자동차, 전기 자동차(EV)의 기본 구조와 흐름

전기 자동차(EV)와 엔진 자동차의 구조적 차이점

 전기 자동차와 엔진 자동차의 가장 큰 차이점 은 동력원이 다르다는 것입니다. 동력원이 달라지면서 엔진 자동차와 전기 자동차는 눈에 띄게 다른 부품이 몇 가지들이 있습니다. 이 글에서 그 부품들에 대한 간단한 설명을 통해 구조적 차이점에 대해서 기재했습니다.

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모터(Motor)

 모터는 일반적인 자동차에서 엔진을 담당합니다. 감속기를 통해서 높은 회전수를 낮춰 바퀴를 굴려 차량이 움직이게 만듭니다. 보통은 전기 자동차에서 3상 교류 동기 모터가 쓰이는데, 전체적인 시스템으로 봤을 때는 BLDC모터도 교류를 통해 움직이기 때문에 3상 교류 동기 모터처럼 쓰입니다. 이에 대한 자세한 설명은 모터에 대한 부품 설명글에서 기재하겠습니다.

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배터리(Battery)

 다음은 전기차에서 가장 핵심부품이라고 할 수 있는 배터리입니다. 일반적으로 3가지 타입의 배터리가 있습니다. 각형, 파우치, 원통형 배터리가 있습니다. 각각 제조사마다 저마다의 타입을 선택해 자동차에 적용하여 모터로 전류를 공급합니다. 이는 일반 자동차에서 기름통과 기름의 역할을 하는 것입니다. 

 

 재료 또한, NCM, LFP 등 다양하게 뉴스에서 접해 볼 수 있습니다. 각 재료에 따라서 배터리의 특성이 달라지게 되고, 차량의 가격이나 성능 등을 결정하기도 합니다.

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컨버터(Converter)

 컨버터는 교류(AC)를 직류(DC)로 변환시키는 장치입니다. 우리 사회에서 보통 전기는 교류의 형태로 생산되는데, 이는 교류의 특성상 승압이 쉽기 때문에 원하는 곳으로 보내기 쉬워집니다. 따라서 우리가 전기자동차를 충전할 때 교류 충전기를 사용하지만, 배터리의 경우 전기를 저장하기 위해선 직류 형태로 저장되어야 합니다. 이것을 해결하기 위해 전달되는 교류를 직류로 바꿔주는 것이 컨버터의 역할이고, 변환된 직류는 배터리의 충전에 사용됩니다.

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인버터(Inverter)

 인버터는 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시키는 장치입니다. 사실 전류의 형태를 변환시키는 것을 보통 컨버터라고 부르지만, 인버터의 경우 특별하게 직류를 교류로 변환시키는 특성이 있어 새로운 이름이 붙여지게 된 것입니다.

 

 위에서 말했듯이 배터리에는 직류가 저장됩니다. 하지만 모터는 교류를 사용하여 구동되기 때문에 이것을 해결하기 위해 직류를 교류로 변환시켜 주는 과정이 필요하게 됩니다. 배터리에 저장된 직류가 인버터에 의해 교류로 변환된 후 모터로 흘러 들어가 차량이 움직이게 되는 것입니다.

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충전포트(Charging Port)

 충전 포트는 일반 자동차에서 주유구라고 할 수 있는 시스템입니다. 각 제조사마다 다양한 종류의 충전 포트를 지원하고 있으며, 아직은 핸드폰처럼 한 가지 혹은 두 가지 정도의 충전포트로 통일되지 않아 소비자 입장에서 불편을 겪기도 합니다.

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 이외에도 열관리 시스템, 제동 시스템 등 여러 가지 엔진 자동차와의 차이점이 존재하는 부분도 있습니다. 이 글에서는 전기 자동차의 동력원 측면에서 기본적인 구조와 기본적인 원리를 설명하고 있습니다.

 

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전기 자동차 구동 흐름

 그럼 위의 내용을 정리하여 전기자동차가 어떻게 움직이게 되는지 아주 간단하게 설명하겠습니다.

1. 교류를 통하여 충전포트와 컨버터를 거쳐 직류로 변환합니다.
2. 변환된 직류는 전기자동차의 고전압 배터리를 충전합니다.
3. 고전압 배터리에 저장된 직류가 인버터를 통해 교류로 변환됩니다.
4. 변환된 교류는 모터로 흘러들어 가 극성을 수시로 바꾸어 줍니다.
5. 극성이 수시로 바뀌면서 모터가 구동하게 됩니다.
6. 모터가 구동하면서 연결된 감속기를 통해 RPM을 낮추고 차량이 실직적으로 굴러갈 수 있는 회전수로 변환됩니다.
7. 감속기와 드라이브 샤프트 등을 통해 타이어가 굴러가게 되면서 차량이 움직입니다.

누구나 알아들을 수 있도록 전기자동차의 구조와 흐름에 대해서 설명드렸습니다. 이후엔 전기자동차의 부품이 실직적으로 어떤 원리와 개념을 가지고 움직이는지 글을 작성해 보도록 하겠습니다.

 

감사합니다.