전기차의 최신기술 동향

전기차의 기술발전 동향에 대해 알아 볼까요?

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목차
1. 배터리기술
2. 자율주행 기술
3. 차량간통신기술(V2V)
4. 에너지회수 시스템
5. 가상현실 기술(VR)

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1. 배터리 기술: 전기차의 핵심 부품인 배터리 기술은 끊임없이 진화하고 있습니다.

 

배터리 전력 및 에너지 밀도가 증가함에 따라 충전 용량 및 주행거리가 증가하고 있으며, 충전 속도가 증가하고 있습니다.

여러회사들은 더 작은 배터리에서 더 많은 마일리지를 얻을 수 있는 방법을 찾고 있습니다.

 

현재 전기차 배터리는 어떤 방식으로 만들어지고 있나요?

전기차용 배터리는 크게 리튬이온전지와 니켈수소전지로 구분됩니다.

리튬이온전지는 양극재 소재인 리튬코발트산화물(LCO) 또는 리튬니켈코발트알루미늄(NCA) 계열 재료를 음극재로는 흑연을 사용합니다.

또한 전해액으로는 액체 전해질을 사용하며, 분리막은 폴리올레핀계 필름을 사용합니다.

반면 니켈수소전지는 양극재로 니켈카드뮴(Ni-Cd)계열 물질을 주로 사용하며, 음극재로는 흑연 대신 탄소섬유나 금속분말을 사용합니다. 그리고 전해액은 불연성 고체이며, 분리막은 폴리에틸렌필름을 사용합니다.

두 방식 모두 양극재 내에서의 에너지 밀도를 높여 주행거리를 늘리는 데 초점을 맞추고 있습니다.

다만 차이점이라면 NCM은 안전성 측면에서 유리하다는 장점이 있으며 NCA는 폭발 위험성이 낮다는 장점이 있습니다.

또한 제조 공정상으로는 NCM이 NCA보다 좀 더 용이합니다.

 

그렇다면 각 방식별 장단점은 무엇인가요?

먼저 NCM방식은 높은 에너지밀도를 갖고 있다는 장점이 있으나 안정성과 수명 문제가 단점으로 지적되고 있습니다.

반면 NCA방식은 열안정성이 우수하나 에너지밀도는 다소 떨어진다는 단점이 있습니다.

따라서 업계에서는 각각의 특성을 고려하여 서로 다른 용도에 맞게 적용하려는 시도가 이루어지고 있습니다.

예를 들어 BMW i4모델 같은 경우에는 주로 장거리주행 및 고속충전 시 적합한 NCM811 계열을 채택하였고 GM 볼트 EV 같은 경우에는 단거리주행 및 저속충전 시 적합한 NCA911 계열을 채택하였습니다.

 

2. 자율주행 기술: 전기차 사업에서 자율주행 기술은 중요한 분야입니다.

 

자동차 회사들은 레이더, 카메라, LiDAR 및 인공지능을 사용하는 자율 주행 시스템을 개발하고 있습니다.

따라서 보다 안전하고 편리한 운전 환경을 경험할 수 있습니다.

전기차의 자율주행 기술이란 무엇인가요?

자율주행 기술은 운전자의 조작 없이 자동차가 스스로 주행하는 기술입니다.

전기차는 기존의 연료를 타는 자동차와는 달리 전기로 구동되기 때문에 이전보다 더욱 높은 자율주행 기술을 적용할 수 있게 되었습니다.

전기차의 자율주행 기술은 주행환경을 인식하는 센서, 이를 분석하는 컴퓨터, 그리고 자동차를 제어하는 알고리즘으로 구성되어 있습니다.

 

전기차의 자율주행 기술의 종류는 무엇이 있나요?

 전기차의 자율주행 기술은 크게 5가지로 분류됩니다.

첫째, 자동 주차 기능입니다. 전기차는 주차장에서 주차할 때, 주차 공간을 인식하여 자동으로 주차할 수 있습니다.

둘째, 차선 유지 기능입니다. 전기차는 차선을 인식하여 자동으로 주행하면서 차선을 유지할 수 있습니다.

셋째, 자동 긴급 제동 기능입니다. 전기차는 앞 차와의 거리를 인식하여, 위험한 상황에서 자동으로 긴급 제동을 할 수 있습니다.

넷째, 자동 추돌 방지 기능입니다. 전기차는 앞 차와의 거리를 인식하여, 추돌할 위험이 있을 때 자동으로 제동을 걸어 추돌을 방지할 수 있습니다.

다섯째, 자동 주행 기능입니다. 전기차는 목적지를 입력하면, 자동으로 주행하면서 목적지까지 도착할 수 있습니다.

전기차의 자율주행 기술을 적용한 모델은 어떤 것이 있나요?

현재 전기차의 자율주행 기술을 적용한 모델은 많이 출시되고 있습니다. 테슬라의 모델 S, 모델 X, 모델 3, 그리고 모델 Y는 모두 자율주행 기술을 적용한 모델입니다. 또한, 쉐보레 볼트, 현대 아이오닉, BMW i3, 닛산 리프 등도 자율주행 기술을 적용한 모델입니다.

 

3. 차량 간 통신(V2V) 기술: 차량 대 차량V2V(Vehicle-to-Vehicle) 통신 기술은 차량 간 정보를 교환해 사고를 예방합니다.

 

이 기술은 인프라를 사용하지 않고도 차량 간에 정보를 전송할 수 있어 사고를 피할 수 있습니다.

V2V 기술을 통해 차량이 주행 중에 정보를 전달하고. 이 들통해 자동차 사고를 예방하고 운전자의 안전을 향상하기 위해 만들어졌습니다.
V2V 기술은 무선 전송을 통해 서로 통신합니다. 이를 위해서 각 차량에는 무선통신 장치가 있어야 가능합니다.

그 통신 장치는 GPS, 레이더, 카메라를 통해 다른 차들과 통신하고 거리, 속도, 방향과 같은 정보를 교환합니다.

V2V은 차량 간의 안전 거리를 유지하는 데 도움이 됩니다.

예를 들어, 앞차가 갑자기 멈추면 V2V 통신이 이 정보를 뒤차에 전달하여 운전자가 미리 감속하거나 정지할 수 있습니다. 그렇게 함으로써 사고의 위험을 예방하거나 줄일 수 있습니다.
또한 V2V 기술은 차선 변경 및 주차와 같은 운전 습관에도 도움이 될 수 있습니다.

예를 들어, 차선을 변경하는 운전자는 V2V 통신을 이용해 주변 차량의 위치와 속도를 파악할 수 있고, 주차 시에는 충돌을 방지하기 위해 주변 차량의 위치를 파악할 수 있습니다.

 

4. 에너지 회수 시스템: 에너지 회수 시스템은 주행 중 발생하는 열과 운동 에너지를 이용하여 배터리를 충전하는 기술입니다. 이것은 주행거리를 더욱 증가시킬 것입니다.

 

회생제동시스템이란 무엇인가요?

회생제동시스템은 말 그대로 제동력을 이용해서 에너지를 회수하는 장치입니다.

우리가 일상생활에서 자주 접하는 자전거 페달과 같은 원리이죠.

다만 다른 점이라면 속도제어장치가 달려있다는 점이에요. 감속 시 발생하는 운동에너지를 전기에너지로 변환시켜 배터리를 충전하기 때문에 효율성이 높은 편이랍니다.

또한 운전자가 가속페달에서 발을 떼면 곧바로 엔진브레이크가 걸리는 게 아니라 서서히 제동이 걸리기 때문에 운전 피로도 역시 낮아지는 장점이 있죠.

 

회생제동시스템 원리는 어떻게 되나요?

회생제동시스템은 크게 두 가지 단계로 이루어져있습니다.

먼저 첫 번째로는 주행 중 액셀레이터에서 발을 떼면 ECU가 이를 감지하게 됩니다. 그러고 나서 바퀴 회전수를 감소시키는 과정을 거치는데요.

이때 RPM이 급격히 상승하며 최대토크 시점 근처까지 도달했다가 다시 떨어지게 됩니다. 이렇게 되면 기계식 브레이크처럼 큰 힘을 들이지 않고서도 자연스럽게 감속이 이루어지게 되죠. 이후 마지막으로는 전자식 파킹 브레이크처럼 완전히 정차하면 된답니다.

 

회생제동시스템 장단점은 무엇인가요?

회생제동시스템의 장점은 앞서 설명드린것처럼 적은 힘으로 쉽게 감속이 가능하다는 점입니다.

특히 내리막길 구간에선 더욱 효과적이겠죠. 반대로 단점은 급가속 시 차가 울컥거릴 수 있다는 점입니다.

아무래도 마찰열 없이 순간적으로 강한 토크가 걸리다 보니 그런 현상이 일어날 수밖에 없는데요.

다행히 이러한 부분은 적응기간을 거치면 충분히 해결될 수 있다고 합니다.

 

5. 가상 현실(VR) 기술: 현실적인 차량 운전 경험을 만들기 위해 가상현실(VR) 기술도 조사되고 있습니다.

 

이것은 전기 자동차의 운전 경험을 향상할 것입니다.

VR헤드셋만 있다면 차량매장에 가지 않고도 신차를 만날수 있고 모터쇼를 구경할수도 있습니다.

 VR을 이용하여 전기차의 충전기 위치나 충전 속도, 잔여 운행 거리 등을 시각적으로 보여주는 HUD(Hybrid User Interface)를 개발하는 데에도 사용됩니다. 이는 운전자가 전기차를 보다 효율적으로 운전하고 충전을 계획하는 데에 도움을 줄 수 있습니다.

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이러한 현재의 기술 발전은 전기 자동차 분야를 활성화하고 운전을 더 안전하고 편리하게 만들 것입니다.