[자동차] 설마 전기차에 변속기가 달려 있다고요?

전기차에 변속기가 달려 있다니, 과연 사실일까?

 흔히 전기차에는 변속기가 없다고 알려져 있습니다. 

출처 : www.abb.com

 전압제어(더 정확히는 PWM)로 모터 자체의 속도를 달리 할 수 있기 때문에 굳이 달려있을 필요가 없습니다. 

 이 컨트롤러를 전자 변속기라고도 부르는 경우가 있지만 정확히는 인버터가 맞습니다. 건전지와 같은 직류전원을 교류방식으로 바꿔주기 위해 달려있고, 이를 속도제어에 활용하는 거지요. (직류방식의 경우는 속도 제어에만 사용)

 

출처 : www.kia.com

그런데 재미있는 기사를 하나 찾았습니다.

 

"전기차 변속기 군살 확 뺐죠" - 아시아경제

"지금까지 전기차에 사용된 변속기는 크고 무거워 배터리 효율성이 높지 않았습니다. 대중화에 큰 걸림돌이었죠. 앞으로 초소형 변속기를 적용하면 에너지를 지금의 3분의 1만 쓰면 됩니다. 효율이 훨씬 좋아지는 것이지요."

 

이상하네. 제가 잘못 알고 있었던 걸까요? 변속기를 담당하는 저 너머 차장님한테 바로 물어봤지요

 

‘ 자창님, 전기차에 미션이 달려 있어요?’

‘ 네 달려있어요.’

‘ 이상하다 전기차는 원래 변속기가 없어야 되지 않아요?’

 

 질문을 던지고 나니 오히려 더 의아하게 쳐다보더군요.

 

 ‘내가 담당했는데 모를 리가 없어요. 우리 차에도 달려있어요’

 조금 더 파고 들어갔더니 내막은 이랬습니다. 

 우선 변속기라 불리는 녀석의 정체는 변속기가 아니었습니다. 정확히는 디퍼렌셜 기어 (차동기어) 였습니다. 좌우 바퀴의 회전수를 조절해주는 역할을 담당하고 있지요. 

 자동차가 좌회전 우회전을 하게 되면 양쪽 바퀴의 이동거리가 달라지게 되는데, 이때 생기는 속도 차를 극복하기 위해 달려있는 장치입니다. 이 차동기어에 Parking기어를 추가해서 ‘자동변속기’라는 용어로 부르고 있을 뿐이었습니다.

 

출처 : commons.wikimedia.org

출처 : www.learnengineering.org

 하지만 정말 변속기가 없는 게 맞는 걸까요? 여기서 그냥 끝내면 뭔가 아쉽지요? 조금 더 파보았습니다. 다음은 브라모라는 전기 바이크가 언급된 보쉬 기사의 일부분입니다.

 

Bosch: Electric Cars Will Soon Have Transmissions

 

Next, try to remember that when Brammo added a 6-speed transmission to its electric bikes a few years ago, they utterly changed the way electric motorcycles were perceived.

 

 네, 일부 전기차량에는 변속기가 달려있는 겁니다. 모터는 초기 기동 때 가장 큰 토크를 가지는 특성이 있는데, 이를 활용하기 위해 변속장치를 사용하는 거지요. 저 rpm을 여러 속도구간에서 사용할 수 있다면 보다 작은 사이즈의 모터로도 주행이 가능해 집니다.

 

출처 : www.teslamotorsclub.com

 가속 이후 떨어지는 토크를 보상하기 위해서는 전류 량을 증가시키는 방법이 사용됩니다. 모터의 전기 에너지는 전부 회전 에너지로 가지 못하고 열에너지로 새고 있는데요. (미니카를 오래 돌리고 만져 보신적 있지요? 뜨겁다 못해 타는 냄새도 납니다.) 전류량이 늘면 누수되는 열에너지도 증가하기 때문에 기대 이상의 시스템 부하가 걸리게 됩니다. 효율성이 떨어집니다.

 

출처 : gm-volt.com

 변속기 자체가 엔진의 효율성을 올리기 위한 장치이므로 전기차에도 사용되지 않을 이유가 없지요. Venturi Fetish 라는 주문형 전기 스포츠카는 저속과 고속으로 전환이 가능한 2단 변속기를 가지고 있습니다. 저단 고단만 존재하므로 우리가 생각하는 복잡한 수준의 기구는 아니겠지요.

 

출처 : www.lakic.com

 전기차 시장의 이단아 테슬라 모터(포스팅 클릭)도 마찬가지인데요. 조금은 다른. 듀얼 모터 시스템이라는 방식을 도입했습니다. 마찬가지로, 큰 토크가 필요한 저속에서는 저속모터가 큰 토크가 필요 없는 고속에서는 고속모터를 상황에 따라 각각 사용합니다. 방법이 다를 뿐 변속기가 필요한 상황이라는 건 마찬가지입니다.

 

출처 : en.wikipedia.org

 위에 언급한 기사는 이렇게 마무리 짓습니다.

 

What do you guys think? Is a transmission the way forward for better performance and efficiency, or should the OEMs stick to advancing the state of the battery and energy storage art? Let us know what you think in the comments, below. Enjoy!

 

 효율이라는 측면에서, 전기차에서 모터와 배터리의 효율성을 올리는 방향이 옳을까? 변속기를 장착하는 편이 옳을까? 자 여러분은 어떻게 생각 하시는가요?

관련링크 : 위키피디아 전기자동차

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