전기 자동차의 "연료 탱크"는 얼마나 큽니까?

오프닝

전기 자동차 애호가들은 "왜 대부분의 전기 자동차는 최고 속도가 전자적으로 제한되어 있나요?"라는 두 가지 매우 합리적인 질문을 자주 던집니다. 그리고 “유사한 내연기관 자동차에 비해 주행거리가 낮은 이유는 무엇입니까?”.

이러한 질문을 해결하려면 다양한 추진 연료의 에너지 밀도를 조사해야 하며, 물론 일반적으로 전기 자동차의 모터를 구동하는 고전압 배터리 팩에 저장된 비슷한 에너지도 조사해야 합니다.

휘발유와 디젤의 에너지 함량

오늘날 세계에서 가장 인기 있는 두 가지 연료의 에너지 함량부터 시작해 보겠습니다. 휘발유 1리터의 에너지 함량은 9kWh인 반면, 디젤 1리터의 에너지 함량은 거의 10kWh입니다. 이러한 데이터를 관점에서 살펴보면, 적당한 40리터 연료 탱크를 갖춘 일반적인 소형차는 휘발유인 경우 360kWh의 에너지를 운반한다는 의미이고, 디젤인 경우에는 400kWh에 해당합니다.

고전압 배터리 에너지 함량

오늘날 소형 차량의 일반적인 고전압 배터리는 50-80kWh의 순 에너지 함량을 전달합니다. 여기서 키워드는 Net입니다. 왜냐하면 고전압 배터리의 총 에너지 함량을 구동계에서 사용할 수 없기 때문입니다. 팩에는 필요한 상단 및 하단 버퍼가 있습니다. 고전압 배터리 팩의 과방전은 치명적일 수 있으므로 상단 버퍼는 항상 하단 버퍼보다 ​​낮으므로 제조업체는 하단 버퍼에 대해 좀 더 관대합니다. 일반적으로 버퍼가 높을수록 배터리 지속 시간이 길어집니다. 이는 제조업체가 해결하기 매우 어려운 문제입니다. 버퍼가 클수록 차량을 이동하는 데 사용할 수 있는 순 에너지가 적어서 더 많은 모듈을 사용하여 버퍼를 늘려야 하고, 결과적으로 차량의 무게와 공간 요구 사항이 늘어나기 때문입니다. 버퍼 문제는 매우 중요합니다. 따라서 제조업체에서는 매일 사용하는 경우 배터리 충전량을 20~80% 사이로 유지해야 한다고 제안합니다. 이런 식으로 충전 습관을 조정하는 것만으로도 상단 및 하단 버퍼를 늘릴 수 있습니다.

추진방식 비교

다음 표에서는 동일한 자동차의 세 가지 추진 방법(휘발유, 디젤, 전기)과 "연료" 간의 등가 에너지 함량을 비교합니다. 우리는 Peugeot 208을 예로 사용했지만 그 수치는 다양한 연료 버전으로 제공되는 다른 자동차와 유사합니다. 보다 쉽게 ​​직접 비교할 수 있도록 모든 연료를 kWh로 변환했습니다.

마무리

오늘날의 배터리 기술을 사용하면 내연 기관 차량의 일반적인 연료 탱크는 일반 배터리보다 거의 10배 더 많은 에너지를 운반합니다. 반면 훨씬 뛰어난 효율은 전기차에 도움이 되고 있다. 위 표에서 전기 자동차는 동일한 거리를 주행할 때 동급 내연 기관 자동차보다 거의 3배 적은 에너지를 필요로 한다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 이는 전기 모터가 최대 94%의 효율성에 도달할 수 있는 반면 현대 터보차저 및 직접 연료 분사, 가솔린 및 디젤 엔진은 최대 38~40%의 효율성에 도달하기 때문에 예상할 수 있는 일입니다. 그렇다면 EV가 비슷한 주행 거리를 가지려면 얼마나 많은 에너지가 필요합니까? 위의 표를 참고로 사용하면 가솔린 모델과 일치하려면 128kWh가 필요하고 디젤 모델과 동일한 범위를 달성하려면 158kWh가 필요합니다. 실제 수치는 훨씬 더 높습니다. 자동차에 이런 종류의 배터리를 장착하면 무게가 엄청나게 나가고 전력 소비도 증가하기 때문입니다. 따라서 현재 배터리 기술로는 ICE 차량과 동일한 주행 거리를 갖는 것이 사실상 불가능합니다. 그러나 초기 증거에 따르면 고체 배터리가 이러한 격차를 상당히 해소할 수 있음을 시사합니다. 또한 다른 관련 문제인 충전 문제에도 상당한 도움이 될 것입니다.

아래 표에서 연료 간의 충전 전력 비교를 확인할 수 있습니다.

오늘날 가장 발전된 전기 자동차는 최대 270kW의 전력으로 충전할 수 있습니다. 50리터 탱크의 등가 '충전' 전력은 가솔린의 경우 13,500kW, 디젤의 경우 15,000kW입니다. 내연기관 차량의 경우 '충전' 시간이 2분 정도 걸리기 때문이다. 다시 말하지만, ICE 차량에서는 '충전' 속도의 차이가 엄청납니다.

분명히 이 문제는 자동차를 사용하지 않을 때 밤새 전기 자동차를 충전하면 어느 정도 완화될 수 있습니다. 이는 ICE 자동차로는 할 수 없는 일입니다. 또한 EV의 "탱크"가 훨씬 작기 때문에 실제 충전 시간의 차이는 충전 속도의 차이만큼 크지 않습니다. 그럼에도 불구하고 우리에게는 훨씬 더 빠른 충전 옵션이 분명히 필요하며, 멀지 않은 것이 다행입니다.