Tank to Wheel효율(연료탱크부터 타이어까지효율)과 Well to Wheel효율(유전부터 타이어까지효율)

Tank to Wheel효율(연료탱크부터 타이어까지효율)과 Well to Wheel효율(유전부터 타이어까지효율)

그림1.은 내연기관과 전동모터 효율을 나타낸다. 전기자동차효율이 높다는 것을 표현하는데 자주 사용되는 그림이다. 자동차용 엔진열효율이 낮다는 것을 잘 나타내고 있지만, CO2배출량을 비교하는데는 적정하지 않다. 이에 비교하여 그림2.는 발전수단을 고려한 효율로서 Well to Wheel효율(유전부터 타이어까지효율)이 사용된다. 세계각국 에너지 사정에 따라 다르지만 그림2.는 독일의 경우를 나타내고 있다. 이 계산치는 원자력 발전이 주요 전력원인 프랑스를 제외하면, 일본과 같은 많은 국가가 이에 해당한다. 엔진뿐만 아니라 모터도 석유 에너지를 에너지원으로 한 것이라면 이 효율의 역수가 CO2배출량을 나타내는 것이 된다. 최적화한 엔진효율이 40% 이상(현재는 약 20%정도)으로 가정하고 있기 때문에 과다하게 높게 가정한 것으로 보여진다는 것은 피하기 어렵지만, 다운사우징엔진에 HCCI연소를 조합하면 가능성이 희박하다고 말하기는 어렵다. 또한 일부에서는 냉각수 열에너지를 냉난방에 효율적으로 이용하면 엔진 효율이 50%를 넘어서는 예측도 나오고 있다. 장래에 배기가스의 열에너지를 회수하는 기술 실현되면 엔진효율 75% 달성가능성이 있다고 설명하고 있다.

◆ 그림 1. Tank to Wheel효율(연료탱크부터 타이어까지효율)

자동차 파워트레인효율을 나타내고 있다. 이 그림을 보면 연료의 연소에너지를 기계에너지로 변환하는 엔진효율이 15-25%정도로 낮다. 이에 비해 전기에너지를 기계에너지로 변환하는 모터효율이 90%로 상당히 높음을 알 수 있다.

◆ 그림 2. Well to Wheel효율(유전부터 타이어까지효율)

Well (유전)부터이 효율을 생각해 보면 엔진은 연료이송분 손실을 10%로 하고 90%에서 시작한다고 하면 기계에너지로 변환 효율은 37%가 되고, 모터는 발전부터 저장소까지 산정하면 시작이 36.5%가되어 결국 33%효율이 되고 만다.

참고 포스팅:

2015/02/13 – [자동차부품] – 전기자동차(EV)구동용 동기모터

2015/02/11 – [자동차부품] – 전기자동차(EV)용 모터(Motor)기본구조와 요소

2015/02/08 – [파워트레인] – 엔진 열효율(에너지효율)과 손실

작성: 2015년 3월 31일