핵심 요약
- 전기차의 히트 펌프는 외부의 열을 이용하여 실내와 배터리를 데워 겨울철 주행 거리를 향상시키는 효율적인 난방 방식입니다.
- 히트 펌프 시스템은 복잡성으로 인해 초기 비용이 추가되지만, 장착된 전기차는 여전히 가솔린 차량에 비해 유지보수 비용이 저렴합니다.
- 전기차에 히트 펌프의 필요성은 거주 지역의 기후에 따라 다르며, 특히 추운 겨울을 겪는 지역에서 이 기능의 이점을 크게 누릴 수 있습니다.
히트 펌프는 가정 난방, 세탁 건조, 심지어 전기차에도 활용됩니다. 하지만 전기차에서 히트 펌프는 종종 선택 사양으로 제공되는데, 과연 어떤 역할을 하며, 추가 비용을 지불할 가치가 있을까요?
히트 펌프란 무엇인가?
모든 가정에 히트 펌프가 있는 것은 아니지만, 많은 사람들이 냉장고와 유사한 원리를 알고 있습니다. 냉장고는 압축기(일종의 펌프)를 사용하여 냉매 가스를 응축기라는 튜브로 보내고, 가스를 압축하여 액체로 만들면서 주변에 열을 방출합니다. 이후 액체는 증발기로 이동하며 다시 가스로 변환되는 과정에서 주변의 열을 흡수합니다. 냉장고의 경우, 증발기는 냉장고 내부의 열을 흡수하는 역할을 합니다.
히트 펌프는 유사한 과정을 거치지만, 응축기가 방출하는 열을 유용하게 활용합니다.
전기차에서 히트 펌프의 작동 방식
전기차의 히트 펌프는 외부 공기를 압축기로 가져와 작동시킨 후, 응축기에서 발생한 열을 차량 내부로 보내 실내를 따뜻하게 합니다. 또는 이 열을 사용하여 추위에 민감한 차량 배터리를 데우는 데 활용합니다.
반면, 히트 펌프가 없는 전기차는 일반적으로 저항 발열 방식에 의존합니다. 이는 저항이 있는 물질에 전류를 흘려 마찰열을 발생시키는 방식입니다. 모든 전기가 열로 변환되므로 효율적인 과정이지만, 히트 펌프는 한 곳에서 다른 곳으로 열을 이동시켜 에너지 투입량보다 더 많은 열을 제공할 수 있습니다.
히트 펌프가 겨울철 주행 거리를 늘려줍니다.
이미지 출처: Bertel King/MakeUseOf
전기차는 겨울철에 주행 거리가 감소하는 현상이 있습니다. 이는 전기차만의 문제는 아니며, 휘발유 차량 역시 겨울철 연비가 감소합니다. 하지만 휘발유 차량은 연료 주유가 용이하여 크게 체감하기 어렵지만, 전기차는 여름철 400km를 주행하던 차량이 겨울철에는 320km 미만으로 주행 거리가 줄어들 수 있습니다. 이는 공공 충전의 불편함과 결합되어 주행 거리 불안을 야기합니다.
히트 펌프는 겨울철 주행 거리 감소를 완화하는 데 도움이 됩니다. 리튬 배터리는 저온에서 효율이 떨어지므로, 추운 날씨에는 주행 거리가 줄어듭니다. 그러나 히트 펌프를 사용해 차량 내부와 배터리 팩을 데우는 데 필요한 전력 소비를 줄이면, 실제 주행에 사용할 수 있는 에너지 양을 늘릴 수 있습니다. 히트 펌프 유무에 따른 선택 시, 히트 펌프가 장착된 차량이 겨울철 충전 필요 시점까지 좀 더 멀리 이동할 수 있습니다.
히트 펌프에는 추가 비용이 발생합니다.
제조사들이 히트 펌프를 장착한 차량에 추가 비용을 부과하는 이유는 시스템이 더 복잡하기 때문입니다. 부품 수가 늘어나 제조해야 할 부품이 많아지고, 고장 가능성이 있는 부품도 늘어납니다(전기차는 휘발유 차량보다 유지보수 비용이 저렴하지만).
결과적으로 히트 펌프는 종종 저항 발열 방식과 함께 설치됩니다. 이렇게 하면 외부 공기가 너무 차가워서 히트 펌프가 작동하지 못할 때에도 차량을 난방할 수 있는 방법이 확보됩니다. 엔지니어링 관점에서 히트 펌프는 추가 옵션으로 간주됩니다.
내 전기차에 히트 펌프가 필요할까?
히트 펌프의 효용성은 거주 지역의 기후 조건에 따라 크게 달라집니다. 눈이 내리는 추운 지역에서는 히트 펌프가 있는 전기차가 필수적입니다. 극도로 추운 날씨에도 저항 히터가 작동해야 하지만, 히트 펌프는 효율적으로 차량을 데우는 데 큰 도움이 됩니다. 겨울철 평균 기온이 영하 이상이지만, 외투를 입어야 할 정도로 쌀쌀한 지역에서도 히트 펌프는 충분한 가치를 지닙니다.
반면, 겨울철 기온이 온화하여 히터를 거의 사용하지 않는다면 히트 펌프의 이점은 미미할 수 있습니다. 이러한 경우에는 차량에 옵션으로 제공된다면 히트 펌프를 선택하지 않아 비용을 절약할 수 있습니다.