전기차

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전기자동차

화석 연료를 전혀 사용하지 않는 무공해 자동차

전기자동차는 고전압 배터리로부터 전기에너지를 전기 모터로 공급하여 차량에 구동력을 발생시킴으로써 화석연료를 전혀 사용하지 않는 완전 무공해 차량입니다. 전기 자동차의 핵심 구성은 전기전력부품으로 하이브리드와 플러그인 하이브리드, 수소전기 차량 등의 기술과 많은 부분을 공유하고 있습니다.

전기자동차 전용 고효율 구동모터

현대자동차는 소프트/하드 타입의 하이브리드 전기모터를 성공리에 국산화 개발한 것을 바탕으로 전기차 전용 구동모터를 국내 최초로 개발했습니다. 전기차 전용 구동모터는 기존 산업용 모터와 비교해 효율을 높이고 손실을 최소화해 연비를 향상시켰으며, 고속 회전이 요구됨에 따라 강성을 보강해 진동과 소음을 최소화시켰습니다. 모터의 성능에 해당하는 출력과 토크는 각각 50kW, 167Nm로 가솔린 엔진 성능으로 환산 시 최대출력 68마력, 최대토크 17.0kgm 에 해당하며, 최대 효율 또한 93% 이상을 달성해 동급 최고의 성능을 자랑합니다.

고용량 리튬이온폴리머 배터리 시스템

전기자동차에는 고용량의 리튬이온폴리머 배터리시스템이 적용됩니다. 리튬이온폴리머 배터리는 셀을 최적화하고 시스템도 고집적화시켜 경쟁사 대비 중량을 13% 가볍게 하고 에너지 밀도도 15% 향상시키는 등 시스템 효율을 높였습니다. 또한, 내부 저항을 줄이고 설계 및 제어 정밀도를 높여 충전 및 방전 시 최적의 상태를 유지함으로써 수명이 크게 향상되었습니다. 과충전시 전류를 차단하는 구조와 세라믹 코팅 분리막을 적용해 배터리의 안전성을 높이는 한편, 릴레이와 퓨즈 등 고전압 능동 보호 기구를 적용하여 시스템의 신뢰성도 확보했습니다.

전기자동차 전용 고출력 인버터

전기자동차 전용 인버터란 차량의 배터리에서 출력되는 직류 고전압을 교류 전압으로 변환해 구동모터에 공급하고 각종 제어를 수행하는 장치로써, 가혹한 온도와 진동 조건에서도 높은 신뢰성을 보장하고 일반 산업용 인버터에서는 제어하지 않는 모터 고속 영역에서 신뢰성 높은 제어를 할 수 있도록 설계되었습니다. 또한, 전기차 상용화의 최대 문제인 주행거리를 해결하기 위해 최적의 연비(효율)측면에서 높은 전력밀도(high power density)를 갖췄습니다.

가정에서 충전이 가능한 탑재형 완속충전기

탑재형 완속충전기(OBC, On Board Charger)는 가정용 220V 교류 전원을 변압기를 통해 승압하고, 정류기를 통해 DC 전원으로 변환하여, 고전압 배터리를 충전하는 전력변환장치입니다. 실드(Shield) 방식을 채택해 외부기기의 전자기 노이즈를 방지하는 동시에 수냉식 구조를 채택하여 충전기에서 발생하는 열을 효과적으로 낮춰줍니다. 또한, 운전자와 차량의 안전성을 확보하는 차원에서 비정상 충전 시 전원공급의 차단 등의 제어를 위해 충전 스탠드와 차량간의 통신 제어가 가능합니다. 이를 통해 장기적인 기술 경쟁력 확보 및 비용 절감을 달성하고 경쟁 차종 이상의 성능을 확보하는데 성공했습니다.

고속 전기차용 직류변환장치

고속 전기차용 직류변환장치(LDC, Low Voltage DC-DC Converter)는 고전압 배터리에서 나오는 330V 고전압을 차량에서 사용되는 12V 저전압으로 변환하여 12V 보조배터리 충전 및 차량 전장부하 전원을 공급하는 역할을 합니다. 기존 가솔린 차량에는 엔진 회전력으로 전기를 발생시켜 전력을 공급했으나, 직류변환장치를 장착하여 더 효율적인 에너지 사용이 가능해졌습니다. 또한 냉각 성능을 향상시켜 내구성능을 향상시키고 부피를 축소했으며 출력, 효율도 경쟁사 제품 이상의 기능과 성능을 확보했습니다.

고속전기차용 차량제어기(VCU, Vehicle Control Unit)

고속전기차용 차량제어기는 모터제어기와 더불어 토크 제어를 최우선으로 수행하며 그 외에, 시동 시퀀스 제어, 고장 진단 제어, 에너지 관리 최적 제어 등을 CAN으로 연결된 하위 제어기와 협조하여 수행합니다. VCU를 비롯한 각 제어기에는 상호간의 협조 제어를 통해, 만에 하나 발생할 수 있는 고장으로부터 차량의 안전을 확보하기 위한 전략이 마련되어 있습니다.

회생제동용 브레이크 시스템(AHB, Active Hydraulic Booster)

전기차용 회생제동 브레이크 시스템에는 엔진 대신 모터를 이용해 유압을 생성하고 일반 가솔린 차량과 같이 유압을 통해 제동력을 확보하는 전동식 유압부스터가 적용됩니다. 이에 따라 전기차에서 모터만으로 주행할 때에도 일관된 제동력과 제동감 구현이 가능하고, 주행상태에 따라 수시로 변화하는 모터 발전량과 연동하여 일정한 제동력을 확보할 수 있게 되었습니다. 전동유압식 부스터는 회생제동 시 모터의 발전량을 최대화할 수 있도록 제어함에 따라 1회 충전으로 주행 가능한 거리가 크게 늘었으며, 브레이크를 밟을 때도 모사 기구가 추가된 브레이크 액츄에이션 유닛(BAU)이 자연스러운 페달 조작감을 제공합니다.

보행자를 보호하는 가상엔진 사운드 시스템

전기차는 일반 가솔린 차량과 달리 모터만으로 주행하기 때문에 엔진소리가 없으며, 주변 보행자들이 차량의 접근을 인지하지 못해 사고가 발생할 수 있습니다. 이 같은 사고를 방지하기 위해 현대자동차의 전기차에는 가상의 엔진소리로 주변 보행자가 차량의 접근을 알 수 있게 하는 ‘가상엔진 사운드 시스템 (Virtual Engine Sound System, VESS)’이 적용됩니다.