다가오는 겨울, 전기차와 동계 준비하기 (배터리 히팅 시스템)

  • 전비가 떨어지는 겨울, 히터 사용이 잦은 겨울 전기차 주행거리는 얼마나 차이가 있을까요?
  • 배터리 히팅 시스템 필요한 옵션인가?

 

히터를 켜고 주행하는 계절이 다가오고 있습니다. 부산은 수도권이나 강원도 지역보다 날씨가 따뜻한

편이지만, 전기차 배터리는 이미 반응하고 있습니다. 추운 날씨로 벌써 주행 가능 거리의 30km 가까이 줄였으며, 더 줄일 수도 있을 것 같습니다.

전기차를 타면서 겨울을 한 시즌 보냈고, 다시 겨울을 맞이하면서 꼭 필요한 것에 대해 알아보려고 합니다. 먼저 차 주행거리를 먼저 알아야 합니다.

먼저 히터 (32도 가장 높은 온도, 가장 강한 바람 작동 / 26도 바람세기 중간) 사용 시 줄어드는 주행거리와 에어컨 (17도 가장 낮은 온도, 가장 강한 바람 / 24도, 보통 바람 세기) 작동할 경우의 주행거리를 비교해 봅니다.

[물론 여기에는 변수가 있습니다. 제 차의 경우 히트 펌프 시스템이 옵션으로 적용된 차량이기에 위의 결과가 다르게 나올 수 있는 부분을 생각하셔야 합니다.]

 

가득 충전으로 갈 수 있는 거리는 약 237km입니다. 시동을 걸면 약 1km가 감소합니다. 즉 현재 주행 가능 거리는 약 236km입니다.

겨울이지만 아직 부산의 경우 날씨가 따뜻한 편이라 240km 운행할 수 있습니다. 본격 겨울이 시작되면 약 220km 정도 한 번 충전으로 운행 가능합니다. 물론 이 주행거리는 공조장치를 사용하지 않았을 때의 주행거리입니다. 공조장치를 사용함에 따라 주행 가능 거리가 크게 달라집니다. 아래와 같이 비교해볼 수 있습니다.

 

구분       설정 17도 강풍 17도 약풍 32도 중풍 26도 약풍 24도 Auto
에어컨 사용 207 228 230
히터 사용 207 230
주행 가능 거리
비고 에어컨 약 15% 히터 약 20%

공조장치(히터와 에어컨) 사용에 따른 아이오닉 주행거리 (현재 주행가능거리:237km) 단위:km

– 일반적으로 히터가 에어컨보다 전력 사용량 비율이 높은 것을 확인할 수 있습니다. 또한, 여름철 에어컨 사용 시점에는 주행 가능 거리가 270km이기 때문에 실질적으로 히터를 사용할 경우 전력을 더 많이 사용한다는 것을 알 수 있습니다.

( 실외 기온 22도, 주행 가능 거리 약 237km를 주행할 수 있으며 외부 온도가 낮아짐에 따라 주행 가능 거리는 점점 줄어들게 됩니다. 한겨울(2017년 겨울, 영하 10도) 기준 주행 가능 거리 약 210km ) 작년의 경우 주행거리가 적어 주행 가능 거리 또한 충분한 데이터가 없어 작게 나왔지만, 올해는 얼마나 달라질 수 있는지 살펴봐야 할 것 같습니다.)

 

32도의 히터 작동 및 바람세기 최고 강함으로 설정했을 경우 주행 가능 거리 입니다. 주행 가능 거리는 207km로 약 30km의 에너지가 히터 가동에 사용된 것을 확인 할 수 있습니다. 히터 온도뿐만 아니라 바람세기에 따라 주행 가능 거리가 많이 달라집니다. 내연기관과 다른 점은 내연기관의 경우 엔진의 열로 히터를 사용하지만, 전기차의 경우 전기에너지를 열에너지로 변환하여 온도를 높이는 방식이기 때문에 에너지 효율이 낮습니다.

히터를 켜더라도 전기차는 차가운 바람이 들어오는 하체 특히, 발 부분은 방한 대책이 필요합니다. 보통 저는 어그부츠나 어그 슬리퍼를 착용합니다. 양말도 조금 두꺼운 것으로 착용합니다. 그 밖에 항상 담요를 두어 언제라도 무릎 부분을 덮을 수 있도록 준비합니다. 겨울철 히터 사용 시, 피부가 건조해짐으로 수분크림 또는 핸드크림을 자동차에 두고 수시로 바르는 것도 좋은 방법이겠지요?

26도 AUTO 모드로 설정한 경우, 약 230km를 주행 가능합니다. 약 23km 더 주행 가능합니다. 내연기관을 타면 핸들에 열선과 시트의 열선만 이용해도 충분하다고 생각하던 저도 전기차를 타면서부터 겨울에는 히터를 약하게라도 작동시킵니다. 내연기관은 자체적으로 높은 열을 바탕으로 따뜻한 바람이 들어오지만, 전기차는 그냥 차가운 바람 그대로를 차 안으로 유입시킵니다. 따라서 겨울에는 22도, 20도로 설정하여 히터를 작동하는 편이 운전 시 더 쾌적할 것으로 판단됩니다.

에어컨은 지금 계절에 효율을 알아본다는 것이 큰 의미가 없습니다. 여름철 주행 가능 거리가 약 270km까지 늘어나게 되고 에어컨을 온도 17도 바람세기 최강으로 가동하더라도 약 240km를 주행 가능합니다. 따라서 지금 보는 것은 의미 없습니다. 하지만, 에어컨 사용에 따라 이렇게 주행거리가 감소한다는 정도만 기억하시면 됩니다.

배터리 히팅 시스템 과연 필요한 옵션인가?

옵션으로 저는 선택한 배터리 히팅 시스템은 과연 전기차에서 필요한 부분인가?라는 질문에 대한 답변을 나름대로 생각하여 적어봅니다. 물론 현재 많이 출고되는 니로와 코나의 경우에는 조금 다른 시스템이 적용되어 있지만, 대체로 이론적으로는 비슷하니 내용을 숙지하시고 옵션을 선택하는 방법을 권합니다.

 

– 배터리 히팅 시스템과 히트 펌프

  : 옵션을 선택한 저였지만, 정확히 이렇게 구분을 하는 것은 처음이네요. 명확하게 두 시스템은 다른 시스템입니다. 현대에서 왜? 저 두 기능을 한 옵션으로 묶어 판매하는지는 모르겠지만 정확히 말하면 두 시스템은 확연하게 다른 시스템입니다.

  배터리 히팅 시스템 히트 펌프 시스템 비고
역할 겨울철 배터리의 과냉각을 막는 장치 냉난방 효율을 극대화를 위한 장치

 

단순하게 말하면 위와 같이 정리할 수 있습니다. 공조기 효율 극대화를 위한 히트 펌프 시스템은 보통 에어컨이나 히터를 가동하면서 조금 더 전력을 적게 소모하면서 원하는 공조 설정을 도와줍니다. 예전의 에어컨 시스템과 요즘 나오는 듀얼 인버터 에어컨을 비교하면 절반 정도의 에너지를 사용하여 원하는 온도 설정이 가능합니다.

 

하지만, 배터리 히팅 시스템은 이와는 조금 다릅니다. 리튬이온배터리의 경우, 일정 온도를 유지해야 합니다. 배터리의 온도가 그 이상이 되어서도 이하가 되어서도 안 됩니다. 이러한 리튬이온배터리의 특성 때문에 겨울철에 배터리 과냉각 방지를 위해 필요한 시스템입니다. 먼저 아이오닉의 경우 배터리 히팅 시스템이 없더라도 팬과 열선을 이용하여 배터리의 온도를 유지합니다. 배터리 용량이 작아 (28Kw) 공랭식으로 냉각 열처리를 하였습니다. 여름철 급속충전 시, 뒷좌석 밑 큰 팬을 작동시켜 배터리의 온도를 낮춰 줬습니다. 겨울철에는 배터리 옆에 열선을 두어 항상 일정 온도가 유지될 수 있도록 수시로 열선을 작동시킵니다.

 

이를 통해 배터리 온도를 일정 부분 유지할 수 있었지만, 코나나 니로, 볼트의 경우 상황이 달라집니다. 배터리의 셀 이 더욱 조밀하게 구성되어 있습니다. 배터리 용량이 2배가 되었지만, 부피는 2배가 되지 않은 것을 바탕으로 유추할 수 있습니다. 배터리 온도 유지를 위해 수랭식 냉각을 사용하고 있습니다. 여름철에는 냉각이 아주 잘 될 것입니다. 하지만 겨울철에는 배터리 과냉각을 방지할 수 있는 충분한 열이 전기모터에서 생성되는가?라고 묻는다면 아니라고 답할 수 있습니다. 이러한 부분을 도와주는 것이 바로 배터리 히팅 시스템입니다. 겨울철 배터리 과냉각을 방지함으로써 겨울철 급속충전을 할 때 꼭 필요한 기능입니다.

물론 옵션으로 선택은 개인의 선택에 달려 있습니다. 전기차로 겨울을 보내본 경험으로 무조건 넣는 것이 편합니다. 배터리는 겨울 고속 주행 후, 급속충전을 하면 충전 속도가 잘 나오지 않습니다. 동일한 양을 충전하더라도 배터리 히팅 시스템이 있는 제 차량이 타 차량보다 빨리 충전됩니다.

2세대 전기차의 경우 더 많은 양의 전력을 충전해야 합니다. 라디에이터에만 의존하는 차량과는 달리 배터리 히팅 옵션이 그때 분명 차이를 발휘할 것입니다.

 

DOWAN
영원히 사는 것보다 영원토록 남는 무언가를 만들어 내는 사람!