150년 전 유물이 최신 전기차에? 요즘 신차도 포기할 수 없다는 ‘이 부품’의 정체

autopost

2023.01.11 09:52:25

조회 1793 추천 3 댓글 2

내연기관 차의 12V 배터리
발명된 지 150년 넘었다
전기차에도 탑재되는 이유는?

내연기관 자동차는 엔진 자체의 힘으로 시동을 걸 수 없어 외부 동력으로 엔진을 회전시키는 ‘크랭킹’ 과정이 필요하다. 자동차 산업 초창기에는 크랭크축에 직접 쇠막대를 꽂아 사람이 직접 크랭킹했지만 얼마 지나지 않아 시동 모터가 발명되었다. 요즘은 고카트 등 일부 특수한 경우를 제외한 모든 차에 시동 모터가 탑재된다.

그리고 그 모터를 돌리는 전력은 12V 배터리에서 공급된다. 12V 배터리는 시동 외에도 엔진이 계속 켜져 있을 수 있도록 점화 코일에도 전력을 공급하며 헤드램프, 오디오, 히터 등 전장 시스템 작동에도 꼭 필요하다. 그런데 이 12V 배터리가 전기차에도 필수라고 한다. 2톤 내외의 차체를 수백 킬로미터나 이동시킬 정도로 거대한 배터리가 있음에도 굳이 12V 배터리를 따로 얹는 이유는 무엇일까?

글 이정현 기자

발명 초기와 구조 비슷해
요즘은 MF 배터리가 대세

우선 차량용 배터리가 발명된 지는 벌써 한 세기 하고도 50여 년이 흘렀다. 19세기 프랑스 물리학자 ‘가스통 플랑테(Gaston Plante)’가 이차 전지의 일종인 납축전지를 개발한 게 시초였다. 현재 생산되는 12V 배터리는 별다른 변화 없이 당시의 구조와 작동 원리를 그대로 유지하고 있다.

+극과 -극으로 구성된 두 개의 전극이 전해질 속에서 화학 반응을 일으켜 전기를 발생시키는 게 배터리의 기본 원리로, 극판과 전해질의 종류에 따라 배터리 종류가 세분화된다. 과거에는 액체 상태인 전해질을 필요에 따라 보충해주는 방식이 주를 이뤘으나 요즘은 전해질을 보충할 필요가 없는 MF(Maintenance Free) 배터리가 흔히 사용된다.

폴스타 3 인테리어 / 사진 출처 = “CarBuyer Singapore”

구동용 배터리의 고전압
전장 시스템과 안 맞아

전기차의 주요 특징 중 하나는 내연기관 대신 배터리 전력이 모터를 구동시킨다는 점이다. 충분한 전력을 지닌 전기차에도 굳이 내연기관 차량과 같이 12V 배터리를 얹는 이유는 따로 있다. 최소 360V~800V에 달하는 전기차의 고전압 배터리는 구동용으로는 적합할지 몰라도 전장 시스템에 사용하기에는 과하기 때문이다.

전기차의 각종 조명과 오디오, 인포테인먼트 시스템 등과 같은 전장 시스템도 내연기관 차와 마찬가지로 12V 혹은 24V(상용차 한정)를 기준으로 한다. 구동용 배터리보다 훨씬 낮은 전압으로도 충분히 작동하는 전장 시스템을 굳이 고전압에 맞춰 전환하기에는 불필요한 비용이 들며 이는 결국 소비자에 전가된다. 안전성 측면에서도 일이 복잡해지기 때문에 대부분 완성차 제조사가 아직 12V 기반의 전장 시스템을 사용한다.

현대 아이오닉 6 공조 제어 패널 / 사진 출처 = 유튜브 채널 “차쌈TV ChaSSamTV”

초창기 독특한 설계 적용되기도
요즘은 엔진룸, 트렁크에 탑재

다만 구동용 배터리는 전기 모터 외에도 충전 시스템, 공조 계통 등 고전압이 필요한 시스템에 전원을 공급한다. 전기차와 수소차 보급 초창기에는 12V 배터리 대신 고전압을 12V로 변환하는 소형 리튬이온 배터리를 구동용 배터리 내부에 설치해 사용한 사례가 있다.

하지만 이 경우에는 12V 배터리를 수리하거나 교체하기 위해 고전압 배터리를 통째로 분리하는 등 불편이 컸기에 현행 전기차는 트렁크나 프렁크에 12V 배터리가 별도로 탑재된다. 탑재 위치까지 내연기관 차량과 큰 차이가 없어 보이지만 막상 12V 배터리를 충전할 발전기가 없는데 그렇다면 어떤 방법으로 전력을 유지할까?

12V 배터리용 발전기 없어
컨버터가 전압 변환, 충전

전기차에는 발전기 대신 ‘LDC(Low Voltage Dc-DC Converter. 저전압 직류 변환장치)’로 불리는 컨버터가 12V 배터리의 충전을 담당한다. 구동용 배터리가 공급하는 고전압 전원을 12V로 변환해 차량 내 전장 시스템에 전력을 공급하며 12V 배터리를 충전하는 역할도 겸한다.

구동용 배터리는 완속 및 급속 충전 시스템으로 충전되는데 급속 충전기의 경우 직류 전압이 통상 450~500V에 달한다. 완속 충전기로 충전할 땐 전기차에 탑재된 ‘OBC(On-Board Charger. 온보드 충전기)’가 380V 전압의 3상 교류(AC) 전원 및 220V 가정용 전기를 직류 전원으로 바꿔준다.

V2L 기능도 대세
가정용으로 충분

한편 최신 전기차는 구동용 배터리의 전력을 외부로 공급해 각종 전자기기 충전기는 물론이며 가전제품도 사용할 수 있는 V2L(Vehicle to Load) 기능이 탑재되기도 한다. 현대차그룹의 아이오닉 5, EV6의 경우 실내 V2L 포트로 운행 중에도 전자기기에 전력을 공급하며 외부 충전구에 V2L 커넥터를 연결해 최대 3.6kW의 전력을 사용할 수도 있다.

구동용 배터리가 100% 충전된 경우 전기밥솥, 전기 그릴, 전기 포트, 노트북, 전자레인지 등 가정에서 흔히 사용하는 가전제품을 4인 가족이 4일 동안 사용할 수 있다. 아이오닉 5, EV6 롱레인지 모델 기준 72kWh에 달하는 구동용 배터리 용량은 서울시 기준 한 가정이 10일 동안 사용할 수 있는 전력량과 비슷한 수준이기도 하다.

오토포스트 주요뉴스

▶ “제네시스 부러웠나…?” 중국에서 갑자기 만든다는 프리미엄 신차 ▶ “아이오닉 5 따라하나?” BMW가 공개한 콘셉트카 디자인 확인한 네티즌들 반응 ▶ “만우절인 줄 알았어요” 자동차 도로 위에 가득한 돼지 130마리… 어쩌다?

고정닉 0

원본 첨부파일 11본문 이미지 다운로드

전체 댓글 0개

등록순

본문 보기

타인의 권리를 침해하거나 명예를 훼손하는 댓글은 운영원칙 및 관련 법률에 제재를 받을 수 있습니다.
Shift+Enter 키를 동시에 누르면 줄바꿈이 됩니다.

갤러리 리스트
번호	제목	글쓴이	작성일	조회	추천
설문	손해 보기 싫어서 피해 입으면 반드시 되갚아 줄 것 같은 스타는?	운영자	24/11/18	-	-
2231	“금리 10%에도 끄떡 없어” 패밀리카로 인기 만점이라는 SUV, 국내 출시 예정입니다	autopost	23.01.16	541	1
2230	“대체 이런 건 누가 개발했나” 요즘 운전자들이 하나같이 불만 가지는 첨단 기능 [16]	autopost	23.01.16	4935	2
2229	“채용 비리 싹 다 없애겠습니다” 다 내려놓은 현대차 노조의 파격 선언, 진실은? [53]	autopost	23.01.16	3893	5
2228	“이건 신성모독 아닌가?” 일본의 롤스로이스라는 ‘이 차’, 결국 이렇게 바뀝니다 [2]	autopost	23.01.16	608	2
2227	“안되면 싹 다 부도 납니다” 르노코리아 협력사들이 정부에 지원 호소하는 이유 [34]	autopost	23.01.16	2986	2
2226	모두가 “나오면 산다”라며 칭찬하던 현대차, 국내 실제 판매량은 처참한 이유 [47]	autopost	23.01.13	4534	7
2225	‘정확도 90%’ 예상도 전문 유튜버가 그린 신형 쌍용차의 정체 [9]	autopost	23.01.13	2869	2
2224	불타는 테슬라, 사람들 달려들어 생명 구하고 보니 ‘이런 사람’이었습니다 [27]	autopost	23.01.13	3587	6
2223	“무식하게 출력으로 경쟁?” 요즘 자동차 제조사들은 ‘이것’으로 서열 나눈다	autopost	23.01.13	313	1
2222	“당장 계약 취소하고 존버한다” 카니발 페이스리프트 구형과 동시에 포착	autopost	23.01.13	432	1
2221	“미국판 그돈씨?” 일본 브랜드 힘들어지자 혼자 판매량 급증한 제네시스, 비결은? [77]	autopost	23.01.12	5358	11
2220	현대차가 세계 1위? 2023 CES에서 공개된 역대급 기술, 제조사 관계자들 ‘난리’ [4]	autopost	23.01.12	635	1
2219	“대체 왜 저렇게 생겼냐” 라며 난리난 수입차… 알고 보니 이유가 있었습니다 [26]	autopost	23.01.12	6436	8
2218	“이렇게 확 바뀐다고?” 아반떼 N 페이스리프트 테스트카 포착 [1]	autopost	23.01.12	644	1
2217	1억 짜리 ‘인민 카니발’, 실물 살펴보니 역대급 상품성 확보했다 [72]	autopost	23.01.12	6484	5
2216	“팰리 대항마 나온다” 제대로 작정한 일본차 브랜드가 선보이는 신차 [4]	autopost	23.01.11	575	2
2215	“만우절인 줄 알았어요” 자동차 도로 위에 가득한 돼지 130마리… 어쩌다? [12]	autopost	23.01.11	2073	8
2214	“아이오닉 5 따라하나?” BMW가 공개한 콘셉트카 디자인 확인한 네티즌들 반응 [23]	autopost	23.01.11	1911	2
2213	“제네시스 부러웠나…?” 중국에서 갑자기 만든다는 프리미엄 신차 [21]	autopost	23.01.11	2028	9
	150년 전 유물이 최신 전기차에? 요즘 신차도 포기할 수 없다는 ‘이 부품’의 정체 [2]	autopost	23.01.11	1793	3
2211	전국 테슬라 차주들 경악하게 만든 ‘화재 사건’, 동호회 분위기는… [20]	autopost	23.01.10	3452	10
2210	“전국 택시기사들 비상” 도통 이해하기 힘들던 ‘이 운전’ 올해부터 범칙금 부과됩니다 [10]	autopost	23.01.10	3264	9
2209	“전기차 못 타겠어요…” 또다시 불에 탄 테슬라 차량, 배터리 열 폭주 공포 확산 [1]	autopost	23.01.10	360	1
2208	“QM6 바로 취소합니다” 쌍용차가 깜짝 공개한 신차에 의외의 반응 쏟아진 이유 [5]	autopost	23.01.10	651	2
2207	겨울철 자동차 엔진 예열 무조건 해야 하는 이유, “그냥 출발했다간…” [14]	autopost	23.01.10	2035	2
2206	“푸조에서 우루스를…?” 국내 출시 선언해버린 역대급 SUV, 실물 대박! [3]	autopost	23.01.09	668	2
2205	“따라가다 큰일 날 뻔…” 찰나의 순간에 발생한 오토바이 사고, 누가 원인일까? [3]	autopost	23.01.09	2330	4
2204	“7천만 원에 포르쉐 감성을” 미국인들이 인정한 최고의 가성비 슈퍼카 [26]	autopost	23.01.09	4396	6
2203	“아이오닉 5 무조건 잡는다” 역대급 콘셉트카 공개해버린 일본차 근황 [26]	autopost	23.01.09	3476	11
2202	“역시 차는 벤츠네…” 포르쉐까지 위협하는 역대급 신차 국내 출시 예정 [43]	autopost	23.01.09	3743	8
2201	“빨리 핸들 잡으라고요!” 경찰 정지 명령에 불응하고 15분 넘게 숙면한 테슬라 운전자 [30]	autopost	23.01.06	5488	7
2200	“버스가 그렇게 단단하다고?” 맨몸으로 들이 받아버린 오토바이 운전자의 최후 [15]	autopost	23.01.06	4221	11
2199	“유퀴즈에도 나왔었죠” 지금의 현대기아차를 만들어낸 장본인들 입니다 [1]	autopost	23.01.06	469	2
2198	“고객 절반이 사라졌어요” 잘 나가다 위기 맞은 제네시스 최근 대기기간 살펴보니 [26]	autopost	23.01.06	5418	5
2197	“실물 미쳤다, 바로 살게요” 올해 한국에도 출시되는 ‘역대급’ 수입차 [7]	autopost	23.01.06	662	1
2196	“요즘 사람이 없어요” 자칫하면 운전자가 차를 직접 고쳐서 타야 할 수도 있습니다 [14]	autopost	23.01.05	5521	9
2195	“헉, 다음 달에 바로 나온다고?” 충격적인 현대차 세단 출고 대기기간 [2]	autopost	23.01.05	677	1
2194	“부가티 엠블럼 붙어있는데 설마…?” 한국에서 포착된 의문의 수입차 [10]	autopost	23.01.05	2184	2
2193	“페라리 3대 팔아도 못 사요” 갑자기 공개된 역대급 하이퍼카의 정체, 가격 실화? [57]	autopost	23.01.05	7173	6
2192	“제발 좀 그냥 가세요” 직진 신호에 정지해버린 최악의 운전자, 과실 비율은? [9]	autopost	23.01.05	2077	1
2191	“솔직히 팰리세이드 씹어먹죠” 국내에서 실물 포착된 기아의 역작 [32]	autopost	23.01.04	7007	2
2190	지옥에서 살아남은 현대차, 미국이 급하게 바꿔버린 전기차 보조금 조건 살펴보니 [2]	autopost	23.01.04	622	1
2189	“헉, 이거 진짜에요?” 1년 기다려야 하던 기아차, 이제 3개월이면 충분하다고? [11]	autopost	23.01.04	7148	1
2188	허위매물 0% 도전하겠다는 현대차, 당장 올해부터 시행하겠다고 선언한 것들 [5]	autopost	23.01.04	796	4
2187	“갑자기 100만 원 을 줄인다고?” 전기차 차주들 분노하게 만든 소식 전해졌다 [1]	autopost	23.01.04	462	2
2186	“또 나오면 무조건 산다고?” 한국 GM 내년 신차 계획 공개됐다 [1]	autopost	23.01.03	572	1
2185	아니, 이렇게 몰락한다고? 전기차 시대 가장 적응 못한 나라는 ‘이곳’입니다 [97]	autopost	23.01.03	6973	21
2184	“와 올해 혜택이 미쳤다” 전기차 보조금 제도 완벽하게 정리해 드립니다	autopost	23.01.03	322	1
2183	“주가 다시 미친듯이 올라갈까?” 모두가 욕하던 테슬라 자율주행이 사람을 살렸다 [26]	autopost	23.01.03	5622	6
2182	“금리? 신경 안 써요” 부자 아빠들이 올해 기다린다는 수입 신차들 총정리 [12]	autopost	23.01.03	4885	3
뉴스	박나래-화사, 남다른 우정 과시…“굳이 연락하지 않아도 마음속에 있어” (놀토)	디시트렌드	14:00