전기자동차

Electric vehicle
이 기사는 모든 종류의 전기 운송 차량에 관한 것입니다. 전기 자동차는 전기 자동차를 참조하십시오.
전 세계 전기 자동차(왼쪽에서 오른쪽, 위에서):
지속가능성의 하위주제
지속가능운송
Public transport, goods delivery, private transport and pedestrians in Leidsestraat, Amsterdam
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지속 가능한 운송의 측면:
지속가능한 운반 도구상자
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전기 자동차([note 1]EV)는 추진을 위해 하나 이상의 전기 모터를 사용하는 차량입니다. 콜렉터 시스템에 의해, 외부 차량 소스로부터 전기를 공급받거나, 배터리(때로는 태양 전지 패널에 의해 충전되거나, 연료 전지 또는 발전기를 사용하여 연료를 전기로 변환함으로써)에 의해 자율적으로 전력을 공급받을 수 있습니다.[1] EV에는 도로 및 철도 차량이 포함되지만 이에 국한되지 않으며, 광범위하게는 전기 보트 및 수중 선박(잠수함 및 기술적으로는 디젤 및 터보 전기 잠수함), 전기 항공기 및 전기 우주선도 포함될 수 있습니다.

전기 도로 차량에는 전기 승용차, 전기 버스, 전기 트럭 및 전기 버기, 전기 삼륜차, 전기 자전거 및 전기 오토바이/스쿠터와 같은 개인 운송 수단이 포함됩니다. 자율 주행, 커넥티드 차량 및 공유 이동성과 같은 다른 신흥 자동차 기술과 함께 EV는 커넥티드, 자율, 공유 및 전기(CASE) 이동성이라는 미래 교통 비전을 형성합니다.[2]

초기 전기 자동차는 2차 산업 혁명이 전기화를 가져온 19세기 후반에 처음 등장했습니다. 전기를 사용하는 것은 당시 가솔린 엔진 자동차로는 달성할 수 없었던 수준의 정숙성, 편안함, 조작 편의성을 제공하기 때문에 자동차 추진에 선호되는 방법 중 하나였습니다. 그러나 현대 배터리 기술이 제공하는 제한된 에너지 저장으로 인한 범위 불안은 20세기에 걸쳐 개인용 전기 자동차의 대량 채택을 방해했습니다. 내연기관(휘발유 및 디젤 엔진 모두)은 약 100년 동안 자동차와 트럭의 주요 추진 메커니즘이었지만, 전기로 움직이는 운동은 전기 열차, 트램, 모노레일 및 트롤리 버스와 같은 가공선 동력 대중교통 차량과 같은 다른 차량 유형에서 일반적으로 사용되었습니다. 뿐만 아니라 모빌리티 스쿠터와 같은 다양한 소형, 저속, 단거리 배터리 구동 개인 차량도 있습니다. 전기 모터가 내연기관의 보조 추진력으로 사용되는 하이브리드 전기 자동차는 1990년대 후반에 더 널리 보급되었습니다. 전기 모터를 보충제가 아닌 우세한 추진력으로 사용할 수 있는 플러그인 하이브리드 전기차는 2000년대 후반까지 대량 생산이 없었고, 배터리 전기차는 2010년대가 되어서야 소비자 시장에 실용적인 옵션으로 자리 잡았습니다.

채택률을 높이기 위한 정부 인센티브는 1990년 노르웨이에 의해 처음 도입된 후, 2000년대에 미국과 유럽 연합을 포함한 더 큰 시장이 도입되면서 2010년대에는 차량 시장이 성장했습니다.[3][4] 코로나19 팬데믹으로부터 녹색 회복에 구축되는 것과 같은 대중의 관심과 인식의 증가와 구조적 인센티브는 전기차 시장을 크게 증가시킬 것으로 예상됩니다. COVID-19 팬데믹 기간 동안, 봉쇄는 가솔린 또는 디젤 차량의 온실가스 수를 줄였습니다.[5] 국제 에너지 기구는 정부가 중전기 자동차 정책을 포함하여 기후 목표를 달성하기 위해 더 많은 일을 해야 한다고 말했습니다.[6][7] 2022년 전체 신차 판매의 14%가 전기차로, 2021년 9%, 2020년 5% 미만에서 증가했습니다.[8] 전기차 판매는 2016년 세계 점유율 1%에서 2030년까지 35% 이상으로 증가할 수 있습니다.[8][9] 2022년 7월 기준 전 세계 EV 시장 규모는 2,800억 달러였으며 2026년에는 1조 달러로 성장할 것으로 예상되었습니다.[10] 이러한 성장의 대부분은 북미, 유럽 및 중국과 같은 시장에서 예상됩니다.[11] 2020년 문헌 검토에 따르면 4륜 전기 자동차 사용의 성장은 개발도상국에서는 경제적으로 가능성이 낮은 것으로 보이지만 전기 이륜차 및 3륜차의 성장은 가능성이 있다고 합니다.[12] 이륜차/삼륜차는 20% 이상으로 이미 오늘날 가장 전기화된 도로 운송 부문이며, 모든 운송 모드 중에서 가장 큰 EV 함대가 될 것으로 예상됩니다.[13] 블룸버그에 따르면 2023년 자전거와 세발자전거는 292,423,403대가 팔려 전체 시장의 49%를 차지했습니다. 같은 보고서는 버스 66만6479대가 판매돼 시장의 38%(이들은 고가 차량이어서 실제 숫자는 판매 비율보다 낮다), 승용차 2658만3856대는 판매 비중이 14%, 승합차와 트럭 96만5442대는 판매 비중이 3%라고 지적했습니다.[14][15]

역사

주 기사: 전기자동차의 역사

전동 동력은 1827년 헝가리 신부인 Annyos Jedlik가 고정자, 회전자, 정류자를 사용하여 조잡하지만 실행 가능한 최초의 전동기를 만들었을 때 시작되었고, 다음 해에 그는 소형 자동차에 동력을 공급하기 위해 전동기를 사용했습니다.[16] 1835년, 네덜란드 흐로닝언 대학의 시브란두스 스트라팅흐 교수가 소규모 전기 자동차를 만들었고, 1832년과 1839년 사이 언젠가 스코틀랜드의 로버트 앤더슨이 충전할 수 없는 1차 전지로 작동하는 최초의 조잡한 전기 자동차를 발명했습니다.[17] 미국의 대장장이이자 발명가인 토마스 데이븐포트는 1835년에 원시적인 전기 모터로 작동되는 장난감 전기 기관차를 만들었습니다. 1838년 로버트 데이비슨이라는 이름의 스코틀랜드 사람이 시속 4마일(시속 6km)의 속도를 낼 수 있는 전기 기관차를 만들었습니다. 영국에서는 1840년에 전류의 전도체로 레일을 사용하는 것에 대한 특허가 주어졌고, 1847년에 릴리와 콜튼에게 비슷한 미국 특허가 발행되었습니다.[18]

1909년 스터드베이커 전기 런어웨이에서 토마스 에디슨과 조지 마이스터.

최초의 대량 생산 전기 자동차는 1900년대 초에 미국에서 나타났습니다. 1902년에는 스터드베이커 자동차 회사가 전기 자동차로 자동차 사업에 뛰어들었지만 1904년에는 휘발유 자동차 시장에도 진출했습니다. 하지만 포드 자동차 회사의 저렴한 조립 라인 자동차가 등장하면서 전기 자동차의 인기는 크게 떨어졌습니다.[19]

당시 전력망[20] 부족과 축전지의 한계로 전기차는 큰 인기를 얻지 못했지만, 전기열차는 경제성과 달성 가능한 속도로 인해 엄청난 인기를 얻었습니다. 20세기에 이르러 전기 기관차의 발전으로 전기 철도 운송이 보편화되었습니다. 시간이 지남에 따라 그들의 범용 상업적 용도는 플랫폼 트럭, 지게차,[21] 구급차, 견인차 및 상징적인 영국 우유 플로트와 같은 도시 배달 차량과 같은 전문가 역할로 축소되었습니다. 20세기의 대부분 동안, 영국은 세계에서 가장 큰 전기 도로 차량 사용자였습니다.[22]

전동차는 광산에서 귀중한 산소를 사용하지 않았기 때문에 석탄 수송에 사용되었습니다. 스위스의 천연 화석 자원 부족으로 인해 철도망이 빠르게 전기화되었습니다. 가장 초기의 충전식 배터리 중 하나인 니켈 철 배터리는 에디슨이 전기 자동차에 사용하기 위해 선호했습니다.

전기 자동차는 초기 자동차 중 하나였으며, 가볍고 강력한 내연 기관(ICE)이 우세하기 전인 1900년대 초 전기 자동차는 많은 자동차 육상 속도와 거리 기록을 보유하고 있었습니다. 그들은 베이커 일렉트릭, 컬럼비아 일렉트릭, 디트로이트 일렉트릭 등에 의해 생산되었으며, 역사적으로 한 때 휘발유로 작동하는 차량보다 더 많이 팔렸습니다. 1900년에 미국 도로의 28퍼센트가 전기 자동차였습니다. 전기차는 매우 인기가 많아 우드로 윌슨 대통령과 그의 비밀 요원들까지 워싱턴 D.C.를 순회하며 한 번 충전할 때마다 60-70마일(100-110km)에 달하는 밀번 전기차를 타고 다녔습니다.[23]

시애틀의 한 충전소는 전력을 공급하도록 개조된 AMC Gremlin을 보여줍니다; 그것은 1회 충전으로 약 50마일(80km)의 범위를 가지고 있었습니다, 1973.

대부분의 승용차 생산자들은 20세기의 첫 10년 동안 가솔린 차를 선택했지만 전기 트럭은 1920년대에 이미 확립된 틈새 시장이었습니다.[24][25][20] 많은 발전이 전기 자동차의 인기 하락에 기여했습니다.[26] 개선된 도로 기반 시설은 전기 자동차가 제공하는 것보다 더 큰 범위를 필요로 했고, 텍사스, 오클라호마, 캘리포니아에서 석유 매장량이 많은 것이 발견되면서 저렴한 휘발유/휘발유를 구입할 수 있게 되었고, 내연 기관 자동차가 장거리 운행에 더 저렴하게 이용할 수 있게 되었습니다.[27] 전기차는 남성 소비자들 사이에서 낙인처럼 찍혔을 수 있는 여성용 고급차로 좀처럼 판매되지 않았습니다.[28] 또한 1912년 찰스 케터링의 전기 시동장치 발명으로 휘발유 엔진 시동을 위한 핸드 크랭크가 필요 없게 되었고,[29] 머플러를 사용한 덕분에 ICE 자동차가 내뿜는 소음을 더욱 견딜 수 있게 되었습니다. Hiram Percy Maxim이 1897년에 발명한 것입니다. 도시 외곽에서 도로가 개선되면서 전기차 레인지는 ICE와 경쟁할 수 없었습니다. 결국 1913년 헨리 포드가 휘발유를 사용하는 자동차를 대량 생산하기 시작하면서 전기 자동차에 비해 휘발유 자동차의 가격이 크게 낮아졌습니다.[30]

1930년대에 제너럴 모터스(General Motors), 파이어스톤(Firestone), 캘리포니아(California)의 스탠다드 오일(Standard Oil)의 제휴사였던 내셔널 시티 라인(National City Lines)은 전국의 많은 전기 트램 네트워크를 구입하여 해체하고 GM 버스로 교체했습니다. 협력사가 자회사에 장비와 물자를 판매하는 것을 독점하기로 공모한 혐의는 유죄로 인정됐지만, 운송 용역 제공을 독점하기로 공모한 혐의는 무죄로 인정됐습니다.

2009년 인간이 온실가스를 배출함으로써 심각한 기후변화를 겪고 있는 가운데 열린 코펜하겐 정상회의. 정상회담 동안, 70개 이상의 선진국들은 결국 순 제로에 도달하기 위한 계획을 세웠습니다. 많은 국가에서 더 많은 EV를 채택하면 휘발유 사용을 줄이는데 도움이 될 것입니다.[31]

실험

누가 전기차를 죽였는가라는 영화의 주제인 제너럴 모터스 EV1 전기차 (1996-1998)

1990년 1월, 제너럴 모터스 프레지던트는 LA 오토쇼에서 EV 컨셉인 "임팩트"를 선보였습니다. 그 해 9월, 캘리포니아 항공 자원 위원회는 주요 자동차 업체들의 전기 자동차 판매를 의무화했고, 1998년부터 단계적으로 전기 자동차 판매를 시작했습니다. GM은 1996년부터 1998년까지 1117대의 EV1을 생산했으며, 이 중 800대는 3년 임대를 통해 구입할 수 있었습니다.[32]

크라이슬러, 포드, GM, 혼다, 도요타도 이 기간 동안 캘리포니아 운전자들을 위해 제한된 수의 EV를 생산했습니다. 2003년 GM의 EV1 리스가 만료되면서 GM은 이를 중단했습니다. 단종의 원인은 다음과 같습니다.

  • 캘리포니아의 배출가스 제로 차량 의무화에 대한 자동차 업계의 성공적인 연방법원 도전,
  • GM이 수천 대의 전기차를 위한 예비 부품을 생산하고 유지하도록 요구하는 연방 규정과
  • 전기 자동차에 대한 대중의 수용을 줄이려는 석유 및 자동차 산업의 미디어 캠페인의 성공

2005-2006년에 이 주제로 만들어진 영화는 누가 전기차를 죽였는가라는 제목으로 2006년에 소니 픽처스 클래식스에 의해 극장 개봉되었습니다. 이 영화는 자동차 제조업체, 석유 산업, 미국 정부, 배터리, 수소 자동차 및 일반 대중의 역할과 이 기술의 배치 및 채택을 제한하는 각 역할을 탐구합니다.

포드는 그들의 포드 에코스타 배달용 밴을 시장에 많이 출시했습니다. 혼다, 닛산, 도요타도 GM EV1과 마찬가지로 폐쇄형 임대로만 이용할 수 있었던 대부분의 EV를 소유하고 분쇄했습니다. 대중의 항의가 있은 후, 도요타는 RAV4 EV를 200대 팔았고, 그 후 원래 가격인 4만 달러 이상으로 팔렸습니다. 나중에 캐나다의 BMW는 캐나다 테스트가 끝나자 미니 EV를 많이 팔았습니다.

시트로 ë 베를링고 일렉트릭의 생산은 2005년 9월에 중단되었습니다. 젠은 2006년에 생산을 시작했지만 2009년에 끝났습니다.[33]

재도입

플러그인 하이브리드 전기 자동차(PHEV)와 배터리 전기 자동차(BEV)의 세계 점유율은 2010년대 이후 꾸준히 성장했습니다.[34]
승용차 전기차(EV)의 판매는 가스 동력 차량에서 벗어나는 추세를 나타냅니다.[35]

20세기 후반에서 21세기 초에는 석유를 기반으로 한 교통 인프라의 환경적 영향과 함께 피크 오일에 대한 두려움이 전기 교통 인프라에 대한 새로운 관심으로 이어졌습니다.[36] EV는 소비하는 전기를 화석 연료, 원자력, 태양열 및 풍력과 같은 재생 에너지 또는 이들의 조합을 포함한 광범위한 소스에서 생산할 수 있다는 점에서 화석 연료 동력 차량과 다릅니다.

전기 자동차의 탄소 발자국 및 기타 배출량은 전기 생산에 사용되는 연료와 기술에 따라 다릅니다.[37][38] 전기는 배터리, 플라이휠 또는 슈퍼커패시터를 사용하여 차량에 저장될 수 있습니다. 내연 기관을 사용하는 차량은 일반적으로 단일 또는 소수의 소스, 일반적으로 재생 불가능한 화석 연료로부터 에너지를 끌어냅니다. 전기 자동차의 주요 장점은 일반적으로 마찰 제동 중 손실된 운동 에너지를 열로 회수하는 회생 제동으로, 전기가 온보드 배터리로 복원됩니다.

전기원

전기를 생산하는 방법에는 다양한 비용, 효율성 및 생태학적 바람직성이 있습니다.

트랙션 레일을 통해 복귀하는 세 번째 레일을 통해 동력을 얻는 승객용 열차
스위스 브리그의 전기 기관차
MAZ-7907은 온보드 제너레이터를 사용하여 인휠 전기 모터에 전원을 공급합니다.

발전기 플랜트와의 연결

온보드 발전기 및 하이브리드 EV

참고 항목: 디젤-전기 변속기, 가솔린-전기 변속기 및 하이브리드 차량

다음과 같은 여러 소스에서 전기를 공급하는 하이브리드 EV를 사용할 수도 있습니다.

  • 고속도로 범위에[39] 제한이 없는 고속도로 충전을 위한 육상 발전소로의 직접적인 연속 연결 및 충전을 위한 RESS(On-Board Recharge Electric Storage System)
  • 온보드 충전식 전기저장 시스템 및 연료화된 추진 동력원(내연기관): 플러그인 하이브리드

특히 잠수함과 같은 대형 EV의 경우 디젤-전기의 화학 에너지를 원자로로 대체할 수 있습니다. 원자로는 일반적으로 열을 제공하고 증기 터빈을 구동하여 발전기를 구동한 다음 추진기로 공급됩니다. 원자력 해양 추진을 참조하십시오.

일부 자동차와 소수의 항공기와 같은 일부 실험 차량은 전기를 위해 태양 전지판을 사용합니다.

온보드 스토리지

차량 설계 시 연료 사용
차종 사용한 연료
올페트롤리엄 차량
(올 combust온 차량이라고 함)		 대부분의 석유 또는 기타 연료 사용.
레귤러 하이브리드
전기 자동차		 석유나 다른 연료의 사용이 적습니다.
연결할 수 없습니다.
플러그인하이브리드차량 석유나 다른 연료의 사용이 적습니다.
전기의 잔량 사용
전자동차
(BEV, AEV)		 전기만 사용합니다.

이 시스템은 외부 발전기 공장에서 전원을 공급받은 후(거의 항상 정지 상태일 때), 움직임이 발생하기 전에 연결이 해제되고, 필요할 때까지 전기가 차량에 저장됩니다.

배터리, 전기 이중층 커패시터 및 플라이휠 에너지 저장은 충전식 온보드 전기 저장 시스템의 한 형태입니다. 중간 기계적 단계를 회피하여 불필요한 에너지 변환을 회피하여 하이브리드 대비 에너지 변환 효율을 향상시킬 수 있습니다. 또한 전기-화학 배터리 변환이 가역적이어서 전기 에너지를 화학적 형태로 저장할 수 있습니다.[41]

리튬이온전지

규모의 경제와 새로운 셀 화학 물질이 에너지 밀도를 향상시키는 것을 감안할 때 배터리 가격은 하락했습니다.[42] 그러나 2020년대 초반에는 일반적인 인플레이션 압력과 원자재 및 부품 가격 상승으로 가격 하락이 억제되었습니다.[42]
상업적으로 사용되는 최초의 배터리 전기버스 시스템, 리튬이온 배터리로 작동하는 남산 E-Bus[43]
주 기사: 전기자동차 배터리

대부분의 전기 자동차는 리튬 이온 배터리(Li-Ions 또는 LIB)를 사용합니다. 리튬 이온 배터리는 대부분의 다른 실용적인 배터리에 비해 에너지 밀도가 높고 수명이 길며 전력 밀도가 높습니다. 복잡한 요소에는 안전성, 내구성, 열분해, 환경 영향 및 비용이 포함됩니다. 안전하고 효율적으로 작동하기 위해서는 안전한 온도와 전압 범위 내에서 Li-ion 배터리를 사용해야 합니다.[44]

배터리의 수명을 늘리면 유효 비용이 줄어듭니다. 한 가지 기술은 배터리 셀의 하위 집합을 한 번에 작동하고 이 하위 집합을 전환하는 것입니다.[45]

과거에는, 니켈-금속 하이드라이드 배터리가 제너럴 모터스에서 만든 것과 같은 일부 전기 자동차에 사용되었습니다.[46] 이러한 배터리 유형은 열에 자가 방전되는 경향이 있기 때문에 구식으로 간주됩니다.[47] 게다가, 이러한 종류의 배터리에 대한 특허는 셰브론에 의해 보유되었고, 이것은 그들의 광범위한 개발에 문제를 일으켰습니다.[48] 이러한 요소들은 높은 비용과 함께 전기차의 주요 배터리로 이어지는 리튬 이온 배터리로 이어졌습니다.[49]

리튬이온 배터리 가격은 지난 10년간 크게 하락해 전기차 가격 인하에 기여했지만, 2021년부터 2022년 말까지 리튬 등 중요 광물 가격이 오르면서 역사적인 배터리 가격 하락에 부담을 줬습니다.[8][50]

전동기

전기 트럭 e-포스 원
주 기사: 트랙션 모터

다른 기계와 마찬가지로 차량의 전기 모터의 동력은 킬로와트(kW)로 측정됩니다. 전기 모터는 넓은 RPM 범위에서 최대 토크를 제공할 수 있습니다. 이는 100kW 전기모터를 장착한 차량의 성능이 100kW 내연기관 차량의 성능을 능가한다는 것을 의미하며, 이는 엔진 속도의 제한된 범위 내에서만 최대 토크를 전달할 수 있습니다.

충전기의 종류에 따라 충전 효율이 크게 달라지고,[51] 전기 에너지를 기계 에너지로 바꾸는 과정에서 에너지가 손실됩니다.

일반적으로 직류(DC) 전기는 교류(AC) 전기로 변환되고 이 교류 전기는 3상 교류 모터에 연결됩니다.

전기 열차, 지게차 및 일부 전기 자동차의 경우 DC 모터가 자주 사용됩니다. 경우에 따라 범용 모터를 사용한 다음 AC 또는 DC를 사용할 수 있습니다. 최근 생산 차량에는 다양한 모터 유형이 구현되고 있는데, 예를 들어 테슬라 모터 차량 내의 인덕션 모터와 닛산 리프 및 쉐보레 볼트의 영구 자석 기계가 있습니다.[52]

차종

태양 전지판 지붕이 있는 동네 전기 자동차, Squad Solar NEV

일반적으로 모든 종류의 차량에 전동 파워트레인을 장착하는 것이 가능합니다.

지상차량

순수전기자동차

참고 항목: 전기 자동차 및 배터리 전기 자동차

순수 전기 자동차 또는 모든 전기 자동차는 전기 모터를 통해 독점적으로 동력을 공급합니다. 전기는 배터리(배터리 전기 자동차), 태양 전지 패널(태양 전지 자동차) 또는 연료 전지(연료 전지 자동차)에서 공급될 수 있습니다.

하이브리드 EV

이 섹션은 하이브리드 전기 자동차에서 발췌한 내용입니다.[편집]

하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)는 기존의 내연 기관(ICE) 시스템과 전기 추진 시스템(Hybrid Vehicle Drivetrain)을 결합한 하이브리드 자동차의 일종입니다. 전기 파워트레인의 존재는 기존 차량보다 더 나은 연비 또는 더 나은 성능을 달성하기 위한 것입니다. 다양한 HEV 유형이 있으며 각 기능이 전기차(EV)로서의 정도도 다양합니다. 하이브리드 전기 트럭(픽업 및 트랙터), 버스, 보트 및 항공기도 존재하지만 가장 일반적인 HEV 형태는 하이브리드 전기 자동차입니다.

현대의 HEV는 차량의 운동 에너지를 배터리나 슈퍼커패시터에 저장되는 전기 에너지로 변환하는 회생 브레이크와 같은 효율 향상 기술을 사용합니다. 일부 HEV는 내연 기관을 사용하여 차량의 배터리를 충전하거나 전기 구동 모터에 직접 동력을 공급하는 전기 발전기를 회전시킵니다. 이를 모터-제너레이터라고 합니다.[53] 많은 HEV는 공회전 상태에서 엔진을 종료하고 필요할 때 다시 시동을 걸어 공회전 배출을 줄입니다. 이를 Start-Stop 시스템이라고 합니다. 하이브리드의 가솔린 엔진은 일반적으로 가솔린 엔진보다 작기 때문에 하이브리드 전기는 동급 가솔린 자동차보다 테일파이프 배출량이 적습니다. 엔진을 사용하여 자동차를 직접 운전하지 않을 경우 최대 효율로 주행할 수 있도록 설계하여 연비를 더욱 향상시킬 수 있습니다.

하이브리드 전기 자동차는 전기 모터와 내연 기관의 동력을 결합할 수 있는 다양한 방법이 있습니다. 가장 일반적인 유형은 엔진과 전기 모터를 기계적 결합을 통해 바퀴에 연결하는 병렬 하이브리드입니다. 이 시나리오에서는 전기 모터와 엔진이 직접 바퀴를 구동할 수 있습니다. 직렬 하이브리드는 전기 모터를 사용하여 바퀴를 구동할 뿐이며, 흔히 확장형 전기 자동차(EREV) 또는 범위 확장형 전기 자동차(REEV)라고 할 수 있습니다. 또한 직렬-병렬 하이브리드 차량의 경우 엔진 단독 작동, 전기 모터 자체 작동, 또는 두 가지 모두가 함께 작동하여 차량에 동력을 공급할 수 있습니다. 이는 엔진이 가능한 한 자주 최적의 범위에서 주행할 수 있도록 설계되었습니다.[54]

플러그인 전기자동차

메인기사 : 플러그인 전기자동차
참고 항목: 플러그인 하이브리드 및 전기 자동차
2018년 전기차 생산을 위해 설립된 터키의 자동차 회사 [56]토그가 생산하는 토그 C-SUV[55].[57][58][55]

플러그인 전기 자동차(PEV)는 벽 소켓과 같은 외부 전기 공급원에서 재충전할 수 있으며 충전식 배터리 팩에 저장된 전기가 바퀴를 구동하거나 구동하는 데 기여하는 모든 자동차입니다. PEV는 배터리 전기 자동차(BEV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 하이브리드 전기 자동차 및 기존 내연 기관 자동차의 전기 자동차 변환을 포함하는 전기 자동차의 하위 범주입니다.[59][60][61]

사거리연장전기차

참고 항목: 범위 확장자

레인지 확장 전기 자동차(REEV)는 전기 모터와 플러그인 배터리로 구동되는 차량입니다. 보조 연소 엔진은 배터리 충전을 보충하는 용도로만 사용되며 1차 동력원으로는 사용되지 않습니다.[62]

온로드 및 오프로드 EV

온로드 전기 자동차에는 전기 자동차, 전기 트롤리 버스, 전기 버스, 배터리 전기 버스, 전기 트럭, 전기 자전거, 전기 오토바이 및 스쿠터, 개인 운반차, 동네 전기 자동차, 골프 카트, 우유 플로트, 지게차 등이 있습니다. 오프로드 차량에는 전기화된 전지형 차량과 전기 트랙터가 포함됩니다.

레일본 EV

기사내용 : 철도 전철화 시스템
하노버의 노면전차(또는 전차)가 팬터그래프를 통해 머리 위 전선 하나에서 전류를 끌어 올립니다.

레일 라인의 고정된 특성으로 인해 영구 오버헤드 라인이나 전동화된 제3 레일을 통해 EV에 비교적 쉽게 전력을 공급할 수 있으므로 무거운 온보드 배터리가 필요하지 않습니다. 오늘날 특히 유럽과 아시아에서 전기 기관차, 전기 다중 장치, 전기 트램(노면차 또는 전차라고도 함), 전기 경전철 및 전기 고속 운송은 모두 일반적으로 사용됩니다.

전동열차는 무거운 내연기관이나 큰 배터리를 탑재할 필요가 없기 때문에 중량 대비 출력 비율이 매우 우수할 수 있습니다. 이를 통해 프랑스의 2층 TGV와 같은 고속 열차는 320km/h(200mph) 이상의 속도로 운행할 수 있으며 전기 기관차는 디젤 기관차보다 훨씬 높은 출력을 낼 수 있습니다. 또한, 빠른 가속을 위해 더 높은 단기 서지 파워를 가지고 있으며, 회생 브레이크를 사용하면 제동력을 낭비하지 않고 전력망에 다시 넣을 수 있습니다.

또한 자기부상열차는 거의 항상 EV입니다.[63]

전기화되지 않은 철도 노선에서 운행되는 배터리 전기 여객 열차도 있습니다.

Seaborne EVs

참고 항목: 잠수함 § 추진, 선박 § 추진 시스템 및 전기 보트
오션볼트 SD8.6 전기 세일 드라이브 모터

전기 보트는 20세기 말에 인기가 있었습니다. 태양 전지가 모터보트에 무한한 범위의 범선을 제공함에 따라 20세기 후반부터 조용하고 잠재적으로 재생 가능한 해상 운송에 대한 관심이 꾸준히 증가했습니다. 전기 모터는 전통적인 디젤 엔진 대신 범선에도 사용될 수 있고 사용되었습니다.[64] 전기 페리는 일상적으로 작동합니다.[65] 잠수함은 전기 모터 구동 프로펠러를 작동시키기 위해 배터리(표면의 디젤 또는 가솔린 엔진에 의해 충전됨), 원자력, 연료 전지[66] 또는 스털링 엔진을 사용합니다.

공중전기차

화성 헬리콥터의 창의력
주 기사: 전기 항공기

항공이 시작된 이래로 항공기용 전력은 많은 실험을 받아왔습니다. 현재 비행하는 전기 항공기에는 조종 및 비조종 항공기가 있습니다.

전기 동력 우주선

주 기사: 전기 동력 우주선 추진

전력은 우주선에서 오랜 사용 역사를 가지고 있습니다.[67][68] 우주선에 사용되는 전력원은 배터리, 태양 전지 패널 및 원자력입니다. 현재 우주선을 전기로 추진하는 방법은 아크제트 로켓, 정전이온 추진기, 홀효과 추진기, 전계방출 전기추진기 등이 있습니다.

스페이스로버 차량

메인 기사: 로버(우주 탐사)

달과 태양계의 다른 행성들을 탐험하기 위해 승무원이 탑승한 차량들과 승무원이 탑승하지 않은 차량들이 사용되어 왔습니다. 1971년과 1972년 아폴로 계획의 마지막 세 번의 임무에서, 우주 비행사들은 은 산화물 배터리로 작동되는 Lunar Roving Vehicle을 달 표면에서 최대 35.7 킬로미터 (22.2 마일)의 거리를 달 표면에서 운전했습니다.[69] 승무원 없이 태양열로 움직이는 탐사선들이 달과 화성을 탐사했습니다.[70][71]

에너지와 모터

파워 비히클 이노베이션(Power Vehicle Innovation)이 트럭이나 버스에[72] 사용하는 전동 파워트레인

대부분의 대형 전기 운송 시스템은 유선을 통해 차량에 직접 연결되는 고정된 전기원으로 구동됩니다. 전기 트랙션을 사용하면 회생 제동을 사용할 수 있습니다. 모터가 브레이크로 사용되어 일반적으로 열차의 움직임을 전력으로 변환하는 발전기가 되어 라인으로 피드백됩니다. 이 시스템은 산악 작업에서 특히 유리한데, 하강 차량은 상승하는 차량에 필요한 전력의 상당 부분을 생산할 수 있기 때문입니다. 이 재생 시스템은 하강 차량에서 생성된 전력을 사용할 수 있을 정도로 시스템이 큰 경우에만 실행 가능합니다.

상기 시스템에서, 운동은 회전식 전기 모터에 의해 제공됩니다. 그러나 모터를 "언롤"하여 특수 일치 트랙과 직접 주행할 수 있습니다. 이 선형 모터는 자기 부상에 의해 지지되는 레일 위에 떠 있는 자기 부상 열차에 사용됩니다. 이를 통해 차량의 롤링 저항이 거의 없고, 열차나 선로의 기계적 마모도 없습니다. 필요한 고성능 제어 시스템 외에도 리니어 모터를 사용하면 선로의 전환과 곡선화가 어려워져 현재까지 고속 점대점 서비스로 운영이 제한되어 있습니다.

기록.

Michel von Tell의 2020년 라이브와이어 전기 오토바이 세계 기록
  • 전기 하이퍼카인 리맥 네버어(Rimac Nevera)는 하루 만에 23개의 세계 속도 기록을 세웠습니다.[73][74]
  • 슈투트가르트 대학의 대학생들이 0~100km/h를 1.461초 만에 가장 빠른 전기차 가속.[75]
  • 전기 육상 속도는 시속 353마일(568km/h)을 기록합니다.[76]
  • Björn Nyland의 전기 자동차 거리 기록 24시간 만에 1,725 마일 (2,776 km).[77]
  • 전기차로 가장 먼 거리, 1회 충전 시 999.5마일(1,608.5km)입니다.[78]
  • 태양열 전기차는 충전을 위해 멈추지 않고 1,000km를 넘는 가장 빠른 전기차이며, Sunswift 7입니다.[79]
  • 전기 모터사이클: 24시간 이내에 1,070마일(1,720km). 할리 라이브 와이어로 미셸 폰 텔.[80]
  • 전기 비행: 무료로 439.5마일(707.3km).[81]

특성.

구성 요소들

배터리의 종류, 트랙션 모터의 종류 및 모터 컨트롤러 설계는 크기, 동력 및 제안된 용도에 따라 달라지는데, 이는 엔진이 달린 쇼핑 카트나 휠체어 정도의 작은 크기일 수 있으며, 이는 페달, 전기 오토바이 및 스쿠터, 근린 전기 자동차, 산업용 포크 리프트 트럭과 많은 하이브리드 차량을 포함합니다.

에너지원

EV는 화석 연료 차량보다 훨씬 효율적이고 직접적인 배출 가스가 거의 없습니다. 동시에 비화석 연료 플랜트와 화석 연료 플랜트의 조합에 의해 일반적으로 제공되는 전기 에너지에 의존합니다. 결과적으로 전기 공급원을 수정함으로써 EV를 전반적으로 덜 오염시킬 수 있습니다. 일부 지역에서는 사람들이 전력회사에 재생 에너지로 전기를 공급하도록 요청할 수 있습니다.

화석 연료 차량의 효율성과 오염 기준은 한 국가의 차량을 통과하는 데 몇 년이 걸립니다. 새로운 효율성과 오염 기준은 종종 도로 위에 있는 현재 차량이 수명을 다하기 때문에 새로운 차량의 구매에 의존합니다. 일본이나 싱가포르와 같이 일부 국가에서만 노후 차량의 노후화를 설정하여 이미 도로에 있는 모든 차량을 주기적으로 업그레이드해야 합니다.

건전지

주 기사: 전기자동차 배터리
모터바이크 또는 파워스포츠 차량용 리튬이온 배터리

EVB(Electric-Vehicle Battery)는 산업용(또는 레크리에이션용) 차량에 사용되는 트랙션 배터리 특수 시스템 외에 배터리 전기 자동차(BEV)의 추진 시스템에 동력을 공급하는 데 사용되는 배터리입니다. 이러한 배터리는 일반적으로 2차(충전식) 배터리이며, 일반적으로 리튬 이온 배터리입니다.

특히 높은 암페어시 용량으로 설계된 트랙션 배터리는 지게차, 전기 골프 카트, 라이딩 플로어 스크러버, 전기 오토바이, 전기 자동차, 트럭, 밴 및 기타 전기 자동차에 사용됩니다.[82][83]

효율성.

EV는 그리드 에너지의 59~62% 이상을 바퀴로 전환합니다. 기존 휘발유 차량은 약 17-21%[84] 전환됩니다.

충전하는

그리드 용량

거의 모든 도로 차량이 전기차라면 2050년까지 세계 전기 수요가 2020년에 비해 최대 25% 증가할 것입니다.[85] 그러나 전체 주기에 걸쳐 EV의 효율성이 높아지고 화석 연료를 정제하는 데 필요한 에너지가 감소하기 때문에 전반적인 에너지 소비와 배출량은 감소할 것입니다.

충전소

이 섹션은 충전소에서 발췌한 내용입니다.[편집]
전기 자동차 충전소:

충전소(Charge Point) 또는 전기 자동차 공급 장치(EVSE)는 플러그인 전기 자동차(배터리 전기 자동차, 전기 트럭, 전기 버스, 주변 전기 자동차 및 플러그인 하이브리드 자동차 포함)를 충전하기 위한 전력을 공급하는 전력 공급 장치입니다.

EV 충전기에는 크게 두 가지 유형이 있습니다. 교류(AC) 충전소 및 직류(DC) 충전소. 전기 자동차 배터리는 직류 전기로만 충전할 수 있는 반면, 대부분의 주 전기는 전력망에서 교류로 공급됩니다. 이러한 이유로 대부분의 전기 자동차에는 흔히 "온보드 충전기"로 알려진 AC-DC 컨버터가 내장되어 있습니다. AC 충전소에서 그리드의 AC 전력이 이 온보드 충전기에 공급되고, 이 충전기는 이를 DC 전력으로 변환하여 배터리를 충전합니다. DC 충전기는 크기와 무게의 제한을 피하기 위해 차량 대신 충전소에 컨버터를 내장함으로써 보다 높은 전력 충전(AC-to-DC 컨버터가 훨씬 더 필요함)을 용이하게 합니다. 그런 다음 스테이션은 온보드 컨버터를 우회하여 차량에 직접 DC 전원을 공급합니다. 대부분의 현대 전기 자동차 모델은 AC 및 DC 전원을 모두 수용할 수 있습니다.

충전소는 다양한 국제 표준을 준수하는 커넥터를 제공합니다. DC 충전소는 일반적으로 경쟁 표준을 활용하는 다양한 차량을 충전할 수 있도록 여러 개의 커넥터를 갖추고 있습니다.

공공 충전소는 일반적으로 길가에 있거나 소매 쇼핑 센터, 정부 시설 및 기타 주차 구역에 있습니다. 개인 충전소는 일반적으로 주거지, 직장 및 호텔에 있습니다.

배터리 스와핑

전기 소켓에서 EV를 충전하는 대신 특수 스테이션에서 몇 분 만에 배터리를 기계적으로 교체할 수 있습니다(배터리 교환).

금속 공기 연료 전지와 같이 에너지 밀도가 더 높은 배터리는 항상 순수한 전기 방식으로 재충전될 수 없기 때문에 어떤 형태의 기계적 재충전이 대신 사용될 수도 있습니다. 아연-공기 배터리(기술적으로 연료 전지)는 전기적 충전이 어렵기 때문에 연료극이나 전해질을 주기적으로 교체하여 "충전"될 수 있습니다.[86]

동적 충전

스웨덴에서 테스트한 동적 충전 기술[87][88][89]
유형
(및 개발자)		 파워퍼
수신기
(그리고 힘)
미결의
발전)		 백만 SEK
㎞당 도로
쌍방향으로		 참고문헌
오버헤드 전원선(Siemens) 650kW
(1000kW)		 12.4 [87]: 140–144
[88]: 23–24, 54
지상 급전기
차도의 철길을 통해서
(Elways 및 NCC 컨소시엄)		 200kW
(800kW)		 9.4–10.5 [87]: 146–149
[88]: 21–23, 54
지상 급전기
노상 철도로
(Elonroad 및 ABB 컨소시엄)		 150kW
(500kW)		 11.5–15.3 [88]: 25–26, 54
무선전력전송
차도로
유도 코일(전자)		 25kW
(40kW)		 19.5–20.8 [87]: 171–172
[88]: 26–28, 54

TRL(이전의 교통 연구소)에는 차량이 움직이는 동안 동적 충전 또는 충전을 위한 세 가지 전력 공급 유형이 나열되어 있습니다. 즉, 오버헤드 전력선과 레일 또는 인덕션을 통한 지상 전력입니다. TRL은 가장 높은 수준의 전력을 제공하는 가장 기술적으로 성숙한 솔루션으로 오버헤드 파워를 열거하고 있지만, 이 기술은 비영업용 차량에는 부적합합니다. 지상 전력은 모든 차량에 적합하며, 레일은 동력 전달이 높고 요소에 쉽게 접근하고 검사할 수 있는 성숙한 솔루션입니다. 유도 충전은 최소의 전력을 제공하며 대체품보다 더 많은 노변 장비를 필요로 합니다.[87]: Appendix D

EU 집행위원회는 2021년에 전기 도로 시스템의 규제 및 표준화에 대한 요청을 발표했습니다.[90] 얼마 후, 프랑스 생태부의 작업 그룹은 스웨덴, 독일, 이탈리아, 네덜란드, 스페인, 폴란드 등과 함께 공식화된 유럽 전기 도로 표준을 채택할 것을 권고했습니다.[91] 철도 전기 도로 시스템(ERS)으로 구동되는 차량에 탑재되는 전기 장비에 대한 첫 번째 표준인 CNELEC 기술 표준 50717이 2022년 말에 승인되었습니다.[92] "완전한 상호 운용성"과 지상 수준의 전력 공급을 위한 "통합되고 상호 운용 가능한 솔루션"을 포괄하는 표준에 따라 2024년 말까지 발표될 예정이며, 완전한 "도로에 내장된 전도성 레일을 통한 통신 및 전력 공급을 위한 사양"을 자세히 설명합니다.[93][94]

기타 개발중인 기술

주 기사: 전기이중층 축전기

기존의 전기 이중층 커패시터는 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도를 달성하기 위해 작업 중이며 거의 무제한의 수명과 환경 문제를 제공하지 않습니다. EESTOR의 EESU와 같은 고-K 전기 이중층 커패시터는 생산이 가능할 경우 리튬 이온 에너지 밀도를 몇 배 향상시킬 수 있습니다. 리튬 설퍼 배터리는 250 Wh/kg을 제공합니다.[95] 나트륨 이온 배터리는 충방전 시 최소한의 팽창/수축과 매우 높은 표면적만으로 400 Wh/kg을 약속하며 리튬 이온보다 저렴한 재료에 의존하여 중요한 미네랄이 필요 없는 저렴한 배터리로 이어집니다.[96]

안전.

유엔 제네바(UNECE)는 하이브리드 및 완전 전기 자동차와 같이 고전압 전동식 파워 트레인이 장착된 자동차가 연소 동력 자동차만큼 안전하다는 것을 보장하기 위한 목적으로 완전 전기 자동차와 하이브리드 전기 자동차 모두의 안전에 관한 최초의 국제 규정(Regulation 100)을 채택했습니다. EU와 일본은 이미 새로운 UNECE 규정을 차량의 기술 표준에 관한 각각의 규칙에 포함시킬 의향이 있음을 나타냈습니다.[97]

환경의

시리즈의 일부
지속가능한 에너지
A car drives past 4 wind turbines in a field, with more on the horizon
에너지 절약
재생에너지
지속가능운송
참고 항목: 전기자동차의 환경적 측면과 리튬이온전지의 환경영향 및 석유산업의 환경영향
리튬이온 배터리의 학습 곡선: 배터리 가격이 30년 만에 97% 하락했습니다.[98][99]

EV는 후미관 대기 오염 물질을 배출하지 않으며 천식과 같은 호흡기 질환을 줄입니다.[100] 그러나 EV는 건강 및 환경에 영향을 미치는 수단을 통해 생성될 수 있는 전기를 충전합니다.[101][102]

EV를 생산하고 운영하는 데 따른 탄소 배출량은 대부분 기존 차량을 생산하고 운영하는 경우보다 적습니다.[103] 도시 지역의 EV는 거의 항상 내연 차량보다 오염이 적습니다.[104]

EV의 환경적 잠재력의 한 가지 한계는 단순히 개인 소유의 기존 자동차 함대를 ICE에서 EV로 전환하는 것만으로는 활발한 여행이나 대중 교통을 위한 도로 공간을 확보할 수 없다는 것입니다.[105] e-바이크와 같은 전기 마이크로 모빌리티 차량은 특히 대중 교통이 이미 잘 제공되고 있는 도시 지역 이외의 지역에서 교통 시스템의 탈탄소화에 기여할 수 있습니다.[106]

내연 기관 차량은 EV보다 수명 동안 훨씬 더 많은 원료를 사용합니다.[107]

리튬 이온 배터리

리튬이온 배터리는 1991년 첫 상용 출시 이후 저탄소 운송 시스템을 달성하기 위한 중요한 기술이 되었습니다. 배터리 생산 공정의 지속 가능성에 관한 정보는 정치적으로 논쟁거리가 되었습니다.[108][obsolete source]

리튬 추출을 위한 채굴 공정은 환경에 매우 해롭습니다. 리튬 추출의 선도국인 볼리비아에서는 집중적인 물과 토양, 대기 오염이 발생해 서식지와 생물 다양성의 손실로 이어지고 있습니다. 볼리비아의 플라밍고 개체군은 오염된 생태계에서 번성할 수 없습니다. 플라밍고가 없다면, 남세균은 비정상적으로 빠른 속도로 퍼질 수 있습니다.[109][better source needed]

실제로 원료 추출의 비즈니스 프로세스는 추출 자원 관리의 투명성과 책임 문제를 제기합니다. 리튬 기술의 복잡한 공급망에는 기업의 이익을 대변하는 다양한 이해 관계자, 공익 단체 및 기술 생산 및 사용의 결과에 관심을 갖는 정치 엘리트가 있습니다. 균형 잡힌 추출 프로세스를 달성할 수 있는 한 가지 가능성은 전 세계적으로 기술 거버넌스에 대해 공통적으로 합의된 표준을 수립하는 것입니다.[108]

이러한 표준의 준수 여부는 ASSC(Supply Chains Frameworks Sustainability Assessment of Supply Chains Frameworks)를 통해 평가할 수 있습니다. 따라서 정성적 평가는 거버넌스와 사회적, 환경적 약속을 검토하는 것으로 구성됩니다. 정량적 평가를 위한 지표는 관리 시스템 및 표준, 컴플라이언스 및 사회 환경 지표입니다.[110]

한 소식통은 2035년까지 리튬의 5분의 1 이상과 전기 자동차에 필요한 코발트의 약 65%가 재활용된 자원에서 나올 것으로 추정하고 있습니다.[111] 반면, 전기차가 아닌 자동차가 일생 동안 소비하는 대량의 화석 연료를 계산할 때, 전기차는 원자재 수요를 획기적으로 줄이는 것을 고려할 수 있습니다.[111]

2022년에는 동급 내연기관 차량보다 평균 약 50% 많은 CO2를 배출하는 EV의 제조, 그러나 이러한 차이는 전기 자동차를 구동하는 데 사용되는 전기를 생산하는 데 사용되는 것과 비교할 때 내연 기관 자동차를 구동하는 데 사용되는 오일의 배출량이 일생 동안 훨씬 더 많기 때문에 상쇄되는 것 이상입니다.[112]

그린피스는 2023년 영상을 발표하며 건설 단계가 환경에 미치는 영향이 크다며 EV가 "기후를 위한 은탄"이라는 견해를 비판했습니다. 예를 들어, 현대의 SUV 판매 증가는 이 회사에서 전기 SUV조차도 건설 중 많은 원자재와 에너지를 소비하기 때문에 탄소 발자국이 높기 때문에 이 회사에서 EV로 넘어갈 때의 기후적 이점을 거의 제거합니다. 그린피스는 대신 자전거, 대중교통, 승차공유를 기반으로 한 모빌리티를 서비스 개념으로 제안합니다.[113]

사회경제적

2003년 영국의 한 연구는 "(p)오염은 어린 아이들과 그들의 부모들이 살기 쉬운 지역에 가장 집중되어 있고 노인들이 이주하기 쉬운 지역에 가장 덜 집중되어 있다는 것을 발견했습니다." 그리고 "가장 오염되고 가장 오염을 덜 배출하는 지역 사회들은 영국에서 가장 가난한 사람들 중에 있는 경향이 있습니다."[114] 2019년 영국의 한 연구에 따르면 "가장 가난한 지역의 가정은 NOx와 PM을 가장 적게 배출하는 반면, 가장 가난한 지역은 더 높은 차량 소유, 더 많은 디젤 차량 소유 및 더 멀리 운전을 통해 가구당 km당 가장 높은 차량 배출을 배출했습니다."[115]

기계적

Tesla Model S 섀시(구동 모터 포함)
Tesla Model S 구동 모터의 절단도

전기 모터는 기계적으로 매우 간단하며 전체 속도와 출력 범위에서 종종 90%의 에너지 변환 효율을[116] 달성하며 정밀하게 제어할 수 있습니다. 또한 이동 에너지를 저장된 전기로 다시 변환할 수 있는 회생 제동 시스템과 결합할 수 있습니다. 이를 통해 브레이크 시스템(및 그에 따른 브레이크 패드 먼지)의 마모를 줄이고 트립의 총 에너지 요구량을 줄일 수 있습니다. 회생 제동은 특히 시운전 및 정지 도시 사용에 효과적입니다.

내연기관과 달리 미세하게 제어할 수 있고 정지 상태에서 이동할 때까지 높은 토크를 제공하며 동력 곡선에 맞게 여러 기어가 필요하지 않습니다. 따라서 기어박스와 토크 컨버터가 필요하지 않습니다.

EV는 조용하고 부드러운 작동을 제공하며 결과적으로 내연기관보다 소음과 진동이 적습니다.[117] 이것은 바람직한 특성이지만, 접근하는 차량의 일반적인 소리가 없을 경우 시각 장애인, 노인 및 매우 어린 보행자에게 위험이 될 수 있다는 우려를 불러일으키기도 했습니다. 이러한 상황을 완화하기 위해 많은 국가에서 EV가 느리게 움직일 때 일반적인 움직임과 회전(도로, 서스펜션, 전기 모터 등) 소음이 들리게 되는 속도까지 경고음을 의무화하고 있습니다.[118]

전기 모터는 내연 기관과 달리 산소가 필요하지 않습니다. 이것은 잠수함과 우주 탐사선에 유용합니다.

에너지 복원력

전기는 다양한 소스에서 생산될 수 있으므로 가장 높은 수준의 에너지 복원력을 제공합니다.[119]

에너지효율

EV '탱크 대 바퀴' 효율은 내연기관 차량보다 약 3배 높습니다.[117] 공회전 중에 연료를 소비하는 내연기관과 달리 차량이 정지해 있는 동안에는 에너지가 소비되지 않습니다. 2022년에 전기차는 우물에서 바퀴까지 약 80 Mt의 온실가스 순감축을 가능하게 했으며, 전기 부문이 탈탄소화됨에 따라 시간이 지남에 따라 전기차의 온실가스 순 혜택은 증가할 것입니다.[96]

전기차의 바퀴 간 효율성은 차량 자체와 덜 관련이 있고 전기 생산 방법과 더 관련이 있습니다. 전기 생산이 화석 연료에서 풍력, 조력, 태양광, 원자력과 같은 재생 가능 에너지로 전환되면 특정 전기차는 즉시 두 배의 효율성을 갖게 될 것입니다. 따라서, "웰 투 휠(well-to-heels)"이 언급될 때, 논의는 더 이상 차량에 관한 것이 아니라 전체 에너지 공급 인프라에 관한 것입니다 – 화석 연료의 경우, 여기에는 탐사, 채굴, 정제 및 분배에 소요되는 에너지도 포함되어야 합니다.[citation needed]

EV의 라이프사이클 분석 결과 유럽에서 가장 탄소 집약적인 전기로 구동되더라도 기존 디젤 차량보다 온실가스를 덜 배출하는 것으로 나타났습니다.[120]

총비용

2021년 현재 전기차 구매 가격은 종종 더 비싸지만, 전기차의 총 소유 비용은 매년[121] 이동하는 위치와 거리에 따라 천차만별입니다.[122] 화석 연료에 보조금이 지원되는 세계의 일부 지역에서는 디젤 또는 가스 동력 차량의 라이프사이클 비용이 비교 가능한 전기차보다 낮은 경우가 있습니다.[123]

유럽 자동차 업체들은 더 저렴한 중국산 모델과 미국 테슬라 자동차의 가격 인하로 상당한 압박을 받고 있습니다. 2021년부터 2022년까지 중국 전기차 제조업체의 유럽 시장 점유율은 거의 두 배인 9%로, 스텔란티스 최고경영자(CEO)는 이를 '침략'[124]이라고 표현했습니다.

범위

주요기사 : 올 전기레인지 및 레인지 불안

전기자동차는 내연기관 차량에 비해 주행거리가 짧을 수 [125][126]있기 때문에 장거리 운송과 같은 장거리 운송의 전기화가 여전히 어려운 이유입니다.

2022년 미국에서 판매된 소형 BEV의 판매 가중 평균 범위는 거의 350km인 반면, 프랑스, 독일, 영국은 300km 미만이었고, 중국은 220km 미만이었습니다.[96]

전기차의 난방

단열이 잘 된 객실은 승객의 체온을 사용하여 차량을 가열할 수 있습니다. 그러나 운전자가 약 100W의 난방 전력만 공급하기 때문에 더 추운 기후에서는 이것만으로는 충분하지 않습니다. 여름에는 객실을 냉각하고 겨울에는 난방할 수 있는 히트 펌프 시스템은 EV를 효율적으로 가열하고 냉각하는 방법입니다.[127] 그리드에 연결된 차량의 경우 배터리 EV는 특히 짧은 주행의 경우 배터리 에너지가 거의 또는 전혀 필요하지 않고 예열 또는 냉각될 수 있습니다. 대부분의 새로운 전기 자동차에는 히트 펌프가 기본으로 제공됩니다.[128]

전기 대중교통 효율

유럽에서 몇 안 되는 트롤리 버스 중 하나인 이 트롤리 버스는 두 개의 가공 전선을 사용하여 전류를 공급하고 전원으로 복귀합니다, 2005.

개인에서 대중 교통(열차, 트롤리버스, 개인 고속 교통 또는 트램)으로의 이동은 개인의 kWh당 이동 거리 측면에서 효율성을 크게 향상시킬 가능성이 있습니다.

연구에 따르면 사람들은 버스보다 트램을 선호하는데,[129] 그 이유는 트램이 더 조용하고 편안하며 더 높은 지위를 갖는 것으로 인식되기 때문입니다.[130] 따라서 전기 트램을 이용하여 도시의 액체 화석 연료 소비를 줄일 수 있을 것입니다. 트램은 아마도 가장 에너지 효율적인 대중교통 수단이 될 것입니다. 고무 바퀴 차량은 동급의 트램보다 3분의 2의 에너지를 사용하고 화석 연료가 아닌 전기로 운행됩니다.

순 현재 가치 측면에서도 가장 저렴합니다. 블랙풀 트램은 100년이 지난 지금도 운행되고 [131]있지만 연소 버스는 15년 정도밖에 되지 않습니다.

정부인센티브

본문 : 플러그인 전기자동차 정부 인센티브
참고 항목: 국가별 전기차 사용 현황

IEA는 비효율적인 내연 기관 차량에 세금을 부과하는 것이 EV의 채택을 장려할 수 있으며, 세금은 EV에 대한 보조금을 지원하는 데 사용될 수 있다고 제안합니다.[96] 정부 조달은 때때로 국가 EV 제조업체를 장려하는 데 사용됩니다.[132][133] 많은 국가들이 2025년에서 2040년 사이에 화석 연료 차량의 판매를 금지할 것입니다.[134]

많은 정부들은 대기 오염과 석유 소비를 줄이기 위한 목적으로 전기 자동차의 사용을 촉진하기 위한 인센티브를 제공합니다. 일부 인센티브는 보조금으로 구매 가격을 상쇄하여 전기차 구매를 늘리려는 의도가 있습니다. 다른 인센티브로는 낮은 세율 또는 특정 세금 면제, 충전 인프라 투자 등이 있습니다.

전기차를 판매하는 회사들은 일부 전기차에 대규모 인센티브를 제공하기 위해 지역 전기 유틸리티와 제휴했습니다.[135]

미래.

2013년부터 전기 슈퍼카인 리맥 콘셉트 원. 0~100km/h를 2.8초 만에 주파하며 총 출력은 800kW(1,073hp)입니다.

대중의 인식

기후를 기반으로 한 유럽의 조사에 따르면 2022년 기준 유럽 시민의 39%가 하이브리드 차량을 선호하는 경향이 있으며 33%가 가솔린 또는 디젤 차량을 선호하며 그 다음으로 유럽인의 28%가 전기차를 선호하는 것으로 나타났습니다.[136] 중국 자동차 구매자의 44%는 전기차를 구매할 가능성이 가장 높은 반면, 미국인의 38%는 하이브리드 차를, 33%는 가솔린이나 디젤을 선호하는 반면, 29%만이 전기차를 구매할 것이라고 답했습니다.[136]

미국에서 전기차 소유에 초점을 맞춘 2023년 설문조사에서 미래차를 구매할 계획이 있는 응답자의 50%는 전기차 구매를 심각하게 고려하지 않을 것으로 생각했습니다. 이번 조사에서 2035년까지 미국에서 비전기차 생산을 금지하는 것에 대한 지지도가 47%에서 40%[137]로 감소한 것으로 나타났습니다.

미국과 유럽 응답자들의 경우 가격이 전기차 구매의 주요 장벽이라는 조사 결과가 나왔습니다.[138]

환경관련 고려사항

참고 항목: 전기자동차의 환경발자국

이산화질소와 같은 대기 오염의 종류를 줄임으로써, 전기 자동차는 특히 도시의 트럭과 교통으로 [139][140]인한 수십만 명의 조기 사망을 매년 예방할 수 있습니다.[141]

전기 자동차의 완전한 환경 영향에는 탄소 및 황 배출물의 수명 주기 영향뿐만 아니라 환경으로 유입되는 독성 금속이 포함됩니다.

희토류 금속(네오디뮴, 디스프로슘) 및 기타 채굴 금속(구리, 니켈, 철)은 EV 모터에 사용되며 리튬, 코발트, 망간은 배터리에 사용됩니다.[142][143] 2023년 미국 국무부는 청정 에너지로의 전환을 지원하기 위해 전 세계적으로 2050년까지 리튬 공급이 42배 증가해야 할 것이라고 말했습니다.[144] 리튬 이온 배터리 생산의 대부분은 석탄 연소 발전소에서 사용되는 에너지의 대부분을 공급하는 중국에서 발생합니다. 2021년에 판매된 수백 대의 자동차를 대상으로 한 연구에 따르면 완전 전기 자동차의 수명 주기 온실가스 배출량은 하이브리드보다 약간 적으며 가솔린 및 디젤 연료 자동차보다 모두 적다고 결론지었습니다.[145]

국제 해저 기구가 심의 중인 필수 배터리 재료를 조달하는 대안적인 방법은 심해 채굴이지만, 자동차 제조업체들은 2023년 현재 이를 사용하지 않고 있습니다.[146]

개선된 배터리

처음에는 개인용 전자 제품 산업에 의해 주도된 리튬 이온 배터리의 발전으로 풀 사이즈의 고속도로가 가능한 EV가 한 번의 충전으로 기존 자동차가 휘발유 탱크에 들어가는 것과 거의 같은 거리를 이동할 수 있습니다. 리튬 배터리는 안전하게 제작되었으며, 몇 시간이 아닌 몇 분 만에 충전할 수 있으며(충전 시간 참조), 이제 일반 차량보다 더 오래 사용할 수 있습니다(수명 참조). 기술이 성숙하고 생산량이 증가함에 따라 이 가볍고 고용량 리튬이온 배터리의 생산 비용은 점차 감소하고 있습니다.[147][148]

응답자들이 차를 바꿔야 한다면, 중국 응답자들은 전기차를 선택할 가능성이 더 높다는 것을 보여주는 같은 조사입니다.[138]

많은 회사와 연구원들은 또한 솔리드 스테이트 배터리와[149] 같은 새로운 배터리 기술을 연구하고 있습니다.

대체 [150]기술

배터리 관리 및 중간 저장

또 다른 개선점은 전자 제어를 통해 전기 모터와 배터리를 분리하는 것으로, 슈퍼커패시터를 사용하여 크지만 짧은 전력 수요와 회생 제동 에너지를 완충하는 것입니다.[151] 지능형 세포 관리와 결합된 새로운 세포 유형의 개발은 위에서 언급한 두 가지 약점을 모두 개선했습니다. 셀 관리에는 셀의 상태를 모니터링할 뿐만 아니라 중복 셀 구성(필요 이상의 셀)도 포함됩니다. 정교한 스위치 배선으로 한 셀을 나머지 셀이 작동하는 동안 컨디셔닝할 수 있습니다.[citation needed]

전기트럭

이 섹션은 전기 트럭에서 발췌한 것입니다.[편집]
네슬레가 2015년에 사용한 전기 르노 미드럼

전기 트럭은 화물을 운송하거나 특수 적재물을 운반하거나 기타 실용적인 작업을 수행하도록 설계된 배터리로 구동되는 전기 자동차입니다.

전기 트럭은 일반적으로 납축 배터리를 사용하여 우유 플로트, 밀대 및 지게차와 같은 틈새 애플리케이션을 100년 이상 서비스해 왔습니다. 그러나 21세기에 보다 가볍고 에너지 dense이 높은 배터리 화학의 급속한 발전은 전기 추진을 트럭에 적용할 수 있는 범위를 더 많은 역할로 넓혔습니다.

전기 트럭은 내부 연소 트럭에 비해 소음과 오염을 줄입니다. 전기 전동차의 고효율 및 낮은 부품 수, 유휴 상태에서 연료를 태우지 않는 것, 조용하고 효율적인 가속으로 인해 전기 트럭을 소유하고 운영하는 비용이 이전 차량에 비해 획기적으로 저렴합니다.[152][153] 미국 에너지부에 따르면 트럭용 배터리 팩의 kWh 용량당 평균 비용은 2013년 500달러에서 2019년 200달러로 하락했고, 2020년에는 137달러로 더 떨어졌으며, 일부 차량은 처음으로 100달러 미만이었습니다.[154][155]

장거리 화물은 연료에 비해 배터리의 무게가 증가하여 적재 용량이 감소하고, 충전이 더 빈번해짐에 따라 배송 시간이 감소하기 때문에 전기화에 가장 적합하지 않은 운송 부문이었습니다. 이에 비해 전기 트럭의 깨끗하고 조용한 특성이 도시 계획 및 시정 규제에 잘 맞고, 합리적인 크기의 배터리 용량이 수도권 내에서 매일 오가는 교통에 적합하기 때문에 단거리 도시 배달이 빠르게 전기화되고 있습니다.[156][157][158]

한국에서 전기 트럭은 새로운 트럭 시장에서 눈에 띄는 점유율을 차지하고 있으며, 2020년에는 국내에서 생산 및 판매되는 트럭 중 7.6%가 전기차입니다.[159]

수소열차

특히 유럽에서는 디젤 전동차를 대체할 연료전지 전동열차가 인기를 끌고 있습니다. 독일에서는 여러 렌더사가 알스톰 코라디아 iLINT 전동차를 주문했으며,[160] 프랑스도 전동차를 주문할 계획입니다.[161] 영국, 네덜란드, 덴마크, 노르웨이, 이탈리아, 캐나다[160], 멕시코도[162] 똑같이 관심이 있습니다. 프랑스에서는, SNCF가 2035년까지 남아있는 모든 디젤 전동차를 수소 전동차로 교체할 계획입니다.[163] 영국에서 알스톰은 2018년 영국 철도 321 열차 세트를 연료 전지로 개조할 계획을 발표했습니다.[164]

신축 주택 차고의 더 높은 전압 콘센트

참고 항목: NEMA 커넥터
NEMA 14-50 240v 50 amps

뉴멕시코주에서는 정부가 새로 지은 주택의 차고에 더 높은 전압의 전기 콘센트를 설치하도록 의무화하는 법안을 통과시킬 계획입니다.[165] NEMA 14-50 콘센트는 전기차 레벨 2 충전을 위해 총 12.5킬로와트에 240볼트 및 50암페어를 제공합니다.[166][167] 레벨 2 충전은 120V 콘센트에서 레벨 1 충전의 경우 시간당 최대 4마일의 범위와 비교하여 최대 30마일의 범위를 추가할 수 있습니다.

양방향충전

제너럴 모터스(GM)는 새로운 전기 자동차가 배터리에서 주인의 집으로 전력을 보낼 수 있도록 V2H, 즉 양방향 충전 기능을 추가하고 있습니다. GM은 실버라도와 블레이저 EV를 포함한 2024년 모델부터 시작해 2026년까지 이 기능을 계속할 것을 약속합니다. 전기 자동차는 바퀴에 달린 거대한 배터리이기 때문에 예상치 못한 전력망 중단 시 소유자에게 도움이 될 수 있습니다.[168]

인프라관리

전기차가 증가함에 따라 증가하는 수요를 공급할 수 있는 적정 충전소 수를 만들고,[169] 일부 충전소에 차량 과부하 등이 발생하지 않도록 각 차량의 충전 턴을 조정하는 적절한 관리 시스템이 필요합니다.[170]

그리드의 안정화

필요한 경우 에너지가 그리드로 다시 유입될 수 있는 V2G(Vehicle-to-grid) 충전기

EV는 사용하지 않을 때 전기 그리드에 연결할 수 있기 때문에 배터리로 구동되는 차량은 대부분의 충전을 야간이나 정오에 수행하는 동안 수요가 많고 공급이 적은 기간(일몰 직후) 동안 배터리에서 전력망으로 전력을 공급함으로써 디스패치 가능한 발전의 필요성을 줄일 수 있습니다. 미사용 용량이 있는 경우.[171][172] 이 V2G(Vehicle-to-grid) 연결은 차량 소유자가 배터리 수명을 줄이는 것에 개의치 않는 한 최대 수요 동안 전력 회사에서 배수됨으로써 새로운 발전소의 필요성을 줄일 수 있습니다. 전기차 주차장은 수요에 대응할 수 있습니다.[173]

현재의 전력 인프라는 풍력 및 태양광과 같은 가변 출력 전력원의 점유율 증가에 대응해야 할 수도 있습니다. 이러한 변동성은 EV 배터리의 충전 속도 또는 방전 속도를 조정함으로써 해결할 수 있습니다.[174]

오늘날 주유소나 주유소와 마찬가지로 배터리 교환소와 배터리 충전소를 보는 개념도 있습니다. 여기에는 엄청난 저장 및 충전 잠재력이 필요하며, 이는 일부 국가 그리드를 안정화하기 위해 디젤 발전기가 짧은 기간 동안 사용되는 것처럼 충전 속도를 변화시키고 부족 기간 동안 전력을 출력하도록 조작될 수 있습니다.[175][176]

수리점

사고 후 차량 수리를 위한 인프라는 안전 요구 사항으로 인해 보험사와 정비사의 우려 사항입니다.[177] 배터리 및 기타 구성 요소는 보험사에 의해 완전히 폐기되는 것이 아니라 신중하게 평가되어야 합니다.[178]

참고 항목

메모들

  1. ^ 일반적으로 EV라는 용어는 전기 자동차를 지칭하는 데 사용되지만 이 글에서는 "전기 자동차"를 의미합니다.

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외부 링크

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