에너지원에 따라 달라지는 전기차의 종류

전기차는 배터리에 축적된 전기로 모터를 작동해 구동 에너지를 얻는 자동차를 말한다.

산업통상자원부와 환경부에 따르면 지난해 국내 전기차 보급대수는 3만 2천 대라고 한다. 정부가 친환경차 보급을 본격적으로 시작한 2011년부터 2017년까지 전기차 누적 보급대수가 2만5,593대였는데 지난 한 해 동안 7년간 누적 보급대수의 1.3배 많은 전기차가 보급된 것이다.

이처럼 전기차의 국내 성장세가 두드러짐에 따라 전기차에 대한 대중의 관심도 높아졌다. 중대형 리튬이온 배터리, 수소 등 에너지원에 따라 종류가 달라지는 전기차에 대해 알아보자.

01 | 배터리 전기차 – BEV(Battery Electric Vehicle)

우리가 흔히 전기차라고 말하는 것이 배터리 전기차(BEV, Battery Electric Vehicle)다. 배터리 전기차는 오로지 배터리에 축적된 전기로만 모터를 작동하는 자동차를 말한다. 배터리의 용량, 운전습관이나 계절 등에 따라 주행 가능 거리는 조금씩 다르지만, 시중에 나온 전기차들의 1회 충전거리는 200~400km. 배터리 업계의 기술개발 속도가 빨라 500~600km 시대가 곧 열릴 것으로 전망된다.

배터리 전기차의 가장 큰 장점은 내연기관 없이 순수 전기 동력만으로 작동하기 때문에 친환경적이라는 것이다. 또한, 내연기관 자동차보다 부품의 가짓수가 적고, 소모품 교체 소요가 필요하지 않아 정비 소요가 적다는 것도 장점 중 하나다.

전기차의 핵심부품은 동력원인 배터리. 현재 국내 배터리 개발업체들은 배터리의 효율성과 안정성 등 글로벌 톱 수준의 기술력을 보유 중이며 매해 수주물량을 늘려가며 성장일로에 서있다. 국내에서도 충전인프라 구축이 빠르게 진행되고 있다.

02 | 수소연료전지차 – FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)

수소연료차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle)는 수소연료의 전기분해를 통해 발생되는 전기 에너지를 수소연료전지에 충전해 모터를 작동시켜 주행한다. 한국에너지공단에 따르면 수소는 자체 열량이 높아 1kg으로 약 100km 주행을 할 수 있으며 1kg당 가격도 저렴해 높은 연비를 보인다는 장점이 있다.

특히 수소 전기차는 중공업, 화학산업 등에서 발생하는 수소를 재활용할 수 있다는 장점이 있으며 수소와 산소의 화학반응으로 에너지를 만들고 물만을 배출하게 되어 배터리를 이용한 전기차와 더불어 친환경 차로 각광받고 있다.

다만, 충전소에 대형 수소 연료 탱크가 필요하다는 점에서 충전 인프라 확보가 중요하다는 것이 일반적인 해석이다.

03 | 하이브리드 전기차 – HEV(Hybrid Electric Vehicle)

하이브리드 전기차(HEV, Hybrid Electric Vehicle)는 ‘하이브리드(hybrid)’라는 단어의 의미처럼 내연기관 자동차와 전기자동차를 조합해 구동하는 자동차다.

일반적인 하이브리드의 경우, 주행 상황, 구간별 작동 형태에 따라 모터 및 엔진 구동이 달라진다. 연료 소모가 큰 저속 구간에서 전기로 작동하고, 고속 주행 상황에서는 전기와 엔진이 복합적으로 작동하는 것이 일반적이다.

따라서, 일반 자동차보다 환경오염 물질 배출이 상대적으로 적으면서 일반 전기차보다 배터리 크기가 작다. 또한, 운행 중 모터동력이 발전기로 전환되어 전기를 생성/충전하는 방식이어서 별도의 배터리 외부충전이 필요하지 않으며, 내연기관 자동차보다 연비가 우수하면서도 내연기관 자동차의 이점도 활용할 수 있다는 장점이 있다.

■ 플러그인 하이브리드 – PHEV(Plug in HEV)
일반 하이브리드 자동차보다 배터리 용량을 늘려 외부 플러그를 통해 전기 충전이 가능한 것이 특징이다. 순수 전기만으로 주행이 가능하며, 배터리가 일정 이상 소모되면 하이브리드 모드로 전환할 수 있다.

■ 마일드 하이브리드 – MHEV(Mild HEV)
낮은 단계의 하이브리드 시스템으로 전기 모터만으로는 주행이 불가능하며, 가속 상황 등 연료가 많은 구간에만 일시적으로 개입하는 것이 특징이다.

■ 주행거리 연장형 전기차
큰 틀에서는 플러그인 하이브리드로 분류되지만, 엔진의 역할이 차이를 보인다. 일반 하이브리드는 전기모터가 엔진에서 발생되는 주 동력원을 보조하는 성격이지만, 주행거리 연장형 전기차의 경우, 엔진의 동력원이 배터리 충전을 위한 ‘발전기’로서의 역할을 한다.

국내 대표 에너지∙화학 기업인SK이노베이션은 강력한 비즈니스 모델 혁신을 통해 배터리∙소재사업 등 비정유 중심의 사업구조로 재편해 가고 있다.

지난 11일 막을 내린 ‘CES2019’ 에 국내 에너지∙화학 기업은 물론 배터리 제조사 중 최초로 참가한 SK이노베이션은 전기차 배터리 모듈과 폴더블 디스플레이의 핵심 소재인 FCW(Flexible Cover Window) 등을 선보여 현지에서 뜨거운 관심을 받았다. SK이노베이션의 배터리는 높은 에너지 밀도에 기반한 장거리 주행과 빠른 충전속도, 긴 수명 등 전기차가 요구하는 최적의 성능을 자랑한다.

SK이노베이션은 전기차 배터리 사업을 미래 新성장동력으로 삼고 집중적인 투자를 통해 글로벌 시장에서 두각을 나타내고 있다. 지난 한 해에만 유럽(헝가리), 중국, 미국 등 글로벌 시장에 배터리 생산설비 증설을 진행하는 등 글로벌 플레이어(Player)로서의 입지를 다졌다. 2022년경 세 공장이 모두 완공되면, 국내 서산 공장을 포함한 SK이노베이션의 총 생산규모는 약 29.5GWh에 달하게 된다. 또한 SK이노베이션은 추가 투자를 통해 2022년 약 55GWh의 생산량을 확보한다는 목표다.

▲ SK이노베이션이 ‘CES 2019’에서 선보인 전기차 배터리 모듈