엔진과 모터에 따른 내연기관 자동차와 전기 자동차의 차이

 

 앞서 우리는 내연기관 자동차와 전기 자동차의 효율 차이에 대해 지속적으로 논의해 왔다. 그렇다면 왜 이러한 차이가 발생하는 것일까?

 

내연기관차 대비 전기차는 정말 효율적일까?

 

 가장 단순하게 설명하자면, 전기차는 배터리와 모터로 구동하고 내연기관 차량은 엔진과 연료로 구동하기 때문에 근본적인 차이가 발생한다. 이로 인해 다양한 효율 차이가 나타난다.

엔진 vs. 모터: 핵심 구동 방식의 차이

 

첫 번째로 살펴볼 부분은 바로 엔진과 모터의 차이이다. 이 두 시스템은 기본적으로 동력을 만들어내는 방식에서부터 큰 차이를 보인다.

• 엔진: 연료를 점화해 폭발을 일으켜 회전력을 생성.
• 모터: 전기를 공급받아 회전력을 생성(양방향 회전 가능).

이처럼 두 구동 방식의 차이는 내연기관과 전기차의 구조와 효율에 직접적으로 영향을 미친다.

내연기관 차량의 구조와 특성

내연기관 차량의 경우, 주된 엔진 부품이 크고 무겁기 때문에 대부분의 동력 시스템이 차량 전면부에 위치하게 된다. 이로 인해 차량 앞부분의 무게가 많이 실리게 되며, 이를 해결하기 위해 고가 차량에서는 엔진을 후면에 배치하거나 다양한 레이아웃을 적용해 왔다.

 

또한, 내연기관 차량은 전후진 기능과 효율 향상을 위해 변속기가 필요하고, 전기 생산을 위해 알터네이터도 추가된다. 이렇게 많은 부품들이 결합되어 내연기관 차량의 시스템이 완성된다.

전기차의 모터와 배치의 자유로움

반면, 전기차의 모터는 훨씬 유연하게 배치할 수 있다. 예를 들어, 저가형 차량에서는 전륜에 모터를 하나만 두거나, 고성능 차량에서는 앞뒤에 모터를 각각 배치하는 방식이 가능하다. 3WD(앞에 하나, 뒤에 두 개의 모터)와 같은 다양한 구성도 가능하다.

 

하지만 모터에서 고토크를 내기 위해서는 크기가 커져야 하므로 이를 보완하기 위해 감속기가 사용된다. 모터는 일반적으로 변속기를 필요로 하지 않지만, 특정 고성능 차량에서 변속기가 사용되는 경우도 있다. 이에 대한 자세한 내용은 나중에 다루도록 하겠다.

동력원: 배터리 vs. 연료통

전기차와 내연기관차의 또 다른 큰 차이는 바로 동력원이다. 내연기관차는 연료통을 사용하지만, 전기차는 배터리가 이를 대체한다. 전기차의 배터리는 전체 차량 가격의 큰 비중을 차지하고 있으며, 배터리의 무게 때문에 보통 차량의 중앙 하부에 배치된다.

 

최근 전기차의 배터리 시스템은 800V 또는 400V 기반으로 설계되며, 이를 제어하기 위한 전용 시스템(LDC, DC-DC 컨버터 등)이 필요하다. 간단히 말해, 내연기관차의 유압 펌프와 오일펌프를 전동화한 시스템이라고 생각하면 된다.

배터리가 이미 전력을 공급하므로, 다른 부품에서 추가적인 전력을 사용할 필요가 없고, 자유롭게 제어할 수 있는 시스템이 추가되면 전기차의 기본 시스템이 완성된다.

 

이는 극히 단순화했지만 모터와 엔진의 차이를 이야기한 후 다음을 이야기해 보자