전기차를 구입하려는 사람 중 구입을 꺼리는 이유 중 하나가 한국의 겨울 날씨 때문이라고 합니다. 전기차는 겨울에 효율이 많이 떨어진다는 얘기들이 있기 때문입니다. 한국의 추운 겨울 날씨가 진짜 전기차 운행에 큰 단점인지 만일 그렇다면 어떻게 관리해야 하는지 과학적인 관점으로 알아보도록 하겠습니다.
전기차 주요 부품 ‘배터리’
전기차에서 가장 중요한 부품을 하나 꼽으라면 단연 배터리입니다. 배터리는 가솔린 엔진의 기름통과 기름이라고 볼 수 있습니다. 전기차에 쓰이는 가장 대중적인 배터리는 보통 리튬이온 배터리입니다. 리튬이온 배터리는 이차전지라고 불립니다.
일차전지 vs 이차전지
일차전지는 한번 사용하면 재사용이 불가능한 전지입니다. 그에 반해 이차전지는 재사용이 가능한 것으로 방전 후 충전하여 사용할 수 있습니다.
이차전지는 분리막, 양극재, 음극재, 전해질(물처럼 극성을 띤 용매에 녹아서 이온을 형성함으로써 전기를 통하는 물질) 이렇게 4대 핵심 소재로 구성됩니다. 리튬 이온 배터리의 전해질은 가연성 액체입니다. 이 액체를 통해 리튬이온이 양극과 음극을 이동하며 전류를 발생시키는 원리입니다.
간단히 얘기하여 전기차 배터리는 액체 전해질이라고 할 수 있습니다.
겨울철 이차전지 효율 감소 일어날까
전기차 구입자들은 한국의 추운 겨울 날씨에 배터리의 효율이 감소하는 것을 걱정합니다. 이는 사실일까요?
네 사실입니다.
앞서 말한 대로, 전기차 배터리는 액체 전해질입니다. 전해질에서 리튬이온이 양극과 음극을 이동하면서 전류를 발생시키게 되는데 온도가 내려가면 이온의 활동이 저하됩니다. 배터리의 효율이 떨어지는 것이죠.
게다가 온도가 낮은 상태에서는 모든 기계 장치들의 효율이 떨어집니다. 하다못해 바퀴가 굴러가는 일조차 여름과 겨울의 효율은 차이가 날 수밖에 없습니다. 이는 비단 전기차의 문제는 아닙니다. 가솔린차도 겨울에는 같은 이유로 효율이 떨어집니다.
효율 감소의 또다른 원인
낮은 기온에서의 배터리 효율 및 기계 장치 효율이 떨어지는 것뿐 아니라 겨울에는 많은 장비들이 가동됩니다. 가장 대표적인 것인 히터입니다. 낮은 온도에서 자동차가 굴러가게 하고 쾌적한 실내 환경을 유지하기 위한 추가 장치들이 가동되므로 아무래도 이런 장치들이 가동되지 않을 봄, 가을보다는 겨울에 전체적으로 자동차의 효율이 떨어지는 것은 너무나 당연한 일이라고 여겨야 합니다.
그렇다면 한국과 같은 추운 겨울이 있는 나라에서는 전기차를 타는 것이 옳지 않은 것일까요? 전기차를 구입하는 것이 옳지 않다는 것을 말씀드리려고 하는 것이 아닙니다. 전기차뿐 아니라 가솔린차도 겨울에는 효율 저하가 일어나니 올바른 방법으로 관리하는 것이 필요하다는 점을 말씀드리고자 하는 것입니다.
겨울철 전기차 관리 방법
전기차 오너(owner)들이 알아두어야 할 겨울철 전기차 관리 방법에 대해 말씀드려 보겠습니다.
차는 상온에서 보관
배터리가 낮은 온도에 취약하기 때문에 가동을 하지 않는 때에도 상온을 유지하는 것이 필요합니다. 특히, 주차할 때 건물 외부에 주차하는 것보다 실내에서 주차하는 것이 좋습니다. 지상, 야외 주차장보다는 지하주차장, 실내 주차장을 이용해 주세요.
배터리는 방전되지 않도록 관리
일반 자동차도 마찬가지입니다만, 특히나 전기차 배터리가 방전되지 않도록 관리해주는 것은 중요합니다. 배터리의 수명과도 관련이 있으면서 방전으로 인해 피해입은 배터리는 쉽게 회복이 되지 않습니다.
히트펌프 사용
히트펌프(Heat Pump)는 옵션상품 중 하나입니다. 역할은 배터리 주변으로 더운 공기를 불어주어 배터리 전해질이 얼어붙지 않도록 해주는 것입니다. 많은 전기차 제품 중에서 히트펌프를 옵션으로 내세우는 곳이 많습니다. 개인적으로는 옵션보다는 필수에 가까운 기능이라고 생각합니다.
마무리
전기차는 환경오염을 줄이고 에너지 비용을 줄이는 혁신적인 제품임은 확실합니다. 국내 자동차 회사인 기아, 현대에서도 기존 화석연료 사용 자동차에서 전기차, 수소차로 변화하겠다고 선언하였습니다. 세계 최대 전기자동차 기업인 테슬라를 필두로 많은 자동차 회사들이 전기차 시장으로 뛰어들고 있습니다.
하지만, 핵심 부품인 배터리에 대한 연구가 더 많이 이루어져야 할 것으로 보여집니다. 아직도 리튬이온 배터리의 화재 문제라던지 이 글에서 언급한 낮은 온도에서의 효율 저감 문제들을 효과적으로 해결할 필요성이 있기 때문입니다.
그렇다고 전기차를 지금 당장 사지 말아야 한다는 것은 아닙니다. 모든 기계 장치들이 겨울철 비슷한 문제들이 있습니다. 전기차 오너들은 곧 다가오는 겨울철 액체 전해질 배터리가 얼지 않도록 관리해주어야 하면 그 이유에 대해 설명드려 보았습니다.
