[투데이에너지 홍시현 기자] 전기차 주행 성능 개선을 위해 히트펌프가 도입되고 있다.
전기차 주요 제조사의 가장 큰 관심사는 한 번 충전에 가능한 주행거리다. 주행거리를 늘리기 위해 배터리 용량을 늘리거나 배터리 효율을 올리는데 집중한다. 배터리 용량과 효율을 높인다고 주행거리를 늘리는데 한계가 있다. 주행 중 함께 가동하는 냉난방공조시스템이 배터리의 효율을 낮춰 주행거리가 짧아진다. 이를 최소화하기 위한 완성차 업체에서는 주행 중 발생하는 폐열을 활용하는 히트펌프에 주목하고 있다.
테슬라는 모델3 후속 모델인 모델Y부터는 히트펌프를 적용하다. 닛산 ‘리프(Leaf)’는 2012년부터 히트펌프를 적용하고 있으며 현대자동차도 2014년부터 전기차에 히트펌프를 적용하고 있다. 이달 국내 공식 출시한 ‘르노 조에’에도 히트펌프가 적용됐다.
내연기관 차량은 엔진에서 발생하는 열을 난방에 활용한다. 냉방도 엔진을 이용해 에어컨을 가동한다. 반면에 전기차는 엔진이 없어 냉난방 모두를 배터리에 의존한다. 초기 전기차는 배터리로 에어컨과 전기히터를 가동시켜 배터리 효율이 떨어뜨려 주행거리도 급격히 줄어든다.
최근 현대차 ‘코나 일렉트릭’이 노르웨이 자동차 연맹(NAF)이 폭스바겐 e-골프, 닛산 리프, 테슬라 모델 S, 메르세데스-벤츠 EQC 등 20여개 전기차를 대상으로 한 겨울철 전기차의 주행 및 충전 성능 평가에서 1위를 차지했다. ‘코나 일렉트릭’이 1등한 이유는 고효율 히트펌프다. ‘코나 일렉트릭’에 탑재된 고효율 히트펌프는 외부에서 유입되는 공기 열원과 구동 모터, 온보드차저, 통합전력제어장치 등의 PE(Power Electronics) 모듈, 배터리, 완속 충전기 등에서 발생하는 폐열을 회수해 난방에 활용한다.
완성차 업체에서는 최근 출시된 전기차에 히트펌프를 기본 또는 옵션으로 장착해 출시하는 추세다. 히트펌프를 옵션으로 할 경우 약 100만원이 추가적으로 든다.
김민수 서울대학교 교수는 “초기 전기차는 에어컨과 전기히터로 에너지 소모량이 많아 주행거리가 짧았지만 최근 전기차에 히트펌프가 적용돼 주행거리가 늘어나고 있다”라며 “아직 전기차 히트펌프가 보편화되지는 못했지만 양산에 들어가면 가격은 낮아질 것이며 히트펌프의 성능 개선을 위한 과제가 진행 중”이라고 밝혔다.
향후 전기차의 핵심부품으로 배터리와 히트펌프가 될 것으로 기대된다.