전기자동차
전기자동차(電氣自動車, ) 또는 PEV()는 석유 연료와 엔진(엔진의 의미의 사용이 잘못되었다. 엔진의 의미는 "열에너지, 전기 에너지, 수력 에너지 따위를 기계적인 힘으로 바꾸는 장치. 주로 열에너지를 이용하는 열기관을 이른다" (네이버 사전 출처) 전기에너지도 이용하는 것이 엔진임으로 전기모터 단어와 상대적으로 쓰이는 것은 잘못된 사용이다.)을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다. 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시킨다.
1873년에 가솔린 자동차보다 먼저 제작되었으나, 배터리의 중량이 무겁고 충전 시간이 너무 긴 문제 때문에 실용화되지 못했다. 그래도 구조가 간단하고 내구성(耐久性)이 크며 운전하기가 쉬운 점 등이 있어 주로 여성용으로 미국에서 1920년대 중반까지 소량 생산되었다. 최근 공해문제가 심각해지면서 1990년대부터 다시 개발되었다.
1996년부터 GM은 개발용 모델인 EV를 토대로 고성능 전기자동차 GM EV1을 생산하기 시작했으나, 한번 충전하면 최장 208km를 150km/h로 달릴 수 있는 이 모델은 수익성이 없다는 이유만으로 현재는 생산되지 않는다.
전기자동차는 디젤 엔진, 가솔린 엔진을 사용하는 오토사이클(정적사이클)방식의 자동차보다 먼저 고안 되었다. 1830년부터 1840년 사이에 영국 스코틀랜드의 사업가 앤더슨이 전기자동차의 시초라고 할 수 있는 세계 최초의 원유전기마차를 발명한다. 1835년에 네덜란드 크리스토퍼 베커는 작은 크기의 전기자동차를 만든다.
1842년에 미국의 토마스 데트와 영국 스코틀랜드의 로버트 데이비슨은 이전보다 실용적이고 성공적인 전기자동차를 발명한다. 1865년에 프랑스의 가스통 플란테가 축전지를 발명하고 그의 친구 카밀 포레는 더 많은 저장용량을 가진 축전지를 개발한다. 축전지의 발명 및 발전은 전기자동차가 번창하는데 크게 기여한다.
프랑스와 영국은 전기자동차의 광범위한 개발을 지원한 최초의 국가들이다. 1881년 9월에 프랑스 발명가 구스타프 트루베는 프랑스 파리에서 열린 국제전기박람회에서 삼륜자동차가 작동하는 것을 입증한다. 이후 전기자동차는 급속도로 보급되기 시작한다. 1895년에 전기삼륜자동차가 개발되면서 미국에서도 전기자동차의 관심은 높아졌다. 전기자동차는 기존의 다른 방식의 차량들과 비교해서 냄새가 적고, 진동이 적고, 소음도 작았다. 그리고 무엇보다 휘발유 자동차는 차량 속도에 따라 적절하게 기어를 바꿔줘야 했으나 전기자동차는 기어를 바꿔줄 필요가 없어 운전조작이 간편해 상류층 및 여성 운전자들로부터 많은 관심을 받게 된다. 그러나 기술적 한계와 트랜지스터의 기술 부족 때문에, 이 당시 전기자동차는 최고속도는 시속 32km에 불과하다는 단점도 있었다.
1899년~1900년에 전기자동차는 어떤 다른방식의 차량(휘발유 자동차, 증기 자동차 등)보다도 많이 팔리게 되고, 1912년에 생산 및 판매 정점을 기록한다. 기본 전기자동차의 가격은 1000달러 이하였으나, 대부분 값비싼 재료로 화려하게 꾸며 평균 3000달러 이상으로 상류층들이 주로 이용하였다.
1920년대에 미국 텍사스에서 원유가 대량으로 발견되며 휘발유의 가격은 떨어지고, 내연기관의 대량생산체제를 구축함에 따라 휘발유자동차는 500달러 ~ 1000달러 정도로 가격이 많이 떨어진다. 그러나 전기자동차의 가격은 점점 상승해 평균 1750달러 정도에 팔릴 때 휘발유자동차는 평균 650달러 정도에 팔리게 되었다. 전기자동차는 극히 일부만이 교통수단으로 이용하고, 휘발유자동차가 자동차시장에서 급부상하기 시작한다. 그리고 1930년대에 들어서서 전기자동차는 비싼 가격, 배터리의 무거운 중량, 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 자동차 시장에서 대부분 사라진다.
1990년대에 들어선 직후 가솔린자동차에 의한 환경오염문제가 대두되었다. 1996년 제너럴 모터스(GM)사는 양산 전기차 1호로 볼 수 있는 'EV1' 전기자동차를 개발한다. 이 전기자동차는 미국 캘리포니아 지역에서 임대형식으로 보급된다. 그러나 GM사는 수요가 크지 않아 수익성이 낮다는 이유로 1년만에 전기자동차 'EV1'의 조립라인을 폐쇄한다.
2000년대 들어 고유가와 엄격해진 배기가스 규제 강화가 전기차 개발의 속도를 빠르게 하고 있다. 시장 규모도 급성장 중이다. 글로벌 컨설팅업체인 맥킨지는 자동차 수요가 폭증하고 있는 중국의 경우, 20년 내 2200억 달러(약 319조원) 규모로 전기차 시장이 성장할 것이라 전망했다.
중국의 자동차 업체인 BYD는 현지에서 전기차 판매를 시작했다. BYD는 최근 개막한 디트로이트 모터쇼에서 자사의 전기차를 2011년에 미국과 유럽에 판매할 것이라 밝혔다. BYD는 순수하게 전기 배터리로만 구동되는‘E6’과 가솔린과 전기모터를 이용한‘F3DM’하이브리드차를 보유했다. 특히 E6 전기차는 두 개의 전기모터를 통해 220V기준, 15분 충전만으로 300km 주행이 가능하다.
미쓰비시는 전기차 '아이 미브'를 개발, 연내 일본에서 시판할 예정이다. 최대 주행거리는 160km 수준이다. 같은 일본 메이커인 닛산은 도심형 전기차 '누부'의 컨셉 모델을 내놨다. 길이 3m, 3인승 모델인 누부는 오는 2010년 상용화될 예정이다.
크라이슬러는 전기 모터로 구동되는 ‘200C EV’ 컨셉카와 ‘짚 패트리어트 EV’, ‘짚 랭글러 언리미티드 EV’, ‘닷지 서킷 EV’, ‘크라이슬러 타운&컨트리 EV’ 등 다수의 모델을 선보였다. 크라이슬러는 이 중 한 모델을 내년 중 북미 시장에 양산하고, 2013년까지 3개 모델의 전기차를 라인업에 추가할 방침이다. 제너럴 모터스(GM)는 '시볼레 볼트'를 내놨는데, 이것은 4만달러 정도의 가격에 판매되는 보급형 전기차이다.
미래의 전기자동차 배터리는 그 가격을 낮추고 에너지 축전용량 및 사용가능기간을 연장시키는 것이 필요하다. 축전용량의 경우 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 공기 아연 전지를 통해 증가된 용량을 확보할 수 있을 것이다. 실제로 프랑스 볼로레(Bolloré)에서 개발한 리튬 폴리머 전지를 사용하는 자동차는, 한번 충전으로 250km를 주행할 수 있고 최고 시속 125km/h를 낼 수 있다.
또한 에너지 저장 대체기술이 성장해서, 더 나은 전기자동차를 보게 될 것이다. 실험적인 슈퍼 축전기와 플라이휠(flywheel) 장비는 높은 축전용량과 낮은 휘발성을 제공하여 탁월한 재충전 능력을 갖고 있다.
전기자동차는 내연기관 자동차와 종종 비교되고 있다. 이에 여기서는 전기자동차와 내연기관 자동차의 성능을 비교한다.
서비스 비용은 전기자동차가 내연기관 자동차보다 더 작다. 내연기관 자동차의 납축전지배터리는 제한적인 용도에서 사용되는 소형이므로 교체 비용이 크지 않은 반면에, 전기자동차에 사용되는 [Li-ion] 배터리는 교체시 큰 비용이 소요된다. 그러나 Li-ion의 배터리기술이 발전하면서, 전기자동차와 내연기관의 혼성방식(하이브리드)인 도요타의 프리우스자동차는 300,000km 이상을 배터리 교체 없이 가는 것으로 알려져있다. 도요타는 10년/150,000 마일 혹은 8년/ 100,000 마일의 보증제도를 가지고 있고 새로운 배터리의 가격은 2008년 2,600달러 에서 2,300달러로 앞으로 가격은 계속 낮아질 전망일것으로 보였지만 2018년 현재 리튬이온 배터리의 주 원료인 코발트의 가격 상승과 수요와 공급에 불균형으로 가격이 낮아지지 않고 있다.
전기자동차의 에너지 효율성은 전기에너지의 충전과 방전 효율에 따라 정해진다. 보통 한번 충전하였을 경우 충전량의 약 70%에서 85%의 전기에너지가 실제 사용이 가능하다. 또한 충전간에 약 9.5%정도의 에너지 손실이 일어난다. 보통의 전기자동차는 이 동력 소비의 대략 20%정도는 배터리 충전의 비효율성 때문이다. 휘발유자동차의 대부분의 에너지는 열로 발산되어 없어진다. 즉, 휘발유 자동차 엔진은 열효율성이 20%밖에 안 되기 때문에 효율성이 낮다. 따라서 전기자동차의 에너지 효율성은 휘발유자동차의 에너지 효율성보다 좋고, 심지어 하이브리드 자동차의 에너지 효율성보다 뛰어나다. 그러나 에너지원으로부터 바퀴 구동까지의 에너지 효율을 따져보면 꼭 그렇지도 않다. 전기자동차가 요하는 전기는 발전소에서 만들어지는데, 발전소의 발전효율은 40%가 넘지 않고, 송전시 손실되는 에너지도 많기 때문이다.
운전자의 측면에서 볼때, 전기자동차의 안전성은 높다고 할 수 있다. 배터리의 큰 질량으로 인해 전기자동차는 같은 크기의 가스 자동차보다 질량이 많이 나간다. 자동차 충돌 사고 시 무거운 차량의 운전자가 입는 피해는 평균적으로 가벼운 차량의 운전자보다 적다는 것을 고려한다면 그 안전성은 가스 자동차보다 높다. 하지만 몇몇 전기자동차는 마찰력이 작은 타이어를 사용하여 문제가 되고 있다.
보행자의 입장에서 보자면, 안전하다고는 보기 힘들다. 전기자동차는 내부연소엔진을 갖춘 차량에 비해 소음이 적다. 전기자동차의 적은 소음은 장점일 수 있지만 보행자가 자동차 운행 소리를 듣지 못하여 예기치 못한 사고가 발생할 가능성이 있다.
전기자동차가 곧 가솔린 자동차의 시장점유율을 넘어설 것이라는 판단은 성급하다. 가솔린 자동차의 경우 몇십년간 인류의 생활에서 없어서는 안될 주요한 도구가 되었기 때문에 그 인프라가 탄탄하다. 예를 들어 가솔린 차를 타고 여행할 경우 곳곳에 보이는 주유소를 이용할 수 있으나 인프라 구축이 미흡한 전기자동차의 경우 충전소를 찾기 위해 오랜 시간을 들여야 한다. 게다가 전기자동차의 배터리를 충전시키는 시간은 가솔린차의 주유시간보다 매우 오래 걸리기 때문에 여행자에게 제약이 된다. 또한 배터리 충전 용량의 한계 때문에 전기자동차는 장거리 운행에 있어서 단점이 있다. 현재 전기자동차를 위해 조성된 환경은 느린 전기 충전에 알맞게 되어있어 재충전되는 동안 차량은 주차되어 있어야 한다. 이러한 점은 통근용으로 차량을 사용하는 사람들에게는 큰 문제가 없지만 장거리 운전자의 경우 재충전 시간으로 인해 이동간 소요시간이 늘어나는 문제점을 감수해야 한다. 하지만 이러한 장거리 운전자는 전체 운전자의 약 10%밖에 되지 않는다고 한다.
전기자동차의 관리비용은 동급의 가솔린 자동차와 직접적으로 비교할 수 있다. 내연 기관으로 주행하는 가솔린 자동차의 경우 보통 1리터의 가솔린으로 약 9.7kwh의 에너지를 발생시킨다. 반면 전기 기관을 이용하는 경우 배터리에서 발생하는 2.7kw의 전기에너지는 1리터의 가솔린으로 발생하는 에너지와 비슷한 크기를 보이며 EV1의 경우 100km를 주행할 때 약 11kwh의 에너지를 소비한다.
전기자동차의 유지비용도 가솔린 자동차와 비교하였을 때 크게 낮다. 전기자동차가 사용하는 납축전지의 경우 주기적인 교체가 필요한다. 반면 니켈 수소 배터리의 수명은 보통 자동차의 수명과 같으며 도요타의 프리우스 전기자동차의 경우 300,000km를 배터리 교체 없이 주행할 수 있다고 한다.
전기 자동차는 전동 모터를 포함한 구동계의 배치에 따라 몇 개의 분류가 가능하다. 통상의 가솔린 자동차에 가장 가까우며, 비교적 간단한 개조에 의해 엔진부분을 바꾸어, 프로펠라 샤프트나 데프 등을 그대로 사용하는 것에서 구동 타이어 가까이에 모터를 배치, 경우에 따라서는 감속 기어를 사용하여 구동바퀴에 접속하는 것, 그리고 가장 기존 자동차와 다른 구동계의 배치인 인허브 모터를 가진 것 등이 있다. 후륜, 전륜의 2륜구동이나 에리카와 같은 4륜구동도 가능하다.
축전지에 충전하여 전동기를 가동하는 타입. 예전부터 있었으며, 개량되어 왔다. 리튬 전기의 성능, 코스트는 현재 2~3배정도의 개선을 목표로 개발이 진행되고 있으며, 부품 수도 적게 들기 때문에 장래적으로는 보통 승용차라도 플러그 인 하이브리드 자동차보다 싸질 수도 있다. 단, 트럭이나 버스를 움직이는 단계에 도달하려면 가격이 1/50 이하로 하락해야 하는데, 사실상 불가능하므로 가선식과의 가격 경쟁은 힘들다.
가선을 설치하는 비용이 들지 않으며, 미관상도 좋으며 차량에 집전기가 불필요하다. 주행시 CO2를 배출하지 않는다. 소형 전기 자동차가 충전 전기 제조시 주행 1 Km당 40g(소형 가솔린 차의 경우는 170g)의 CO2를 발생한다. 부품수가 하이브리드카는 물론, 내연기관차보다 적게(트렌스미션 레디에이터 등이 불필요) 시스템이 단순화가능하므로, 고장 리스크 범위도 줄일 수 있다. 기술 혁신에서 전지 코스트가 줄어들면 플러그 인 하이브리드 자동차 보다 값이 쌀 가능성이 있다. 전기차는 전기모터로만 구동할 경우 운행비용이 가장 저렴하고 값싼 심야 전기를 이용할 경우 비용을 더 낮출 수 있다. 특히 화석연료를 전혀 사용하지 않아 가장 친환경적이다. 엔진소음이 적고, 진동이 적으며, 차량 수명이 상대적으로 길다. 사고 시 폭발의 위험성이 적다. 다양한 에너지원을 이용할 수 있고, 에너지 효율이 높다. 전력이용의 시간대별 평준화가 가능하고, 싸고 힘있는 심야 전력으로 자택에서 충전 가능하다. 차량디자인 및 부품배치 자유도가 크다. 전기자동차는 휘발유 자동차와는 다르게 운전중에 기어를 바꿔줄 필요가 없어 운전조작이 간편하다. 내연기관이 없어 고장이 적은 편이다. 낼 수 있는 에너지당 중량이, 석유 계 연료에 비해서 매우 크다.
차량 총 중량 20t 트럭일 경우, 현재 기술에서는 전지만으로도 5t정도 되고, 따라서 대형차에 맞지 않는다. 고가의 전지가 필요하다. 자동차 수명보다 전지 수명이 짧고, 전지를 몇번씩 교환해야만 한다. 장거리 주행을 위해서는 급속 충전 스탠드의 전국 규모로 충전해야한다. 차량 가격이 비싸다. (그러나 기술 개발을 통해 배터리 생산단가를 절감하면 향후 가격 경쟁력에서 충분히 승산이 있다는 분석도 있다.) 일반 가솔린 자동차에 비해 속도가 느리고, 배터리 1회 충전으로 주행할 수 있는 거리(항속거리)가 짧다. 충전 시간이 오래 걸린다. 전지 수명이 짧고, 전지의 잔존시간 확인이 어렵다. 별도의 충전 시설을 위한 인프라 구축도 선행돼야 한다.
기본은 하이브리드 자동차 이지만, 축전지 용량을 하이브리드 자동차와 전지 자동차의 중간 크기로 하고, 비상시에는 다시 충전해 두는 것으로 단거리는 전지 자동차로서 활용하는 형식이다. 가정 전원이 이용 가능하고 어디서도 충전 할 수 있다는 간편성을 염두에 둔 방식이다. 트럭에 비해 단거리 이용이 많은 승용차의 특성에 주목하여, 전동 주행을 단거리 이용으로 줄여서 전지 코스트를 줄인 가솔린 자동차와 전기 자동차의 하이브리드 방식이다.
가솔린 스탠드를 이용 가능하며, 충전 스탠드 정비가 진행될 때 까지는 편리하게 사용할 수 있다. 전지로 장거리 주행을 타협하고 있으므로, 전지 코스트/중량이 전지 자동차보다 저렴하다. 그 때문에 전지 가격 저하까지는 종합 경제적으로 유리하다. 대형 승용차에 전지 자동차보다 우월한 연비를 보인다. 가솔린차와 동등 이상의 항속성능을 보인다.
13km정도 이상의 주행은 하이브리드 자동차와 비슷한 정도의 환경 부하가 있다. 장거리 주행, 또는 지속적인 대출력이 필요한 버스, 트럭 등에는 쓸 수 없다. 전기 자동차와 가솔린 자동차의 전환 기구가 필요하고 부품 수가 많아서, 전지의 코스트 다운이 진행된 경우는 경제적 이득을 잃게 된다.
수소 연료 전지로 발전하고 전동기를 구동하는 타입으로 수소를 직접 연소하여 이용하는 수소자동차와는 에너지를 내는 방법이 다르다.
다른 방식의 수소 자동차와 같은 장점 자연 에너지 발전의 이용보다, 수소는 물에서 무한대로 생산 가능하여 지속 가능하다. 주행시 CO2, NOx가 발생하지 않는다. 항속거리가 전지식 전기 자동차 보다 길다. 수소 연료 전지 자동차 고유의 장점 내연수소자동차보다 연료를 절감할 수 있다.
다른 방식의 수소 자동차와 같은 단점 인프라 정비에 비용이 든다. 수소흡장합금 탱크나 고압수소 탱크를 탑재하므로 차량 내부 공간이 협소하고 무게는 증가한다. 수소연료 전지 자동차 고유의 단점 수소연료 전지 자동차에 사용하는 백금 등에 의해 연료 전지 자체가 고가여서, 내연 수소 자동차 보다 취득 비용이 더 많이 든다. 화학 반응을 이용하는 발전이므로, 이온 교환 수지의 마모에 의한 성능 저하를 피할 수 없으며, 몇 년마다 연료 전지를 교환해야한다.
알코올을 직접 연료전지에 공급하는 방식과, 연료 개질기를 사용하여 알코올에서 수소를 얻어, 수소 연료 전지에 공급하는 방식이 있다. 발전이후의 시스템은, 전동기를 구동하는 전기 자동차와 거의 같다. 알코올을 연료로 하여 직접 내연기관에서 연소시키는 자동차와는 다르다.
화재시 물로 소화가 가능하다. 항속 거리가 전지식 전기 자동차에 비해 길다. 연료 가격이 비교적으로 싸다. 전지 자동차와 설계의 공통화를 도모할 수 있다.
알코올의 제조 단계에서 CO2가 발생한다. 알코올 연료는 가솔린이나 경유에 비해 인화 가능한 공기중의 혼합비의 범위가 넓고, 안전성이 떨어진다. 메탄올은 금속을 부식시키므로 취급 자격이 필요하다. 연료 전지 스택이 비싸다. 부식성 때문에 알코올 직접 공급식 연료 전지는 수소 연료 전지 보다 수명이 짧다.
간선도로에서는 가선 집전으로 전동기를 돌리고, 지선에서는 내연기관과 변속기로 주행하는 방식이다. 일본의 트롤리 버스는 도시부의 교통기관으로 예전부터 실용화 되어 있었다. 그러나 가선이 있는 곳 이외에서는 주행 불가능하여 보급이 한정되어 있고, 디젤 엔진을 탑재한 버스의 성능 향상보다 떨어지는 나라도 많다. 최근에는 하이브리드 자동차에 집전 장치를 설치, 가선 없는 곳도 달릴 수 있는 트로리 버스가 개발되었다. 기술적으로는 고가에 무겁고 수명이 짧은 2차 전지가 불필요하고, 장시간에 걸쳐 대출력을 발휘할 수 있는 것이 장점으로, 변전소와 가선, 가선주의 설치나 그 보수 비용, 거리의 광경에 미치는 영향 등이 단점이다.
소형(소용량) 전지를 사용할 수 있어 중량 대비 비용 면에서 유리하다. 대출력이 가능하므로 석유 소비의 큰 비율을 차지하는 버스, 트럭등의 대형 자동차 윤송의 전동화에 적용 가능하다. 지속적인 대출력 발휘가 가능하다. 가솔린 스탠드로 급유가 가능하다. 차량 코스트는 하이브리드와 크게 다르지 않아 상대적으로 저렴한 비용으로 해결이 가능하다. 가선이 있는 간선 구간에서는 가솔린보다 싼 전기가 사용되며, 차량에서 CO2배출도 없다. 가선집전으로는 항속 거리의 제한이 없으며, 지선에서 항속 거리도 전지식에 비해 길다. 전지식 전기 자동차에 비해 전지가 작아 차량이 가벼워 지고, 에너지 소비량과 CO2배출 절감이 가능하다.
가선의 문제 고속 도로상의 가선을 사회가 수용할 필요가 있으며, 미관상 영향과 안전성에 문제가 발생할 수 있다. 가선 설치를 위해서는 높은 초기 비용이 필요하다. 통상 가선으로 교통집중에 맞는 전기 용량이 확보 가능에 대한 충분한 증빙 자료가 없다. 가선 보수 요원이 필요하다. 용단, 파단에 의한 새로운 위험이 발생할 수 있다. 정비 불량에 의한 위험이나 설비시 위험성이 크다. 집전주행중 정해진 차선 이외로 변경하는 것이 곤란한 경우가 발생할 수 있다. 가선 없는 말단 도로에서는 가솔린 엔진을 움직이므로 CO2나 NOx가 배출된다.
도로에 있는 유도 코일을 통해 주행중이나 정차중에 자체전지를 충전함으로써 전지 용량(중량과 코스트)를 낮추며, 장거리의 전지 주행을 가능하게 하고, 지선은 엔진으로 구동하는 타입이다. 일본에서는 시내 주행용 노선 버스의 전화에 최초 적용이 기대되고 있다. 충전 코일의 시내 설치가 진행되면 트럭의 시내 주행 전화에도 응용 가능할 것으로 보인다.
무겁고 고가이며 수명이 짧은 전지를 절약할 수 있다. (전지 코스트는 주행도중 충전하지 않는 전지 자동차보다 훨씬 적게 든다) 가솔린 스탠드에서 급유가 가능하다. 대형 차량에 적합하다. 코일 충전 장치가 있는 구간은 화석 연료보다 싼 전기가 사용 가능하며, 차량에서의 CO2 배출도 없다. 코일 충전 장치가 있는 구간에는 항속 거리의 제한이 없고, 지선의 항속 거리도 크다. 주행 및 정차 중의 충전으로 인해 전지가 작아도 괜찮으며, 전기 자동차 중에서는 가선식 다음으로 차량이 가벼워 지고, 에너지 소비와 CO2배출도 절감할 수 있다. 가선이나 집전 장치가 불필요하여 미관상 가선집전식 하이브리드 방식보다 유리하다.
인프라 정비에 비용이 든다. 변전소의 건설이나 지중 코일과 급전설비의 설치가 필요하다. 급전 시스템의 보수 요원이 필요해진다. 오후 주행시, 야간 전력 이용이 불가능하다.(단, 전지식은 야간 축전 오후 주행이 가능하다.) 코일 충전 장치가 없는 구간에서는 엔진을 움직이므로 기존과 같은 CO2나 NOx가 배출된다. 급전 서비스로의 과금 시스템이 필요해진다.
전기 모터와 내부 연소 엔진을 사용하는 전형적인 예가 하이브리드 전기 자동차이다. 이 차는 전기로만 작동하도록 고안되지는 않았다. 하이브리드 전기 자동차는 전기에너지를 배터리에 충전시켜 사용함으로써 자동차의 에너지사용에서 가솔린 연료사용 부분을 부분적으로 대체하고 있다. 이러한 기술이 하이브리드 자동차에 적용된 차량을 하이브리드 전기자동차라하고 만약 배터리가 외부로부터 충전할 수 없다면, 즉 전기 에너지를 저장할 매체가 없는 차량은 하이브리드 차로 분류된다.
짧은 주행거리와 높은 가격의 문제를 안고있는 전기자동차에 대한 대안으로 하이브리드 전기자동차(HEV)를 내세우고 있다. HEV는 대표적인 Partial ZEV로 가솔린과 전기를 함께 동력원으로 사용하기 때문에 연비 개선, 배기가스 저감(가솔린 자동차의 절반수준) 측면에서 긍정적인 평가를 받고 있다. 이러한 HEV도 가솔린 자동차와의 가격 차이를 어떻게 극복하느냐가 관건으로, 2차 전지 탑재량을 EV 의 1/3수준까지 낮출수 있어 FCEV로 가기 위한 징검다리 역할을 할 것으로 기대된다. 1997년 말 일본 시장에 출시된 도요타의 프리우스는 세계최초의 HEV로 1년동안 20,000대의 판매실적을 올려 세계적인 관심의 대상이 되었으며, 이에 자극받은 회사들도 2000년 판매를 목표로 개발에 박차를 가하고 있다.
전기적 에너지를 배터리나 축전기에 저장하는 전기자동차가 탄탄한 인프라를 갖춘 가솔린 자동차 시장을 바로 대체할 수 없다는 주장이 있다. 현재 전기자동차의 인프라는 느린 배터리 충전 시간을 바탕으로 구성되어 있어, 장거리 여행이 아니라 일반 통근 목적으로 이용하는 사람들에게 효용성이 있다. 반면에 장거리 운전자의 경우, 전지의 에너지를 모두 소모하게 되면 배터리 재충전까지 부득이하게 오랜 시간을 기다려야한다.
한편 제너럴 모터스(GM)사의 EV1은 사우스 캘리포니아(South California)에서 출시되었다. 하지만 그 제조업체인 제너럴 모터스(GM)사가 시장에서 수요가 없다는 이유로 EV1을 회수하고 폐기처분했다. 제너럴 모터스(GM)사는 EV 운전자들이 EV1을 지키기 위해 약 180만 불에 EV 78대를 구매하겠다는 의사를 전달받았는데 묵살한바 있고 이에 대해 EV 운전자들은 자동차 회사들이 전기자동차가 등장함으로써 기존 자동차의 시장이 축소될 것을 우려해 이러한 움직임을 보인다고 주장한다.
오스트레일리아에서는 2008년부터 처음으로 상업용 전기자동차를 생산하기 시작하였다. 원래 이름은 '블레이드 러너(Blade Runner)'이고 나중에 '일렉트론(Electron)'으로 변경되었다. 이미 뉴질랜드로 수출되고 있으며 환경부 장관인 닉 스미스 박사가 처음으로 구입하였다. 일렉트론은 현대차인 '클릭(click)'의 섀시를 기반으로 하고 있다.
캐나다에서는 현재 브리티시컬럼비아주만이 유일하게 합법적으로 전기자동차의 운행을 허가하고 있다. 그리고 퀘벡에서 전기자동차를 고속도로에서 운행할 수 있도록 하는 계획이 진행 중에 있다. 곧 전기자동차의 운행이 합법화될 전망이다.
중국 정부는 2012년까지 전기자동차와 수소자동차의 사용하는 계획을 적극적으로 추진하고 있다. 중국 정부의 이 같은 관심은 세계의 전기자동차 시장을 주도하고 일자리 창출과 수출 향상 및 교외의 오염을 줄이는 데에 있다. 그러나 한 연구 결과에 따르면 가솔린 자동차에서 전기자동차로 자동차의 사용을 변화시킨다고 해도 이산화탄소의 방출량을 19%밖에 줄일 수 없다고 한다.
또한 중국 정부는 전기자동차의 사용을 활성화하기 위해 전기자동차와 수소자동차를 위한 시설에 8,800달러의 예산을 지정하여 중국의 13개 도시에 전기 자동차 기관을 설치하고 베이징과 상하이, 텐진에 충전할 수 있는 충전 시설을 건설할 계획이다. 또한 2008년 2,100대의 생산한 전기자동차의 생산량을 2011년까지 500,000대로 생산할 계획이다.
또한 도시 간의 자동차 이용량이 거의 드문 중국에서 전기자동차의 사용은 몇 가지 이점을 제공할 것이다. 이는 중국은 통근거리가 짧고 인구가 집중되어 있어 자동차가 속도를 내기 힘들지만 전기자동차의 단점으로 꼽히고 있는 최고 시속이 100km/h이라는 느린 속도가 충전 후 갈 수 있는 거리가 200km라는 것에 대한 단점을 절충시킬 수 있다는 것이다.
유대인 사업가인 샤이 아가시(Shai Agassi)는 르노-닛산(Renault-Nissan)과 이스라엘 정부에게 베터 플레이스 프로젝트(Project Better Place)라고 불리는 계획을 진행해 나갈 것에 대한 동의를 얻어냈다. 전기 충전소가 곳곳에 세워질 것이고 100,000대의 전기자동차가 2011년까지 도로 곳곳에 출현할 것으로 예상된다. 이스라엘은 자동차 소유주들의 90%가 70km보다 짧은 거리를 운행하고 주요 도시의 간격은 150km보다 짧기 때문에 전기자동차의 사용을 반기고 있다.
아일랜드는 프랑스의 르노(Renault)와 일본의 닛산(Nissan)과 협력하여 2010년까지 아일랜드의 거리에 전기자동차를 출현시킬 계획을 추진하고 있다.
포르투갈 역시 아일랜드와 마찬가지로 프랑스의 르노와 일본의 닛산(Nissan)과 협력하여 전기자동차의 사용을 추진하고 있으며 도시 곳곳에 전기 충전소를 건립할 것을 추진하고 있다.
영국의 국무총리인 고든 브라운(Gordon Brown)은 2008년에 G8에 영국이 "녹색차 혁명" 의 선두 주자가 될 것이고 2020년에는 영국에서 판매된 전기자동차와 수소자동차에서 100g/km보다 더 적은 양의 이산화탄소가 배출될 것이라고 밝혔다. 또한 그 준비로 영국은 많은 양의 전기자동차의 생산을 위해 2009년부터 2010년까지 전기자동차에 대한 연구가 진행될 것이고 영국의 지방 의회는 영국의 첫 번째 녹색 도시가 될 도시로 글래스고(Glasgow)를 선정하였다.
2009년 1월 교통부 장관인 지오프 훈(Geoff Hoon)은 영국정부가 전기자동차를 구입하는 사람들에게 2억 5천 파운드의 보조금을 지급할 계획임을 밝혔고 영국의 거대 전기자동차 공장은 전기자동차를 대량생산할 기술을 승인받았으며 이는 영국 북동쪽에 4,500개의 주요한 전기자동차 생산자의 일자리를 창출할 것으로 예상된다.
또한 런던의 시장인 보리스 존슨(Boris Johnson)은 2015년까지 25,000대의 전기자동차를 생산하여 런던의 도시에 출현시킴으로써 런던을 유럽의 전기자동차 수도로 만들 계획을 밝혔다. 그의 목표는 100,000대의 전기자동차를 런던의 도로에 출현시키는 것이다. 하지만 그의 계획에 대판 비판의 목소리가 크다. 비록 그의 계획이 성공하여 전기자동차의 사용이 증가하더라도 그것을 충전할 충전소가 충분치 않다는 것이다.
2009년 4월에는 영국 정부의 수소자동차 또는 전기자동차 구입자들에 대한 5,000파운드의 지원금이 지원되었지만 대량 판매 시장의 형성에는 역부족이었다. 그리하여 같은 달 재무장관인 알리스타이르 달링(Alistair Darling)은 전기자동차와 수소자동차보다 10년 이상된 차들을 회수하는 데에 2,000파운드의 지원금을 책정하였다.
미국에서는 1980년대 후반부터 세금 공제의 방법을 통해 전기자동차의 사용을 장려하고 있다. 캘리포니아 대기 자원 위원회(CARB:California Air Resources Board)에서 매연을 발생하지 않는다는 이유로 zero emission vehicle(ZEV)의 주요한 방법으로 보고 있다.
이후 CARB는 ZEV 사용량에 대한 진보적인 할당량을 설정했으나, 자동차 제조업체들의 많은 로비와 "소비자의 수요를 무시한 처사"라는 소송으로 인해 철회되었다.
CARB에 의해 설계된 캘리포니아 프로그램은 공기 오염을 줄이는 데 목적이 있었으며, 특별히 전기자동차의 이용을 촉진하는데 그 목적이 있지는 않았다. 많은 자동차제조업체의 반발로 CARB는 요구사항을 완화하였으며, 2003년부터 무공해차량(ZEV: Zero Emission Vehicle)의 의무 판매를 규정, 업체별 자동차 판매대수에 따라 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 초저공해 가솔린 자동차 등 무공해 차량을 일정 비율 이상 판매 하도록 의무화하고 있다.
ZEV:zero emission vehicle 연구 및 개발을 촉진하기 위해 매우 적은 사용량을 규정 PZEV: partial zero-emissions vehicle 연구 및 개발을 촉진하기 위해 상당히 많은 사용량을 규정 SULEV: super ultra low emissions vehicle 보통의 저매연 차량의 10% 수준의 매연을 발생시키는 차량
일본에서는 국내 메이커에 의한 전기자동차의 개발이 한때 붐을 이루었다. 미국에서의 배출가스 규제가 계기가 되어, 1970년대 전반과 1990년대 전반에 두 차례 개발 붐이 일었다. 그러나 자동차업계와 섬유업계가 제기한 소송에 연방 정부가 방침을 바꾸자, 일본 대부분의 메이커가 전기자동차의 필요성을 덜 느끼게 되어 개발을 중지하고 하이브리드 자동차 개발로 전환하였다.
후지중공업과 마츠비시 자동차는 2005년 8월에 전기자동차의 개발 계획을 발표하였다. 이 2개 회사가 거의 중지 상태였던 전기자동차의 개발을 재개하고 있다. 2008년에 들어 닛산-르노 연합이 전기자동차로 본격 참여 방침을 표명하였고, 도요타도 2010년대 초반에 전기자동차를 출시하기로 발표하는 등 전기 자동차가 활성화 조짐을 보이고 있다.
또한 대형 자동차로는 (주로 대중 교통 수단으로) 트롤리 버스가 도시 교통기관으로 예전부터 실용화되어 있고, 듀얼 모드 트레일러, 모스톤 하이브리드 트로리 버스, 비접촉 충전식 하이브리드 버스 등도 점차 도입되고 있는 실정이다.
시트로앵 서볼트 하이브리드 자동차 배터리식 전기자동차 수소자동차(en:Hydrogen vehicle) 수소연료전지차(en:Fuel cell vehicle, FCEV)
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