전기자동차 모터와 자동차 엔진의 실제 효율 차이

1. 자동차의 모터와 엔진의 차이

기존 내연기관 자동차의 동력발생장치는 기존 내연기관에서 모터로 넘어오면서 기존 엔진의 4 행정구조가 단순히 전기를 흘리는 방식으로 변경되었다. 사실 기계공학의 꽃이라고 불리던 이러한 엔진은 실제 최대 30~40%가 최대효율이고 석유에어너지를 사용하는 특징들을 가지고 있었다.

 

엔진의 4행정구조 출처 환경부

 

 배기와 흡기를 하여 폭발을 통해 동력을 얻었던 것이 단순 전기를 흘리는 것으로 변경된 것만큼 장점이 많은 거 아니야?라는 질문이 나올 수 있겠지만 이론상은 그렇다 쳐도 사실상은 그렇지 않다.

 

전기 파워트레인의 기본적인 구조

 

파워트레인이라고 불리는 전기모터는 모터와 인버터 감속기를 다 가지고 있어야 하고 생각보다 전기에너지를 기계적 에너지를 변경하는 95% 이상의 효율을 가진 모터를 사용하여 꽤나 좋은 효율로 운전을 할 수 있다. 또한 응답속도가 매우 빠르고 정밀제어도 가능하는고 소음이나 진동들도 매우 적어 여러 장점들을 가지고 있지고 심지어 배기가스도 나오지 않는다

 

하지만 어디까지나 이것은 엔진만의 이야기고 전체효율을 따지게 면 생각보다 낮아지지만 최소한 카르노 기관을 생각하는 것보다는 좋다고 볼 수 있다. 이는 아래와 같은 표로 정리해 볼 수 있는데

 

구분	엔진	모터
에너지원	화석연료	전기에너지
동작원리	연소	자기력
효율	30%~40%	~95%
응답속도	수백ms	수 ms
소음진동	대	소
배기가스발생	o	x

2. 전기차와 내연기관차의 실제 효율 비교

 

 그럼 이상하지 않은가? 이와 같은 장점에도 불구하고 모든 차량을 전기차로 안 바꾸는 이유가 뭘까?

이유는 여러 가지지만 우선적으로 기술과 인프라의 한계 그리고 신에너지자동차들이 가지는 특징정인 한계들이 이유가 되겠다. 

현대 NGV 캠퍼스 강의자료

 

 사실 전체 발전소부터 전기차 이동까지의 실제효율을 본다면 내연기관은 대략 최대 22% 전기차는 35% 정도로 EV와 기존자동차의 전체효율은 대략 10% 정도의 상승뿐 당장 모든 차량을 바꿔야 하나? 싶을 정도의 수치상승에 심지어 수리할 수 있는 엔지니어의 수와 개발자들의 수 또한 절대적으로 부족한 것을 포함하여 다른 연구자들 또한 꽤나 부족한 감을 보여준다.

 

 다만 소음 진동 배기가스자체를 발전소에서만 통제할 수 있는 통제변인으로 가져올 수 있고 뿐만 아니라 인프라가 확보되고 관련기술이 증대된다면 EV가 대세가 될 것임은 부정할 수 없다.