전기자동차 관련주를 사기전에 꼭 알아야할 최신정보

 

 

근 미래에, 어쩌면 갑자기 다가올 차량의 변화는 세가지정도로 요약할 수 있어.

 

 

1. 완전 자동주행 및 도로, 신호, 차량간 네트워크화  
2. 전기자동차
3. 이에 따라 자동차 소유의 급감. 시간제 렌탈의 증가.

 

오늘은 이중 두번째.  전기차를 다룰거야.

 

아직은 와 닫지 않는, 우리 주변에서 어슬렁거리기만 하는 전기차는 차에 대한 개념뿐만 아니라

관련 산업가 생활양식부터 흔들  게임 체인저야. 휴대폰에서 스마트폰의 변화 이상으로 말이야.

 

전기자동차란..??

 

 

 

일단. 기존 자동차의 주요 부품들중

 

미션의 중요성이 사라지고  극히 소형화 돼.  

 

엔진 대신 소형화되고 가벼워진 모터로 구동되며 이는  심지어는 바퀴안에 각각 구겨 넣는것이 가능해

자세히는 엔진에 딸려오는 흡기, 배기, 냉각계, 윤활계, 전기계통 구동전달계통 등등 크고 무거운 부품들이 수없이 생략되어 

구조는 간단해지고, 내구성은 비약적으로 상승된다.  

 

예를들면 유지보수 : 500만 키로키터마다 모터 브러쉬만 교체 하십쇼 뭐 이런식으로.   

 

이러다 보니. 내부 공간이 비약적으로 상승되고, 설계가 매우 자유로와서  니들이 좋아하는 저중심 설계나 앞 뒤 5:5 무게배분은

지금에 비하면 껌처럼 쉬워져.

 

 

사실  현재 국내에 팔리는 전기차는 이런 이점을 활용 전혀 활용 못하는 반쪽짜리 전기차야.

 

 

 

르노 삼성의 전기차 SM3 ZE야.

 

비용을 이유로  차대는 양산차의 것을 그대로 쓰고

엔진룸에 엔진 대신 전기모터 및 주변 장치를  뒷좌석 시트와 트렁크 사이, 연료통이 있던 자리에 배터리를 올렸어.

동력 전달 계통은 기존의 차량의 것을 그대로 썼다.  

 

 

 

 

 

본넷 보소..  

결론적으로 현재 출시된 국내 전기차는

전기차의 탈을 쓴 사실상의 전기 개조차라고 말 할 수 있는데,  앞 서 말한 전기차의 장점을 제대로 살리지 못했어.

 

 

 

 

 

  위에 사진은 테슬라 모델 S의 프레임 및 구동계인데 매우 단순하고  저중심, 무게배분, 공간활용 모두 최고라는것을 확인할 수 있다.

  미드쉽 설계? 그딴거 필요없음.

 

  덕분에 공간활용은 최고인데

 

 

 

 

 본넷에도 수납공간이 생기고

 

 

 

 

트렁크 공간도 광활하지

 

 

 

in wheel motor system

 

 

이마저도 공간이 부족하다고 생각되면 차륜 내에 모터를 구겨넣어버릴 수도 있어.   미션회사 보고있나? ㅋㅋ  

 

 

 

 

           

 in wheel motor system의 주요부품 배치도

정비성을 필요로하는 부분의 접근을 용이하게 하기 위해 본넷을 포기했네.

 

엘런 머스크는 '정비가 필요없는 차량을 만들겠다'라고 주장했어.

 

 

 

 

설계 참 쉬운게 느껴지지?

 

쉽다는게 상대적인걸 염두해 둬.

예를 들면 인 휠 모터같은 경우 어느정도 고속으로 올라갈 경우 휠내의 모터가 불규칙적으로 떨리는 진동공학적인 문제가 발생된다.

또 특허문제도 언급 안할 수 없는데, 당장 신생 제조업체가 에어콘 하나 만드려 해도 수도 없는 특허의 장벽을 피해야해.

하지만 상대적으로 내연기관 자동차보다는 쉽고, 최근 테슬라가 시장을 확대하기위해 전향적으로 특허를 개방한점도 환영할만한 상황이지.  

 

  

이로서 내연기관 차량이 가지고 있는 튼튼한 벽과 같았던 진입장벽은 사라져서,   기업은 자동차 시장에 쉽게 진출하게 된다.

 

해서 중국정부는 포스트 내연기관 시대에는 자동차 산업에서 다른국가와 같은 출발지점에 서기 위해 전기차에 막대한 지원을 하고있고

과거 워렌버핏이 배터리와 전기차를 동시에 생산하는 중국의 BYD에 대규모 투자를 한것도 이런 맥락 때문이야.

 

마치 브라운관 시대에는 따라잡을 수 없었던 일본주도의 고급 TV시장에서 

PDP나 LCD로 급격하게 변화되면서 한국이 순식간에 역전시킨것과 마찬가지 상황이 될 수 있는거지 

 

 

 

 

이는 차의 변화 뿐만 아니라 관련 산업 전체에 파급효과를 가져다 주는데 .

 

만일 지금 당장 쓸만하고 싼 전기자동차가 판매된다면 당장 떠오르는것만해도  

 

1. 산유국 및 정유업계 타격

2. 엔진오일산업 필요성 종범.

3. 정비 수요 극적 감소로 인한 자동차 유지관리 업계의 주식 하락 

4. 보쉬나 아이신, ZF 덴소 만도같은 대규모 자동차 부품업계의 타격 대량 감원 및 관련주 하락

5. 진입장벽 완화로 완성차 업계 관련주 하락.    

6. 자동차로 꿀빨던 국가들 경제 관련주 하락,

7. 세수 체계의 급격한 변화.

    총 국세에서 유류세 비중은 해마다 다르지만 10-14% 정도야.  

    2012년의 경우 총 국세가 203조원에 23조 2천억정도가 유류세였다.  

   교통 에너지 환경 개별소비세 교육세 지방세(주행세), 부가가치세가 포함되지 않아도 이정도야.

   자동차 구입과 관련된 세금까지 포함된다면 25조도 가뿐히 넘음.   

 8. 부동산 관련해서  도심 환경 변화 [소음, 도시 소음중 자동차 소음이 상당량을 차지한다, 오염의 급격한감소]로 도심은 새로운 주거지역으로 인기를 끌게될거야.

    물론 낮은 유지비와 초 고속 자동주행으로 그 역도 성립될 수 있음.

 

등등등 셀 수 없는 변화가 생길거야.   

 

 

물론. 예외는 있지..타이어 업계만큼은 그대로일거라는거. 자동차 업계에 몸담그고 싶으면 타이어 업계가 짱이라고..     

 

 

 

물론  완성차 업계는 전기차 시대를 대비하기 위해 많은 노력을 해왔지만, 오늘 당장 획기적인 배터리 신소재만 발명되어도

자동차 업체 및 관련산업, 관련국가는 관련주들의 연쇄 하락으로 아비규환이 될거다.

 

  

 

그럼 전기차는 첨단 산업이냐.. 하면 그렇지도 않은게.

역사를 살펴보면 컨셉으로서의 전기자동차는 전혀 새로울것이 없는 오오오래된 개념이거든.  심지어 가솔린차량보다도 오래되었으니 말이지..

 

 =

   왠만한 차매니아들은 다아는  포르쉐 박사도, 무려19세기 말 20세기 초 즈음에  4륜 전동형 경주차를 만들었다.

   각 바퀴에 모터가 다 따로 따로 달렸다고해.  4륜구동, 무게배분 ㅆㅅㅌㅊ

최초로 시속 100km를 넘은 자동차 역시 전기차였어. 

=

전기 성애자 에디슨도 전기차 만들었다. 그중 한대가 강릉 경포호변 참소리 축음기 에디슨박물관에도 한대 있어.

 

 

사실 20세기 초에 전기자동차가 주도권을 잡기도 했어. 시동걸려고 경운기마냥 크랭크축 안돌려도 되고 조용하고 매연없고 자동차는 어짜피 돈있는 사람들이

타는거니 가격도 크게 안따졌으니 말이지..

 

 

이렇듯 전기 자동차에 관한 기본기술은 이미 한세기 전에 만들어졌다고 해도 과언이 아닌데.. 근 한세기가 지나도록  패권을 장악하지 못한 이유는

딴거 없고..

 

 

즉 유지비가 내연기관 대비 비싸서야. 

 

 텍사스에서 대규모 유전이 발견된 후에 카운터 펀치를 맞고 파산 확정.  

 

 

혹자는 이산화탄소 배출 및 환경을  고려한다면 가격적인 측면을 떠나 전기차보급을 해야한다고 주장하지만

다 개소리야. 최근 석면과 같은 등급의 발암물질을 내뿜는다고 밝혀진 디젤의 질소산화물 규제에 관한 문제도

유럽에서 조차 폭스바겐 사태에도 불구하고 더 퇴보되는 느낌이야.

 

 

                                                                                                            전기차..? / 문제는 경제라구, 멍청아.... by 빌 클린턴

 

 

즉

 

경제적인 2차전지(충전가능전지)나

 

경제적인 1회용 전지나

 

경제적이며 안전한 연료전지나

 :  수소충전소와 수소 운송 등 인프라 부족 문제와 연료전지 양산화 기술이 걸림돌이다.
    자세히는 충전소 1개를 설치하는데 40여억이 소요되고, 수소를 전기로 변환시키는 연료전지 스택(Stack)이 초고가이고, 700기압의 수소탱크제조문제가 그것이야.

    사실 사고나 충격에 한정한다면 총맞아도 폭발 안한다고 하네. (도요타, 미라이 출시관련)

  

 

경제적이고 안전하게 자동차에 직접 전원을 공급할 수 있는 도로 매설 전원공급 기반설비나 (지하철이나, 전차, 놀이동산 범퍼카 )

 

전기차 무선충전용 도로의 상상도.  

현재는 어느 하나 내연기관의 경제성을 따라잡을 수 없다는거야.

물론 이 모든 분야가 발전중이고 비용이 줄었지만 말이야..

오늘은 그중 실용화에 가장 근접해 있는 2차전지를 이용한  전기차에 한정할게

 

 

 

 2차전지를 차에 쓰기 힘든 이유는 비싸서고,  무겁고, 크고, 충전시간이 길고, 충전횟수가 한정 되어 있기 때문이야.   

 

보다 정확히는 에너지 밀도 문제[ 단위중량당(Wh/kg), 단위부피당 (Wh/l)]나. 경제성 [단위에너지당 가격($/Wh)] , 충전소요시간,  충전가능횟수

모두가 해결되지 않고는 전기차는 신기루 일 뿐이지.

 

 

 

지난 100여년간의 2차전지발전사를 보면 위와 같아.

50년간정체되어 있다가. 갑자기 지수함수적으로 상승할 듯한 뉘앙스로 물음표를 찍었네.

두근두근두근 했니? 근데 잘 살펴보면, 니카드전지나 납축전지는 예나 지금이나 100년간 변화가 없고

급격한 변화는 새로운 형태의 전지가 출현할때 일어났다.

특히 1980년대 리튬이온전지의 이론적 연구가 성과를 내고, 1991년 초 Sony가 리튬이온 전지 상업화이후 급격히 상승되었지.  

 

 

 

다시 리튬이온 전지에 한정하면 

91년부터05년까지 15년간을 연도 별로 보다 자세하게 보면 위와 같아. 

에너지 밀도는 부피당 2.5배이상, 무게당   2.2배 이상 가격은 11배 이상 싸졌지

 

그런데 이표에도 함정은 있는게 98년 이후로부터 배터리의 가격 하락폭은 크지 않아.

 

 

 

 그로부터 또 씹년이 지난 현재는 어떨까?

 

현재 이론적으로 연구되고 있는 다양한 소재들은 실제 상용화 되기 까지 대략 10여년 정도의 시간이 소요된다고 본다면

가장 현실적인 대안은 역시 리튬이온 전지야.

 

리튬이온전지는 양극재, 음극재, 전해질, 분리막 총 4개의 주요 요소로 구성된다.  (국내업체의 제조 및 점유율은 ㅆㅅㅌㅊ라도 소재 국산화는 좆망임)

충전시 온도, 속도, 전류, 전압등에 의해 안전성 및 충전횟수가 영향을 받으므로 컨트롤러도 중요한 요소로 추가 할 수도있다.  

 

 

 

 

- 양극재는 산화리튬형태이고 전기 방출시  빠른속도로 이온형태로 녹아  음극재로 이동하게 된다. 리튬이온전지의 용량 및 안정성에 관여한다고 해

 

- 음극재는 보통 흑연이 쓰인다고 해. 이동해온 리튬이온을 받아다가 충전시 양극으로 돌려주게된다. 마찬가지로 리튬이온전지의 용량에 관여해

 

- 전해질과 특히 분리막은 중요하긴 한데 생략하고 이동경로 정도로 생각하면 된다.

 

  

 

 

이중  배터리의 용량을 결정하는건 양극재의 리튬이온의 총량 및 이를 받아줄 수 있는 음극재의 용량이다.

즉 배터리의 단위 무게당 리튬 이온의 갯수는 한정 되어있기 때문이지 (이론적 충전용량),

 

음극 소자로 (LiCoO2를사용했을경우)  1/MW x Fc x #e- x (1/3600) x 1000 = 274 mAh/g

Faraday 상수 (Fc)는  96485.34 C/mol.  ; 뭔소린지. 잘 모르겠음.

 

하지만. 양극재는 일정량 이상 방전이 된다면 리튬이온화합물의 비가역적 분자구조 변화가 일어나고

배터리 폭팔 위험 및 충전 수명이 급격히 줄어들기 때문에

상업적 리튬이온 배터리는 전체 저장된 에너지 용량의 일부만 사용 가능하지. (실제 충전용량)

 

274mh/g x (이용가능%)  = 즉 현재는 120-145mAh/g 정도까지 이용가능

 

 

참고 : 배터리에 저장된 에너지의 저장량은 Wh가 정확한 표현이야. 

          흔히 자동차 배터리 용량을 70A 80A 이런식으로  

          휴대폰 베터리 용량을 3000mA 이런 식으로 표현하고는 하는데 

           암페어는  전류량이고 에너지 저장용량 정확한 표현이 아니야.

 

          수학적으로 표현하면

         

          1Wh =  1 Watt-hour = 1 Amp-hour x 1 Volt. 이렇게 된다.  

         

          고로 3000mA 리튬이온 배터리의 용량은 다시 표현하면

          리튬이온 배터리의 전압은 3.6V -3.8V 이니 용량(Wh)은 3.7 x 3000 /1000,즉 11.1Wh 정도 되고

          (물론 정확하지는 않다. 리튬이온 배터리는 방전이 진행되면서 S자 커브를 그리며 출력 전압이 낮아지게 된다.) 

        

          70A 차량용 배터리의 용량은 12V x 70A 즉 840Wh 정도 된다.  

 

 

현재 배터리의 원가를 구성하는 요소는 아래 표와 같아 

 

 

 

 

 

어짜피 리튬이온 베터리외 다른 대안이 없다면 소재 개발을 통해 에너지 집적도를 높히고, 원가를 낮출수 밖에 없어.

 

 

 

 

2008년도에 kwh당 1000달러 였던것이 13년 기준으로 600달러로 40% 줄었으며  

일부 전문가들은 2020년도 까지 300달러 정도로 절반수준으로 하락할 전망을 내놓기도 했고.

어떤 전문가들은  배터리의 용량이  단위무게, 단위부피당 연간 10-15%정도 증가해서 최종적으로 지금의 1.7배에서 2배까지 증가가능한것으로 본다는 내용이었어.

 

 

근데 GM은 통상 업무 기밀인 배터리 공급가를 공개한바 있는데 내용이 충격적이야.

2014년부터 kwh당 145달러 정도로 2019년까제 lg화학에서 공급받기로 했으며 컨트롤러까지 포함되면 kwh당 200정도로 추정된다네. 

http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2015/10/05/2015100503405.html?main_top

 

2차전지 관련주는 다음과 같아

결론

 

 

현재 30kw인 소형 전기자동차의 배터리 공급 가격은 컨트롤러 포함  720만원정도

테슬라 모델 S와 같은 85kwh급 고급 전기자동차의 가격은  2000만원정도로 현재 공급 가능하다는 결론이 나온다.

 

얼마전까지 배터리 가격이 전기차 가격의 절반을 차지했던걸 기억한다면 격세지감이 느껴지지?

 
이정도는 정책적 보조나 환경 보조금 없이도 충분히 시장을 형성하고 확대할만한  정도로 보여진다.

 

한가지 더. 리튬이온배터리 시장은 포화상태이고, 노트북이나 스마트폰의 경우 저전력 설계가 일반적이라 관련 시장은 줄어들고 있는 중이다.

 

즉 배터리 생산업체로서는 사활을 걸고 자동차 배터리 개발에 집중을 할거야. 핵심은 그거고..

 

 

끝까지 읽어줘서 고맙다.