겨울에 테슬라 전비가 나빠지는 이유, 그리고 짧은 주행이 가장 손해인 이유

10월에는 넉넉해 보이던 주행가능거리가 1월이 되면 빠듯해진다는 것을 대부분의 테슬라 오너가 경험합니다. 차에 문제가 생긴 것도 아니고 배터리가 하룻밤 사이에 나빠진 것도 아닙니다. 덜 알려진 부분은 이 겨울철 효과가 실제로 얼마나 크고, 주로 어떤 운전자에게 나타나는가입니다.

수천 대의 테슬라에서 모은 1년치 실제 주행 데이터를 분석해, 기온이 내려갈 때 무엇이 달라지는지 살펴봤습니다.

온화한 날씨에서 소비가 가장 낮고, 추위가 더위보다 비싸다

km당 에너지 소비량은 15~20 °C 부근에서 가장 낮고, 그보다 춥거나 더우면 양쪽 모두 올라갑니다. 다만 두 방향이 대등하지는 않습니다. 추위 쪽이 훨씬 비쌉니다.

각 차량을 자기 자신의 연간 평균과 비교했습니다. 온화한 지역의 Model 3를 추운 지역의 Model X와 맞비교하지 않기 위해서입니다. −5 °C 이하에서는 온화한 날씨 수준보다 약 17% 더 많이 소비합니다. 30 °C 이상에서는 약 3% 높은 수준에 그칩니다.

월별로 보면 차량군 중앙값이 1월에 약 270 Wh/km, 4월에 약 236 Wh/km로 계절 차이는 약 14%입니다. 공인 주행거리 500 km인 차라면 425 km를 기준으로 계획해야 한다는 뜻입니다.

겨울철 손실의 대부분은 주행 때문이 아니다

두 가지를 나눠서 봤습니다. 차량이 서 있는 동안 하루에 쓰는 에너지와, 실제로 달릴 때 1 km당 쓰는 에너지입니다. 둘은 상당히 다르게 움직입니다.

대기 소비는 추위에서 거의 3배가 됩니다. 온화한 날씨의 하루 약 1.2 kWh에서 영하에서는 하루 약 3.4 kWh로 올라갑니다. 주행 1 km당 소비는 훨씬 적게 올라, 약 228 Wh/km에서 251 Wh/km로 20% 정도 증가합니다.

두 항목은 최적 온도도 다릅니다. 대기 소비는 10~15 °C 부근에서 가장 낮은 반면, 순수한 주행 효율은 25~30 °C까지 계속 좋아집니다. 익숙한 U자 곡선은 이 두 효과가 더해진 결과입니다.

실질적인 의미는 이렇습니다. 겨울철 추가 소비의 대부분은 km 단위가 아니라 시간 단위로 발생합니다.

짧은 주행이 손실의 대부분을 떠안는다

비용은 시간 단위로 쌓이는데 정산은 km 단위로 한다면, 적게 달릴수록 계산이 불리해집니다. 데이터도 그대로 보여줍니다.

−5 °C 이하에서 각 차량 자신의 연간 수준과 비교하면 다음과 같습니다.

• 10 km/일 미만: +84%

• 50 km/일 초과: +11%

주행거리가 짧은 겨울 운전자는 장거리 운전자보다 약 8배의 손해를 봅니다.

주행 속도로 나눠도 같은 양상입니다. 평균 속도가 50 km/h를 넘는 주행, 즉 고속도로 위주의 주행에서는 외기 온도의 영향이 거의 없습니다. 시간당 이동 거리가 충분히 길어 난방 부하가 얇게 분산되기 때문입니다. 반면 평균 20 km/h 미만으로 가다 서다 하는 주행에서는 저온 손실이 약 75%에 이릅니다.

한파가 온 아침에 10분 거리 마트를 다녀오는 주행이 km당으로는 가장 비싼 주행입니다. 같은 날씨의 장거리 고속 주행은 평소와 큰 차이가 없습니다.

전력이 어디로 가는가

내연기관차는 엔진 폐열로 실내를 데웁니다. 원하든 원하지 않든 어차피 발생하는 열이라는 점에서 공짜입니다. 전기차는 쓸 만한 폐열이 거의 없어 실내 난방을 배터리에서 가져와야 합니다. 작동 중에는 보통 1~5 kW가 들며, 주행거리와 무관하게 발생하는 크고 비교적 일정한 소비입니다.

배터리 팩도 사용 가능한 온도 범위 안에 유지되어야 합니다. 영하에서는 리튬이온 셀의 내부 저항이 커지고 회생제동을 잘 받아들이지 못해, 평소라면 감속할 때 회수했을 에너지의 일부를 아예 회수하지 못합니다. 이를 보완하기 위해 열관리 시스템이 작동하며, 이 역시 시간 단위로 발생하는 비용입니다.

더운 날씨도 원리는 같습니다. 에어컨 압축기와 배터리 냉각 또한 시간 단위 부하이며, 그래서 고온 쪽에서도 곡선이 다시 올라갑니다. 다만 기울기는 완만합니다.

실제로 효과가 있는 방법

충전 케이블을 연결한 상태에서 예열하십시오. 실내와 배터리를 전력망 전기로 데우면 겨울철 가장 큰 부하를 배터리에서 덜어낼 수 있습니다. 가장 효과가 큰 습관입니다.

여러 용무는 한 번의 긴 주행으로 묶으십시오. 총 거리가 같더라도 세 번의 냉간 시동은 한 번의 주행보다 훨씬 비쌉니다. 매번 예열 비용을 다시 치르기 때문입니다.

고속도로 장거리는 지나치게 걱정하지 않아도 됩니다. 겨울 장거리 주행은 시내 주행보다 영향이 훨씬 적어 적당한 여유만 두면 충분합니다.

지하 주차장 주차는 예상보다 도움이 됩니다. 냉간 시동 비용과 대기 소비를 동시에 줄여주기 때문입니다.

마지막으로, 겨울철 수치가 낮은 것은 배터리 열화가 아닙니다. 계절에 따른 소비 변화는 가역적이며 배터리 건강 상태와는 무관합니다. 배터리 노화는 수년에 걸쳐 진행되는 느리고 되돌릴 수 없는 과정이지만, 이것은 날씨이고 봄이 되면 돌아옵니다.

한계

이것은 통제된 실험이 아니라 관측 기반의 차량군 데이터입니다. 추운 날씨는 이른 일몰, 등화 사용 증가, 달라진 주행 패턴 등 다른 요인과 함께 나타나며, 이를 완전히 분리해 내지는 못했습니다.

셀 화학 조성의 영향도 확인했습니다. LFP는 저온에 약하다는 평이 있기 때문입니다. 이번 차량군에서는 LFP와 NCA/NCM 차량의 저온 추가 소비가 거의 같았고, 약 16% 대 17% 수준이었습니다. 두 화학 조성 사이에 어떤 차이가 있든, 실내를 데우는 비용에 비하면 작았습니다.

본 분석은 당사의 전기차 배터리 분석 플랫폼 Dr.EV를 뒷받침하는 배터리 인텔리전스 연구에서 나온 것입니다. 1년의 연간 주기 동안 관측된 차량군의 거동을 반영하며, 개별 결과는 기후와 주행 패턴, 차량 사양에 따라 달라질 수 있습니다.