전기차역사기술문화 6

전기차의 역사와 기술 그리고 문화-6: 내연기관차 크랭킹, 전기차 시장의 고객

1910년대 내연기관차 오우너 드라이버 시동 풍경이다. 차를 운전하기 위해서는 반드시 본 넷을 열고 여러 번 시동을 걸기 위해 크랭킹을 했어야 했다. 내연기관 차량도 엔진이 점차 커짐에 따라 크랭킹 작업도 만만치 않을 정도로 힘이 드는 작업으로 보면 될 것이다. 그 당시에 출시된 에디슨의 전기차 시동은 어떠했을까? 시동 키 돌리면 막바로 조용하게 시동이 걸리는데 전기차 시장의 고객은 과연 누구였을까? 당시의 기록에 의해면 긴 치마 패션의 상류증 여성들이 주된 고객이었는데 그래도 연간 수천대가 판매되었다고 한다. 한편 그럼에도 불구하고 에디슨 및 포드는 당시 자동차 산업에서의 대단히 가까이 지냈던 동업자 그룹으로 보인다. “고객을 창조한 헨리 포드” 책을 참조하면 그러한 내용 짐작이 간다. 에디슨이 전기차..

전기차의 역사와 기술 그리고 문화-5: 마티즈 개조 전기차 파워트레인 구성

그림에서처럼 유도모터에서 공급되는 회전력은 스플라인 연결에 의해 플라이 휠을 회전시키며 클러치가 작동함에 따라 수동변속기 구성품인 압력판(Pressure Plate)이 구동판(Driven Plate Assy)을 밀어서 플라이 휠에 접촉시켜 마찰력에 의해 동력 전달이 일어난다. 이러한 일련의 구동 메카니즘은 자동차 정비에서 삼발이라고 부른다. 지금이야 이런 정비 작업이 흔치 않지만 개인이 전기차로 개조하려고 하는 경우 수동변속기 시스템이 소중하게 사용된다. 모터의 가속은 페달에 설치한 가변 저항기 인버터 입력을 통해서 하면 되므로 1단에서 4단까지의 기어박스 변속은 불필요하며 단지 1단 또는 2단 및 중립 단이 필요하게 된다. 클러치 작용에 따른 축 방향 힘이 상당히 크기 때문에 유도 모터 축 방향으로 추..

전기차의 역사와 기술 그리고 문화-4: 마티즈 개조 전기차 파워트레인

마티즈 전기차 개조를 위해서 몇가지 중요한 부품을 구매할 필요가 있었다. 마티즈 차량은 2010년 10월 경에 수원 중고차 매매 업체에서 굴러가는 중고 차량을 구입하여 폐차 과정을 밟았다. 누구나 다 전기차를 개조하여 실험 주행을 할 수 있는 것은 아니고 학교에 자동차과가 있다면 멀쩡한 차를 구입하여 폐차한 후에 실습 기자재로 등록한 후에 개조 및 리프트 실험 정도는 가능하다. 실험 주행을 하려면 법인 수준에서 차량등록소에서 승인을 필요로 한다. 아래 사진은 실제로 전기차 파워트레인을 조립했던 사진이며 실제로 파워트레인 엔진 룸 설치를 위해서는 별도의 CAD 설계 작업이 필수적이다. 즉 엔진 탈거 경험만으로는 파워트레인 조립이 불가능했었으며 이 문제를 해결하기 위해서 각 부품별로 솔리드 설계 작업 후 솔..

전기차의 역사와 기술 그리고 문화-3: 전기차의 역사를 시작했던 니콜라 테슬라

2021년 오늘 날 자동차 시장에 전기차가 개화하고 있는 상황을 보느라면 무려 백년전에 씨앗을 뿌렸던 오스트리아 태생의 천재적인 전기공학자 니콜라 테슬러(1856~1943)를 생각지 않을 수 없다. 비록 에디슨이 니콜라 테슬러에 한세대 앞서 전기 분야의 태두로 자리 잡았음을 모두가 알고 있지만 에디슨에서 비롯된 전기차의 영향은 골프장에서 운영되는 콜프 카트까지에 한한다. 이에 반하여 한 차원이 다르다고 볼 수 있는 오늘 날의 전기차인 테슬라, 니오, 아이오닉은 그 핵심에 바로 테슬라가 발명한 교류모터가 있기 때문일 것이다. 1884년에 프랑스 파리에서 전기 조명기술자로 일하던 시기에 미국의 Edison Machine Works 사의 매니저였던 찰스 베첼러와의 파리에서의 연줄로 미국으로 이민하여 에디슨의 ..

전기차의 역사와 기술 그리고 문화-2: 납 배터리 팩

100년 전에 에디슨이 개발하여 판매했던 전기차는 납배터리를 사용하는 모델로서 지금도 골프장에서 운영하는 골프카트 모델이 동일한 기술의 연장선상에 있다. 즉 직류모터에 납배터리를 직열 연결하여 48V를 만들어 사용한다. 배터리 기술은 100년 전에 비해서 그다지 혁신적인 발전이 이루어질 수 없는 분야이다. 따라서 배터리 기술 발전은 양극재나 음극재 및 전해질을 완전히 바꾸어버리는 방향으로 기술혁신이 이루어지고 있다. 다음 사진은 필자가 2010년에 직접 제작했던 납배터리 팩으로서 마티즈 차량을 전기차로 개조하는데 사용하였다. 반면에 위 사진에서 볼 수 있듯이 100년 전에 에디슨이 제작했던 모델도 지금의 배터리 팩과 별 차이는 없는 듯하다.

전기차의 역사와 기술 그리고 문화-1:에디슨의 초창기 전기차

내연기관차들이 지구상에 모습을 나타낸지 100년이 넘어가는 이 시점에 무려 100년 전에 에디슨이 선보였던 전기차가 다시 가광을 받는 시대가 도래했다. 이미 국내에서도 10년 전인 2010년에 이미 개조형 전기차를 만들어 일확천금을 꿈꾸는 스타트업들이 있었다. 비록 필자도 일확천금을 꿈꾸진 않았으나 천성이 엔지니어인 탓에 마찬가지로 개조 방식에 의한 전기차를 만들어 보게 되었다. 전기차 개발은 1900년대 에디슨 시대로부터 이미 오랜 역사를 가지고 있었지만 1910년대부터 헨리포드에 의해 시작된 내연기관 차량의 대량 보급에 따라 급격히 쇠퇴하였다. 그 후 1990년대에 접어들어 GM에 의해 내연 기관 차량에 견줄 수 있는 정도의 파워 및 에너지 용량을 가진 EV-01 전기차가 개발되어 시내 주행이 가능한..