[정우덕 칼럼] 전기차의 배터리 용량과 연비..과연 어떤 함수가 있길래...

전기차의 세대별 주행거리 범위가 다른 것은 일반 차량의 연료 탱크 크기와 같은 배터리 용량과 밀접한 관계가 있다.

1세대는 주로 15~30kWh의 용량을 탑재하고 2세대는 40~100kWh 정도 들어간 데에서 비롯된다. 배터리의 원가와 에너지 밀도가 개선되며, 점차 용량이 늘어나는 추세다.

배터리 냉각 및 관리 기술도 차이가 있는데, 1세대는 주로 공기로 냉각을 시키고 2세대에서는 대체로 냉각수를 순환하여 유지한다. 후자가 열관리 및 수명연장 측면에서 유리하다.

1세대 차량 중 단순한 대류 냉각을 하는 차량은 특히 배터리 수명 단축에 취약하다. 출시가 된 시기로 보면 1세대는 주로 2010~2017년, 2세대는 2018년 이후다.

물론 1세대여도 2018년에 생산된 차량이 있고(쏘울, 아이오닉), 2세대여도 2017년에 팔리던 모델이 있으므로(볼트EV, 테슬라 모델S) 대략적인 시기라고 생각하면 된다.

2020년 이후 1세대 차량은 국내에서 단종되었으므로 중고 거래로만 구매 가능하다. 2세대 중에서는 400km 이상의 주행거리가 나오는 차량을 많이 선호한다.

전기차 연비 또는 전비(전기 연비)는 같은 에너지(kWh)로 얼마나 효율적으로 멀리(km) 주행할 수 있는가의 척도다. 그래서 단위가 km/kWh인데, 일반 차량의 km/L 단위와 유사하다.

기름의 부피(L)가 함유된 에너지의 양을 암시하는 것이다. 유럽에서는 L/100km를 자동차 연비 단위로 많이 쓰고 있어서 일부 전기차는 계기판에 kWh/100km로 나타내기도 한다.

효율 높은 소형 전기차의 연비는 충전 손실이 고려된 공인 수치 기준으로 5km/kWh 이상이고, 중형급 이상이나 화물용 차량은 3~4km/kWh 수준으로 내려가는 편이다. 일반 차량의 km/L 연비 수치를 3으로 나누면 비슷한 차급으로 비교해 볼 수도 있다.

당연하지만, 차급이 올라가면 크고 무거워지는 경향이 있어서 주행 거리가 감소한다. 이를 보완하기 위해 배터리를 더 넣으면 더욱 무거워지고 가격도 비싸지는 악순환이 발생한다.

그래서 소형~준중형 크기에 가격 및 연비 관점에서 최적인 차량이 먼저 많이 나왔고, 점차 중형 이상으로 확대되는 추세다.