1996년, 제너럴 모터스의 EV-1 배터리 구동 전기 자동차가 캘리포니아와 애리조나의 새턴 쇼룸에 등장했습니다. 이후 7년 동안 차에 휘발유를 넣는 부담 없이 돌아다니기를 원하는 운전자들에게 1,000개 이상의 모델이 임대되었습니다. 그러나 GM은 궁극적으로 소비자 수요와 배터리 기술이 그에 못 미치는 것으로 결론을 내렸고, 그 차량의 대부분은 파쇄 시설에 버려졌습니다.
1990년대 이후 연료 가격이 치솟고 배터리 기술이 상당히 발전했기 때문에 GM은 전기차에 또 한 번 균열을 내야 할 때라고 판단했다. 하지만 이번에는 조금 다르게 일을 하고 있습니다.
E-Flex 추진 시스템 GM의 완전히 새로운 플랫폼으로 2010년 말까지 쇼룸에서 선보일 예정인 매우 기대되는 Chevrolet Volt 세단을 뒷받침할 것으로 예상됩니다. 이 시스템은 엔지니어들이 전기 자동차에 혁명적인 회전이라고 부르는 것을 넣습니다. 내연 기관의 도움으로 수백 마일을 운전할 수 있습니다.
"[E-Flex 차량은] 엔진 없이 작동할 수 없는 하이브리드와 달리 가스 엔진의 지원이 필요하지 않습니다."라고 GM 대변인 Dave Darovitz가 말했습니다. "우리 엔진은 바퀴에 직접 연결되어 있지 않으며 배터리가 고갈되었을 때만 켜지고 고정된 온보드 발전기로 작동하여 배터리를 재충전하고 자동차에 전력을 공급하기 위해 추가 전기를 생성합니다." 그러나 GM은 저속 주행에 소형 전기모터를 사용하고 가속과 고속 주행을 위해 내연기관으로 전환하는 도요타 프리우스와 같은 하이브리드 자동차와 달리 E-Flex 플랫폼을 기반으로 하는 자동차를 전기 자동차로 간주합니다. 플러그인 하이브리드보다.
밤에 재충전하면(가정용 전원 콘센트가 있음) 자동차의 바퀴는 배터리 팩의 전력만으로 구동됩니다. 가솔린 엔진은 배터리가 방전되었을 때 충전하는 용도로만 사용됩니다.
모든 것이 GM의 계획대로 진행된다면 E-Flex로 구동되는 자동차는 휘발유 한 방울 없이 전력만으로 최대 64km를 달릴 수 있습니다. 40마일(64km) 후에 자동차의 초기 배터리 충전량이 소진되고 레인지 익스텐더라고 하는 내연 기관 -- 원활하게 작동하여 배터리를 충전하고 자동차를 전력으로 계속 작동시키는 발전기를 작동합니다.
다음 섹션에서는 E-Flex 플랫폼의 핵심인 배터리에 대해 살펴보고 한 대의 자동차로 얼마나 많은 비용을 절약할 수 있는지 알아보겠습니다.
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E-Flex 배터리는 400파운드(181킬로그램)의 고급 리튬 이온 배터리로 최대 16킬로와트시의 전기를 생성합니다.
최근 몇 년 동안 이러한 종류의 장치를 가능하게 만든 배터리 기술의 발전은 E-Flex 플랫폼의 자동차가 그 역할을 수행할 수 있는 이유를 설명합니다. 예를 들어, EV-1은 E-Flex 구동 차량과 동일한 출력을 가지지만 무게가 약 2,200파운드(998kg) 더 나가는 납산 배터리 팩을 사용했습니다.
E-Flex 배터리는 대부분의 동급 자동차에 사용되는 원통형 리튬 이온 배터리와 달리 평평합니다. 플랫 셀은 원통형 셀보다 공간을 덜 차지하므로 자동차 배터리 팩에 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다. 이러한 세포는 또한 유체가 평평한 표면을 가로질러 쉽게 흐를 수 있으므로 냉각 및 조절이 더 쉽습니다.
단순히 자동차의 엔진 베이에 배치되는 기존 배터리와 달리 E-Flex 배터리는 실제로 자동차 자체에 내장될 정도로 크기가 큽니다. T자형 배터리는 앞바퀴와 뒷바퀴 사이의 차량 중앙을 관통하며 "T"의 상단이 뒷좌석 조수석 아래에 위치합니다. 이렇게 하면 사고 발생 시 배터리를 안전하게 보호할 수 있습니다.
그럼에도 불구하고 플랫폼의 고유성은 GM이 직면해야 하는 과제를 만듭니다.
Chevrolet Volt의 차량 라인 책임자인 Tony Posawatz는 "[E-Flex 플랫폼]의 심장과 영혼은 배터리이며 차량이 맨 위에 있습니다. 엔지니어들은 차량을 설계하고 제작하는 방법을 알고 있다고 그는 말했습니다. "하지만 배터리 팩의 장착, 가열 및 냉각, 사용된 재료의 유형... 그건 모두 알려져 있지 않습니다."
수소 연료 전지와 달리 기술은 우리가 기다릴 필요가 없는 것입니다. Posawatz는 "전기 자동차를 위한 기반 시설이 이미 마련되어 있습니다. "전기 요금은 마일당 1~2센트인 반면 현재 가스 요금은 마일당 10센트입니다."
E-Flex 배터리는 차량의 앞바퀴를 구동하는 전기 모터에 연결됩니다. 이 모드에서는 완전히 조용하며 운전자는 도로 소음만 들을 수 있습니다.
이 모터는 약 120kW의 전력을 생산하며 이는 내연 기관의 약 160마력에 해당합니다. 그러나 전기 모터는 즉각적인 토크를 제공하기 때문에 최대 출력을 경험하기 위해 엔진을 돌릴 필요가 없습니다. Chevrolet Volt는 훨씬 더 나은 성능을 제공합니다.
볼트는 9초 이내에 0에서 60mph(시속 97km)까지 도달할 것으로 예상됩니다. 그러나 성능에 열광하는 운전자에게 진정으로 깊은 인상을 줄 것은 차를 런칭하는 느낌입니다. 가속은 소형 이코노미카보다 V-6 엔진을 탑재한 스포티카에 가깝다. 자동차는 또한 회생 제동을 사용합니다. , 이는 자동차가 주행하거나 제동할 때 운동 에너지를 수집하고 이 에너지를 배터리를 충전하는 데 사용함을 의미합니다. 배터리가 차 바닥에 있다는 것은 무게 중심도 낮다는 것을 의미합니다.
E-Flex로 구동되는 자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리는 휴대폰과 노트북을 작동하는 것과 동일하지만 훨씬 더 큽니다. 배터리를 충전하려면 자동차를 110볼트 콘센트에 연결하기만 하면 됩니다. 모든 표준 가정용 소켓이 작동합니다. GM은 대부분의 고객이 차고에서 밤새 차를 충전할 것으로 예상하며 이 과정을 완료하는 데 약 6시간이 걸립니다. 220볼트 회로에서 운전자는 배터리를 충전하는 데 3~4시간이 필요합니다.
GM의 엔지니어들은 누구나 운전할 수 있는 자동차를 만들기 위해 노력하고 있습니다. E-Flex 차량의 많은 구성 요소가 복잡해 보이지만 Volt의 수석 엔지니어인 Andrew Farah는 사람들이 자동차를 계속 작동시키는 것이 기기를 연결하는 것만큼 간단하다는 것을 이해하기를 바랍니다. 볼트의 측면에는 충전용 콘센트에 꽂을 수 있는 플러그가 있습니다.
Chevy Volt에서 내연 기관의 역할에 대해 자세히 알아보려면 계속 읽으십시오.
배터리 팩이 초기 충전을 잃으면 레인지 익스텐더(차량 전면에 있는 내연 기관에 대한 GM의 이름)가 작동할 시간입니다. Chevrolet Volt 컨셉트 카에서 배터리 충전을 유지하는 발전기를 작동하도록 설계된 1.0리터(1,000입방센티미터) 3기통 엔진입니다. 12갤런(45리터) 연료 탱크에서 작동합니다.
"일반적인 전기 자동차에는 배터리와 전기 모터가 있습니다."라고 엔지니어인 Andrew Farah는 말했습니다. "충전이 다 될 때까지 필요한 모든 것입니다. 그런 다음 집에 밀어 넣어야 합니다." E-Flex 플랫폼의 가스 모터를 사용하면 더 이상 문제가 되지 않습니다.
가솔린 구동식 레인지 익스텐더의 목적은 운전자가 충전을 위해 차를 돌려 집으로 돌아가기 전에 남은 주스의 양을 확인하기 위해 계속 게이지를 쳐다보지 않는 전기 자동차를 만드는 것입니다.
전기 모터의 효율성에도 불구하고 운전자는 가스 탱크를 가득 채운 상태를 유지해야 한다는 것을 기억해야 합니다. 자동차는 배터리 전원으로 최대 64km를 달릴 수 있지만 그 이후에는 발전기에 전력을 공급하기 위해 가스 모터를 가동해야 합니다.
GM은 평균적인 고객이 매년 약 500갤런(1,892리터)의 연료를 절약해야 하며 주유소에 가거나 일반적인 엔진 서비스 일정을 유지할 필요가 거의 없다고 말합니다. 회사는 배터리 상태를 유지하기 위해 가능한 한 자주 그리고 오랫동안 자동차의 전원을 연결하도록 권장합니다.
현재 GM 엔지니어들은 E85 에탄올/가솔린 혼합물뿐만 아니라 휘발유로 범위 확장기에 동력을 공급하기 위해 노력하고 있습니다. 유럽에서는 디젤 연료도 실험하고 있습니다. 그들은 또한 E-Flex의 연료 전지 변형을 연구하고 있습니다[출처:Farah]. 그 차량에서 범위 익스텐더와 발전기가 제거되고 수소 연료 전지로 교체됩니다. 그런 차량에서 Farah는 "대부분의 시간 동안 연료 전지를 사용하고 배터리는 그렇게 많이 사용하지 않을 것입니다."라고 말했습니다.
GM은 E-Flex 플랫폼이 배기 가스와 연비 측면에서 환경 친화적인 플랫폼이 되기를 원합니다. 그들은 지금까지 올바른 길을 가고 있습니다. E-Flex 구동 자동차는 처음 40마일(64km)을 주행하는 동안 배기가스를 전혀 배출하지 않습니다. 자동차가 배터리 전원으로 작동하는 동안 전기 모터는 휘발유 자동차가 비난받아온 화학 물질과 대기 오염 물질을 배출하지 않습니다.
내연 기관이 작동하면 GM 엔지니어는 운전자가 범위 확장기를 사용하여 갤런당 약 50마일(21km/리터)을 얻을 수 있을 것으로 추정합니다. 쉐보레 볼트 콘셉트카는 전체 주행 거리가 966km 이상이라고 내세웠지만, 양산형은 주유소 크기가 줄어들어 약 579km를 주행할 수 있게 됐다. GM 엔지니어는 단순히 추가 탱크 공간과 추가 중량이 필요하지 않다고 결정했습니다.
GM 관계자는 이러한 변화가 타당하다고 주장합니다. "사람들은 거의 멈추지 않고 400마일 이상을 운전하지 않는데, 사용하지 않을 수도 있는 여분의 연료를 왜 여기저기에 싣고 다니나요?" 다로비츠가 물었다. 실제로 GM은 미국 통근자의 75% 이상이 하루에 40마일(64km) 미만을 운전한다고 추정하기 때문에 대부분의 사람들은 휘발유를 사용하지 않을 수 있습니다[출처:Chevrolet].
E-Flex 차량으로 모든 것이 계획대로 진행된다면 그 운전자들은 매일 통근하는 동안 휘발유를 한 방울도 사용하지 않거나 유해한 배기가스를 배출하지 않을 것입니다. 그러나 이 운전자들이 새 파워트레인을 테스트하고 도로를 질주하기로 결정한 경우를 대비하여 자동차는 여전히 갤런당 약 50마일(21km/리터)을 주행합니다.
그렇다면 Chevy Volt는 언제 얼마에 구입할 수 있습니까? 운전자는 E-Flex 플랫폼에서 그 밖에 무엇을 찾을 수 있습니까? 다음 페이지에서 알아보세요.
2007년 북미 국제 오토쇼(NAIAS)에서 공개된 Chevrolet Volt는 E-Flex 플랫폼의 첫 번째 차량입니다. 볼트는 2인승, 2도어 EV-1과 달리 4인승 소형 세단이다. 내부는 앞좌석과 뒷좌석에 6피트 2인치 남성이 편안하게 앉을 수 있어야 합니다. 뒤쪽에 중앙 좌석이 없으면 자동차 중앙에 자동차 배터리를 위한 공간이 생기고 더 나은 공기 역학을 위해 루프를 낮게 유지합니다. GM이 원하는 연비를 얻기 위해 Volt는 극도로 공기역학적입니다.
약간의 작업이 필요할 것입니다. 많은 사람들이 Volt의 출시 일정이 매우 야심적이라고 말했습니다. GM은 2010년 말까지 자동차를 도로에 출시하기를 원하며, 이는 배터리에 대한 광범위한 테스트와 자동차 자체 개발을 의미합니다.
배터리는 냉각 상태를 유지해야 합니다. 안전해야 합니다. 울퉁불퉁한 도로를 견뎌야 하고 양산도 해야 한다. 또한 엔지니어는 자동차 자체(기본적으로 배터리가 작동하는 모든 것)를 출시일까지 사용할 준비가 되어 있어야 합니다.
회사는 Volt의 합리적인 가격으로 30,000달러를 목표로 삼았지만 최근 몇 달 동안 GM 관계자는 그 수치에 당황하며 기자들에게 Volt의 가격이 자동차 출시 시 휘발유 가격과 연결될 것이라고 말했습니다[출처:Blanco].
Darovitz는 "시보레 볼트의 가격은 아직 결정되지 않았습니다. "정부 세금 공제, 고객 혜택 및 가치, 기타 보조금, 전기 비용 대비 휘발유 절약, 초기 수량을 포함한 많은 요소를 가격을 확정하기 전에 평가할 것입니다."
Volt를 공개한 지 몇 달 후 GM은 사촌인 Opel Flextreme을 출시했습니다. 유럽 시장을 겨냥한 E-Flex 차량으로 볼트와 같은 마음을 담은 스타일리시한 5도어 해치백입니다. 유일한 예외는 Volt의 내연 기관이 아닌 1.3리터(1,300입방센티미터) 터보 디젤 장치인 Flextreme의 범위 확장기입니다. 따라서 Flextreme은 디젤 연료가 대부분의 차량에 동력을 공급하는 Opel의 본거지인 독일과 같은 유럽 국가에 더 적합합니다.
2008년 1월, Cadillac Provoq SUV가 오토쇼 서킷을 강타했습니다. 수소 연료 전지와 결합된 E-Flex 시스템을 사용하여 수소로 280마일(451km), 전기 배터리 에너지로 20마일(32km)을 주행할 수 있는 차량을 제공합니다. 이 모든 과정에서 수증기를 제외하고는 배기 가스가 전혀 배출되지 않습니다.
Volt, Flextreme 및 Provoq은 모두 아직 개념 단계에 있지만 Farah는 E-Flex 구성 요소가 다양한 차량에 사용하도록 설계되었다고 말했습니다. "우리는 사람들이 원하는 모든 종류의 자동차에 적용할 수 있도록 이러한 종류의 기술의 가용성을 확대할 수 있어야 합니다."라고 그는 말했습니다.
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