전기 자동차란? - 작동원리 및 유형

전기차(EV)란?

전기 자동차(EV)는 가솔린 탱크 대신 배터리를 사용하고 내연 기관 대신 전기 모터를 사용합니다. 플러그인 하이브리드 전기 자동차(PHEV)는 가솔린과 전기 자동차의 조합이므로 배터리, 전기 모터, 가솔린 탱크 및 내연 기관이 있습니다.

전기 자동차 또는 배터리 전기 자동차는 배터리에 저장된 에너지를 사용하여 하나 이상의 전기 모터로 추진되는 자동차입니다. 내연 기관(ICE) 차량에 비해 전기 자동차는 더 조용하고 배기 가스 배출이 없으며 전반적으로 배출이 적습니다.

최근 전기 자동차의 총 소유 비용은 연료 및 유지 보수 비용이 낮기 때문에 동급 ICE 자동차보다 저렴합니다. 전기차 충전은 다양한 충전소에서 할 수 있습니다. 이 충전소는 집과 공공 장소 모두에 설치할 수 있습니다.

많은 국가에서 플러그인 전기 자동차, 세금 공제, 보조금 및 기타 비금전적 인센티브에 대한 정부 인센티브를 설정했으며 일부 국가에서는 대기 오염을 줄이고 기후 변화를 제한하기 위해 화석 연료 자동차 판매를 단계적으로 중단하는 법안을 제정했습니다.

대기 오염 및 온실 가스 배출 측면에서 전기 자동차와 트럭은 가장 효율적인 기존 차량보다 깨끗한 경우가 많습니다. 정확히 얼마나 깨끗한지는 차량의 종류와 전기 공급원에 따라 다릅니다.

배터리 전기 EV가 가장 깨끗한 전기 그리드로 구동될 때 EV의 온실 가스 배출량은 갤런당 100마일을 넘는 자동차와 비슷합니다. 태양광이나 풍력과 같은 재생 가능한 전기로만 충전할 경우 EV 충전 및 운영은 거의 배기가스 배출이 없습니다.

 

 

전기차는 가스를 사용할까?

배터리 전기 자동차(BEV)는 배터리 팩에 저장된 전기를 사용하여 전기 모터에 동력을 공급하고 바퀴를 돌립니다. 가솔린이나 디젤을 사용하지 않고 전적으로 전기로 구동되기 때문에 배터리 전기 자동차와 트럭은 "완전 전기" 차량으로 간주됩니다.

 

전기차는 기름을 사용할까?

전기 자동차는 내연 기관 대신 전기 모터를 사용하기 때문에 엔진 오일이 필요하지 않습니다. 기존의 가스 차량은 연소 엔진의 여러 움직이는 부품을 윤활하기 위해 오일이 필요합니다. 밸브, 피스톤 및 엔진의 기타 움직이는 부품은 고속에서 서로 부드럽게 미끄러져 지나가야 하므로 이러한 상호 작용을 윤활하고 마찰을 줄이기 위해 자동차 엔진에 오일이 추가됩니다.

엔진에 오일을 추가하면 고착 및 과열 없이 작동할 수 있습니다. 잠시 후 금속 대 금속 접촉으로 인해 오일에 축적되는 작은 금속 조각을 제거해야 하므로 오일을 배출하고 새 오일이나 새 오일을 추가하여 자동차 엔진이 잘 작동하도록 합니다.

그러나 전기 자동차에서는 이 중 어느 것도 일어나지 않습니다. 전기 자동차는 전기 모터와 배터리를 사용하여 움직입니다. 윤활이 필요한 밸브, 피스톤, 엔진 또는 기타 움직이는 부품이 없습니다. 따라서 전기 자동차에는 정기적인 오일 교환이 필요하지 않습니다.

 

전기차 작동원리

배터리 전기 자동차라고도 하는 전기 자동차(EV)는 내연 기관 대신 전기 모터를 사용합니다. 차량은 전기 모터에 전원을 공급하기 위해 대형 트랙션 배터리 팩을 사용하며 전기 차량 공급 장비(EVSE)라고도 하는 충전 장비 또는 벽면 콘센트에 연결해야 합니다.

전기 자동차(EV) 배터리는 차량을 전원에 연결하여 충전됩니다. 전기 생산이 대기 오염의 원인이 될 수 있지만 미국 환경 보호국은 전기 자동차를 직접 배기 가스나 배기관에서 배출하지 않기 때문에 무공해 차량으로 분류합니다.

대형 및 경량 EV는 모두 상업적으로 이용 가능합니다. 일부 비용은 연료 절약, 연방 세금 공제 또는 주 인센티브를 통해 회수할 수 있지만 EV는 일반적으로 유사한 기존 및 하이브리드 차량보다 더 비쌉니다.

 

전기 자동차의 주요 구성 요소

배터리(전기 보조)
전기 구동 차량에서 보조 배터리는 차량 액세서리에 전원을 공급하는 전기를 제공합니다.

충전 포트
충전 포트를 통해 차량은 트랙션 배터리 팩을 충전하기 위해 외부 전원 공급 장치에 연결할 수 있습니다.

DC/DC 컨버터
이 장치는 견인 배터리 팩의 고전압 DC 전원을 차량 액세서리를 실행하고 보조 배터리를 재충전하는 데 필요한 저전압 DC 전원으로 변환합니다.

전기 견인 모터
트랙션 배터리 팩의 전원을 사용하여 이 모터가 차량의 바퀴를 구동합니다. 일부 차량은 구동 및 재생 기능을 모두 수행하는 모터 제너레이터를 사용합니다.

온보드 충전기
충전 포트를 통해 공급되는 들어오는 AC 전기를 받아 견인 배터리를 충전하기 위해 DC 전원으로 변환합니다. 또한 충전 장비와 통신하고 팩을 충전하는 동안 전압, 전류, 온도 및 충전 상태와 같은 배터리 특성을 모니터링합니다.

전력 전자 컨트롤러
이 장치는 견인 배터리에서 전달되는 전기 에너지의 흐름을 관리하여 전기 견인 모터의 속도와 생성하는 토크를 제어합니다.

열 시스템(냉각)
이 시스템은 엔진, 전기 모터, 전력 전자 장치 및 기타 구성 요소의 적절한 작동 온도 범위를 유지합니다.

트랙션 배터리 팩
전기 견인 모터에서 사용할 전기를 저장합니다.

변속기(전기)
변속기는 전기 트랙션 모터에서 기계적 동력을 전달하여 바퀴를 구동합니다.

 

전기차의 유형

1. 배터리 전기차
배터리 전기 자동차는 BEV라고도 하며 더 자주 EV라고도 하며, 가솔린 엔진 없이 충전식 배터리를 사용하는 완전 전기 자동차입니다. 차량을 운행하는 데 필요한 모든 에너지는 그리드에서 충전되는 배터리 팩에서 나옵니다.
BEV는 기존 휘발유 차량에서 발생하는 유해한 배기관 배출이나 대기 오염 위험을 생성하지 않기 때문에 제로 배출 차량입니다.

2. 하이브리드 전기차
하이브리드 전기 자동차(HEV)는 가솔린 엔진과 전기 모터를 모두 사용하여 자동차를 구동합니다. 배터리의 모든 에너지는 회생 제동을 통해 얻습니다. 회생 제동은 가속 중에 가솔린 엔진을 보조하기 위해 제동 시 손실된 에너지를 회수합니다.
전통적인 내연 기관 차량에서 이 제동 에너지는 일반적으로 브레이크 패드와 로터에서 열로 손실됩니다. 일반 하이브리드는 충전을 위해 그리드에 연결할 수 없으며 EVgo로 충전할 수 없습니다.

3. 플러그인 하이브리드 전기차
플러그인 하이브리드 전기 자동차(PHEV)는 자동차를 구동하기 위해 엔진과 전기 모터를 모두 가지고 있습니다. 일반 하이브리드와 마찬가지로 회생 제동을 통해 배터리를 충전할 수 있습니다. 그들은 훨씬 더 큰 배터리를 가지고 있고 충전을 위해 그리드에 연결할 수 있다는 점에서 일반 하이브리드와 다릅니다.
일반 하이브리드는 (저속으로) 가솔린 엔진이 켜지기 전에 1-2마일을 이동할 수 있지만, PHEV는 가스 엔진이 도움을 제공하기 전에 10-40마일에서 어디든 갈 수 있습니다. 순수 전기 범위가 고갈되면 PHEV는 일반 하이브리드처럼 작동하며 휘발유 탱크로 수백 마일을 이동할 수 있습니다.
모든 PHEV는 EVgo L2 충전기로 충전할 수 있지만 대부분의 PHEV는 고속 충전을 지원하지 않습니다.

 

전기차에는 어떤 액체가 필요할까?

전기 자동차는 유지 관리가 덜 필요하지만 그렇다고 무시할 수 있는 것은 아닙니다. 유지보수가 필요 없는 차량은 없습니다. EV 오일 교환이 필요하지는 않지만 EV의 다음 오일에 대한 일상적인 점검을 수행해야 합니다.

1. 냉각수
열은 연료 구동 자동차와 마찬가지로 전기 자동차의 큰 문제입니다. 전기 자동차의 리튬 이온 배터리에서 나오는 열을 관리하려면 자동차에 냉각수가 필요합니다. 이것은 내연 기관 차량의 경우와 전기 차량의 프로세스가 정확히 동일한 영역 중 하나입니다.

자동차 배터리, 파워 인버터 및 캐빈 히터의 냉각수 수준을 모두 확인해야 합니다. 캐빈 히터는 큰 문제가 아니지만 다른 두 가지 구성 요소는 매우 중요합니다.

전기차에 불이 붙었다는 이야기를 들어본 적이 있다면 아마도 배터리 과열 때문일 것입니다. 따라서 배터리가 폭발하지 않도록 냉각수 수준을 높게 유지하십시오.

2. 브레이크액
전기자동차는 브레이크 패드를 사용하지만, 전기자동차의 회생제동 시스템으로 인해 교체가 거의 필요하지 않습니다. 이 시스템은 움직이는 차량의 운동 에너지를 배터리의 전기 에너지로 전환하여 자동차 브레이크의 마모를 줄입니다. 기본적으로 시스템은 차량 속도를 낮추고 브레이크 패드의 마모를 최소화하는 주요 수단입니다.

전기 자동차의 회생 제동 시스템은 자동차 발전 장비의 중요한 부분입니다. 전자 차량에 대한 일반적인 서비스에는 제동 시스템이 제대로 작동하는지 확인하는 것이 포함되며, 이는 동력 생성과 함께 차량 속도를 줄이는 주요 수단이기도 하기 때문에 매우 중요합니다. 중요한 안전상의 문제가 있기 때문에 브레이크를 정기적으로 수리해야 합니다.

3. 변속기 오일
전자 차량의 다중 속도 또는 직접 구동 변속기는 자동차 소유 과정에서 유체 교환이 필요할 수 있습니다. 특정 전기 자동차에 대해 이 서비스를 완료하는 데 권장되는 간격을 알아보려면 사용 설명서를 참조하는 것이 중요합니다.

 

전기차 충전 방법

대부분의 EV 운전자는 충전 상태를 유지하기 위해 주차할 때마다 ChargePoint에 연결합니다. 때때로 운전자는 더 높은 전력의 충전기를 사용하여 경로에서 충전해야 합니다. 위치에 따라 플러그를 꽂거나 앱, 비접촉식 카드 또는 RFID 카드를 사용하여 간단히 충전을 시작할 수 있습니다.

 

전기차가 스스로 충전할 수 없는 이유

회생 제동은 전기 자동차의 브레이크를 밟으면 자동차 배터리가 바퀴의 운동 에너지를 저장할 수 있도록 하는 매우 영리한 과정입니다. 운동 에너지는 자동차 바퀴에서 구동계를 통해 전달되고 일정 비율은 자동차 배터리에 저장됩니다.

물론 이제 이 에너지 저장은 비교적 작은 수준에서 발생하며 상당한 시간 동안 전기 자동차를 충전하기에 거의 충분하지 않습니다. - 충전 가능.

예를 들어, EV 자체 충전을 가능하게 하기 위해 더 큰 규모로 회생 제동을 사용한다는 개념은 신뢰할 수 있는 충전 시스템을 제공할 만큼 에너지 효율적이지 않다는 사실 때문에 불완전합니다.

앞서 언급했듯이 자동차 바퀴의 운동 에너지 중 일부만 배터리에 저장됩니다. 휠 제너레이터와 알터네이터가 포함된 경우에도 에너지 전달량은 어떤 종류의 효율로도 전기차의 배터리를 완전히 충전하기에 충분하지 않습니다.

 

전기차는 한 번 충전으로 얼마나 갈 수 있을까?

현재 전기 자동차는 한 번 충전으로 약 400km를 이동하지만 Tesla와 같은 일부는 한 번 충전으로 약 560km를 갈 수 있습니다. 많은 자동차 제조업체가 더 긴 범위와 더 빠른 충전을 약속하는 전기 자동차를 출시할 계획을 발표했습니다.

미래는 지금이고 더 많은 장거리 EV가 곧 출시됩니다.

다음은 충전당 320km 이상을 제공하는 인기 있는 전기 자동차의 몇 가지 비교입니다.

▷ 아우디 E-트론 – 328km
▷ 닛산 리프 플러스 – 363km
▷ 재규어 I-페이스 – 376km
▷ 쉐보레 볼트 - 383km
▷ 기아 니로 EV – 385km
▷ 현대 코나 EV - 415km
▷ 테슬라 모델 X – 490km
▷ Tesla Model 3 장거리 – 518km
▷ 테슬라 모델 S – 629km

위에 나열된 차량은 시작에 불과합니다. 가까운 미래에 전기차로 얼마나 갈 수 있을까요? 다음은 내년 또는 2년에 출시될 최고의 전기 자동차입니다. 대부분은 추정치입니다.

▷ 포드 마하 E – 1회 충전 시 최대 482km
▷ 볼보 폴스타 2 – 충전당 482km
▷ 폭스바겐 ID.4 – 1회 충전 시 354km
▷ 메르세데스 EQC – 1회 충전 시 354km
▷ BMW iX3 – 충전당 322km
▷ 볼보 XC40 일렉트릭 – 충전당 322km

제너럴 모터스(GM)와 폭스바겐(Volkswagen)은 향후 몇 년 안에 수십 대의 저렴한 전기 자동차를 계획하고 있습니다.

 

전기차를 충전하는 데 시간이 얼마나 걸릴까?

전기 자동차를 충전하는 데 걸리는 시간은 짧게는 30분에서 12시간 이상입니다. 이것은 배터리의 크기와 충전 지점의 속도에 따라 다릅니다. 일반적인 전기 자동차(60kWh 배터리)는 7kW 충전 지점에서 방전 상태에서 완전히 충전하는 데 8시간 미만이 걸립니다.

 

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