회생제동의 원리와 단점(feat. 멀미 줄이기)

고유가 시대에 하이브리드 자동차나 전기차를 구매하시는 분들이 많이 있는데요. 전기차 택시 뒷자석에 타고 가다보면 멀미를 호소 하시는 분들이 많이 있습니다. 이것은 일반 내연기관 자동차나와 전기모터 자동차의 차이점인데요. 이러한 차이점은 운전방식에도 영향을 끼칩니다. 이 멀미를 유발하는 것이 바로 회생제동인데요. 이번 포스팅에서는 회생제동의 원리와 단점에 대해서 알아 보겠습니다. 

 

회생제동이란

회생제동(Regenerative Braking)은 전동기(모터)를 발전기처럼 작동시켜, 운동 에너지를 전기에너지로 변환하여 저장하거나 재활용하는 방식의 제동 시스템입니다. 주로 전기차, 하이브리드차, 전동차 등에서 사용됩니다.

1. 원리:
   • 차량이 제동할 때 바퀴가 모터를 역으로 구동시킴.
   • 이 과정에서 모터는 발전기로 작동하며, 운동 에너지가 전기에너지로 변환됨.
   • 생성된 전기에너지는 배터리에 저장되거나 다른 전자 장치에 사용됨.
   • 에너지 손실을 줄이고 효율성을 높이는 친환경 기술.
2. 과정:
   • 속도 감소: 모터의 역기전력(Back EMF)을 통해 속도를 줄임.
   • 전력 회수: 회수된 전기에너지가 배터리로 충전됨.

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회생제동의 단점

1. 효율성 한계:
   • 회수할 수 있는 에너지의 양은 제동 시 발생하는 운동 에너지에 비례하므로, 저속에서는 에너지 회수량이 적음.
   • 제동 시 시스템 손실(전력 변환, 배터리 충·방전 효율)에 의해 일부 에너지가 열로 소모됨.
2. 배터리 제약:
   • 배터리 충전 상태가 이미 가득 차 있으면 에너지를 추가로 저장할 수 없음.
   • 배터리 과열 또는 손상 가능성을 줄이기 위해 추가적인 관리 시스템이 필요.
3. 비용:
   • 회생제동 시스템(특히 전력 변환 장치와 고성능 배터리)의 개발 및 설치 비용이 높음.
4. 기계적 브레이크 필요:
   • 저속 제동 또는 급제동 시, 회생제동만으로는 충분한 제동력을 제공할 수 없어 기계적 브레이크와 병행 사용 필요.
5. 복잡성:
   • 시스템이 복잡하여 유지보수 비용이 증가.
   • 전력 변환 장치, 배터리 관리 시스템(BMS) 등 추가적인 부품이 필요.
6. 멀미유발:
   
   • 회생제동은 운동 에너지를 전기에너지로 변환하면서 차량의 속도를 줄입니다. 이 과정에서 제동력이 갑작스럽게 작용하면, 승객은 순간적인 가속도 변화(감속)를 느끼게 됩니다.
   • 인간의 전정기관(내이의 평형 감각기관)은 차량의 속도와 방향 변화에 매우 민감합니다. 회생제동으로 인한 급격한 감속이나 비선형적인 제동력 변화는 전정기관의 신호와 시각 정보 간의 불일치를 초래할 수 있습니다. 이 불일치가 멀미의 원인이 될 수 있습니다.

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멀미 완화를 위한 대책

1. 회생제동 설정 최적화:
   • 차량 제조사는 회생제동의 감속 곡선을 더 매끄럽게 설계하여 불쾌감을 줄이는 방식을 적용할 수 있습니다.
2. 승객의 자세 조정:
   • 제동 시 등받이에 몸을 기댐으로써 감속 충격을 완화할 수 있습니다.
3. 주행 환경 개선:
   • 운전자는 갑작스러운 제동을 피하고, 부드럽게 속도를 줄이는 운전 습관을 가지는 것이 중요합니다.
4. 멀미 방지 요령:
   • 차량 이동 시 멀미를 느끼기 쉬운 승객은 전방을 주시하거나 고정된 지점을 바라보는 것이 도움이 됩니다.

 

회생제동의 장점과 단점을 종합하면:

회생제동은 에너지 효율을 높이고 환경오염을 줄이는 데 기여하지만, 시스템 비용과 기술적 한계로 인해 완벽한 제동 시스템이 아니라는 점을 염두에 두어야 합니다.

 

이상으로 회생제동의 원리와 멀미의 원인에 대해서 알아 보았습니다. 운전자의 세심한 배려와 전기모터 자동차에 맞는 운전습관으로 동승자 특히 뒷자석 동승자의 멀미를 줄여야 하겠습니다.