‘추위타는’ 전기차… 히트 펌프 · 윈터 타이어로 지켜요[자동차]

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 최근 한파로 전기차 관리에 비상이 걸린 가운데 서울 강남구의 한 전기차 주차장에서 차들이 충전하고 있다. 연합뉴스

■ 겨울철엔 주행거리 20% 뚝… ‘월동장비’ 필수

리튬이온 배터리, 기온 민감해
저온일땐 효율·충전속도 저하
실내 주차하고 月 한번쯤 완충

히터는 배터리 효율 떨어뜨려
부품 폐열을 난방에 활용하는
히트펌프 시스템 사용 권장돼
윈터타이어로 제동력도 향상

전기자동차 보급이 활성화되면서 겨울철 차량 관리법에 대한 관심도 높아지고 있다. 전기차에 탑재되는 리튬이온 배터리는 저온 상태에서 리튬이온의 이동이 둔해져 성능이 떨어지기 때문이다. 부족한 충전소와 짧은 주행거리에 대한 전기차 차주들의 걱정도 커진다. 한파로부터 내 전기차를 안전하게 지키기 위한 방법은 뭐가 있을까. 자동차업계와 환경부 자료를 토대로 겨울철 전기차 성능 저하 요인과 관리 방법을 알아봤다.

◇겨울 되면 전기차 주행거리 20%가량 줄어 = 30일 관련 업계에 따르면 대부분 탑재된 리튬이온 배터리는 기온이 낮아지면 효율과 충전 속도가 느려진다. 실제로 겨울철 전기차 주행거리는 차종에 따라 10∼20%가량 차이가 난다.

일반적으로 저온(영하 6.7도 이하)에서는 상온(23∼25도) 대비 20%가량 전비가 낮다. 환경부 인증 기준 현대차 아이오닉5 2WD 롱레인지 20인치는 주행거리가 상온에서 405㎞, 저온에서 354㎞다. 기아 EV6와 테슬라 모델Y는 상온과 저온의 주행거리 차이가 각각 44㎞, 69.3㎞다.

◇배터리 온도 유지해 배터리 효율 높여야 = 겨울철 전기차 배터리의 효율을 높이기 위해서는 배터리 온도가 유지될 수 있도록 가급적 실내 주차를 하는 것이 좋다. 기온이 낮은 실외보다 실내 충전소를 이용하면 배터리 온도 유지에 용이하다. 또 실외보다 실내가 더 빠른 충전이 가능하다.

배터리 히팅 시스템과 부동액도 배터리 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 도움을 준다. 전기차의 부동액은 반드시 전기가 통하지 않는 절연형 전용 부동액을 사용해야 한다. 또 기본적으로 한 달에 한 번가량 완충하는 것이 배터리 성능 유지에 좋다. 배터리 충전량이 20% 이하일 때 완속으로 100%까지 충전하는 것이 도움이 된다. 계기판이나 인포테인먼트 시스템을 작동하는 보조배터리인 12V 배터리도 방전에 주의해야 한다. 12V 배터리는 전력이 떨어지면 주행용 배터리 또는 회생 제동 에너지를 활용해 충전하지만, 수명이 다하면 교체해야 한다.

배터리 효율을 떨어뜨릴 수 있는 차량 히터 대신 히트펌프를 사용하는 것이 좋다. 엔진 열을 난방에 활용하는 내연기관차와 달리 전기차는 배터리 전력으로 히터를 작동한다. 히터 작동 대신 전기차 내 모터 등의 부품에서 발생하는 폐열을 전기차 실내 난방에 활용하는 히트펌프 시스템을 사용하면 보다 효율적인 배터리 관리가 가능하다. 전문가들은 히터 사용을 낮추는 방안으로 차량 충전 중 예약 난방을 추천한다. 충전 상황에서 충전기 전력을 사용하기 때문에 충전 중 공조 장치를 작동하면 별도 전력 소모 없이 따뜻한 상태로 출발할 수 있다. 먼저 충전 중 공조기로 내부 온도를 높인 뒤 열선을 활용해 몸을 따뜻하게 유지하는 것이다.

겨울철 안전 운행을 위해 전기차 전용 윈터 타이어로의 교체도 권장된다. 전기차 타이어는 기온이 낮아지면 경화 현상이 발생한다. 윈터 타이어는 7도 이하 온도에서 눈길과 빙판길에서 접지력이 높아 제 성능을 발휘한다.

눈이 쌓인 도로를 달렸다면 주기적으로 차량 하부를 세차해 염화칼슘을 제거해줘야 한다. 염화칼슘이 도로의 먼지, 모래 등과 섞여 차량에 붙게 되면 철과 반응해 염화철을 만들고 차량을 부식시킬 수 있다.

◇열효율 잡는 기술 개발 박차 = 현대자동차그룹은 배터리 효율을 높이기 위한 방안으로 열에너지에 주목하고 있다. 주행 중 발생하는 열에너지를 최소화하면 배터리 효율을 높일 수 있기 때문이다.

신개념 난방 시스템인 ‘복사열 워머’ 기술은 히터를 이용해 공기를 가열하는 방식에서 벗어나 복사열 방식으로 인체에 열을 직접 전달한다. 한국 전통 온돌과 유사한 방식이다. 잉크 프린팅 타입으로 대량 생산이 가능하며 면 발열로 온도 분포를 균일하게 구현하는 소재다. 48V용 워머 시스템을 개발해 대시보드와 글러브박스, 센터콘솔, 도어 트림 등으로 난방 시스템 적용 범위를 확대할 계획이다. 겨울철 자동차 앞유리에 쌓인 눈과 얼음을 신속하게 제거할 수 있는 ‘발열 유리 제상 시스템’은 뜨거운 바람이 아닌 발열 유리를 활용하는 방식이다. 현대차그룹 관계자는 “두 가지 모두 양산 적용이 임박한 기술”이라며 “열 관리는 전기차 시대 경쟁력을 좌우할 핵심 기술이 될 것”이라고 말했다.

황혜진 기자 best@munhwa.com