스파크 EV로 알아보는 전기자동차의 배터리 충전시간과
배터리에 대해 궁금한 내용
전기차에 대해 한 번이라도 관심을 가지신 분이라면 이 두 가지 정도는 고민해 보셨을 겁니다. 첫 번째는 전기차 유지비가 정말 저렴할까? 두 번째는 충전이라는데 불편하지 않을까?
불과 몇 분 만에 주유가 가능한 일반 차량과 달리 전기차의 경우 충전에 다소 시간이 걸리는데요. 먼저 결론부터 짚고 가겠습니다.
첫 번째로 급속충전에 평균 20분 정도가 소요됩니다.
스파크 EV는 21.4kWh의 리튬이온 배터리를 탑재하고 있는데, 20%에서 80%까지 약 60% 정도 충전에 20분 정도가 걸렸습니다. 완전 방전에서라면 25분이 조금 넘게 소요된다는 계산이 나옵니다. 아침저녁 출퇴근 길에서의 20분 충전이라면 난감하지만, 일상생활에서 간단히 사용하는 경우라면 생각보다 길게 느껴지진 않았습니다. 제 경우는 편의점 가서 라면 하나 먹고 오니까 충전이 끝나 있었지요.
두 번째, 급속 충전 시에는 완전충전이 되지 않고 약 80% 정도까지 충전이 됩니다.
충전은 배터리에 에너지를 주입하는 과정입니다. 배터리에서 에너지가 나오고 들어가면 ‘내부저항’ 때문에 열이 나는데요. 과충전을 하게 되면 자칫 열로 인해 화재가 날 수 있습니다. 때문에 안전을 위해 시스템에서는 80%가 되면 충전을 중단 시킵니다. 핸드폰을 장시간 쓰면 배터리가 뜨끈뜨끈 해지는 현상 역시 같은 맥락에서 이해할 수 있지요.
세 번째. 완속 충전 시에는 약 5~6시간이 소요되고 완충이 가능합니다.
북미는 110V를 쓰는 관계로 6A로 충전하게 되어 있습니다. 그냥 충전하게 되면 10시간 정도 소요된다는 정보 창이 뜹니다. 하지만 우리나라는 220V이고, 이보다 조금 더 높은 10A로 충전이 가능합니다. 전류량이 4A 만큼 더 높게 되어 있지요. 간단히 산술적으로 절반, 대략 5시간에서 6시간 정도 걸린다고 보시면 됩니다. 퇴근 후 완속 충전기에 코드를 꼽고, 자러 가면 충전이 끝난다는 정도로 보시면 되겠네요.
* 아파트 단지 내의 전기 코드는 공공전기료를 사용하게 됩니다. 자체 충전소가 있는 경우를 제외하고는 급속충전을 사용하는 편이 낫겠지요. 시승에서는 완속 충전의 시간만 확인하고 실제 충전을 하진 않았습니다.
최근 개발된 전기차들은 거의 모두 리튬이온 배터리를 사용하고 있습니다. 예전 전기차는 니켈수소의 2차전지를 많이 사용했었는데요. 완전방전을 하지 않으면 점점 용량이 줄어드는 메모리효과가 있었습니다. 오래 쓰기 위해 배터리 관리가 매우 중요했었습니다. 부피도 크고 무게도 무거워서 대형 차량에 적용이 불가능했습니다.
하지만 지금의 전기차 배터리는 핸드폰과 같은 디지털 디바이스에 쓰이는 배터리와 같은 종류입니다. 가벼우며, 메모리 효과가 없어 관리하기가 편합니다. 스파크 EV와 같은 소형 전기차도 현재 21.4kWh에 135km를 달릴 수 있는 성능을 가지고 있습니다. 앞으로 개발될 전기차는 덩치가 점점 커지고 있습니다.
2016년 CES에서 공개한 볼트 EV의 경우 60kWh에 321km를 달릴 수 있게 되었지요. 리튬이온 배터리의 자체의 효율도 좋을뿐더러 관련 기술도 계속 진화하고 있는 중입니다.
그런데 배터리 용량 단위가 조금 생소합니다. 핸드폰에서는 mAh를 쓰는데 같은 사양의 배터리를 쓰는 전기차에서는 kWh를 사용합니다. kWh는 mAh에 전압을 곱한 단위인데요. 디지털 디바이스에서는 3.6V 혹은 7.2V의 일반적인 전압을 쓰기 때문에 mAh만으로 용량 비교가 가능합니다만, 전기차는 차량별 사용 전압이 다른 관계로 mAh는 용량 비교가 어렵습니다. 그래서 모든 전기차는 전압값이 포함된 배터리 kWh의 용량단위를 사용합니다. kWh는 충전 시간을 가늠하는 지표로 사용됩니다.
통상적으로 kWh의 숫자가 크면 주행거리도 길겠지요? 틀린 이야기는 아닙니다만, 완전히 맞는 말도 아닙니다. 이동 거리는 배터리 용량에, 차량의 무게, 모터의 출력이 모두 영향을 끼치기 때문이지요. 예를 들어 S사의 준중형 EV는 26.6kWh의 배터리를 탑재하고 있습니다. 스파크 EV보다 5.2kWh 더 큰 수준의 배터리입니다. 그런데도 주행거리는 스파크 EV와 동일합니다. 두 차량 모두 135km를 달릴 수 있습니다. 배터리의 용량이 크게 차이가 나지 않는다면, 자동차가 가진 고유의 조건에 따라 이동 거리는 조금씩 달라질 수 있습니다.
스파크 EV의 배터리 충전시간을 통해 이런저런 배터리의 내용을 살펴보았습니다. 올 초 공개된 쉐보레의 볼트 전기차만 보더라도 전기차의 발전 속도가 빨라지고 있는 것 같습니다. 이런 추세라면 조만간, 공해 걱정이 적은 친환경 차량을 도로에서 쉽게 만날 수 있겠다는 생각이 듭니다.
