이제는 우리 주변에서 전기차를 너무나 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 전기차 오너가 아니더라도 전기차를 뜻하는 ‘EV(Electric Vehicle)’라는 표현이 굉장히 익숙하실 텐데요. 전기차는 말 그대로 ‘전기의 힘으로 움직이는 자동차’로, 전기 에너지를 사용하기 위해 필연적으로 배터리가 탑재됩니다. 그리고 이 배터리의 역할에 따라 전기차(EV)는 다시 또 ‘HEV’, ‘PHEV’, ‘BEV’ 등으로 구분할 수 있습니다.
HEV(Hybrid Electric Vehicle, 하이브리드 전기차)
HEV(하이브리드 전기차)는 내구성과 성능이 뛰어난 배터리가 엔진을 보조하는 역할을 합니다. 주행할 때 전기모터가 엔진에 힘을 더해 출력을 높여줘야 하기 때문에 출력 성능이 높은 니켈수소배터리나 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 배터리가 사용되는데요. 이 배터리에 대한 충전은 주로 회생제동을 통해 이뤄집니다. 자동차를 운전하다가 브레이크를 밟아 감속하는 순간 운동에너지를 전기에너지로 변환시켜 배터리를 충전시키는 것이죠.
PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, 플러그인 하이브리드 전기차)
PHEV(플러그인 하이브리드 전기차)에는 HEV보다 4배에서 10배가량 큰 배터리를 탑재하는데요. 이러한 리튬이온배터리가 차량의 주동력원이 됩니다. 엔진은 전기에너지를 모두 소진했을 때만 사용되고 일반적인 주행에서는 전기모터만을 사용하므로 용량이 더 큰 배터리를 사용해야 하는 것인데요. 배터리의 용량이 크기 때문에 회생제동 등으로 배터리 충전이 가능하지만, 주된 충전 루트는 충전기에 연결(Plug-in)하는 등의 외부 전원을 활용해 충전하는 방식이 사용됩니다. 즉, 외부 전원을 사용한다는 점이 가장 큰 특징입니다.
BEV(Battery Electric Vehicle, 배터리 전기차)
BEV(배터리 전기차)는 엔진 없이 배터리만으로도 운행하는 전기차로, 진정한 전기자동차라고 할 수 있는데요. 따라서 높은 에너지 밀도와 출력을 가진 대용량의 배터리가 사용됩니다. 주로 60Ah 이상의 배터리가 사용되는데 에너지 밀도를 높이기 위해 양극재에 NCM(니켈·코발트·망가니즈)이나 LMO(리튬망가니즈산화물)를 사용하기도 합니다. LG에너지솔루션은 파우치 타입의 배터리 셀을 연구 및 개발해 차량 디자인에 최적화하면서도 고용량, 고출력을 가진 배터리를 만들고 있습니다.
BEV에 탑재되는 배터리는 기술이 발달함에 따라 주행 가능 거리와 충전 소요 시간이 점차 개선되면서 이에 따른 BEV의 세대 구분이 존재하게 되었는데요. 1세대 BEV가 1시간 충전으로 80%를 충전하고 200km를 달릴 수 있었다면, 최근의 3세대 BEV는 30분 이내로 배터리의 80%를 충전할 수 있고 500km 이상을 달릴 수 있을 정도로 발전한 모습입니다.
지금도 BEV의 충전 속도를 높이기 위한 실리콘 음극재 개발 등 다양한 연구들이 진행되고 있는데요. 배터리 기술이 날로 발전하고 있는 만큼, 전기자동차가 주행 가능 거리와 충전 시간 등 현재의 한계를 극복하고 우리 생활의 주류가 될 날이 정말 머지않은 것 같습니다.