전기차 회생제동의 장단점

 

 

전기차 회생제동 산정방식[회생제동 계산법과 SOC]

우리는 이전글에서 회생제동은 어떤 방식으로 계산해야 하는가 에 대한 이야기를 나눴다

실제로 SOC기반으로 3D맵을 그려서 나누고 이를 차량시스템에 적용한다 정도의 이해를 했다면 훌륭하게 따라오고 있는 것이다.

 

자그렇다면 이러한 회생제동이 굉장히 좋아 보이기는 하는데 단점은 없을까? 오늘은 회생제동의 장단점에 대해 이야기해 보자

 

 

회생제동의 장점

 

에너지 효율성 향상

뭐 더이야기 할 필요가 없을 정도의 장점이다. 회생 제동은 제동 시 발생하는 운동 에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리에 저장하는 방식이고, 이를 통해 주행 중 소모된 에너지의 일부를 회수할 수 있어 전체적인 에너지 효율이 높아진다.

이는 곧 연료 소비량을 줄일 수 있고, 결국 환경을 생각하는 차량으로 굉장히 유리하게 보일 수 있다.

 

 

배터리 수명 연장

이를 이해하기 위해서는 배터리의 기본이론이나 내용에 대해 조금은 알고 있어야 한다. 이에 따른 기반이론이 조금 많은데 한번 필자와 살펴보자

1. 충전 사이클 감소(즉 수명연장)

 

일반적 배터리 수명은 일반적으로 충전 및 방전 사이클의 수에 의해 제한된다. 그래서 배터리는 기본적으로 소모품으로 일반적인 전기차 배터리는 대략 1000회 정도의 사이클을 가지고 있다. 결론적으로 놓고 말하면 외부전원 충전을 할 필요성이 줄어들기에 전체 사이클을 감소시키는 효과로 수명이 증대된다.

 

2. 부분 충전의 이점

 

 1번에서 당연히 나올 수있는 의문이 고속 충전하나 회생제동하나 차이없는거 아니에요? 가 나올수 있다. 이는 배터리의 화학적 특성과 관련 있는데, 완전히 방전되거나 완전히 충전된 상태보다 중간 수준의 충전 상태를 유지할 때 더 오랫동안 성능을 유지할 수 있다.

 아마 한 번쯤은 들어봤을 이야기로 배터리는 70% 선까지만 충전하세요 같은 이야기를 들어봤을 거다. 회생 제동을 통해 배터리에 저장되는 에너지는 주로 부분 충전 상태에서 이루어지기 때문에 결국 배터리가 항상 최적의 충전 상태를 유지하게 된다, 이는 배터리의 화학적 스트레스를 줄여 준다는 말이고 곧 수명을 연장과 동일하다 이해하자

 

3. 열 생성 감소

 

 일반적인 제동 시스템은 제동 시 발생하는 운동 에너지를 열 에너지로 변환하여 방출한다. 이는 브레이크 패드와 디스크에 열을 가하게 되어 결국 브레이크는 소모품이다 정도의 이야기가 나오는데, 회생 제동 시스템은 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리에 저장하기 때문에 열 발생을 줄일 수 있으며 결국 이로 인한 차량 전체 시스템의 온도감소까지 가능하다는 주장들이 있다(물론 회전이나 전류로 인한 열은 발생하지만 그것보다는 낮다)

제동 성능 향상

회생 제동 시스템은 기존의 제동과 같이 사용할 수 있다. 이는 특히 급제동 상황에서 유용한데 실제로 단순이 브레이크 제동과 회생제동과 동시에 브레이크를 쓰는 것 어느 쪽이 뛰어날지는 설명할 필요가 없을 것이다.

운영 비용 절감 

회생 제동을 통해 연료 비용을 절감, 배터리 수명 연장으로 인해 배터리 교체 비용절감. 심지어 제동 시스템의 마모가 줄어들어 유지보수 비용이 절감된다.

 

회생제동의 단점

1. 초기 비용 상승

 

회생 제동 시스템을 구현하는 데 필요한 기술적 복잡성과 난이도는 인버터에 기능을 추가하는 데다 BMS시스템 까지도 연구해야 하지에 결국 이모 든 것은 차량가격에 녹아든다 사실 그렇게 큰 단점이라 볼 수는 없지만 확실히 근거 있는 비판으로 회생제동 특유의 감각을 싫어해 사용 안 해도 무조건 금액을 내야 하는 건 단점이다.

 

2. 시스템 복잡성 증가

회생 제동 시스템은 기존의 제동 시스템에 추가적인 전자 제어 장치와 소프트웨어가 필요하다, 결국 이는 시스템의 복잡성을 증가시키고 이러한 문제는 결국 사고가능성 및 유지보수와 관리의 난이도 증가와 직결된다.

 

3. 제동 감각의 변화

가장 크게 논의되는 부분으로 회생 제동은 전통적인 마찰 제동과는 다른 제동 감각을 제공한다. 이는 곧 NVH적인 측면에서 운전자의 감각에 변화를 줄 뿐만 아니라 이로 인하여 전기차멀미까지가 올 수 있다는 주장이 꽤나 흥미로운 주장이다.

 

뭐 사실 실제 사례집을 보면 급감 속 금가 속이 쉬워져서 그로 인한 멀미가 더 심하다는 주장들이 존재하지만 말이다.

 

결론

 

우리는 지금까지 회생제동의 기본원리와 장단점까지 쭉 이어서 시리즈를 봤다 사실 전기차의 제동시스템의 한축을 담당하는 부분으로 굉장히 중요한 파트고 추가적으로 기본적인 브레이킹 시스템까지만 이해한다면 어느 정도 제동시스템을 이해했다 봐도 좋을 것이다.

 

사실 저러한 단점들에 비해 장점이 너무 크니 제조사에서도 포기 못하고 넣고 있고 전기차의 회생제동은 핵심이다 정도로만 이해하고 이야기를 마치자