자동차 엔진과 전기모터의 효율 차이는 왜 발생하는지 알고 싶어요

Question

전기차가 효율이 좋다고 하는데, 내연기관과 비교했을 때 어떤 구조적 차이 때문에 효율 차이가 나는 건지 궁금해요. 공학적인 원리를 쉽게 풀어서 설명해주시면 좋겠어요.

Answer 1

안녕하세요. 박광덕 박사입니다.

전기차의 모터가 내연기관보다 효율이 높은 가장 큰 이유는 에너지를 변환하는 과정이 훨씬 단순하기 때문입니다. 내연기관은 휘발유나 경유를 태워 발생한 열로 피스톤을 움직이고, 다시 바퀴를 돌리는 과정에서 많은 에너지가 열과 배기가스로 손실됩니다. 그래서 실제 바퀴를 움직이는 데 사용되는 에너지는 연료의 약 30~40% 정도입니다.

반면 전기모터는 배터리의 전기를 바로 회전력으로 바꾸기 때문에 에너지 손실이 적어 효율이 90% 이상에 이릅니다. 또한 감속할 때 버려질 운동에너지를 다시 전기로 바꾸는 회생제동 기능까지 있어 에너지를 재활용할 수 있습니다.

즉, 내연기관은 열을 거쳐 힘을 만드는 과정에서 손실이 크고, 전기모터는 전기를 직접 힘으로 바꾸기 때문에 훨씬 효율적인 것입니다. 이것이 전기차가 같은 에너지로도 더 멀리 주행할 수 있는 가장 큰 이유입니다.