전기 오토바이의 성장과 배터리 안전성

전기 오토바이 시장의 성장

지속 가능하고 친환경적인 교통수단에 대한 수요가 증가함에 따라 전기 오토바이와 전기 자동차(EV)의 인기가 빠르게 높아지고 있습니다. 전기 자동차의 장점으로는 이산화탄소 배출량이 없고 운영 비용이 저렴하다는 점이 있습니다.

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전기 오토바이의 장단점

일반 오토바이는 엔진에 동력을 공급하기 위해 가솔린을 사용하지만, 전기 오토바이는 모터에 전기를 공급하는 충전식 배터리로 구동됩니다.

엔진 오토바이와 전기 오토바이의 차이점은 다음과 같습니다.

몇 분 만에 연료를 충전할 수 있는 가솔린 오토바이와 달리, 전기 오토바이는 장착된 리튬 이온 배터리의 모델과 전압에 따라 완전히 충전하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. 하지만 가장 큰 장점은 충전 비용이 가솔린보다 훨씬 저렴하다는 점입니다.

전기 자전거의 종류

가장 흔하게 판매되는 전기 오토바이는 도심 주행에 적합한 스쿠터형 모델입니다. 하지만 유럽 제조업체들도 최고 속도와 주행 거리가 크게 향상된 전기 오토바이를 출시하고 있으며, 본격적인 투어링이 가능한 전기 오토바이의 인기가 높아지고 있습니다.

간편하게 휴대할 수 있도록 컴팩트하게 접을 수 있는 전기 자전거도 있습니다. 이러한 접이식 전기 자전거는 소형차나 미니밴에 보관 및 운반할 수 있으며, 여행 시 단거리 이동 등 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.

또한, "페달 장착 전기 자전거"라고 불리는 전기 자전거도 등장했습니다. 이 자전거는 모터, 페달, 또는 모터와 페달을 모두 사용하여 구동할 수 있습니다. 이러한 자전거의 장점은 배터리가 소진되더라도 페달을 밟으면 일반 자전거처럼 움직일 수 있다는 것입니다. 모터의 도움을 받는 이륜차인 "전기 보조 자전거"도 있지만, 전기 자전거는 페달을 밟지 않으면 움직일 수 없습니다. 반면, "페달 장착 전기 자전거"는 페달을 밟지 않고도 오토바이처럼 일정 속도로 움직일 수 있으므로 도로교통법상 "원동기 자전거"로 정의되며, 원동기 면허가 필요합니다.

전기 오토바이에 사용되는 리튬 이온 배터리

납축전지는 가격이 저렴하여 전기 오토바이에 널리 사용됩니다. 다른 배터리보다 저렴하지만 무겁고 크기가 큽니다. 이러한 이유로 최근 몇 년 동안 리튬 이온 배터리를 채택하는 모델이 점점 더 많아지고 있습니다. 리튬 이온 배터리는 납축전지에 비해 더 작고 가벼우며 전압이 더 높습니다. 같은 부피와 무게에서 배터리 용량을 나타내는 에너지 밀도 측면에서 리튬 이온 배터리는 납축전지보다 훨씬 높은 값을 보입니다.

리튬 이온 배터리의 또 다른 장점은 납축전지보다 완전 충전 시간이 짧다는 것입니다. 납축전지보다 크기가 작아 충전이 더 편리하며, 일부 모델은 탈착식 배터리 시스템을 갖추고 있습니다.

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배터리 충전 방식에는 일반 충전과 급속 충전이 있지만, 급속 충전을 반복하면 배터리 부하가 증가하고 배터리 수명이 단축되는 경향이 있습니다. 이러한 이유로 일부 전기 오토바이는 배터리 종류와 특성에 따라 저부하 충전 방식을 사용합니다. 위 비교표에서 알 수 있듯이 전기 오토바이는 주행 거리 측면에서 가솔린 오토바이보다 열등합니다. 더 긴 주행 거리를 확보하려면 가볍지만 용량이 큰 배터리가 필요합니다. 이러한 이유로 전기 오토바이 산업에서 리튬 이온 배터리 사용이 증가하고 있습니다.

전기 오토바이의 딜레마

전기 오토바이는 환경에 미치는 영향을 줄이기 위한 방법으로 주로 아시아에 보급될 것으로 예상되지만, 오토바이의 전기화와 관련하여 딜레마가 있습니다.

전기차와 전기 오토바이의 가장 큰 난관 중 하나는 주행 거리입니다. 최근 300~400km 주행이 가능한 전기차가 시중에 출시되고 있습니다. 반면, 가솔린 엔진 오토바이는 1회 충전으로 400km 이상을 주행할 수 있는 반면, 같은 유형의 전기 오토바이는 주행 거리가 10분의 1에 불과합니다.

배터리 용량과 총 중량은 전기 오토바이의 주행 거리에 상당한 영향을 미칩니다. 대용량 배터리는 주행 거리를 늘릴 수 있지만, 배터리 무게는 차량 무게를 증가시킵니다. 따라서 차량 무게가 무거울수록 주행 거리는 짧아집니다.

전기차도 비슷한 딜레마에 직면했지만, 차체 프레임에 탄소 섬유 강화 플라스틱을 사용하여 무게를 줄임으로써 이 문제를 해결했습니다. 반면, 전기 오토바이는 작고 가볍기 때문에 차체에 경량 소재를 사용하더라도 무게를 줄이는 데에는 한계가 있습니다. 또한, 차체 크기가 작으면 배터리 장착 공간도 제한됩니다. 즉, 전기 오토바이의 주행 거리가 가솔린 오토바이와 경쟁하려면 배터리 성능 향상이 필수적입니다.

또한, 전기 오토바이가 전기 자전거처럼 교체 가능한 배터리가 있는 카트리지 시스템을 사용하는 경우, 교체용 배터리로 계속 주행할 수 있습니다. 전기차의 배터리는 무겁고 사용자가 교체하기 어려운 반면, 전기 오토바이의 작고 가벼운 배터리는 사용자가 직접 교체할 수 있습니다.

또한, 전기 자전거는 전동 보조 자전거처럼 교체 가능한 카트리지형 배터리를 사용하므로, 잔량이 부족하더라도 배터리를 교체하면 계속 주행할 수 있습니다. 자동차(EV) 배터리는 무겁기 때문에 사용자가 직접 교체할 수 없지만, 전기 자전거의 배터리는 작고 가벼워 사용자가 직접 교체할 수 있습니다.

전기 오토바이 시장의 미래

전기 오토바이 시장은 국가마다 크게 다릅니다.우선, 데이터에 따르면 가스 구동 차량을 포함한 오토바이의 글로벌 판매량은 연간 약 5,300만 대이며 수요는 약 4,770만 대입니다.이 총 수요 중 70% 이상이 사람들이 오토바이를 일상적인 교통 수단으로 사용하는 아시아 및 기타 국가에서 발생합니다.중국은 이러한 차량 중 약 1,780만 대를 차지하여 세계 최대 오토바이 시장이라고 합니다.인도도 대략 1,770만 대의 생산량을 가지고 있습니다.그 다음으로 인도네시아가 580만 대, 베트남이 320만 대, 태국이 230만 대입니다.파키스탄, 브라질, 대만도 100만 대 이상을 생산하는 것으로 알려져 있습니다.반면 일본과 북미의 수요는 그다지 높지 않아 일본에서는 연간 40만 대 미만, 북미에서는 연간 약 60만 대입니다.

이 중 전기 오토바이가 차지하는 비중을 살펴보면, 중국의 연간 판매량은 약 300만 대이고, 인도의 판매량은 약 14만~15만 대입니다. 인도네시아는 2030년까지 전기 오토바이 1,300만 대 이상을 보급하는 것을 목표로 하고 있으며, 전기 오토바이 보급 확대를 위해 노력하고 있습니다. 다른 아시아 국가들도 이산화탄소 배출량 감축을 위해 전기 오토바이 도입에 대한 법률, 규정 및 목표를 수립했습니다.

예를 들어, 인도에서는 환경 문제에 대한 관심 증가, 정부 정책, 휘발유 가격 상승, 충전 인프라 개선, 그리고 현지 생산 및 전기차 부품 비용 절감으로 인한 배터리 가격 하락 등의 이유로 전기 오토바이 사용이 증가할 것으로 예상됩니다. 그러나 긴 충전 시간, 농촌 지역의 충전 인프라 부족, 높은 배터리 교체 비용, 주행 거리, 가속/속도 성능 등의 우려 사항도 있습니다.

앞서 언급했듯이 전기 오토바이의 주행거리를 늘리는 것은 쉽지 않기 때문에 일부 제조업체는 교체형 배터리 사용을 고려하고 있습니다. 배터리 기술은 용량을 늘리고 열화, 진동, 충격에 대한 내구성을 향상시키기 위해 발전하고 있습니다. 배터리 표준을 통일하기 위해 배터리 공유 서비스도 개발되고 있습니다. 또한, 일부 국가에서는 가정용 전력망에 연결하여 재생에너지 확대를 촉진하는 방안으로 전기 오토바이 사용을 고려하고 있습니다.

전기 오토바이와 덱세리얼의 SCP

노트북, 스마트폰, 태블릿에는 4V~12V의 배터리 팩이 사용됩니다. 최근에는 하나의 배터리 팩에 10개 이상의 셀을 연결하여 수십 볼트의 고전압을 구현하는 리튬 이온 배터리가 전동 공구, 비상 전원 장치, 전기 자전거, 전기 오토바이 등에 사용되고 있습니다.

덱세리얼즈의 SCP(Self Control Protectors)는 과충전 또는 과전류 발생 시 회로를 안전하게 차단하는 2차 보호 퓨즈입니다. 전기 오토바이 시장이 빠르게 성장함에 따라, 고전압 리튬 이온 배터리의 안전을 보장하기 위해 덱세리얼즈의 SCP에 대한 수요가 크게 증가할 것입니다.

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