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요즘 전기자동차가 흥하고, 타이칸도 얼마전에 나와서 최근에 느낀 점 몇자 끄적여 봅니다.
흔히들 전기자동차에는 트랜스미션(기어)이 필요 없다고 합니다.
분명 모터 제어만으로 정지상태에서 최고의 출력을 끌어낼 수 있고, 통상적인 모터가 20000rpm까지 낼 수 있어서 순발력이 좋은건 사실입니다. 그래서 일상 주행 상황에 맞게 종감속기어를 물려서 최고의 연비를 뽑도록 설계했는데, 90km/h 정도를 유지할 때 최대의 항속거리가 나옵니다.
근데 최고출력을 사용하면 순간적으로 소모하는 에너지가 어마어마 합니다.
물론, 이는 내연기관도 마찬가지긴 하지만, 빨리 소모해도 빨리 채워넣을 수 있어서 일시적인 이벤트(가끔 와인딩, 서킷) 라면 어느정도 무시할 수 있지만, 전기차는 충전이 느려서 단시간에 소진시키면 굉장히 난감한 상황에 빠지게 됩니다.
이번에 포르쉐에서 나온 타이칸은 2단 트랜스미션을 적용해서 힘의 효율을 얻을 수 있게 했지만.. 에너지 효율 보다는 더 적극적인 최고출력을 뽑도록? 한 것 같기도 합니다. 그리고 너무 비싸죠...
여튼, 제가 타고 있는 모델s는 출력을 좀 끌어 쓰면 굉장히 드라마틱 하게 배터리가 닳네요.
좀전에 바람 쐬러 가면서 오랜만에 파이팅 모드로 핸들도 직접 잡고, 가속과 감속도 직접 해 봤는데.. 하.. 처참하네요.
20km정도의 구간을 딱히 과속 하지도 않고 그냥 제한속도까지 빨리 올리는 정도의 급가속/감속을 했는데, 최근 50km 평균이 273Wh/km라니.. ㅠ
어떤분들은 130Wh/km가 나온다는데... 전 평균 전비도 아직 200 이하로 내려간 적이 없습니다 ㅠ
저는 운전하면 안될까요? 오토파일럿으로만 주행해야 장거리를 무사히 갔다 올 수 있을 것 같습니다.
가뜩이나 가속할때 내연기관처럼 별도의 징후가 없고, 회생제동을 꺼도 엔진브레이크처럼 속도가 줄어서 가속페달을 직접 컨트롤 해서 일정속도로 항속하기가 힘드네요. 전기차에는 ACC는 필수인 듯 합니다.
먼 훗날엔 그러겠지요... "옛날엔 사람이 차를 직접 운전했던 시절도 있었대 세상에..."
ㅠ
여튼 트랜스 미션이 들어가야 모터가 낼 수 있는 최고 효율을 모든 속도에 고루 사용할 수 있을 것 같은데,
아직까진 그로인해 추가되는 무게 대비 효과를 낼 기술이 없는 걸까요?
모터가 아직은 초기 모델이라 고속연비까지는 잘 안나오죠 정말...
2세대 모델에는 분명 업그래이드가 되서 나올거 같아요~
2세대 모델이 언제 나올지...
트랜스미션이 들어가는 순간 무게도 그렇고 기어 변속을 위한 여러가지 추가 부품과 로직과 고려사항들이 들어가야 하는데, 아직은 그게 없는게 효율이 더 좋은걸로 알고 있습니다.
타이칸처럼 서킷을 고려했을땐 트랜스미션이 필요할 수 있지만, 일반 공도용으론 아니라고 보여집니다.
여튼 효율을 위해선 전기차도 고rpm을 쓰지 않는쪽으로 가야하지 않나 싶네요.
모터가 고 rpm에서 전비가 않좋아서 그런건지요.
토요타가 하이브리드 차량에 e cvt라는 요상한 변속기(?)를 넣다가 한계를 느꼈는지 LC500h에는 4단 변속기를 플러스 했다쥬...
현대는 소나타 하이브리드에 6단 자동변속기를 넣었습니다.
게다가 내구성이나 유지보수성 추가는 덤이구요.
(전기찬데 4년 8만에 미션오일 갈아야 되는 아이러니)
우리나라처럼 과속이 잘 없는, 대부분 60마일(96km/h)인 미국에서 만들어진 차여서 아직 미션이 꼭 필요하다는 판단을 안했지 싶네요.
Cvt 특성상 고토크에 내구성 소모가 심한데
전기차의 토크는 디젤을 뛰어넘는데다 토크 변화가 드라마틱해서 미션이 못버텨요
모델s 고속에서 전비 떨어지는건 순전히 무거워서 라고 봅니다
아무리 대형이라지만 세단 무게가 2톤이 가볍게 넘죠
체급이 리무진급이에여...
아마 테슬라의 자동차 기술이 완숙하지 못한 탓이라고 봅니다.
즉 포르쉐니까 시험적으로 전기차 미션 만든거지 테슬라가 전기차 기술만 가지고 만들기엔 난이도가 좀 있지 않을까 싶네요.
또한 다들 말하듯이 기존 완성차 및 부품업계에는 전기차 이해도가 없으니 사다쓸 미션도 없을테고요.
아무래도 무게+관리의 오버헤드에 비해 실익이 적다는 결론에 도달 한 듯 합니다.
zf 8단 오토미션의 장점으로 말한 것이 나중에 전기차로 바꿔도 쓸 수 있다고 하더라구요.
이번 2단기어를 어떻게 만들었는지는 모르지만 아마 zf껄겁니다.
아 그렇군요... 하나 알아갑니다.
미션 업계에서 전기차를 아예 대비 안하고 있던 것은 아니었군요. 제가 멍청했네요.
될거같아요 레퍼런스를 지우세요^^
무책임 할정도로 쏟아지는 파워와 그에 비해 너무 무감각 한 피드백의 향연이 전기차 아닐련지요^^
감자님 쏘는 테슬라 상상만해도 저는 오줌 쌀듯요 ㅎㅎ 워워 슬로우다운
말씀하신 대로 기계적인 것 보다는 전자적으로 더 발전할 여지가 효용과 효율 면에서 더 큰 것 같습니다 :)
근데 전기차는 구조상 타력주행보다는 회생제동을 적극적으로 쓰다 보니 가속으로 높인 속도를 유지하지 않아 고속 항속에는 불리한게 아니었나 하는 느낌이네요
그래서 미션은 가속력, 최고속도는 영향을 줄수는 있어도, 전비에는 큰 도움 없는것으로 알고있습니다.
여튼 전기차는 기계공학 보다는 전자공학쪽에서 더 발전의 여지가 있다는 생각이 듭니다 :)
그 다음에 등속 운동을 할 때 원래는 에너지가 사용되지 않습니다만 지구상에서 움직이는 이유로 공기 저항이 있죠. 공기 저항은 간단히 속도의 세제곱에 비례하신다고 보면 됩니다. 즉 속도가 빨라지면 빨라질수록 공기 저항을 극복하기 위한 에너지가 엄청나게 증가합니다.
마지막으로 사소하지만 구름 저항이 있습니다.
정리하면, 급가속을 하고 고속으로 다니면 배터리가 빨리 소모되는 것은 "원래 그렇습니다". 내연기관이 고속도로 주행시에 연비가 좋은것은 얘가 가다서다 하는 상황에서 워낙 연비가 똥망이어서 그런거지 트랜스미션 같은게 있어서 그런게 아니에요.
https://www.researchgate.net/figure/Motor-efficiency-map_fig4_324990196
따라서 엔진처럼 rpm을 낮춘다고 에너지가 그렇게 절약되지는 않습니다. 다만 적정 수준의 부하와 속도가 아닌 극한으로 간다면 효율이 많이 떨어지기는 합니다.
BMW가 연비를 높인 방식인 코스팅 모드처럼 좀 더 적극적으로 회생제동 개입 제어하는 방식을 적용해 볼 수 있지 않나 생각해 봅니다.
전비를 위해서는 미션은 오히려 달면 안되죠.
마치 일상주행용 차에 3개의 터보나 가운데 위치한 엔진은 전혀 쓸모없는 것처럼. 전기차도 미션 장착 유무는.. 차의 성향에 따라 나뉘겠죠. ^^
결국 배터리 효율화와 충전 방식 효율화가 더 시급한&효과적인 방법이 될 것 같네요
왜 현기의 전기차들이 160 170에 리밋이 걸려있나 생각해보시면 됩니다.
타이칸은 어떤 성능일지, 직접 몰아보면 어떤 느낌일지 궁금해집니다 :)
효율적인 주행속도영역을 조금 더 넓히는 용도라면
그돈과 중량으로 모터를 하나 더 달면됩니다. 자연스레 4WD도 되구요
그래서 듀얼모터버전 차량이 가격차가 그리 크지 않으며, 전비도 싱글모터보다 더 좋은 경우가 많습니다.
내연기관 4륜처럼 트랜스퍼 케이스나 샤프트를 통한 동력전달시 손실이 없으니 모터를 여러개 달아 부하를 분산하는게 더 효과적이겠군요.
배터리 충전 문제만 해결 되면 좋겠습니다ㅠ 노이로제 걸릴 것 같아요 ㅠㅠ