더 오래, 더 안전하게..'電爭'이 시작됐다

'전기차' 전성시대, 네 정체가 궁금해

[서울신문]

테슬라 전용 충전기로 충전 중인 전기차 ‘모델 X’.

최근 증권 시장이 ‘전기차’로 들썩이고 있다. 연일 상종가를 치는 기업을 보면 그 배경에 어김없이 전기차가 있다. 현대·기아차가 ‘애플카’ 협력설로 주가가 급등한 것이 대표적이다. 일반 기업들도 추진하는 사업을 어떻게든 전기차와 연관시키려 애쓰고 있다. 그야말로 전기차 전성시대다. 하지만 전기차 종류에는 어떤 것들이 있는지, 구동 원리는 무엇인지, 장점과 단점은 무엇인지 정확하게 모르는 사람이 많은 편이다. 전기차에 대한 궁금증과 종류별 특징, 모델별 차이점 등을 살펴본다.

전기차라 하면 통상 순수전기차를 뜻한다. 배터리 전력으로 움직인다고 해서 ‘배터리 전기차’(BEV)라고도 불린다. 구동 시스템은 크게 배터리, 전기모터, 통합전력제어장치로 구성된다. 차량 바닥에 장착되는 배터리는 내연기관차의 연료탱크에 해당한다. 배터리의 용량이 클수록 1회 충전 시 주행거리가 늘어난다. 하지만 주행 거리를 늘리겠다고 배터리 용량을 무작정 키우면 차량 내부 공간이 좁아지고, 더 무거워져 주행 효율이 떨어진다.

현재 대부분의 전기차에 탑재되는 배터리는 ‘리튬이온’ 배터리다. 일종의 대형 휴대전화 보조배터리라고 생각하면 된다. 비교적 가볍고 에너지 밀도가 높지만, 가격이 비싸고 높은 온도에서 폭발할 위험성도 안고 있다. 최근 전기차 화재가 잇따르는 것도 ‘리튬이온’ 배터리의 한계라 할 수 있다.

전기차의 엔진 격인 전기모터는 배터리의 전기 에너지를 운동에너지로 전환한다. 내연기관차 엔진처럼 연료를 분사하고 폭발시키는 과정이 없기 때문에 시동을 걸어도 소음과 진동이 없다. 전기모터는 또 운전 상황에 따라 운동에너지를 다시 전기에너지로 전환해 충전하기도 한다. 전기차로 내리막길을 달리거나 제동을 하면 최대 이동거리가 늘어나는 이유가 여기에 있다.

전기차를 소개할 때 빠지지 않는 핵심 제원은 ‘1회 충전 시 주행거리’다. 현재 출시 중인 전기차는 ‘300~400㎞’ 선이다. 국산차 중에선 현대차 ‘코나 일렉트릭’이 406㎞로 가장 길다. 테슬라 ‘모델 3’는 모터가 2개 달린 트림이 415~446㎞를 달릴 수 있다.

충전 시간은 배터리 용량과 전압, 충전기 출력에 따라 다르다. 평균적으로 50㎾급 충전기로 80%를 충전하는 데 약 1시간, 100㎾급 충전기로는 약 40분 정도 걸린다. 가정용 전기로는 32시간, 완속충전기로는 9시간이다. 배터리는 100%를 충전하면 수명이 단축되고 화재의 위험성도 커지기 때문에 통상 80%까지만 충전한다. 충전 비용은 휘발유차의 약 3분의1 수준이다. 100㎞ 기준으로 급속충전비는 4000원 선이다.

수소를 충전하고 있는 국내 유일 수소차 현대차 ‘넥쏘’.

초고속 전기차 충전 설비 ‘하이차저’를 갖춘 ‘현대 EV스테이션 강동’의 모습.

현대차·기아는 올해 전용 플랫폼(E-GMP) 기반 전기차를 출시한다. 기존 전기차는 거대한 엔진이 장착되던 내연기관차를 뼈대로 만들었기 때문에 낭비되는 공간이 많았지만, E-GMP 전기차는 엔진이 사라진 공간을 더 활용할 수 있어 실내 공간이 확 넓어진다. 주요 전기차 모델로는 현대차 코나 일렉트릭을 비롯해 기아 니로 EV, 쏘울 EV, 한국지엠 쉐보레 볼트 EV, 르노 조에, 테슬라 전 모델, 메르세데스벤츠 EQC, BMW i3, 아우디 e-트론, 포르쉐 타이칸, 푸조 e-208, e-2008 등이 있다.

수소차의 본래 명칭은 ‘수소연료전지(Fuel Cell) 전기차’로, 순수전기차와 함께 친환경 미래 전기차 범주에 포함한다. 순수전기차가 배터리 전력으로 모터를 가동한다면 수소차는 연료전지에서 수소와 산소의 화학반응으로 생성된 전기에너지로 모터를 돌린다. 엔진 소음과 진동이 없어 주행 정숙성은 아주 탁월하다.

현재 국내에 출시된 수소차는 현대차 넥쏘 1대뿐이다. 항속거리는 전기차의 1.5배 수준인 609㎞에 달한다. 수소를 충전하는 데에는 10분 정도 걸린다. 충전 비용은 1㎏당 8800원이고, 1㎏에 100㎞를 주행할 수 있다. 6㎏을 완전 충전하면 5만 2800원이 든다.

넥쏘의 공식 판매가격은 6765만~7095만원이다. 넥쏘를 서울시에서 사면 국고보조금 2250만원, 서울시 보조금 1100만원을 할인받아 판매가의 절반 수준인 3650만원 정도만 내면 된다. 수소차의 단점은 아직 충전소가 많지 않고 대부분 심야에 영업을 하지 않는다는 점이다. 수소 충전소는 현재 전국에 50곳에 불과하다. 폭발 위험이 있다는 인식이 불식되지 않아 충전소 입지를 확보하기도 쉽지 않은 것으로 알려졌다.

올해 상반기 출시 예정인 메르세데스벤츠 전기차 ‘더 뉴 EQA’. 최대 주행거리가 426㎞에 달한다.

가솔린 엔진과 전기모터를 동시에 장착한 하이브리드카는 크게 ‘플러그인 하이브리드 전기차’(PHEV)와 ‘하이브리드 전기차’(HEV) 두 종류로 나뉜다. 이름에 ‘EV’를 포함하기 때문에 넓은 의미의 전기차라 볼 수 있다. 전기차와 마찬가지로 저공해차 혜택도 받는다.

플러그인 하이브리드는 순수전기차와 내연기관차를 딱 반반씩 섞은 모델이다. ‘플러그인’이라는 단어에서 알 수 있듯 외부 충전이 가능하다. 구동장치 활용도 측면에서는 내연기관차보다 순수전기차에 더 가깝다. 대부분 주행에서 전기모터를 사용하고, 고속 주행 시 혹은 방전이 되면 가솔린 엔진을 사용한다.

외부 충전을 할 수 없는 하이브리드는 순수전기차보단 내연기관차에 더 가깝다. 저속 주행과 가속페달을 밟지 않는 관성 주행 시에만 전기 모터를 활용하고 그 외에는 가솔린 엔진을 가동한다. 플러그인 하이브리드가 순수 전기차를 내연기관이 보조하는 차량이라면, 하이브리드는 내연기관차를 전기모터가 보조하는 차량이다.

플러그인 하이브리드 모델의 장점은 충전 부담이 덜하다는 점이다. 충전이 힘든 오지에서 배터리가 방전돼도 휘발유만 있으면 얼마든지 탈출할 수 있다는 점도 장점이다. 다만 올해부터 구매 보조금이 폐지돼 가격 부담은 다소 늘어났다. 플러그인 하이브리드 모델 출시에 가장 적극성을 보이는 브랜드는 BMW다.

하이브리드 모델의 최대 강점은 바로 연비다. 현대차 쏘나타, 기아 K5 하이브리드 모델의 연비는 20.1㎞/ℓ에 달한다. 휘발유를 가득 주유하면 총주행거리는 900㎞를 훌쩍 넘는다. 한 번 주유로 서울~부산을 왕복할 수 있다는 얘기다.

이영준 기자 the@seoul.co.kr

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