그린카 시장의 현황과 미래

소개글

그린카 시장의 현황과 미래에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 그린카의 의미 및 종류
1. 그린카의 의미
2. 그린카의 종류
Ⅱ. 그린카 개발 요인과 필요성
1. 사회 경제적 요인
2. 환경적 요인
(1) 미국 배출가스 규제
(2) EU 배출가스 규제
(3) 초기에는 미국이 15년 이후에는 유럽 그린카 성장률 높을 전망
(4) 기타 국가들의 차량 관련 환경규제도 강화 추세
3. 그린카로 인한 미래 경제적 효과 창출
Ⅲ. 그린카 현황
1. 독일의 폭스바겐
2. 일본의 도요타
3. 중국의 그린카 현황
4. 미국의 그린카 현황
5. 한국의 그린카 현황
Ⅳ. 한국 그린카의 한계와 문제점
1. 국내 그린카 산업의 실태를 통한 문제점 분석
(1) 완성차량생산은 시기상조
(2) 선두업체 대비 기술 및 품질경쟁력 열세
(3) 특허문제로 인한 분쟁의 가능성
(4) 디젤차에 비해 연비가 크지 않음
(5) 국제표준화 기준에 대한 정부의 지원부족
Ⅴ. 결론 : 발전방향 제시
1.한국의 그린카 산업이 나아가야 할 방향
(1) 정부의 적절한 세제 지원이 필요
(2) 산하 관련 공동연구 및 국내외 업체와 기술제휴가 필요
(3) 국내 특화된 기술력을 바탕으로 그린카 부품관련 산업의 투자방향
(4) 2차전지 개발에 집중적 투자
(5) 표준화를 위한 노력
2.끝맺으면서
부록 - 2차 전지에 대해서

본문내용

다. 니켈-카드뮴이차전지나 니켈-수소 이차전지에서는 만충전 또는 그와 가까운 상태로 장기간 보존하면 전지의 방전 가능시간이 짧아지는 현상이 있다. 이를 기억효과라 부르며 float충전과 tricle충전을 계속하여도 이 현상이 나타난다. 이 경우에는 잔존용량표시는 만충전를 가리키고 있음에도 불구하고, 실제의 방전 가능시간은 대단히 짧다는 현상이 나타난다. 이 기억효과는 휘발유자동차의 연료탱크에 모래가 쌓여 연료미터는 Full임을 표시하고 있음에도 불구하고 실제의 휘발유는 얼마 남지 않았다는 상태인 것과 유사한 상태가 되는 것이다.
<전기자동차에서의 총합에너지효율>
기억효과는 전지를 한번 완전히 방전하면 해소되기 때문에 소형의 니켈-카드뮴이차전지나 니켈-수소 이차전지용의 충전기에서는 충전 전에 전지가 완전히 방전되도록 강제 방전회로(refresh회로라 부른다)를 장착하고 있다. 한편 리튬이온 이차전지는 이 기억효과가 전혀 존재하지 않아 이러한 불필요한 충전방법은 필요로 하지 않는다. 리튬이온이차전지에는 이미 기술한 바와 같이 유기전해액이 사용되어 일반적으로 수용액 전해액에 비하여 이온전도율이 낮다. 이 때문에 니켈-수소 이차전지와 비교하여 부하특성이 떨어져 대전류에는 부적합하다. 즉, 전기자동차용으로 가장 필요하다고 하는 출력이 작지 않는가하는 우려가 있었다. 그러나 전극구조와 셀 구조를 최적화함으로써 수용액 전해질 전지 이상의 출력밀도가 가능하게 되었고, 전기자동차와 하이브리드 자동차 내지는 연료전지자동차용 전원으로서도 손색이 없는 것들이 개발되고 있다. 앞에서 기술한 바와 같이 리튬이온이차전지에서 현재 실용화되어 있는 음극에는 하드카본이 있으나, 전기자동차용으로 생각할 때 각각 일장일단이 있어 얻을 수 있는 전지의 특성에도 차이가 생긴다. 주된 차이는 아래와 같다.
① 다음 그림에서 보듯이 방전커브의 모양은 흑연음극을 사용한 전지에서는 거의 평탄하고 평균 작동전압은 3.7 V인 것과 비교하여 하드카본은 방전과 함께 완만하게 전압이 강하하는 경사형의 전압추이를 나타내고, 평균작동전압은 3.6 V로 약간 낮다.
<흑연 음극과 하드카본 음극의 방전커브 비교>
따라서 방전전력용량(Wh)은 흑연을 사용한 것이 크다. 또한 단위 셀 당의 cutoff 전압의 설정이 2.5V까지 허용되면 방전용량전류(Ah)는 양자가 거의 같아지나, 그 보다 높은 전압으로 설정되는 경우에는 전류용량은 흑연 음극 쪽이 크게 된다. 이렇게 하드카본 음극전지에서는 방전량(Ah)에 따라 전압이 내려가기 때문에 전지단자전압을 읽는 것만으로 잔존용량을 알 수가 있어 연료계의 설계가 용이하다. 더욱이 이 방전곡선 모양의 차이는 충전 성능에도 커다란 영향을 미친다. 전지전압이 방전심도(DOD : Depth of Discharge)가 깊어짐에 따라 내려가는 하드카본 음극 쪽이 회생제동에 의한 충전전류를 받기 쉽다는 장점이 있다. 흑연 음극 리튬이온 이차전지에서는 단자전압이 거의 일정하기 때문에 방전이 진행되어도 충전성능에는 변함이 없다. ② 이미 기술한 바와 같이 흑연과 하드카본에서 리튬의 도프와 탈도프시에 층간의 팽창과 수축 유무에 따라 사이클 특성에 차이가 생겨 하드카본이 흑연보다 우수한 사이클 수명을 갖는다. ③ 흑연 음극에 비하여 하드카본 쪽이 float 충전과 tricle 충전에 대한 내성이 강하다. 흑연 음극인 경우, 이러한 충전을 고온(예를 들면 45℃ 이상)에서 행하면 수백시간으로 미소한 내부 쇼트가 발생하여 용량 열화를 초래한다. 한편 하드카본 전지에서는 수천시간에 걸쳐 같은 충전을 계속하여도 문제는 없다. 이것은 하드카본 음극에 비하여 흑연이 전위가 수십 mV 높기 때문에, 같은 단자전압을 만들기 위해서는 흑연과 조립된 양극도 수십 mV 높아져, 하드카본의 양극보다 불안정하게 되기 때문이다. 따라서 흑연 음극 셀의 충전에는 종료 점에서 검출하여 충전을 확실하게 정지시킬 필요가 있다.
(3) 리튬이온전지의 구조
소형의 리튬이온전지의 구조는 <그림 2-8>과 같다. 대형전지에서도 기본적인 구조는 같다. 예를 들면 바인더로 사용하는 폴리화비니리덴을 N-메틸필로리돈에 용해하여, 그 속에 LiCoO2 등의 양극활물질을 분산시키고 이것을 알루미늄 포일에 도포하고 건조시켜 양극을 만든다. 한편 음극은 흑연 등의 탄소를 바인더와 더불어 구리 포일에 도포하고 건조시켜 제작한다.
<소형리튬이온이차전지의 구조>
양극과 음극 사이에 세퍼레이터를 낀 것을 태엽 식으로 말아 캔 속에 넣는다. 캔은 일반적으로 스틸캔이 사용되나 경량화하기 위하여 알루미늄 캔을 사용하는 경우도 있다. 또한 대형전지에서는 플라스틱 탱크를 외장으로 하는 것도 있다. 어떠한 경우에도 예상되는 내압에 견딜 수 있는 소재의 선택과 설계가 중요하다. 전지 상부에는 안전밸브 등의 안전기구가 설치되어 있다. 소형전지에서는 전극도선이 양 음 각 한 개가 나와 있을 뿐이나, 대형전지에서는 대전류가 흐르기 때문에 여러 개의 도선을 뽑는 등의 고려가 필요하다. 또한 전극단자와 도선의 연결에도 저항이 증가하지 않도록 충분한 대책이 강구되어야 한다. 동시에 그림에서 볼 수 있듯이 PTC(positive temperature coefficient) 소자라고 불리는 장치가 사용되는 경우가 많다. 이것도 세러페이터와 같이 과대한 전류를 방지하기 위한 것으로 온도가 어느 수준(트립온도라 한다) 이상을 초과하면 전기저항이 거의 무한대가 되는 소자이다. 쇼트 등으로 대전류가 흐르면 줄열로 소자 자신이 발열하여 트립온도에 도달하면 절연체가 되어 전류를 멈추게 한다. 이 소자는 온도가 내려가면 다시 저항이 내려가기 때문에 세퍼레이터와는 달리 가역적인 소자이다. 그러나 대형전지에서는 커다란 전류가 필요하기 때문에 이 PTC 소자를 사용할 수 없는 경우가 많다. 대형전지에서도 소형전지에서와 같이 각형 전지의 전극구성법에는 원통형과 같은 태엽말이 방식과 직사각형으로 자른 것을 적층하는 방식이 있다. 각형의 경우에는 전지내의 압력이 상승한 경우, 내압성이 원통형에 비하여 낮기 때문에 전해액의 분해 등에 의한 가스발생의 수반에 따르는 압력상승을 최소한으로 억제시키는 방안이 강구되어있다.

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