전기차 구동원리 [전기자동차 와 내연기관 동력전달 방식의 차이/ 2륜과 4륜은 전륜과 후륜에 관하여]

1. 전기차와 내연기관차 구동방식이 검색결과가 왜 다를까?

 다들 전기차에 대해 검색해 보면 아는 사실이지만 검색해 보면 나오는 구동원리는 자동차와 다르게 뭐 모터를 사용하네 어떤 모터를 사용하네 차종에는 뭐가 있네 라는 이야기들이 대다수이다.  하지만 차량의 구동방식을 검색하면?

드라이빙 시스템이라 해서 아예 어떤 바퀴를 사용하고 어떠한 방식을 채택했는지에 대한 내용이 주를 이루기 때문에 전통적인 내연기관차에서 접근하려는 사람들은 오히려 당황할 수밖에 없다.

 

출처-카이즈유 차량구동방식

 

2. 전기차에 표준구동방식이 회사마다 다른 이유

 사실 전기차에서 이러한 말자체가 적은 이유는 아직은 정확한 표준이 정해진 것이 아니다.라는 이유가 가장 크다 응용학문이기도 하고 표준방식과 기본적인 표준을 논하고 있는 과정 중에 어떤 언어를 쓰자라고 딱 정하는 것도 사실 웃기지 않는가? 전통적인 내연기관의 역사를 공부해 본 사람들은 알겠지만 최초의 자동차가 1800년대에 나왔는데 제대로 된 자동차의 표준이 설립된 건 2차 세계대전 즉 1950년 경이니 지금 또한 그런 과도기 정도라고 이해하고 간단히 일반적으로 어떻게 칭하는지 알아보도록 하자

출처 두산백과

 

3. 전기차 구동방식이 내연기관차와 다른 이유

현대자동차 E-GMP

 

 기본적으로 구동방식의 명칭에 대해서 논하기 전에 한 가지 질문을 던지고자 한다 "전기차와 내연기관차의 가장 큰 차이는 뭘까?" 가장 단순히 생각한다면 엔진에서 구동모터로 동력전달 방식이 변경되었고 필요한 부품자체가 내연기관보다 적고 구조적으로 단순하기에 바퀴에 가깝게 배치할 수 있다는 점이 가장 큰 이점으로 적용한다. 사실 테슬라나 현대차를 봐도 어느 정도의 플랫폼을 사용해 생산하고 바퀴에 변속기를 물려 제어하는방식이 거의 표준방식으로 자리 잡고 있지만 아직 표준이다라고 결정한 건 아니기에 어느 정도 그런 경향이 있다 정도만을 이해하고 넘어가자.

 

현대차 PE 시스템

 

 결론적으로 내연기관 차량들은  Engine Drive로 매우 다양한 위치에 엔진이 존재하고 고정된 위치에서 동력을 공급해야 했기에 이런저런 방식이 많이 존재했고 위에서 설명한 것처럼 명칭이 다양했지만 전기차로 넘어오면서 단순히 모터-감속기-바퀴로의 단순동력전달을 하는  PE 시스템(power electronic system)을 바로 바퀴와 결착하여 사용하기에 Wheel Drive라는 말을 많이들 사용한다.

일반적인 외국의 자동차 판매 사이트 모습

 

4. 전기차의 동력전달 방식의 종류는?

 사실 동력전달 방식 자체가 모터-변속기-바퀴이기에 어디에 중점을 두느냐가 중요하다 기존이 내연기관처럼 전륜모터를 중심으로 할 거냐 후륜모터를 중심으로 할 거냐 아니면 바퀴 4개 전체를 다 움직일 거냐 정도의 고민이다.

 

위에서 설명했듯이  Engine drive를 Wheel Drive로 대치하고 앞엔진 뒷엔지를 지워버리면 전기차의 일반구동방식으로 대화가 통화기 쉬울 거다. 다만 회사마다 칭하는 명칭이 다르니 일반적인 어느 정도 이런이런 칭함이 있는 춘주전국시대고 3~4년 내로 통일될 거다라고 이해하고 넘어가자 중요한 부분은 또 하이브리드 차량의 경우 아예 통칭방식이 기존 내연기관 차량과 비슷하고 플러그인하이브리드냐 아니냐 모터가 어디 위치하냐에 따라 논쟁할 거리가 많기에 우선적으로 여기서는 순수 EV만을 기준으로 설명한다는 점 양해 바란다

 

 

전륜구동  AWD(All Wheel Drive)

4륜구동 4WD(4 Wheel Drive)

 

 사실 4륜구동과 전륜구동은 다르고 전문가들 사이 에서는 4WD와 AWD는 다르고 Full time이냐 아니냐 또한 중요하고 어느 쪽이 더 강한 모터를 사용하느냐 등 분배의 문제를 다뤄야 하지만 쉽게 쉽게 설명을하자면 언제나 전부다 사용할꺼냐 필요에따라 제어할꺼냐 정도의 개념으로 접근하면 편하다[사실이도 정확하지는 않지만 이해를위함이므로 이정도로 넘어가고 자세히 다루겠다]

 

벤츠는 4 Matic  테슬라는 AWD를 를 사용한다 직접 검색한 위그림을 보면 테슬라 공식사이트에서는 4 wd라는 말을 사용하지 않는다라는 것만을 알고 아 두 개가 뭔가 다르지만 일단 전륜은 이런 식으로 칭한다 정도만을 이해해 두자

 

2WD(Two Wheel Drive) 사실 2륜구동은 더할 말이 없다 전륜과 후륜 2종류만이 존재하고 WFD와 RWD

 

WFD-앞바퀴 구동 방식(Front Wheel Front drive)

RWD-뒷엔진 뒷바퀴 구동 방식(Rear wheel Rear drive)

 

두 개의 방식만이 존재하는데 이는 위에서 설명했듯이 구동시스템자체를 바퀴에 바로 물려서 다른 시스템자체가 의미 없어졌다고 이해하면 편하다

5. 전기차는 왜 후륜이 많은가?

이 이야기에서 가장 중요한 점은 전기차는 대부분 후륜구동 방식을 사용한다는 거다 정확히 말하면 2WD방식을 사용하는 차는 후륜을 기본으로 많이 판매하고 4WD 방식 또한 후륜모터에 더강력한 모터를 장착한다. 그렇다면 왜 이런 현상이 나타난 것일까? 설계자들의 인터뷰를 보면 후륜방식이 이점이 많다는 이유가 주를 이룬다 특히 무게중심을 승차감등 많은 장점을 가지고 있는데 기존 일반적인 내연기관 차량들은 앞쪽에 엔진을 장착하기에 무게중심이 쏠리는 경향성을 무시할 수 없었지만 전기차 시대에 넘어오면서 자유로운 배치가 가능해졌다.  그로 인해 기존 전륜이 가지던 단점 피쉬테일 현상이나 전륜타이어 수명이 짧아지는는등의 치명적인 단점등을 굳이 가져갈 필요가 없는 것이다. 

 다만 기존 후륜차가 가지는 단점 예를 들면 회생제동에 발전효율이 떨어진다 미끄러지기 쉽다 등 (기어 샤프트의 공간문제는 전기차에서 없기에 생략한다) 이런 문제는 또한 4WD로 필요할 때만 제어하는 방식으로 사용하는 경우도 많다는 사실 정도만 알고 넘어가자

 

5. 그래서 전기차 살 때 AWD이야 2WD이야?

 솔직히 일반인들 기준에서 가장 크게 질문할만한 논제로 전륜이 좋은가 후륜이 좋은가의 질문이 나올만하다 개인적으로 엔지니어 적인관점에서 AWD시스템이 만들기 압도적으로 어렵고 엔지니어적으로 고려할 것이 많고 그런 거다고려해서 만들었기에 더 좋아요!!라고말하고는 싶고 세일즈마케팅 포인트도 그런 식으로 잡는다. 그러나 펙트는 일반인들이 차량을 몰고 다닐 때 실제로 그 차이를 체감하기 쉽지 않고 그 가격차이만큼 가성비가 나오느냐라고 물어본다면 글쎄 필자로써는 쉽게 대답하기가 어렵다. 그냥 일반소시민이 출퇴근용으로 전기차를 쓰는데 굳이 AWD를?이라는 말도 나오 기는 하지만 사실 우리 나이때되면 컴퓨터는 최고급인데 그걸로 민속놀이인 스타나 하고 있는 거 보면 말이지 그냥 여유된다면 전륜으로 사라라는 말을 해주고 싶다.