전기 자동차(EV)에 대해 조금만 조사해도 “회생 제동”이라는 용어가 표시됩니다. EV와 하이브리드가 여분의 운동 에너지로 주행 거리를 약간 확장할 수 있다는 것을 알고 있을 것입니다. 하지만 실제로 어떻게 작동합니까?
회생제동이란?
자동차의 브레이크를 밟으면 운동 에너지가 생성됩니다. 회생 제동을 사용하면 EV와 하이브리드 차량이 다시 가속할 때 사용할 수 있도록 해당 운동 에너지의 일부를 배터리에 저장할 수 있습니다. 이는 EV 모터의 이중 회전 설계를 통해 달성됩니다.
EV의 모터는 두 방향으로 회전합니다. 하나는 가속 중에 모터가 자동차의 바퀴에 동력을 공급하도록 합니다. 다른 하나는 자동차가 감속할 때 바퀴가 모터에 동력을 공급하도록 하여 모터를 발전기로 바꿉니다. 운동 에너지의 일부는 배터리로 이동하고 나머지는 제동 시스템으로 이동하여 정지에 필요한 마찰을 생성합니다. “B 모드”라고 하는 회생 제동을 들을 수도 있습니다.
그러나 처음에 운동 에너지는 정확히 무엇입니까? 움직이는 모든 물체에는 운동 에너지가 있습니다. 물체의 질량이 클수록 움직이는 동안 더 많은 운동 에너지가 있습니다. 자동차는 꽤 거대하며, 자동차가 사용하는 모든 에너지는 자동차를 멈추게 하기 위해 어딘가로 가야 합니다.
휘발유 자동차의 브레이크를 밟으면 브레이크 패드가 휠 로터를 누르고 마찰을 일으켜 속도를 줄입니다. 차가 감속함에 따라 브레이크 패드와 로터가 서로를 누르는 지점에서 운동 에너지가 열이 됩니다. 기존 가스 차량에서는 대부분의 에너지가 손실됩니다. EV와 하이브리드는 배터리에 전력을 공급하기 위해 일부를 활용하도록 설계되었습니다.
따라서 누군가가 브레이크에서 발을 떼고 차가 타성으로 정지하거나 수동으로 브레이크를 밟으면 바퀴의 저항을 사용하여 모터가 반대 방향으로 회전합니다. 브레이크 패드에 대해 열이 되었을 에너지 중 일부는 대신 모터로 전달되어 모터를 회전시키고 더 많은 전력을 생성합니다.
제조업체마다 이 기능을 다양한 강도로 사용하도록 차량을 프로그래밍하므로 휘발유 차량에서 제동하는 것과 느낌이 다릅니다. 가속페달에서 발을 떼면 차가 스스로 멈추는 것처럼 느껴지는 경향이 있습니다. 그 느낌의 강도는 회생 제동 시스템이 얼마나 작동하는지에 따라 다르지만, 어떤 유형의 EV를 운전하든 익숙해지려면 어느 정도 시간이 걸립니다.
일부 EV는 사용하기 편할 때까지 브레이크 시스템을 조정할 수 있습니다. 예를 들어 Nissan Leaf에는 노면 도로에서 마찰 브레이크를 사용할 필요가 없을 정도로 공격적인 재생 제동을 가능하게 하는 스위치가 있습니다. 페달에서 발을 떼기만 하면 나머지는 모터가 알아서 합니다. 또한 모든 EV에는 더 빠르고 강력한 제동을 위해 회생 시스템과 함께 작동하는 기존 디스크 브레이크가 있습니다.
일부 EV는 회생 브레이크에 대해 하나의 설정만 허용합니다. 예를 들어 Tesla는 회생 제동 시스템에 대해 로우 및 표준의 두 가지 옵션을 사용했습니다. 그러나 2020년부터는 “표준” 옵션만 제공됩니다.
EV 및 하이브리드에는 대시 디스플레이에 충전 게이지가 있어 정차할 때마다 회생 제동 시스템에서 얼마나 많은 전력이 생성되는지 확인할 수 있습니다. 일반적으로 시간당 마일 판독값 맞은편에 속도계의 일부로 표시됩니다.
회생 제동은 얼마나 효율적입니까?
모든 EV와 하이브리드는 일종의 회생 제동을 사용합니다. 시스템이 실제로 얼마나 효율적인지는 몇 가지 요인에 따라 달라집니다.
하나는 차량이 얼마나 새것인지입니다. 배터리 기술과 마찬가지로 EV는 회생 제동 시스템을 지속적으로 업데이트하고 있습니다. 일부는 제동으로 인해 일반적으로 손실되는 운동 에너지의 70%를 회수한다고 주장합니다.
얼마나 빨리 그리고 얼마나 자주 브레이크를 사용하느냐가 중요합니다. 노면 도로에서 가다가 멈추는 교통체증에서는 자주 제동을 하고 그 에너지의 많은 부분이 배터리로 돌아갑니다. 반면에 장거리 도로 주행은 자동차의 운동 에너지를 회수할 기회가 적습니다. 모터는 자동차를 앞으로 밀어낼 뿐입니다. 그러나 고속에서 감속하면 많은 에너지를 다시 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 시속 70마일에서 내려오는 것은 재생 브레이크를 사용하여 내리막을 빠르게 내려가는 것과 마찬가지로 잠시 동안 중단 없이 해안을 달릴 수 있다면 상당한 양의 요금을 부과할 것입니다.
어떤 사람들은 이 사람이 YouTube 채널 Warped Perception에서 Tesla로 했던 것처럼 회생 제동으로 차를 견인하여 차를 재충전하기도 했습니다. 견인 차량이 고속도로 속도로 EV를 견인하는 엄청난 양의 휘발유를 태워야 하기 때문에 정기적으로 이 작업을 수행하지 않는 것이 좋습니다.
최대한 많은 운동 에너지를 포착하려면 제동하는 동안 특정 속도를 유지해야 합니다. 이것은 휘발유 차량에서 제동하는 것보다 느리고 익숙해지는 데 시간이 걸릴 수 있습니다. 정지할 때 속도계 바늘을 충전 게이지의 위쪽 절반에 유지하면 가장 많은 에너지를 절약할 수 있습니다. 부드럽게 제동할 기회가 많지 않으면 시스템이 효율적이지 않을 것입니다.
그렇다면 회생 제동이 EV를 완전히 충전할 수 있습니까? 아니요, 하지만 전력 사용의 효율성을 높이는 데 도움이 될 수 있으며 특히 도시 거리에서 약간의 추가 범위를 제공할 수 있습니다.
