전기차의 회생제동과 관련된 이야기

우선 이글은 전기차는 왜 브레이크를 내연기관보다 적게 쓰는가....에 대해 써보는 글입니다. 회생제동 = 원페달 로 이해하시는 분들이 많으셔서... 모든것은 "절대량 보존 법칙" 에서 출발합니다. 그리고 모든 모터에는 역기전력 이라는 것이 존재합니다. 모터가 정방향 정속으로 회전 할 시에 효율이 있는데 효율이 100%가 안되는 이유는 다들 아시다 싶이 마찰과 그 마찰에 따른 열 등으로 배출이 됩니다. 또한 마찬가지로 반대 성질의 역기전력이 발생합니다. 이 역기전력을 얼만큼 잘 설계 하느냐에 따라 모터 효율이 천차만별이 되며 역기전력을 잘 설계 할 수록 단가나 재료비는 높아집니다. 여기서 모터를 억지로 반대 방향으로 돌아가는 신호를 주게 되면 열이 더 나고 마찰이 더 심해지고 역기전력도 많이 생기게 됩니다. 정속 방향의 역기전력 대비 반대방향의 역기전력은 더 강하게 걸릴수 밖에 없으며, 이때 역기전력은 운동에너지가 전기에너지로 발현되게 됩니다. 이 전기에너지를 다른곳에 전원으로 쓰면 발전기가 되게 됩니다. 집에 건조기가 있으신 분들은 건조기 전원선을 뽑고, 내부 드럼통을 손으로 돌려 보시면 전원이 켜지지는 않아도 내부에 불이 들어오는것을 보실 수 있습니다. 이 역기전력을 모터 BMS 회로에서 반대로 받아 들이는 회로를 구성하여 베터리로 거꾸러 들어가게끔 설계를 하면 베터리가 충전이 되게 됩니다. 이게 회생 제동 에서 "회생" 이 되게 됩니다. 여기서 회생으로 쓰면서 모터의 회전 속도를 줄이는 것이 "제동" 이 되게 됩니다. 합쳐서 물리적인 브레이크 개입 없이 속도를 줄이면서 베터리 충전 하는게 "회생제동"이 되는거죠. 그런데 물리적 브레이크는 왜 쓰냐? 모터는 전기신호로 급격하게 0으로 떨어뜨리기가 어렵습니다. 일반 제품 이나 저속 제품 처럼 100단위의 RPM 이라면 5초 30초 내에 0으로 떨어질 수 있으나, 전기차 처럼 몇만 단위의 RPM을 쓰면 몇초만에 모터를 정지 시킬 수가 없습니다. 신호를 아예 끊어도 말이죠. 관성이 그 주된 이유이고, 모터 설계 시에 몇초이내로 정지해야 한다는 요구사항이 있기도 한 실정이라 거기에 맞추면 그만큼 또 재료비가 올라갑니다. 또한 혹여 몇초이내로 멈춘다고 하면, 모터 내부 부품들 이격등등이 일어나게 되고, 발열이 어마어마한 수준으로 나옵니다. 반대로 나오는 역기전력도 감당안될 수준이라, 화재 위험이 엄청 커지죠. "전기차" 에서 회생 을 전혀 안쓰거나 감속을 모터 전기 신호로 감속을 전혀 안하고 물리적 브레이크로만 할 수 없는 이유 입니다. 모터는 계속 도는데 물리브레이크로만 제동한다? 모터 터지거나 "탈조" 현상이 일어납니다. 말 그대로 급발진. 연비 1이 중요한 전기차에서 "회생" 을 안쓸리가 없는 이유이고(자연적으로 발생되는 전기 에너지를 버릴 이유가...) 물리적인 브레이킹도 안쓸수 없는 이유입니다. 급제동 등에서는 쓰이니까요. 다만, 대부분의 제동은 모터의 전기신호로 제동을 하기에 내연기관과는 다르게 물리적인 브레이킹을 쓰는 빈도수가 많이 줄어드는것이며, 그만큼 디스크의 마모도, 내구성 등등도 많이 좋아지는 이유가 됩니다. 전기차는 브레이크 드럼/패드 거의 안간다는 분들의 이야기가 이런 이야기이구요 다만, 회생제동의 단계를 나누는건, 베터리 충전 양을 더 많이 하기 위해 모터 급갑속 제어를 더 강하게 한다는게 되는거고 부드러운 회생제동은 그만큼 덜 강하게 하게 되니 울컥임이 없다고 느껴 지는 이유 입니다.