내연기관에 대한 수요들이 발생할 수 있는 여러 환경과 상황들이 있습니다. 이와 관련된 내연기관 자동차 그리고 하이브리드 자동차와 전기자동차등에 대한 간략한 정보 이해를 담아봤습니다.
1. 자동차의 시대 변화 : 내연기관 그리고 전기차로 전환
2023년 자동차의 시대는 급격한 변화를 만들어내고 있습니다. 친환경으로의 전환으로 인한 전기차의 보급과 발전, 자율주행등 다양한 환경의 변화들은 자동차를 새로운 시대로 전환하도록 강제하고 있는데요.
이러한 상황에 따라서 테슬라와 같은 전기차 회사의 등장과 약진 그리고 중국 전기차 회사들의 발전, 기존 GM, 현대, 폭스바겐, BMW 등 내연기관 자동차 회사들의 전기차 전환등 다양한 이슈들이 자동차 시대의 변화를 보여주고 있습니다.
특히 내연기관차량의 퇴출은 모든 자동차를 전기차로 전환하는 시대로의 진입을 앞두고 있는데요.
국내의 경우에도 2035년 국내 내연기관 차량 단종을 검토하고 있으며, 실제 제네시스와 같은 브랜드는 2025년부터 모든 신차를 전기차로 출시하겠다는 발표를 하기도 했습니다.
해외에서도 마찬가지로 각 국가별로 내연기관 자동차를 판매 금지하는 발표를 하기도 하고 있으며 이에 따라, 벤츠는 2025년 부터 모든 신차를 전기차 전용모델로 개발하겠다고 선언하였으며, 포르쉐와 같은 다양한 슈퍼카 브랜드들도 전기차로의 전환을 밝히고 있기도 합니다.
이런 상황에서 전기차의 경우에는 일반전인 전기차와 수소차량의 두가지 형태로 나뉘어져 발전하고 있으며, 전기차와 관련된 배터리 산업 그리고 자율주행을 실현하는 소프트웨어 산업등에도 엄청난 변화를 가져오고 있습니다.
해당 포스팅에서는 간단하게 내연기관 자동차, 하이브리드 자동차, 전기차등에 대한 정보들을 간략하게 담아보려고 하는데요. 우리가 알아야 하는 친환경 전환에 따라 바뀌는 것들 자동차에 대한 이야기들을 담아봤습니다.
2. 내연기관 자동차
내연기관 자동차는 휘발유등 원료를 사용하는 엔진을 바탕으로 동력을 발생시키는 것을 말합니다. 열 기관의 한 종류로 연료와 공기등의 산화제를 연소실 내부에서 연소시켜 에너지를 얻는 방식인데요.
연소실 내부에서 산화제 및 연료의 발열반응 시 높은 온도와 압력으로 기체가 만들어지며, 이러한 기체를 연소실 내부의 축차 및 피스톤을 움직이게 하여 내연기관을 가동시키는 것입니다.
자동차는 주로 가솔린 기관 (휘발유) , 디젤 기관 (경유) 를 사용하는 차량들이 활용되고 있는데요. 현재 우리 주변에 많은 차량들의 대부분이 휘발유와 경유를 사용하는 내연기관 차량들이 있습니다.
내연기관 차량들은 휘발유와 경유등을 연소시키는 방식으로 이로 인해서 생긴 열 에너지를 바탕으로 운동에너지를 얻는 방식을 활용하는데요. 이러한 부분으로 인해서 장단점들을 가지고 있습니다.
내연기관 차량은 연료만 넣으면 안정적으로 운전이 가능해진다는 장점이 있으며, 주행거리와 운용에 있어서 전기차에 비해서 큰 장점들이 있습니다. 기본적으로 사용이 가능한 열 에너지 덕분에 차량의 열을 활용하는 히터등 몇몇 장점들을 가지고 있습니다.
다만 최근에는 내연기관 차량의 특성상 발생하는 배기가스등으로 인한 환경오염이 매우 심각한 문제로 지적이 되고 있는데요. 이런 부분 때문에 배기가스가 없는 친환경 전기로차로 전환이 진행되고 있습니다.
이외에도 내연기관 차량의 경우에는 엔진에 대한 많은 부품과 엔진오일관리등 다양한 부분에서 전기차에 비해서는 단점들을 가지고 있기도 합니다.
내연기관 차량에 대한 전환이 이루어지고 있지만 한편으로는 내연기관으로 활용할 수 있는 연료들을 친환경으로 변경하고 하는 움직임들도 나타나고 있습니다.
3. 하이브리드 자동차
하이브리드 자동차는 두개 이상의 요소 및 기능을 하나로 합친 자동차로 주로 내연기관과 전기차의 요소를 합쳐놓은 차량을 말합니다.
내연기관 엔진과 전기모터를 동시에 장착하는 방식으로 연료 소비 및 유해가스 배출량을 줄이는 방식으로 만드는 자동차입니다.
자동차 동력방식에 따라 직렬, 병렬, 직병력식으로 만들어지며, 엔진을 구동하여 배터리에 전기를 충전하는 방식등으로 활용됩니다.
다만 하이브리드 자동차의 경우에는 내연기관과 전기자동차의 사이에서 애매한 상황으로 점점 시장에서 사라지고 있는 상황인데요.
기술적으로 두가지 모두 연동하여 활용할 수 있는 한계가 존재하며, 동력교체의 문제와 엔진룸 장착의 어려움등 완벽하게 연료와 전기차의 장점들을 섞기에는 불가능하다는 점이 단점이 되었습니다.
게다가 기존 자동차에 비해 출력은 떨어지며, 오염물질을 완전하게 제거하는 전기차에 비해서 오염물질을 줄이는 수준으로 활용되는 차량이며, 결국에는 오염물질이 발생하기 때문에 시장에서 줄어들고 있습니다.
4. 전기자동차
환경오염에 대한 대응으로 탄소저감 그리고 석유고갈등 다양한 이슈에 대응하기 위해서 최근에는 전기자동차에 대한 전환이 진행되고 있습니다.
전기자동차는 과거에도 만들어졌지만 시장에서 내연기관에 비해서는 떨어지는 배터리 성능등으로 인해서 시장에서 주로 만들어지지 않았습니다.
하지만 최근에는 배터리 기술이 발전하며 내연기관 만큼 뛰어난 주행거리 성능을 보여주는 차량들도 등장하고 있으며, 자율주행의 시대에 맞춰 다양한 기술적인 효율성을 보여주는 전기차량들이 만들어지고 있습니다.
게다가 내연기관과 다르게 오염물질 배출이 없는 친환경이라는 점에서 미래의 차량산업은 전기차의 시대가 되어가고 있습니다.
테슬라를 포함하여 전기자동차 회사들은 빠르게 발전하고 있으며, 과거 내연기관에 집중했던 현대, 벤츠, GM등 많은 자동차회사들도 전기자동차의 전환를 보여주고 있습니다.
1) 전기차
전기차는 전기에너지를 운동에너지로 바꾸는 모터를 활용하여 동력 에너지를 만드는 방식의 차량입니다.
내연기관과 같이 복잡한 엔진구조가 아니라 배터리와 모터를 위주로 자동차를 만들게 되어 구조적으로 자동차를 단순화시키기도 하였는데요. 이러한 점에서 살펴보면 최대 토크에 이르는 시간이 매우 짧아지면서 제로백이 매우 빨라졌으며, 변속기 및 클러치등을 없애고 가속기만 존재하게 하여 부드러운 가속과 효율적인 운행이 가능한 차량입니다.
게다가 이런 방식의 경우에는 휘발유 경유등의 원료를 사용하지 않고 전기만을 사용하기 때문에 전기를 만드는데 오염이 발생한다는 이슈등을 제외하면 유해물질 배출이 없으므로 친환경이라는 점이 큰 장점입니다.
배기가스 배출이 없다는 이유로 대다수의 국가들이 친환경으로의 전환을 위해서 전기차로 전환을 진행하고 있기도 합니다.
또한 전기차는 내연기관에 비해서 충전 비용이 매우 저렴하고 유지비용이 매우 적게 든다는 장점을 가지고 있는데요. 기존 휘발유 - 경유에 비해서 충전 비용은 현격하게 줄여주기도 하며, 엔진오일과 자동차 소모품들이 없으므로 이런 유지비용 측면에서도 엄청난 유지비용 절감을 만들어내기도 합니다.
다만 배터리와 관련되어 기본적으로 차량 비용이 내연기관에 비해서 비싸다는 단점, 배터리 관련하여 사고시 화재의 위험성이 매우 높다는 단점, 내연기관에 비해서 충전시간이 오래걸린다는등등이 단점으로 꼽히고 있기도 합니다.
2) 수소차
수소차는 수소를 연료로하는 친환경 자동차로 수소전기차 (FCEV) 라고 불리기도 합니다.
수소 전기차는 충전소에서 충전한 수소를 고압으로 저장하는 수소 저장 시스템과 수소 탱크의 수소와 공기 중의 산소를 화학반응시켜 전기를 만드는 연료전지시스템, 연료전지에서 생산된 전기를 저장할 고전압 배터리, 배터리에 저장된 전기로 바퀴를 구동하는 구동모터등으로 이루어져 있습니다.
이러한 수소 전기차는 전기에너지를 사용하는데 있어서 배기가스를 배출하지 않습니다. 또한 수소와 산소를 결합해 전기를 만들기도 하므로 온실가스와 각종 유해물질이 발생하지 않는 완벽한 의미의 친환경차량입니다.
게다가 수소의 충전 방식으로 기존 전기차들에 비해 충전시간이 짧다는 점등이 장점이 될 수 있습니다.
하지만 반대로 수소를 채취하고 보관하는데 큰 어려움이 있으며 폭팔의 위험성등 여러 안전문제들에 대한 의구심이 있는 상황입니다. 이로 인해서 수소차량 충전시설을 확충하는데 어려움이 있기도 합니다.
게다가 수소자동차의 경우에 전기차에 비해서 에너지 효율이 떨어지는 점, 실제로 수소 생산에서 문제가 되는 점들이 있으므로 이런 부분에서 보완이 필요한 차량입니다.
5. 정리
앞으로 친환경 시대에는 오염물질을 내보내는 내연기관 차량과 같은 것들은 점차 사라질 것으로 보입니다. 앞으로의 시대는 환경과 관련된 여러 이슈들에 대응해야 하고, 앞으로 발전하는 기술에 따라 전기차의 전환이 빠르게 이루어질 것입니다.
이러한 부분에서 간단하게 내연기관 그리고 하이브리드 그리고 전기차에 대한 개념들을 담아봤습니다. 우리가 차량을 고르는데 있어서 앞으로 어떤 차량을 고르고 전기차를 사용함에 있어서도 다양한 부분을 알고 계시면 도움이 되실 것 같습니다.
이외에도 앞으로 전기차 시대에서는 자율주행등과 관련된 여러가지 이슈들도 있는 만큼 그런 부분에서 관심을 가져보시는것도 재미있을 것 같네요.
