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안녕하세요 공직자입니다.

요즘은 전기차의 화재에 대한 이슈가 떠오르고 있어요.

전기차는 친환경을 모델을 주장하면서 경제적 비용 절감까지 취할 수 있다는 장점을

내세웠죠.

허나 사람이 직접 탑승하여 움직이는 이동 수단인 만큼 제일 중요한 안전성을 빼놓아서는 안되겠습니다.

요즘 주로 신문기사나 유튜브를 보면 전기차 화재와 관련하여 종종 뉴스가 올라오고 불이난 영상을

실시간으로 동영상 촬영하여 포스팅하고 있습니다.

전기차는 왜 화재가 발생하는 걸까요?

저는 특정 회사의 제품에서 좋고 나쁨을 설명하려는 것은 아닙니다.

대부분의 전기차가 가지고 있는 특성과 베터리를 중심으로 설명드릴까 합니다.

물론 저도 이 분야의 전문가는 아니며 평상시 유심하게 뉴스들을 접하고 정보를 서칭한 결과를 토대로

여러분께 공유드리는 것이니 오류가 있다면 댓글을 남겨주세요.

이전에 테슬라를 언급하면서 전기차 시장에 베터리가 얼마나 중요한 역할을 하는지

설명드렸었죠.

여러분은 기존의 내연기관 자동차에도 역시 전기가 들어간다는 사실을 알고 계셨겠죠.

허나 전기자동차가 등장하면서 전기를 저장하는 베터리의 성능 요구는 점점 높아졌답니다.

자동차는 크기를 무한정으로 키울 수 없고 실용성과 경제성을 모두 갖추어야 하기에 

고객에게 물건을 팔아먹기 위해서는 높은 기술력을 필요로 하는 것이 사실입니다.

상황이 이렇다 보니 전기를 저장하기 위해 필요한 베터리 공간은 점점 작아지는 반면 용량은

점점 늘려야만 하는 상황이 되버린 것이죠.

그렇게 집약적인 베터리 기술은 얻기도 힘들지만 값싸게 시장에 내팔아 타사와 경쟁우위를

점해야만 살아남는 시장이 된 것 입니다.

상황이 이렇다보니 심심찮게 전기차에서 불이나는 최악의 상황이 연출됩니다.

얼마전에 국내에서 전기차 화재가 발생하였는데, 화재 원인이 베터리셀 결함이라고 국토부에서

밝힌바 있습니다.

이에 베터리셀 제공업체는 셀 결함이라고 단정지어 말할 수 없다며 반박을 했는데요.

심지어 동일한 상황에서 불이날 수 있는지 확인하기 위해서 재연시험까지 진행하였습니다.

전기에서는 불이나는 원인이야 여러가지가 있겠으나 대부분은 양극과 음극의 합선으로 나타납니다.

한마디로 +극에 -극을 꼽고 -극에 +극이 맞닿는 상황이 되어버려 화재가 나는 것이죠.

원래대로라면 아래처럼 회로가 구성이 되어야 하는데요.

옴의 법칙에 의해 전류는 24/100인 0.24[A]가 흘러야 합니다. 

(전기 기초이론에서는 조만간 포스팅 될 시즌2 회로이론 포스팅에서 아주 자세하게 설명드리도록 하겠습니다.)

허나 어떤 원인으로 인하여 100Ω이 갑자기 1Ω이되었다고 가정해봅시다.

계산해보면 옴의 법칙에 의해 전류는 24/1인 24[A]가 흐릅니다.

이게 뭐가 문제가 되는 걸까요?

전류치만보면 정상치보다 10,000배의 전류가 흐르는 상황이 되버린 것인데요.

우리가 사용하는 모든케이블과 전선에는

허용전류라는 것이 존재합니다. 

비유가 올바른진 모르겠지만

비유 하자면 욕조에다가 물을 1TON을 받을 수 있는데 1TON보다 더 많은 물을 받게 된다면

결국 흘러 넘쳐버리는 것과 같은 원린데요.

전선에도 허용전류라는 한계치가 존재하여 그 이상 흐르게 전류를 구겨 넣는다면 기구가 파손되거나

절연이 파괴되거나 불이 나거나 아크가 튀거나하는 다양한 문제점이 발생할 수 있습니다.

발열량은 흔히말해 Q=V*I*T라고 표현을 하는데

여기서 V는 전압 I는 전류 T는 시간입니다.

V=IR이라는 옴의법칙을 사용하여 V대신 I*R을 대입하면

발열량은 전류치의 제곱에 비례하므로 큰 전류에 매우매우 민감하다는 걸 알 수 있어요.

제가 사례로 든 예제에서는 무려 10,000배의 전류가 더 크게 흘렀고 발열량으로 따진다면

100,000,000배가 더 발생한거에요.

지구상의 어떤 전선도 원래 정격 전류치보다 1억배의 발열량을 견딜 수 있는 전선은 없답니다.

물론 방법은 있습니다. 이렇게 과전류가 흐르는 상황이 발생했을때 T값을 매우작게 만들어준다면

발열량을 최소화 할 수 있다는 것, 바로 CP나 MCCB를 설치하여 T를 최소화하는 방법입니다.

보셨듯이 이렇게 열이 미친듯이 발생하니까 불이 안날 수가 없겠죠!

다시 베터리 이야기로 돌아와볼까요

베터리는 왜 불이날까요?

먼저 베터리의 구조는 아래와 같습니다.

위에서 보듯이 화학전지에는 +와 -를 분리해주는 세퍼레이터 즉, 분리막이 존재하는데요.

분리막이 어떠한 이유로 손상이 된 경우가 생깁니다.

공정상 불순물이 끼거나 세퍼레이터가 파손된 상태가 되어 조립이 되거나하는 등 여러가지 이유로

분리막이 망가졌을 수 있겠죠.

이렇게 분리막이 망가진 경우 앞에서 제가드린 사례와 마찬가지로 발열이 발생합니다.

문제는 자동차의 베터리 셀은 수십~수백개를 직렬로 연결하여 만들기 때문에 하나의 셀의 문제로

인해 또다른 베터리에도 악영향을 끼칠 수 있다는 점이에요. 여러 베터리중 하나의 셀에서 문제가

발생됬는데, 전체를 못쓰게 되는경우가 생길 수 도 있다는 점이에요.

이렇게 전기차들은 여러 장점과 함께 치명적인 단점을 가지고 있는 양날의 칼이 될 수 있어요.

소음이 적고 친환경이고 값싼 유지비가 최고의 장점이지만 어찌보면 작은 결함이 전체의

손상과 함께 사람의 인명에 피해를 끼칠 수 있는 무서운 도구인 것이죠.

정리하면, 전기차는 아직 갈길이 멀다는 것 입니다.

저는 현재 하이브리드 차량을 타고 다니는데 차량 본네트를 열고 내부청소시에도 노출되어있는

선들을 조심조심히 닦아주고 있어요. 잘못하면 터지니까요...

오늘을 이야기를 정리하자면

똑똑해져서 목숨부지하자 입니다.

이상 공직자였습니다.

끝.

안녕하세요 공직자 입니다.

오늘은 흥미로운 뉴스가 있어 관련 내용을 포스팅하는 시간을 가져보려고 합니다.

바로 어제(20.09.23) 테슬라 베터리 데이였거든요.

사실 테슬라 베터리 데이에 발표한 자료야 인터넷을 조금만 서칭해 보면 많은 자료를 얻으실 수 있기 때문에

간단하게 배터리 데이에 주요 내용에 대해서 정리해드리고 다른 관점에서 테슬라에 대해서 이야기를 해보고 싶습니다.

먼저 20.9.23 일론 머스크(CEO)가 연설한 내용을 정리하면 아래와 같습니다.

1. 실적 상향 전망

테슬라 분기별 차량 고객 인도 및 전년 비 성장률, Tesla querterly Delivery & YoY growth rate(%) , graph by Happist

일론 머스크는 367,500대의 차량을 인도하였고, 작년보다 30~40% 정도로 실적이 호조될 것을 예상하였습니다.

지난 2019년에 50%라는 놀라운 성장을 보여주었고 팬대믹으로 시끌벅적한 현재에도 강세를 보여주고 있죠.

2. 배터리 경쟁력 확보

실질적으로 전세계의 많은 사람들이 주목할만한 내용이었습니다.

정리해보면, 테슬라는 현재 경제적인 우위를 선점하기 위해 Fremont에 있는 시설에서 자체 베터리를 설계하고

있다고 합니다. 이어 Banglino는 배터리 제조 공정과 설계의 변경을 통해서 배터리 셀이 테슬라 자동차의

퍼포먼스를 50% 개선할 것이라고 전망합니다. 가장 가까운 미래에 (1년) 10기가와트용 새 배터리 셀을 생산하는 것을

목표로 하고 있다고 합니다. 이에 일론머스크(CEO)는 100기가 와트까지는 시간이 필요하다고 말을 했구요. 

2020년까지 100GW, 2030년까지 3TW를 생산할 계획이라고 합니다. 

3. 완전한 배타적 자율주행기술 발표

3번을 이야기하면서는 2번이 이루어질 것이라는 가정이 깔립니다.

일론머스크(CEO)는 "약 3년 뒤면, 완전 자율형 자동차가 한화 3,000만원 수준에서 거래될 것 이라고 주장합니다.

3,000 만원이면 국내에서 중형 세단의 좋은 트림 정도의 가격대이죠.  

여기까지가 TESLA에서 발표한 내용입니다.

아주 오래전 PLC를 처음 포스팅 할 때 4차산업혁명을 간단하게 소개하면서 자동화 시스템을 설명드린바 있습니다.

이제 그 격변기가 가까워지고 있나 봅니다.

자율주행이나 IT 그리고 자동차 관련 주가가 요동을 치고 있군요.

그만큼 기대감이 크게 작용한 것 같습니다.

사회적인 이슈를 들여다보면 미래의 우리 삶이 어떻게 변화할지 조금은 예측할 수 있죠.

미래에 들어가는 많은 제품들이 이슈가 되는 건 사람이 놀고 있어도 기계가 알아서 판단하고 움직일 수 있는

AI가 지원되기 때문인데요.

자동차는 공간과 공간의 이동을 단축시켜 인간의 문명 발전에 큰 공헌을 하였죠. 근데 그런 자동차에 사람이 

관여할 일이 점점 없게 되었습니다.

근간에 이슈가 되는 자율주행 시스템의 개발이 활발히 이루어지고 있기 때문인데요.

일각에서는 자율주행을 부정적으로 보는 시각이 많습니다. 

어찌 되었건 자율주행은 통계 기반의 해석 시스템이고 돌발 상황의 대처 능력이 떨어진다는 견해죠.

자율주행을 연구할 때에 Matlab으로 제어시스템을 시뮬레이션을 하여 실험적인 측정에 의해 게인값을

찾는 과정이 있는데, 실질적으로 현시점의 기술에서는 실험적인 측정으로 가장 근사치를 뽑아내는 방법 밖에는 없다는

것 입니다.

(이 이야기는 이해하지 못하셔도 좋습니다. 이후의 시즌에서 다시 전기 이론 포스팅을 하면 제어 분야를 포스팅 할 때 설명드리도록 하겠습니다.)

바로 이 부분에 주목하는 사람들은 자율주행의 안정성에 대해서 의심합니다.

충분히 일리있는 이야기입니다.

그러나 또 다른 견해도 존재하는데 자율 주행을 현시점에서 판단하기는 섣부르다는 것이죠.

현재 자율주행 기술은 초창기의 모델로 미래에 성장 가치가 높기 때문에 기술적인 하자를 비판하기는 이르다는

관점이죠.

전기차에 새로운 패러다임을 만들어 낸 테슬라에서 바로 어제 베터리데이를 맞이하여 일론 머스크가 연설을 했어요.

연설 내용에 집중해보면 아주 자신만만한 느낌이었습니다.

그도 그럴 것이 테슬라의 주가가 올해 코로나로 인한 전세계적인 경제 위기 속에서 우상향 주가 상승과 더불어

전기차 호황의 전성기를 맞이하였기 때문이죠

그만큼 투자자 입장에서는 테슬라라는 기업의 실적과 미래 성장 가능성을 높게 판단한 것이라 봅니다.

물론 주가는 배터리데이 이후 현시점 폭락을 기록하고 있습니다.

테슬라가 경쟁력이 없기 때문이라고 판단한 것이라기 보다는 주주들의 기대 이하에 머물렀기 때문이죠.

무려 58조원의 시가총액이 증발했다고 하니 주주들의 실망이 얼마나 컸는지, 기대감이 얼마나 높았는지 알 수 있는

대목이죠.

실질적으로 발표한 내용을 보았을 때 실적 발표와 미래에 대한 이야기들을 가정과 단서 조항을 다는 부분들을 말하는

내용이 많았는데, 희망 사항일 뿐이라는 지적이 대다수입니다.

공학이라는 분야는 어쨋든 가격 경쟁력에서 우위를 선점할 수 있어야 돈을 쓸어모을 수 있습니다.

아무리 친환경이고, 뛰어난 기술을 어필하더라도 결국 원가를 낮추지 못하면 시장에서 밀릴 수 밖에 없는 것은 당연한

이치이죠.

전기차는 현재 나라에서 보조금을 지원하여 비싼 가격을 할인하여 살 수 있는데 이마저도 보조금 지원이 점점

줄어드는 추세입니다.

주관적인 견해이지만 저는 사실 테슬라의 미래가 마냥 밝다고 보지는 않습니다. 저탄소 녹색 성장을 외치는 많은

국가가 경제적인 위기를 맞이하고 있고 거기다 팬대믹으로 인한 경제 쇼크까지 발생하였습니다.

게다가 전기차는 점점 보조금을 축소하고 있는데 베터리는 여전히 하늘을 치솓고 있는 가격을 자랑하죠.

전기차가 비싼 이유는 베터리 때문인데 전기 에너지를 고밀도로 집약하는 것이 매우 어려운 기술이거든요.

전기 화학 분야로 만들 수 있는 전하 축적은 한계가 있고 새로운 신기술이나 집약 신제품 모델을 개발하지 않는 이상은

실질적으로 내연 기관과 디젤 기관에 월등히 밀도가 작습니다.

가솔린 1L에서 뿜어저 나오는 에너지는 리튬이온베터리의 30배인데 (22Kg) 사람이 주행할때 불편함이 없을정도 이려면

(1회 완충시 1,000km를 달성하려면) 1톤가량의 리튬이온배터리가 필요하다는 뜻이에요. 리튬은 전세계에 1,000만톤 

정도 밖에 안되고 150kg의 리튬을 잡아 먹으니 당연히 단가가 높아질 수 밖에 없습니다.

결국은 다른 에너지원을 찾을 수 밖에 없다는 이야기죠.

자율주행도 서두에 언급드린바와 마찬가지 입니다.

제 지인은 현재 자율주행 시스템을 연구하는 회사에 근무중인데 관련 업계 이야기를 들어보니 자율주행 연구가 활발히

이루어지고는 있으나 좀처럼 실적의 호조를 보이고 있지는 않은 것 같습니다.

문제도 많아보이는 듯 하구요. 일단 자율주행이라는 것이 시스템의 안정성과 속응성을 모두 확보하여야하고 너무

외란(외부 변수)가 많기 때문에 시스템이 계속 변화한다는 것이 그 이유입니다.

그래서 현재는 실험 값을 빅데이터로 만들어 개별 시스템에 대응하고 있다고 합니다.

한마디로 우리는 모르겠으니까 일단은 해보고 찾아보자는 식 입니다.

물론 테슬라의 기술력은 현재 어느 수준에 도달하였을지 미지수입니다.

소프트웨어 기술력이 앞으로 각광 받을 것으로 판단됩니다.

I.O.T나 Big data, 기타 여러 스마트 기술들은 모두 소프트웨어 즉, 임베디드 기술을 기반으로 합니다.

때문에 앞으로는 소프트웨어 엔지니어의 수요가 더욱더 높아질 것 입니다.

사실 지금가지 소프트웨어 엔지니어가 능력에 비해 대우를 못 받았던 것이 사실이죠.

허나 앞으로는 점차 판도가 바뀔것으로 판단 됩니다.

독자 여러분도 경쟁령을 갖추기 위해서 소프트웨어 지식을 넓히는 것을 명심하시기 바랍니다.

아무튼...

테슬라는 앞으로 네 가지 이슈를 바탕으로 기술적인 도약을 이뤄내야만 합니다.

베터리와, 자율주행, 경제성 확보, 독점적인 소프트웨어 경쟁력 확보

이번 배터리 데이에서 발표한 실적 위주의 자료와 불투명한 미래에 대한 환상을 이야기하는 것은

주주들의 마음을 돌리기엔 역부족이었나 봅니다.

관련 주가는 폭락을 하였고 돌아선 주주들의 마음이 좀처럼 회복되지 않는 것 같아요.

과연 우리의 기술력의 현재는 어디이고 앞으로는 어떤 미래가 우리를 기다리고 있을까요?

확실한 건 미래의 주역이 될 여러분이, 혹은 미래를 위해 힘써 주시고 계신 많은 필드 엔지니어들께서

우리의 미래를 만들어 나간다는 것!

각자의 위치에서 정진하여 모두가 삶의 윤택함을 누릴수 있는 그날이 오길 염원합니다.

오늘은 이만 포스팅을 마치겠습니다.

끝.

안녕하세요

공직자입니다.

최근에 그린뉴딜에 관련된 증시가 핫하죠.

그린뉴딜이라는 용어는 환경을 지칭하는 Green과 미국 32대 대통령인 루스벨트 대통령이 대공황 극복을 위하여

추진하였던 정책인 New Deal의 합성어입니다.

뉴딜정책이라는 것은 시장경제가 무너져버린 이후에 정부가 개입하여 회복국면에 이르도록 조정하는 것 인데요.

현재 우리의 시장 상황을 들여다 보았을때 정부는 개입이 필요하다고 여겼나봅니다.

초저금리의 환경에서 고용난은 높아지고 있으며 저출산으로 인한 생산가능인구 저하, 환경오염과 지구온난화

게다가 현재 4차산업혁명의 기로에 놓여있는 상태에 놓여있고, 정부의 입장에서는 이 모든 것을 거머쥐기 위해 특단의

조치를 내린것으로 판단됩니다.  

저는 전기엔지니어기 때문에 정치적인 관점을 배제하고 순수 에너지관련 이야기들만 추려서 이야기 해볼까 합니다.

취업을 준비하는 대학생 독자님들께서도 귀 기울여 주세요.

지속가능한 발전 이라는 용어를 들어보셨나요?

과거의 에너지는 흔히 원자력 화력, LNG를 주로 사용하였습니다.

이는 환경적인 측면보다는 생산 효율적인 측면을 중시여겼기 때문인데요.

효율적인 에너지 수급은 가능했겠지만서도 지구는 병들고 녹슬어 허리케인이나 해일 열대야 지속 빙하가 녹는등의

자연재해 문제가 발생하고 있는 것 이죠.

어쨋든 지구는 우리 삶의 터전이기에 지구를 훼손하는 관점의 에너지 수급은 결국 우리에게 되돌아올 겁니다.

해서 등장한 것이 신재생에너지입니다.

신재생에너지라는건 기존의 화석 연료를 재활용하거나 자연 본연의 에너지인, 태양열, 지열, 풍력, 바이오, 해양 

등의 에너지들을 활용하여 적재적소에 사용할 수 있도록 변환 가능한 에너지를 말합니다.

취지는 아주 좋습니다만, 결국은 경제적인 문제를 고려하지 않을 수가 없습니다.

신재생 에너지는 에너지 효율이 매우 미미한 수준입니다. 또한 환경 변화에 따른 에너지 수율차이가 크며 이 때문에

전력계통을 안정화시켜줄 다양한 제어기구와 전력변환장치 그리고 에너지 저장장치가 필요합니다.

물론 현재 국가에서 지원하는 연구 개발로 인해 각각의 전력변환효율과 수율이 높아지고 있긴 하지만 그렇다해도 기존

에너지의 발전량에 비해서는 매우미미한 수준입니다.

때문에 발전설비 인프라 구축에 많은 돈이 들어가는 것이 사실이죠.

기업이라는 곳은 이윤을 추구하는 곳이기 때문에 쉽게 신재생에너지에 뛰어들지 못합니다.

신재생에너지 사업에 뛰어들어봤자 당기순이익은 마이너스를 칠 것이 뻔하니까요. 그리고 국영기업이 발전시스템을 꽉

휘어잡고 있는 사회적인 구조 때문에 더욱더 신재생에너지 사업에 뛰어들기 힘든 것이 사실입니다.

그래서 국가가 나서는거죠.

사실 신재생에너지 비중은 우리나라뿐만 아니라 전세계적으로 오랫동안 이슈가 되었습니다.

그러나 신재생에너지 비율이 폭발적인 증가가 이루어질 수 없는 이유는 간단합니다.

지속가능한 발전은 우리가 나아가야할 방향이지만 기업은 돈을 따라 움직이기 때문에요

신재생에너지는 투자 대비 효율이 낮습니다.  또한 신재생에너지 특성상 안정적인 전력계통의 수급에

한계가 있기 때문에 ESS(Energy Storage System)이나 전력변환장치(Converter, Inverter)등을 동시 구현해야

합니다. 기업의 입장에서 보았을때는 별로 매력적이지 않은 것이죠.

금전적인 가치로 따져보았을때 배보다 배꼽이 더 큰 것이니까요.

이 때문에 국가차원에서 제도적인 장치를 마련하고 기업이 이를 수행할 수 있도록 장려하는 것이죠.

그래서 그린뉴딜이라는 이름이 붙었습니다.

사실 그린뉴딜은 최근 화두가된 시점 이전에도 이미 존재하였습니다.

RPS제도 즉 , 신재생에너지 공급의무화제도(Renewable Energy Portfolio Standard)에

따르면 500,000Kw 이상의 대규모 발전사업자는 총발전량의 6%를 신재생 에너지로

공급해야 하는 제도인데요

발전량중 신재생에너지가 차지하는 비중은 매년 1%p씩 늘려서 2023년에는 10%로 확대할 계획입니다.

기존의 화석연료로부터 점점 에너지의 비중을 변화하여 친환경 에너지로 탈바꿈하는 것이죠.

다만 모든 신재생에너지가 완전한 친환경은 아니기에 우리는 조금 더 신중한 접근 절차가 필요합니다.

더군다나 에너지는 돈과 직결되기 때문에 금전적인 부분도 생각하지 않을 수 없습니다.

내수가 침체되어 있고 팬대믹에 의한 경기 침체에도 정부에서 여전히 친환경을 밀고 있는것을 보면

청정에너지는 분명 4차 산업혁명의 키워드가 될 것임은 자명해 보입니다.

저는 국가에서 죽어라 미는 정책에 대해서 반대되는 행동은 하지 않는 사람입니다 :)

12.16 부동산 정책 이후로도 마찬가지고 2030 신재생에너지 확대정책도 마찬가지에요.

그래서 내년 겨울쯤이면 신재생에너지발전설비기사(태양광) 분야의 국가기술 자격증 취득을 노려보고 있습니다.

독자 여러분께서도 현재의 기술 트렌드에 맞춰서 자기계발 목표를 설정하시고

보다 훌륭한 엔지니어가 되셨음 합니다.

종종 전기관련 사회적 이슈가 올라올때마다 독자여러분께 공유드리겠습니다.

오늘은 여기까지 포스팅하겠습니다.

끝.