3장 전기자동차 종류 3-1 전기자동차의 구분 3-2 하이브리드 전기자동차(HEV) 【3】HEV의 모터 사용 정도에 의한 분류

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1 3장 전기자동차 종류 3-1 전기자동차의 구분 3-2 하이브리드 전기자동차(HEV) 【3】HEV의 모터 사용 정도에 의한 분류
【5】하이브리드 전기자동차의 전망 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV) 3-4 연료전지 전기자동차 3-5 그린카의 종류 및 발전동향

2 3-1 전기자동차의 구분 전기자동차 : 환경자동차(Eco-car) 하이브리드카(HEV) : 두 개 이상의 동력원을 가진 자동차
3-1 전기자동차의 구분 전기자동차 : 기존의 일반 차량에 비해 연비 및 유해가스 배출량을 획기적으로 줄인 차세대 자동차 환경자동차(Eco-car) 하이브리드카(HEV) : 두 개 이상의 동력원을 가진 자동차 전기자동차(BEV) : 순수 배터리를 사용하는 자동차 궁극적으로는 하이브리드자동차는 전기자동차의 과도기적 성격을 지니고 있다는 점에서 전기자동차는 하이브리드카를 포함한 넓은 의미로 사용 (OOOOEV)

3 3-1 전기자동차의 구분 하이브리드 자동차 : 하이브리드(hybrid) : 잡종, 혼합이란 뜻
3-1 전기자동차의 구분 하이브리드 자동차 : 하이브리드(hybrid) : 잡종, 혼합이란 뜻 2개 이상의 동력원을 이용하여 구동되는 자동차 전기자동차의 과도기적 성격 종 류 동력원 장 점 하이브리드 전기자동차 ㆍ가솔린 엔진 + 전기모터 ㆍ총 주행거리의 확대 ㆍ축전지 중량의 경감 ㆍ에너지 절약 하이브리드 회생자동차 ㆍ엔진 + 회생시스템 ㆍ전기모터 + 회생시스템 ㆍ저 배출가스 하이브리드 가스터빈자동차 ㆍ가스터빈 + 전기모터 ㆍ가스터빈의 연료 다양성 ㆍ열효율과 배출가스 특성 하이브리드 디젤전기보조식 ㆍ디젤엔진 + 전기모터 ㆍ고 부하시 다량 가스억제

4 3-1 전기자동차의 구분

5 3-1 전기자동차의 구분 전기자동차의 단점을 보완하기 위한 자동차 하이브리드 전기자동차 장점:
3-1 전기자동차의 구분 전기자동차의 단점을 보완하기 위한 자동차 하이브리드 전기자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV : Plug-in HEV) 하이브리드 전기자동차 장점: 전기자동차와는 달리 주행거리에 제한을 받지 않는다. 엔진의 효율이 가장 좋은 회전속도에서 발전기를 회전시킴으로써 생성된 에너지를 축전지에 충전 도심지에서는 전기자동차 모드로 주행하기 때문에 대도시의 대기오염을 줄일 수 있다.

6 3-1 전기자동차의 구분 [전기자동차 구분] 구 분 특 징 하이브리드 전기자동차 Hybrid EV. HEV
3-1 전기자동차의 구분 [전기자동차 구분] 구 분 특 징 하이브리드 전기자동차 Hybrid EV. HEV 동력원으로 전기모터와 내연기관을 동시에 쓰는 자동차 플러그인 Plug-in Hybrid EV. PHEV 동력원은 전기만 쓰지만 충전에 필요한 내연기관을 내장 Battery Electric Vehicle. BEV 순수 전기로만 움직이는 자동차.

7 3-2 하이브리드 전기자동차(HEV) 동력원의 전기화 정도에 의한 구분
기존의 엔진과 변속기를 동력원으로 사용하는 내연기관 (Internal Combustion Engine) 정지시 엔진이 정지되어 연료를 저감하는 Micro(Mild) HEV 기존 엔진에 모터로 보조하는 Soft(Power assist) HEV 전기 모터가 출발과 가속시에만 역할을 하는게 아니라 주행에 주된 역할을 하는 Hard(Full) HEV 기본적으로 전기모터로 움직이지만 배터리 범위를 넘어서는 거 리는 엔진을 이용해 발전기를 돌리는 방식인 Plug-in HEV 순수 배터리로만 운행하는 EV 또는 수소연료전지를 이용하는 FCEV 등의 순서로 구분이 가능하다.

8 3-2 하이브리드 전기자동차(HEV)

9 3-2 HEV (모터의 사용 정도) 구 분 특징 내연기관 ㆍ기존의 엔진과 변속기를 동력원으로 사용 ㆍ공회전시 엔진이 자동정지
ㆍ엔진 H E V Micro(Mild) HEV ㆍ공회전시 엔진이 자동정지 ㆍ모터는 출발시 엔진 재가동 위한 단순보조역할만 담당 ㆍ소형차량에 적합한 방식 ㆍCitroen C2 ㆍ엔진+모터(보조미비) Soft(Power assist) HEV ㆍ기존 엔진에 모터로 보조 ㆍ전기 주행모드가 없다. ㆍ시동이나 가속순간에만 모터가 엔진을 보조 ㆍ대부분의 병렬형 방식 ㆍ현대자동차아반테 LPI HEV 및 혼다자동차의 시빅 ㆍ엔진(주) + 모터(보조) Hard(Full) HEV ㆍ전기 모터가 출발과 가속시에만 역할을 하는게 아니라 주행에 주된 역할 ㆍ전기 주행모드가 있다. ㆍ하이브리드의 주류가 될 것 ㆍ직렬형/혼합형 ㆍ도요타의 프리우스 대표적 예 ㆍ모터(주) + 엔진(보조) PHEV(Plug-in HEV) ㆍ기본적으로 전기모터로 움직이지만 배터리 범위를 넘어서는 거리는 엔진을 이용해 발전기를 돌리는 방식 ㆍ동력원은 전기만 쓰지만 충전에 필요한 내연기관을 내장한 자동차 ㆍ가정용 콘센트를 이용해 자동차를 충전시키는 구조 ․ 모터(주) +엔진(바테리 충전) BEV ㆍ순수 전기로만 움직이는 자동차. ․ 모터(바테리)

10 3-2 하이브리드 전기자동차(HEV) 동력전달 방식
직렬형(Series), 병렬형(Parallel), 혼합형(Series/Parallel) 모터 사용(전기화) 정도 Micro(Mild) HEV, Soft(Power assist) HEV, Hard(Full) HEV 그림 7. 하이브리드 전기자동차 동력전달 시스템 그림 6. 일반엔진 동력전달 시스템

11 3-2 하이브리드 전기자동차(HEV) [하이브리드 전기자동차와 일반차의 비교] 종 류 장 점 단 점 가솔린 자동차
ㆍ주행 성능이 좋다. ㆍ차량가격이 싸다 ㆍ연비가 낮다. 하이브리드 전기자동차 ㆍ연비가 높다 - 연료소모 50% 감소 ㆍ환경 친화적이다 - HC, CO, NOx 90% 감소 - CO2 50% 감소 ㆍ정비가 복잡하고 수리비용 높다. ㆍ구조가 복잡해진다. ㆍ가격이 비싸다 ㆍ구동계가 복잡하고 무겁다. ㆍ고압 축전지의 수명이 짧고 고가

12 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 2) HEV의 동력전달 방식에 의한 분류 직렬형
엔진이 발전기를 돌리고, 발생한 전기에 의해 모터가 구동축(바퀴)를 움직이는 방식 최대 핵심은 전기의 힘으로만 기계적인 추진력을 얻어야 하기 때문에 대용량 배터리가 필요 하이브리드 트럭이나 버스와 같이 중량이나 면적에서 제약 조건이 적은 타입이 유리 플러그인 하이브리드의 주요 방식이 될 것 시보레 볼트(PHEV)의 방식

13 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 병렬형 엔진과 모터가 각각 독립적으로 구동하는 방식
주 동력원은 엔진을 이용한 기계적 추진력이고, 가속할 때나 출력이 부족할 때 주동력원을 모터가 보조 요구되는 시스템은 단순한 편이며, 무게와 비용면에서도 제약조건이 많지 않다. 하이브리드 형태 중 가장 널리 적용되는 방식 혼다의 시빅 하이브리드

14 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 혼합형 직렬형과 병렬형을 혼합한 방식
엔진과 모터가 동시에 작동되거나, 모터 단독 또는 엔진 단독으로 그리고 엔진과 회생제동을 통해 발전기를 돌려 구동축을 움직이는 방식 복잡한 구조와 전장기술 때문에 비교적 비용이 높아지는 단점 중형급 이상의 차종에 적합한 방식 도요타의 프리우스 회생제동장치(Regenerative Braking System) 전기 자동차에 사용되는 모터는 발전기와 동일구조 회전력을 걸어 회전시키면 발전기가 되어 발전 바퀴의 회전에 부하인 발전기가 물림으로 제동토크 발생(일종의 엔진 브레이크 효과)

15 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 프리우스 하이브리드 시스템(Toyota Hybrid System: THS)
병렬형 방식을 기본으로 직렬형 방식을 부가한 것이다. 하이브리드 시스템(THS)의 작동원리 발진시와 경부하시에는 엔진을 정지하고, 축전지로부터의 전력만을 가지고 모터로 주행한다. 통상 주행시에는 엔진 직접구동과 발전기에서 얻어진 전력을 사용한 모터구동 두 가지가 된다. 가속, 추월, 등판시 등 큰 동력이 필요한 경우, 통상 주행시에 추가하여 축전지로부터 전력을 공급하여 모터의 구동력을 증가시킨다. 감속시에는 모터를 발전기로 변환시켜 감속에너지로 발전하여 축전지에 충전하여 재생한다.

16 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분

17 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 프리우스 (Toyota Hybrid System: THS)

18 THS의 전기식 무단변속기 유성기어와 동력전달계통 연결
3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 혼합형 하이브리드 전기자동차 작동원리 복잡한 제어를 변속충격 없이 실현시켜주는 시스템이 도요타(Toyota)가 자체 개발한 유성기어(Planetary-Gear) 전기식 무단변속기와 제어시스템 도요다하이브리드 시스템(THS)에는 무단계변속기(CVT: continuously variable transmission) 등의 기계식 변속기가 없음 THS의 전기식 무단변속기 유성기어와 동력전달계통 연결

19 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 혼합형 하이브리드 전기자동차 연비향상과 파워풀한 구동을 가능하게 하는 장점
복잡한 구조와 전장기술 때문에 비교적 비용이 높아지는 단점 중형급 이상의 차종에 적합한 방식으로 평가 도요타의 프리우스가 혼합형(직․병렬형)의 대표적인 모델 GM, Daimler, Chrysler와 BMW 등도 혼합형(직․병렬형) 방식을 개발했지만 도요타가 지난 10년간 하이브리드 상용화를 통해 얻은 다수의 혼합형(직․병렬형) 기술 노하우를 가지고 있기 때문에 선도적인 업체로 볼 수 있다. BMW 플러그인 하이브리드 컨셉카

20 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 프리우스의 개요 최초의 양산형 HEV 자동차(1997) SPLIT 방식(직렬/병렬 조합)
이산화탄소 배출량 약 ½(50% 감소) CO, HC, NOx 배출량 : 규제치의 1/10(90% 감소) 연비 : 35.5km/L

21 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 혼합형 하이브리드 전기자동차 작동원리
Starting or Light Load : 엔진이 최대효율로 작동하지 않으므로 모터에 의해서만 차량을 구동 Normal Driving : 엔진이 바퀴를 구동하고, 나머지 출력은 모터 구동용 전기를 발생 - 최대효율을 얻을 수 있도록 각 경로에 분배되는 출력비율을 제어 Full Acceleration : 엔진 / 모터 동시사용 축전지에서 모터에 전력 공급 (축전지에서 모터에 전력 공급) Decelerating or Braking : 바퀴의 관성에 의해 발전기가 구동되고, 발전기에서 발생된 전기는 축전지에 저장 역할. Idling : 엔진 정지 .단, 축전지의 재충전이 필요한 경우에는 가동

22 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 도요타의 프리우스의 구조 유압제동 회생제동

23 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 2011 서울모터쇼, 기자들이 주목하는 국내차는?
현대차 최초의 양산형 가솔린 하이브리드인 ‘쏘나타 하이브리드’와 연료전지 콘셉트카인 '블루스퀘어(Blue², HND-6)’최초 공개 현대차가 국내에 처음으로 선보이는 쏘나타 하이브리드는 현대차가 세계 최초로 독자개발한 병렬형/하드타입 하이브리드 시스템을 적용해 세계 최고 수준의 기술력을 확보한 현대차의 첫 양산형 가솔린 하이브리드 모델 병렬형 하드타입 하이브리드 시스템은 기존 토요타와 GM 등이 사용하는 혼합형/하드타입에 비해 적은 모터용량으로도 동등 이상의 성능을 확보

24 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 병렬형/하드타입 HEV와 혼합형/하드타입 성능 비교 구분 구동방식 비고 혼합형/하드타입
ㆍ2개의 모터가 각각 배터리 충전과 구동 담당 ㆍ시속 80km이상에서는 모터구동 모드 없음 도요타 GM 병렬형/하드타입 ㆍ1개의 모터가 배터리 충전과 구동 병행 ㆍ모터의 개수 줄여 크기 축소 ㆍ차량 무게 감소 ㆍ연비 개선 ㆍ시속 100km이상에서도 모터구동 모드있음 (가속붙은 상태의 평지, 내리막길) ㆍ혼합형과 비교하여 구조간단 / 성능개선 현대/기아차

25 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 [동력전달 방식 HEV 분류] 직 ㆍ엔진→발전기 돌리고→전기→모터→바퀴구동 렬
구 분 특징 직 렬 형 ㆍ엔진→발전기 돌리고→전기→모터→바퀴구동 ㆍ최대 핵심은 대용량 배터리가 필요 ㆍ하이브리드 트럭이나 버스/중량,면적 제약 조건 적은 타입 ㆍ시보레 볼트 (플러그인) 병 ㆍ가장 널리 적용되는 방식 ㆍ엔진과 모터가 각각 독립적으로 구동 ㆍ혼다 시빅 ㆍSoft 방식 ㆍ주행상태에 따라 엔진과 모터로 최적상태 구동 - 큰 동력필요시 : 엔진 + 모터 - 여유 동력시 : 엔진→모터구동→바테리 충전(모터=발전기) 혼 합 ㆍ엔진과 모터가 동시에 작동, 모터 단독 또는 엔진 단독으로, 그리고 엔진과 회생제동을 통해 발전기를 돌려 구동축을 움직이는 방식 ㆍ복잡한 구조와 전장기술로 높은 비용 / 단점 ㆍ중형급 이상의 차종에 적합한 방식 ㆍ프리우스 ㆍHard 방식 ㆍ발진, 경부하시 : 모터주행(엔진정지) ㆍ통상시 : 엔진구동 + 엔진→발전기→모터구동 ㆍ가속시 : 엔진구동 + 엔진→발전기→모터구동 + 모터구동 ㆍ감속시 : 모터→발전기로 변환, 감속에너지 축전지충전 ㆍ엔진효율이 좋은 주행상태에서는 엔진으로 발전기를 돌려 축전지에 충전하여 두고자함이 주요 동작과정

26 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 [모터 사용 정도에 따른 HEV 분류] ㆍ공회전시 엔진이 자동정지
구 분 특징 HEV Micro(Mild) HEV ㆍ공회전시 엔진이 자동정지 ㆍ모터는 출발시 엔진 재가동 위한 단순보조역할만 담당 ㆍ소형차량에 적합한 방식 ㆍCitroen C2 ㆍ엔진 +모터(보조미비) Soft(Power assist) HEV ㆍ기존 엔진에 모터로 보조 ㆍ전기 주행모드가 없다. ㆍMicro(Mild) HEV 방식보다는 모터의 보조역할이 더 크다 ㆍ엔진과 변속기 사이에 모터가 삽입 ㆍ모터가 엔진의 동력 보조역활을 수행 ㆍ전기모터 단독으로 차를 움직일 수 있지만 모터는 단지 추진의 보조 역할을 한다. ㆍ시동이나 가속순간에만 모터가 엔진을 보조 ㆍ정속 주행 시는 일반 자동차와 동일하게 엔진으로만 구동하는 타입 ㆍ대부분의 병렬형 방식이 Soft 타입 ㆍ현대자동차의 아반테 LPI 하이브리드 및 혼다자동차의 시빅 ㆍ엔진(주) + 모터(보조) Hard(Full) ㆍ전기 모터가 출발과 가속시에만 역할을 하는게 아니라 주행에 주된 역할 ㆍ전기 주행모드가 있다.(단거리 운행시 사용) ㆍ직렬형과 혼합형이 이 방식에 속함 ㆍ도요타의 프리우스가 대표적 예 ㆍ하이브리드의 주류가 될 것 ㆍ모터(주) + 엔진(보조)

27 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 미국 환경규제에 따른 차종별 수요 전망

28 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 【5】하이브리드 전기자동차의 전망
하이브리드 전기자동차는 전기와 연료를 함께 사용함으로써 기 존 내연기관 자동차보다 월등한 연비를 얻을 수 있는 장점 현재 하이브리드 전기자동차는 도요타의 프리우스, 혼다의 인사 이트(Insight)와 씨빅 등 여러 종류가 출시 차종은 적게는 리터당 20km에서 많게는 30km의 연비를 보여, 리터당 12~15km 수준인 기존 동일 모델보다 40%, 많게는 100% 까지 향상된 연료 효율을 자랑하고 있다. 도심 속의 저속 운전과 교통 체증에서 나오는 불필요한 연료 소 비는 대표적인 온실가스인 이산화탄소의 배출을 증가 저속에서 전기 모터로 구동하는 하이브리드 전기자동차는 도심 주행시 이산화탄소 등 오염 물질 배출을 크게 줄일 수 있는 강점 지닌 것으로 평가

29 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 여러 장점에도 불구하고 지금까지 하이브리드 전기자동차에 대한 평가는 그리 밝지 못했던 것이 사실 연비는 높지만 주행 성능이 일반 자동차에 비해 떨어짐 / 가격도 비싸 소비자들의 반응이 냉담 하이브리드 전기자동차 기술이 일반 자동차 수준 이상으로 빠르게 발전하면서 소비자들의 시각이 점차 달라지기 시작 최근의 유가 급등으로 인해 소비자들의 하이브리드 전기자동차에 대한 관심은 더욱 고조 국제 유가가 고공비행을 하고 있으며, 장기적으로 고유가 국면이 지속될 것이라는 전망 향후 지구 온난화와 관련된 환경 규제가 본격화될 조짐 추가적인 연료 인프라 없이 기존의 연료 공급망을 그대로 활용할 수 있는, 저공해 고효율 하이브리드 전기자동차에 대한 관심은 한층 높아질 것으로 기대

30 3-3 HEV의 동력전달 방식 구분 연비개선효과

31 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV)
기존의 Hard 하이브리드 시스템에 대용량 배터리를 추가하고 집에서 배터리를 충전하여 주행하게 되면 하드 하이브리드 보다 연료를 적게 소비하면서 멀리 주행 가능한 차 가정 전원이 이용 가능하고 어디서도 충전 할 수 있다는 간편성을 염두해 둔 방식 현재 양산 판매되고 있는 스트롱(하드)타입 하이브리드와 기술적인 차이가 적고 경제성이 좋기 때문에 많은 자동차회사가 연구개발에 매진 앞으로 2~3년 앞에 플로그드인 하이브리드 자동차가 집 앞에서 돌아다니는 것을 기대해도 좋을 것 PHEV인 VOLT의 구조

32 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV)
추진

33 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV)
PHEV = HEV + 바테리 용량 증대 + 플러그

34 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV)
HEV와 PHEV의 구성비교

35 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV)
전기자동차의 주요 구성품 구 분 하이브리드 플러그인하이브리드 전기자동차 연료전지자동차 (HEV) (PHEV) (EV) (FCEV) 구 조 구 동 원 엔진 + 모터 모터, 엔진(방전시) 모터 에너지원 화학연료, 전기 전기,화학연료(방전시) 전기 수소 특 징 구동시 내연기관/모터 적절히 별도 인플라 필요없음 배터리전용주행 5km 내외 단거리 전기로만 주행 장거리구동시 엔진 직구동 HEV대비 배터리 용량증대(주행거리 60km 내외) Zero-emission 현재 근거리 주행만 가능(100km 내외 수소-산소반응으로 전기생산하여 모터구동 수소탱크,스택장착 시스템 고가

36 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV)
【1】동력전달 방식에 의한 분류 PHEV(동력계 구조 구분) 직렬 하이브리드 시스템(Serial Hybrid System) 병렬 하이브리드 시스템(Parallel Hybrid System) 직병렬 하이브리드 시스템(Serial Parallel Hybrid System) 직렬 하이브리드 시스템 엔진이 발전기를 돌리고, 발전기가 전기모터에 전류를 공급해 구동축을 움직이는 방식 구동축을 움직이는 역할은 전기모터가 하며 엔진은 전기모터에 전력을 공급하는 역할만 함 GM 시보레 볼트 병렬 하이브리드 시스템 엔진과 전기모터가 동시에 구동축에 힘을 전달하는 방식 엔진이 구동축에 바로 연결되기 때문에 엔진에서 얻어진 기계적 에너지를 전기에너지로 바꾸지 않아도 된다는 것이 장점 혼다 인사이트, 시빅 하이브리드

37 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV)
직병렬 하이브리드 시스템 직렬방식과 병렬방식을 상황에 따라 유연하게 바꿔가며 사용 엔진 힘이 구동축에 직접 전달되기도 하고 전기모터만으로 사용할 수 있기도 해서 편리 저속에서는 직렬 시스템을 사용하고, 고속에서는 병렬 시스템을 사용하기 때문에 연비와 출력 모두 장점 도요타 프리우스, 렉서스 하이브리드 직렬 시스템 : 정지와 운행이 반복되는 도심 운전에서는 연비가 우수하지만, 고속도로 주행에서는 연비가 오히려 낮다. 병렬 시스템 : 도심 운전에는 연비가 낮지만 고속도로 주행에서는 연비가 높다. 직병렬 시스템 : 양쪽 장점을 가지고 있지만 대형 발전기와 배터리 팩이 필요하기 때문에 원가가 높다는 것이 단점 플러그인 하이브리드카 : 낮은 유지비, 친환경 등 여러 가지 경쟁력을 가지고 있어 GM, 포드, 도요타 등 글로벌 자동차업계가 사활 걸고 개발

38 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV)
구분 구동방식 비고 직렬 PHEV ․ 대표적인 구조 ․ 엔진 → 발전기 → 전기모터 → 구동축 → 바퀴 ․ 엔진은 전기모터에 전력을 공급하는 역할만 시보레 볼트 병렬 PHEV ․ 엔진과 전기모터가 동시에 구동축에 힘 전달 ․ 엔진이 구동축에 바로 연결되기 때문에 직렬 시스템과 달리 에너지 변환 없음(장점) 혼다 인사이트, 시빅 하이브리드 직병렬 PHEV ․ 직렬방식과 병렬방식을 상황에 따라 유연하게 ․ 엔진 힘이 구동축에 직접 전달되기도 하고 전기모터만으로 사용할 수 있어 편리 ․ 저속 : 직렬 시스템 고속 : 병렬 시스템 / 연비와 출력 모두 장점 도요타 프리우스, 렉서스

39 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV)
Plug-in HEV의 장단점 구 분 장 점 단 점 Plug-in HEV (PHEV) 가솔린 스탠드를 이용 가능(충전 스탠드 정비가 진행될 때 까지) 전지로 장거리 주행하므로 중량대비 전지가격이 전기자동차보다 저렴(전지 가격하락까지는 경제적 유리) 대형 승용차는 전기자동차보다 우월한 연비 가솔린차와 동등 이상의 항속성능 13km정도 이상 주행은 하이브리드 전기자동차와 비슷한 환경오염 발생 장거리 주행, 또는 지속적인 대출력이 필요한 버스, 트럭에는 불리 전기자동차와 가솔린 자동차의 전환 기구가 필요하고 부품 수가 많아서, 전지의 가격하락 이후에는 장점 없음

40 인휠 모터 방식을 채용한 플러그인 하이브리드 전기자동차
3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV) 시보레 볼트 : 엔진이 구동하지 않을 때는 전기 에너지만으로 구동 내연 엔진차에 비해 자동차 구동 소음이 매우 작다. 보행자에게 자동차가 다가옴을 모르므로 적당한 소음을 만들어 내야 한다. 볼보의 플러그인 자동차 : 인휠 모터 채용 인휠 모터는 각 바퀴 안쪽에 설치된 모터를 사용하여 구동 장점은 각 바퀴로 연결되는 드라이빙 축을 없애 구조의 간단화 인휠 모터 방식을 채용한 플러그인 하이브리드 전기자동차

41 3-3 플러그 인 하이브리드 전기자동차(PHEV)
【2】 개발동향 2006-미국을 중심으로 하여 차세대 친환경자동차로서 플러그-인 하이브리드 전기자동차가 부각되기 시작 PHEV는 차량 주행에 저장된 전기에너지를 사용함으로써 내연기관 즉, 화석연료의 사용을 최대한 억제하는 실질적인 무공해 자동차(Practical Zero Emission Vehicle)라고 할 수 있다. 가장 주목을 받는 차량은 GM이 발표한 Chevrolet‘ Volt’와 Toyota의‘1/X’Concept 등 Toyota의‘1/X’Concept

42 3-4 연료전지 전기자동차 전기자동차에 전기를 공급하는 방법 연료전지와 축전지 축전지방식 :
3-4 연료전지 전기자동차 전기자동차에 전기를 공급하는 방법 연료전지와 축전지 축전지방식 : 외부로부터 전기를 충전, 저장해야 하는 수백 파운드의 무거운 축전지팩이 필요 운행거리에 제한이 따르고 주기적으로 축전지 교환 및 축전지 고가 자동차 업계에서는 연료전지 방식에 더 주목 수소연료전지는 축전지에 비해 작고/가벼우며/빠른 시간에 재충전 가능 수증기만을 방출하기 때문에 가장 깨끗한 미래형 동력원

43 3-4 연료전지 전기자동차 연료전지 전기자동차는 화학적 축전지 대신 작은 발전소에 비유할 수 있는 연료전지(Stack)를 싣고 다닌다. 연료전기자동차는 수소를 연료로 사용하는데 아직은 수소 저장 및 운반 기술이 미흡하고, 충전소도 많지 않아서 상용화되지 못하고 있다. 수소를 산소와 반응시켜 열과 전기를 얻는다. 물을 전기분해해 수소와 산소를 만들어내는 원리의 반대 연료전지 전기자동차 구조

44 3-4 연료전지 전기자동차 연료전지의 전기발생원리 연료전지의 전기발생원리 연료전지 발전시스템 구성도

45 3-4 연료전지 전기자동차 구 분 장 점 단 점 수소 연료 전기자동차
3-4 연료전지 전기자동차 구 분 장 점 단 점 수소 연료 전기자동차 자연 에너지 발전의 이용보다, 수소는 물에서 무한대로 생산 가능하여 지속 가능하다. 주행시 CO2나 NOX가 발생하지 않는다. 항속거리가 전지식 전기자동차 보다 길다. 내연수소자동차보다 연료 절감 다른 방식의 수소 자동차와 같은 단점 갖음 인프라 정비에 비용 투입 수소흡장 합금 탱크나 고압수소 탱크를 탑재/차량 내부공간협소/무게 증가 백금 등에 의해 연료 전지 고가/내연 수소 자동차 보다 취득 비용 고가 화학 반응을 이용하는 발전이므로, 이온 교환 수지의 마모에 의한 성능 저하 / 주기적인 연료 전지를 교환

46 3-4 연료전지 전기자동차 그린카의 발전동향

47 3-5 그린카의 종류 및 발전동향 전기자동차의 변천과정과 미래 이유 : 배터리의 용량이 부족
3-5 그린카의 종류 및 발전동향 전기자동차의 변천과정과 미래 이유 : 배터리의 용량이 부족 이유 : 만족할만한 성능의 연료전지 미개발 자동차 운행에 필요한 전체 에너지를 감당할 배터리가 없는 상태에서 전기 자동차의 에너지 측면의 장점을 살릴 수 있는 것이 hybrid 형태의 자동차이다. “MG"는 엔진이 회전할 때에는 발전기로 동작하여 배터리를 충전시키고, 엔진이 회전하지 않을 때는 모터로 동작한다.

48 3-5 그린카의 종류 및 발전동향 전기자동차의 변천과정과 미래
3-5 그린카의 종류 및 발전동향 전기자동차의 변천과정과 미래 선진 각국에서는 순수전기자동차의 조기 실용화를 위하여 정부 차원의 대규모 투자와 아울러 강제 보급 정책을 추진 자동차 제작회사들도 이에 적극 참여하고 있으므로 전기자동차의 개발 및 실용화 전망은 밝다 순수한 전기자동차의 단점을 보완하기 위한 즉 완벽한 전기자동차의 전 단계 /하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV ) 등에 대한 연구 활발히 진행

49 3-6 주요내용 동력원의 전기화 정도에 의한 구분 Micro(Mild) HEV 특징 및 대표차종
3-6 주요내용 동력원의 전기화 정도에 의한 구분 Micro(Mild) HEV 특징 및 대표차종 Soft(Power assist) HEV특징 및 대표차종 Hard(Full) HEV특징 및 대표차종 하이브리드 전기자동차와 일반차의 장단비교 HEV의 동력전달 방식에 의한 분류 직렬형 구동원리 및 대표차종 병렬형 구동원리 및 대표차종 혼합형 구동원리 및 대표차종 프리우스 하이브리드 시스템 동작원리 혼합형 하이브리드 전기자동차의 장단점 프리우스의 개요 하이브리드 전기자동차의 전망 플러그드 인 하이브리드 자동차(PHEV)의 구조적 특징 HEV와 PHEV의 구성비교 Plug-in HEV의 장단점 수소연료전지 전기자동차 특징 전기자동차의 변천과정과 미래

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