전기자동차의 장점, 핵심기술, 보조금, 관리방법 및 전망

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사진제공 : 픽사베이

최근 환경보호에 관한 국제적 관심과 함께 전기자동차의 보급이 빠르게 늘어나고 있습니다. 오늘은 전기자동차가 기존의 내연기관 차량과 어떤 차이가 있는지, 어떤 장점이 있고 핵심기술이 무엇이고, 취득 시 보조금 지원을 얼마나 받을 수 있는지, 전기차 관리 방법, 전기차의 전망에 대해 알아보겠습니다.

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전기자동차와 내연기관 자동차의 차이점은 무엇일까요?

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전기자동차는 화석 연료의 연소로부터 구동 에너지를 얻는 것이 아닌 전기 공급원인 배터리에 축적된 전기로 모터를 구동시켜 동력에너지를 얻는 자동차를 말합니다. 전기자동차는 화석 연료를 사용하지 않기 때문에 배기가스 배출이나 소음이 거의 없고, 전기만을 동력으로 움직이기 때문에 친환경 자동차로, 최근 환경에 대한 오염과 자원 부족의 문제에 대해 심각성을 인식하면서 1990년대부터 세계 유수의 자동차 제조업체들이 개발에 박차를 가하고 있는 상황입니다. 전기차는 내연기관 차량이 화석 연료를 사용하며 배출하는 매연 즉, 이산화탄소(CO2)나 질소산화물(NOx)를 배출하지 않아 친환경적이고, 차량 수명이 내연기관 차량보다 길며, 사고 시 폭발의 위험성이 적다고 알려져 있습니다. 또한 심야에 전력이 충분한 시간에 적은 비용으로 충전이 가능하며 운전시 기어 조작이 간단해 편리하다는 장점이 있습니다.

< 전기차 내부구조 (출처 : 환경부 친환경 자동차 구조) >

 

전기자동차가 역사적으로 내연기관 차량보다 더 빨리 개발되었다 ?

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1885년 벤츠의 창업자인 카를 벤츠가 최초의 가솔린 자동차를 발명하였지만, 그 이전인 1828년 헝가리 사제 아니오스 예드리크는 최초로 소형 전기차 모형을 만들었다고 합니다. 1834년 스코틀랜드 발명가 로버트 앤더슨은 최초로 사람이 탈 수 있는 일회용 전기차를 만들었습니다. 하지만 그 당시는 전기 재충전 기술이 개발되지 않았기 때문에 실제로 재충전이 가능한 납축전지가 발명된 1859년에 사용 가능한 전기차가 만들어지게 되었습니다. 이후 1881년 프랑스 귀스타브 트루베가 최초로 현대적 의미의 충전식 전기차를 개발, 시연하였고 처음으로 시속 100km를 처음 돌파한 것도 내연기관 차량이 아닌 전기차였다고 합니다. 하지만 당시 전기자동차는 비싼 가격과 무거운 배터리, 긴 충전 시간, 짧은 주행거리 등의 기술 개발의 한계로 문제가 해소되기 전에 내연기관 차량이 저렴한 텍사스산 석유의 경제성을 등에 업고 빠르게 성장하였습니다. 결국 전기자동차는 경쟁력을 잃고 시장에서 사라졌다가 1990년대 이후 내연기관 차량이 내뿜는 매연 등 환경문제로 다시 주목을 받게 되었고, 실제로 2005년 이후 본격적으로 개발이 이루어지기 시작하였습니다.

 

전기자동차는 어떤 장점이 있을까요?

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1. 연비가 좋다

전기자동차는 내연기관 차량보다 연비가 월등히 좋다고 볼 수 있습니다. 승용차가 연간 보통 20,000km 주행한다고 볼 때 화석연료 차량은 가솔린의 경우 주유 비용이 연간 320만 원(연비 10km/L, 1,600원/L 가정) 정도이나 전기차 충전비용은 연간 약 130만 원 내외입니다. 물론 차종에 따른 연비와 시간과 계절에 따른 전기 단가가 차이가 있기 때문에 약간의 차이는 있을 수 있지만 거의 두 배 이상의 연료비가 차이가 납니다.

2. 유지관리비가 싸다

배기량에 따라 연간 부과되는 자동차세에 있어 전기자동차는 배기량이 0이기 때문에 최소 비용인 13만 원만 납부하면 되고, 엔진오일과 같은 소모품을 교체할 필요가 없고 주기적으로 관리해야 하는 부품이 적어 관리비에 대한 부담도 상대적으로 적습니다.

3. 주행 승차감이 좋다

전기자동차는 내연기관 차량과 달리 화석연료를 태우지 않아 주행 중 엔진 소음이 없고, 진동이 거의 없어 승차감이 좋고 운전 시 피로감이 덜한 장점이 있습니다. 보행자들이 다가오는 차량을 인식할 수 있도록 일부러 소음을 넣는 경우도 있다고 합니다.

4. 차량 구입 시 보조금 혜택, 통행료 및 공영주차장 이용 시 할인 혜택이 있다

전기자동차를 구입할 때 정부에서 최대 820만 원까지 보조금을 주고, 지자체마다 다르지만 지자체별로 보통 800만 원의 지방 보조금을 지원하고 있습니다. 합치면 1,600만 원 이상의 구입 시 보조금을 지원받을 수 있습니다. 또한 고속도로 통행료와 공영주차장 주차요금을 50% 할인해 주고 있고, 연간 납부하는 자동차세도 감면받을 수 있는 혜택이 있습니다.

 

전기자동차의 핵심은 2차 전지 배터리?

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2차 전지 배터리란 간단히 말하면 방전된 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 전지를 말합니다. 재사용이 불가능한 1차 전지와 달리 2차 전지는 충전 및 방전이 가능하여 경제적이고 환경 친화적이라고 볼 수 있습니다. 전기자동차에 주로 사용하는 2차 전지는 리튬 이온 충전지로 양극재, 음극재, 분리막, 전해질로 구성됩니다. 리튬 이온 전지는 리튬이온이 양극재와 음극재 사이를 이동하는 화학적 반응으로 전기를 생산하는데, 양극과 음극 사이에서 리튬이온의 이동통로 역할을 하는 것이 전해액이고 양극과 음극을 서로 닿지 않도록 분리해 주는 것이 분리막입니다. 2000년대 초반까지만 하더라도 국내 업체들은 일본에서 2차 전지 완성품을 거의 전량 수입하였으나 2000년경부터 삼성 SDI와 LG화학 등 국내 업체들이 기술개발을 통해 자체 생산을 시작하였고 2010년대에 들어 삼성 SDI가 2차 전지 세계시장 점유율 1위에 오르고 2011년에 한국기업이 시장점유율 40%를 차지하며 국가 순위에서도 1위를 차지하였습니다.

< 2차 전지 배터리 구조( 출처 : 위키피디아 ) >

특히나 2차 전지를 구성하는 주요 핵심부품 중 하나인 동박은 배터리에서 발생한 열을 외부로 방출하고 전극의 형상을 유지하는 지지체 역할을 하는데, 이 동박은 구리를 6 마이크로미터 두께로 펴는 고도의 기술입니다. 우리나라에서는 일진머티리얼즈와 SK넥실러스(구 KCFT) 등 소수 업체만 동박을 생산 중이며, 동박을 생산하는 주요 설비인 음극 드럼은 전량 일본에서 수입을 하고 있는 실정입니다. 우리나라에서도 이스트밸리티엔텍 등 기술력 있는 중소기업들이 동박 핵심설비인 음극 드럼을 개발, 생산하기 위해 고군분투하고 있습니다.

 

시중에 나와 있는 전기자동차는?

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1. 우리나라(대한민국)

○ 현대자동차 : 코나 EV, 넥쏘, 라페스타 EV, 미스트라 EV, 아이오닉 5, 아이오닉 6, 캐스퍼 일렉트릭, 스타리아 퓨어셀, 포터 2 EV, 제네시스 GV60, 제네시스 GV70, 제네시스 GV80, 제네시스 GV90(예정)
○ 기아자동차 : 레이 EV, 쏘울 EV, K3 EV, 니로 EV, EV6, EV6 GT, 카니발 EV, 봉고 3 EV 등
○ 쌍용자동차 : 코란도 이모션

< 현대 전기자동차 (출처 : 네이버) >

2. 해외

미국	○ 테슬라 : Model S, Model 3, Model X, Model Y ○ 포드 : 포커스 일렉트릭, F150 Lightning, 머스탱 Mach-E ○ GM : 쉐보레 볼트 EV, 쉐보레 멘로, 쉐보레 볼트 EUV, 뷰익 벨라이트 6, 뷰익 벨라이트 7, GMC 허머 EV ○ 루시드 : 에어
일본	○ 도요타 : 미라이, 소라, bZ4X ○ 렉서스 : UX300e, RZ450e ○ 스바루 : 솔테라 ○ 닛산 : 리프, 아리야, 사쿠라 ○ 혼다 : e, FCX클라리티 ○ 마쯔다 : MX-30 ○ 소니 : VISION-S
중국	○ 비야디 자동차 : e6, T7 ○ 지노로 : E1 ○ 니오 : ES6, ES8, EC6, EP9 ○ 샤오평 ○ 아이온 ○ 하이칸 ○ JAC : iEV4, iEV6S, iEV7S, iEVA60, iEVS4

 

전기자동차의 점검 및 관리 방법은?

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1. 한 달에 한 번 이상 완속 충전으로 100% 까지 충전한다.

전기차는 배터리가 생명이기 때문에 방전이 되면 수명이 단축됩니다. 최소 한 달에 한 번은 완속 충전으로 100%까지 충전해야 배터리 성능을 최적의 상태로 유지할 수 있습니다. 배터리 수명을 늘리고 효율을 극대화하기 위해서는 급속 충전이 아닌 완속 충전을 하는 것이 좋고, 충전 상태가 최소 20% 에서 80% 사이가 될 때 충전하는 것이 바람직하다고 합니다.

2. 급출발과 급가속은 자제한다.

급출발, 급가속을 할 경우 순간적으로 전압과 전류를 급격하게 높여야 하기 때문에 배터리 소모가 더 빠르게 됩니다. 이런 현상이 반복되면 배터리의 수명이 감소하고 성능이 저하될 수 있습니다.

3. 감속기 오일 교환 주기는 6~8만 km이다.

전기차는 모터로 구동을 하고 감속기로 제어를 하는 방식으로서, 감속기에는 오일이 적용되어 교환 주기가 6~8만 km 정도 주행하면 교환을 해줘야 합니다. 주기적으로 적기에 교환을 해주어야 배터리의 효율을 극대화시킬 수 있고 차량을 오래 탈 수 있습니다.

4. 냉각수와 타이어 교환을 적기에 한다.

전기차에 사용하는 냉각수는 감전사고가 발생하지 않도록 저전도 냉각수를 사용하는데 수시로 확인하고, 타이어의 경우도 마모 한계선을 잘 파악하여 제 때에 교환해 주는 게 좋습니다.

 

전기자동차 취득 시 보조금은?

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우리나라에서는 전기자동차 판매를 장려하기 위하여 각종 보조금을 지급하고 있습니다. 차량마다 차이가 있지만 정부지원금이 최대 800만 원, 지자체 지원금이 약 500만원에서 800만원, 차량 취득 시 취등록세 감면 170만 원을 한도로 지원하고 있습니다.

☞ 2021년 전기자동차 보조금 지원대상 현황(출처 : 무공해차 통합누리집)

2021년 전기자동차 보조금 지원대상 현황

□ 승용

구분	제조‧ 수입사	차 종	가중연비 (km/kWh)	가중거리 (km)	보조금
승용	현대	코나(기본형, PTC, 모던)	5.27	381.75	800
		코나(기본형, PTC, 프리미엄)	5.27	381.75	800
		코나(기본형, HP, 모던)	5.46	395.70	800
		코나(기본형, HP, 프리미엄)	5.46	395.70	800
		코나(경제형, PTC, 모던)	5.42	237.75	690
		코나(경제형, PTC, 프리미엄)	5.42	237.75	690
		코나(경제형, HP, 모던)	5.42	237.75	690
		코나(경제형, HP, 프리미엄)	5.42	237.75	690
		아이오닉(HP)	5.92	260.50	733
		아이오닉(PTC)	5.84	256.75	701
	기아	니로(HP, 프레스티지)	5.17	375.88	800
		니로(HP, 노블레스)	5.17	375.88	800
		니로(PTC, 프레스티지)	5.02	364.50	780
		니로(PTC, 노블레스)	5.02	364.50	780
		니로EV(경제형, 프레스티지)	5.16	232.58	717
		니로EV(경제형, 노블리스)	5.16	232.58	717
		쏘울(기본형, 프레스티지)	4.99	358.25	750
		쏘울(기본형, 노블레스)	4.99	358.25	750
		쏘울(도심형, 프레스티지)	5.18	235.00	688
		쏘울(도심형, 노블레스)	5.18	235.00	688
	르노삼성	ZOE ZEN	4.51	290.75	702
		ZOE INTENS ECO	4.51	290.75	702
		ZOE ITENS	4.51	290.75	702
	BMW	i3 120Ah Lux	4.92	226.00	673
		i3 120Ah SoL+	4.62	226.00	673
승용	한국GM	볼트EV LT	4.94	378.75	760
		볼트EV Primier	4.94	378.75	760
	한불 모터스	Peugeot e-208 Allure	4.27	236.75	649
		Peugeot e-208 GT Line	4.27	236.75	649
		DS3 E-tense So Chic	4.07	224.50	605
		DS3 E-tense Grand Chic	4.07	224.50	605
		Peugeot e-2008 SUV Allure	4.07	224.50	605
		Peugeot e-2008 SUV GT Line	4.07	224.50	605
	테슬라	Model S(Long Range)	4.11	465.70	-
		Model S(Performance)	4.09	466.85	-
		Model 3(SRP RWD)	5.23	317.30	684
		Model 3(Long Range)	4.52	402.83	682
		Model 3(Performance)	4.24	373.80	329
		Model 3(SRP RWD HPL)	5.79	363.90	730
		Model 3(Long Range HPC)	5.44	481.28	750
		Model 3(Performance HPL)	4.93	464.03	375
	재규어	I-PACE EV400 SE	3.22	306.50	-
		I-PACE EV400 HSE	3.22	306.50	-
	벤츠 코리아	EQC 400 4M	3.10	299.2	-
		EQC 400 4MATIC(1886)	3.10	299.2	-
		EQC 400 4MATIC Premium	3.10	299.2	-
		EQC 400 4MATIC	3.10	299.2	-
		EQC 400 4MATIC AMG Line	3.10	299.2	-
	아우디	e-tron 55 quattro	3.00	306.75	-
	쎄미시스코	SMART EV Z	5.64	145.93	639
초소형	르노삼성	TWIZY	-	-	400
		TWIZY (K1J05-1Z)	-	-	400
	대창모터스	DANIGO	-	-	400
	케이에스티 일렉트릭	마이브 M1	-	-	400
	캠시스	CEVO-C	-	-	400
		CEVO-C SE	-	-	400

□ 화물

구분	종류	제작‧수입사	차 종	국고보조금 지원금액 (만원)
화물	초소형	쎄미시스코	D2C	600
		대창모터스	다니고3
			다니고3 픽업
		마스타전기차	마스타VAN
		디피코	포트로
			포트로-탑
			포트로-픽업
	경형	파워프라자	라보Peace	1,100
	소형	제인모터스	칼마토EV	1,600
		파워프라자	봉고3 ev PEACE
		현대자동차	포터Ⅱ 일렉트릭
		기아자동차	봉고Ⅲ 전기차
	소형 특수	일진정공	일진무시동 전기냉동탑차	2,100

< 출처 : 무공해차 누리집 >

 

전기자동차의 전망은?

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2030년대 중반 이후 전기차 판매가 내연기관 차량 판매를 앞지를 것으로 전망하고 있는 가운데, 우리나라도 세계 각국의 정책에 맞춰 적극적인 친환경 정책과 전기자동차 취득 시 보조금 지급 등으로 전기자동차 취득을 장려하고 있습니다. 이러한 상황에 발맞춰 기존의 내연기관 차량에 대한 규제 또한 점점 강화되고 있고, 세계 유수의 자동차 메이커들은 기존의 내연기관 차량의 생산을 앞으로 전면 폐쇄하겠다고 하고 전기차 생산으로 재빠르게 이동하고 있는 상황입니다. 인류가 살고 있는 지구라는 환경을 보호하고 후손에게 건강한 지구를 물려줘야 하는 전 세계인의 공감대가 그 바탕이 되어 앞으로 친환경 차량인 전기차의 시장규모와 판매량은 계속적으로 증가할 전망입니다.

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이상 전기자동차에 대해 알아보았습니다. 우리가 살고 있는 지구는 우리의 전유물이 아닙니다. 잘 쓰다가 후손에게 깨끗한 지구를 물려줘야 할 책임이 있습니다. 지난 수세기 동안 세계는 산업화와 경제 개발을 목표로 끊임없이 환경을 파괴해 왔습니다. 최근에 와서 대기오염, 기후변화, 쓰레기 등 다양한 환경문제에 관심을 기울이기 시작했습니다. 앞으로는 범국가적인 차원에서 인류 생존을 보장받고 삶의 질을 향상시키는 방향으로 기술의 발전이 나아가야 할 것으로 생각됩니다.