전기자동차의 구동원리 쉽게 이해해보기

이제는 전기차가 어딜 가나 보이고 있고 오래된
아파트에도 전기차 충전소가 하나씩 만들어지고
있습니다. 인프라 측면에서는 아직 부족하지만
전 세계적인 전기차 전환의 흐름으로 향후 10년
뒤에는 전기차가 얼마나 많아질지 기대가 됩니다.

전기차의 동력구조

1. 구동모터
2. 감속기
3. 배터리
4. 온보드차저
5. 통합전력제어장치

화석 연료를 연소시켜 구동하는 내연기관 자동차와는
달리 전기자동차는 배터리에 저장된 전력으로
모터를 회전시켜 주행하게 됩니다.

기존 내연기관 자동차에 중요한 부품이었던
엔진과 변속기가 없어도 주행이 가능한 겁니다.

구동모터
배터리에 저장된 전기의 힘으로 회전하여
바퀴를 구동하게 만드는 장치입니다.

전기 에너지를 운동 에너지로 전화하면서 바퀴에
동력을 전달합니다. 모터를 구동 장치로 사용하면
주행 중 발생하는 소음, 진동이 적어 승차감이
좋다는 게 큰 장점입니다.

또한 구동모터는 발전기의 역할도 하게 됩니다.
내리막길 같은 탄력적인 주행 시 발생하는 운동
에너지를 전기 에너지로 전환해 배터리에 저장하는
회생제동 시스템이 존재합니다.
(회생 제동 시스템은 단계별로 조절 가능)

감속기
모터의 회전수를 줄여 적절한 힘을 사용할 수
있게 해주는 장치

모터 특성에 맞게 동력을 효율적으로 전달하기 위해
만들어진 변속기의 대체 부품입니다.
모터의 분당 회전수는 내연기관 엔진보다 많은데
불필요한 회전수를 줄이고 조절하여 전기차가
더 높은 힘(토크)을 얻을 수 있게 만들어줍니다.

배터리
전기에너지를 저장해주는 장치

내연기관의 연료탱크의 역할이 전기차의 배터리가
같은 역할에 해당합니다. 내연기관 자동차의
주행거리가 연료량과 연비에 따라 결정되는 것처럼
전기차는 배터리 용량에 따라 주행거리가 정해집니다.
큰 배터리를 장착한다면 주행거리는 늘어나겠지만
실내공간의 축소, 에너지 효율 하락을 불러옵니다.

배터리의 핵심은 에너지 밀도를 높이고 크기는
작아지면서 가벼워야 한다는 점 입니다.

통상적인 배터리의 수명은 전력을 100% 사용하고
충전한다면 1,000회, 전력을 50% 사용하고 충전시
5,000회, 20% 사용하고 충전시 8,000회
배터리 관리에 따라 수명기간도 늘어나게 됩니다.

배터리 관리 시스템
배터리 관리 시스템은 수많은 셀을 하나의 배터리처럼
사용할 수 있게 관리해주는 장치입니다.

전기차 배터리는 수천 개의 셀로 구성되어 있는데
각각의 셀 상태가 비슷해야 배터리의 내구성과
성능을 최상으로 유지할 수 있습니다

셀의 상태를 감시하고 이상이 감지된다면 릴레이를
통해 전원은 잇거나 끊는 역할을 합니다.

배터리 히팅 시스템
겨울철 배터리의 온도가 낮아지면 충전속도가
느려지고 성능이 저하되는데 이를 최적의 온도로
유지시켜 배터리의 성능과 효율을 올려주는
역할을 합니다.

통합전력 제어장치
전기차의 전력을 제어하는 장치를 통합해서 효율성을
높여주는 장치로 인버터, LDC, VCU로 구성됩니다.

인버터
배터리의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고
모터의 속도를 제어합니다. 가속과 감속을 통해
운전성을 높이는 역할을 합니다.

LDC
전기차의 고전압 배터리 전압을 저전압(12V)로
변환해 전장 시스템에 전력을 공급합니다.
배터리는 고전압 이지만 전기차의 전장 시스템은
저전압을 필요로 하기에 LDC 장치가 필요합니다.

VCU
차량 내 전력 제어기를 컨트롤 하는 중심부
역할을 합니다. 모터 제어, 회생제동 제어, 공조 부하
제어, 전장 부하 전원공급 제어 등 차량의 제어의 대부분을 담당하고있습니다.

이렇게 전기차의 구동원리에 대해서
간단하게 써 보았습니다
☺️