테슬라, 아우디, 닛산 전기차가 겨울철 주행거리 손실을 최소화하는 것으로 나타났다.
전기차 오너들은 겨울철이 다가오면 급감하는 주행거리로 인한 고민을 여러 번 해봤을 것이다. 통상 겨울철 주행거리는 봄,여름에 비해 최대 30%나 줄어든다. 기자 역시 지난 주말 서울에서 강원도 인제까지 전기차로 300km를 왕복한 결과 전비가 평상시에 비해 20% 이상 떨어졌다.
인증 주행거리가 404km인 전기차는 봄,여름에는 주행거리가 500km까지 늘어난다. 그런데 겨울철에는 350km 미만으로 떨어진다. 인증 거리에 비해서도 20%이상 감소하는 것이다. 이런 전기차 겨울철 주행거리 감소에 도움이 될만한 정보가 공개됐다.
추운 날씨에서 EV 주행거리가 감소한다는 것은 상식이지만 전기차에 따라 감소폭에 차이를 보였다. 주행거리 손실은 모든 전기차 모델에서 균일하지 않다. 일부 EV는 배터리 사전 예열, 폐열 재활용 등으로 주행거리 손실을 최소화한다.
미국 배터리 데이터 전문 스타트업인 리커런트(Recurrent)는 2022~23년 겨울 동안 18개 전기차 모델 1만대에서 수천 개의 데이터를 수집해 영하 온도가 주행 거리에 어떤 영향을 미치는지 분석했다.
미국 전역에서 18개 전기차 모델을 분석한 결과, 기후, 지형, 주행 패턴 등 실제 변수를 고려한 겨울철 평균 주행거리는 정상 주행거리의 70.3%로 나타났다. 사실상 30% 주행거리가 감소한 것이다.
그렇다면 왜 추운 온도에서 배터리 효율이 떨어지는 것일까. 저온에서 배터리는 에너지를 방출하는 화학적, 물리적 반응이 약해진다. 또 전기차 실내 난방은 배터리에서 엄청난 에너지를 끌어와야 해 주행거리를 더욱 낮추는 요인이다. 요즘 많은 EV에는 효율성을 높이고 주행거리 손실을 줄이기 위해 배터리와 모터에서 생성된 열을 재활용하는 히트 펌프를 장착한다.
리커런트는 우선 겨울철 주행거리 범위와 이상적인 주행온도에서 주행거리를 정상 범위로 두 가지로 구분하고 비교를 했다. 이 수치는 모두 미국환경청(EPA)이 발표한 전기차 상온 및 저온 주행거리와 다르게 나타났다. 사실상 EPA 추정치보다 더 실제적이다.
분석된 EV 중 2021~22년형 아우디 Q8 E-Tron 은 추운 날씨에 주행 거리 감소가 가장 낮았다. 겨울철 범위는 정상 범위에 비해 16%만 낮았다. E-Tron은 모터에서 낭비되는 열을 변환하여 최대 3kW의 전기를 회수할 수 있는 히트 펌프 기능을 갖췄다.
2019년형 닛산 리프도 비교적 작은 범위의 성능 저하를 보였다. ‘0도’에서 정상 범위의 23%가 손실됐다. 구형 리프 모델은 배터리 워머를 사용할 수 있는 최신 모델에 비해 라디에이터 같은 수동 열관리 시스템을 장착해 다양한 온도에 더 취약했다. 리커런트에 따르면 “일부 알래스카 운전자가 리프에 매우 만족하고 있다”고 전했다.
마지막으로 테슬라의 열관리 시스템은 매우 인상적이었다. 모델3, 모델 Y, 모델X는 겨울철에 각각 평균 24%의 주행거리 손실을 기록했다. 테슬라는 2021년에 특허 받은 히트 펌프를 출시했다. 이는 히트 펌프의 효율성을 향상시키기 위해 슈퍼 매니폴드 및 옥토 밸브와 같은 여러 혁신 기능을 통합한 것이다.
배터리 사전 예열 기능도 겨울철 주행거리 손실을 줄이는 데 도움이 됐다. 테슬라 데이터는 유의미한 표본 크기에서 나타났다. 무려 4375개의 모델Y, 4576개의 모델 3 및 249개의 모델 X에서 확인한 결과다.
김태진 에디터 tj.kim@carguy.kr
