2025년 현재, 친환경 교통수단으로 전기버스의 도입이 가속화되고 있지만, 여전히 디젤 버스는 그 사용 비율이 높은 상황입니다. 두 모델은 단순히 연료의 차이뿐만 아니라 구조적으로도 큰 차이를 보입니다. 본 글에서는 전기버스와 디젤버스의 구조적 차이를 배터리 배치, 냉각시스템, 무게중심이라는 세 가지 관점에서 비교해 보고, 각 모델이 지닌 장단점과 기술적 특징을 깊이 있게 분석합니다.
배터리 배치 – 전기버스의 공간 설계 핵심
전기버스의 구조 설계에서 가장 중요한 요소 중 하나는 바로 배터리의 배치입니다. 기존의 디젤버스는 엔진룸과 연료탱크 등 고정된 구성요소에 따라 차량 내부 구조가 정해지지만, 전기버스는 내연기관이 없기 때문에 배터리 위치에 따라 전체적인 공간 구조가 달라집니다. 일반적으로 전기버스는 배터리를 차량 하부, 루프(지붕), 또는 두 곳 모두에 분산 배치하는 방식을 택합니다.
하부 배치는 주행 안정성을 높이는 데 유리합니다. 배터리의 무게가 아래쪽에 집중되면 차량의 무게중심이 낮아져 커브 구간이나 급정거 시에도 흔들림이 적고, 전체적인 승차감이 향상됩니다. 또한 하부 배치는 루프 공간을 확보해 실내 설계가 자유로워지고, 유지관리에도 유리한 면이 있습니다. 반면 루프 배치는 차체 하부 공간을 확보할 수 있고, 일부 차량에서는 하부를 저상버스 형태로 만들기 위해 루프에 배터리를 올리는 구조를 채택합니다. 그러나 이는 무게중심이 높아져 주행 안정성 측면에서 불리할 수 있습니다.
2025년 최신 모델 중에서는 ‘통합 배터리 플랫폼’을 채택한 전기버스가 늘어나고 있습니다. 이 기술은 차량 바닥 전체에 배터리를 통합 설치함으로써 공간 활용을 극대화하고 무게를 균등하게 분산시키는 방식입니다. 이는 전기 승용차에서 널리 사용되는 방식이 대형버스에도 적용된 사례로, 배터리 냉각과 유지관리 효율까지 고려된 고급 설계입니다. 배터리 팩은 고전압을 사용하기 때문에 각 셀(Cell)마다 전기차단 시스템, 과열 방지 센서, 충돌 시 자동 차단 기능 등을 탑재해야 하며, 그만큼 배선 구조도 복잡해집니다.
반면 디젤버스는 일반적으로 연료탱크를 차량 후방 하부에 배치하며, 이로 인해 구조가 단순하고 실내공간 설계가 정형화되어 있습니다. 디젤버스는 차량 정비가 상대적으로 쉽고, 오랜 시간 동안 검증된 기술이라는 장점이 있지만, 공간 효율성과 설계 유연성에서는 전기버스에 비해 떨어지는 것이 사실입니다.
냉각시스템 – 연료와 에너지 효율성에 따른 차이
냉각시스템은 버스 운행에서 매우 중요한 요소로, 차량의 안정성과 직결됩니다. 디젤버스는 기본적으로 내연기관에서 발생하는 고열을 라디에이터와 냉각수, 냉각팬 등을 통해 관리합니다. 냉각계는 일정 온도를 유지하며 엔진 성능을 최적화하고, 과열을 방지하는 역할을 합니다. 이러한 시스템은 수십 년간의 운행 경험을 통해 정비 및 유지 관리가 체계적으로 발전해 왔으며, 각종 부품의 호환성도 높습니다.
전기버스는 구조가 달라 냉각 대상이 매우 다양합니다. 대표적으로 배터리, 전기모터, 인버터(전력제어 장치), DC-DC 컨버터 등에서 발생하는 열을 각각 다른 방식으로 처리해야 합니다. 특히 리튬이온 배터리는 열에 민감하기 때문에, 일정 온도를 유지하지 않으면 화재나 폭발의 위험이 존재합니다. 이를 해결하기 위해 대부분의 전기버스는 ‘액체 냉각 시스템’을 채택하고 있으며, 일부는 공랭식 시스템과 액랭식 시스템을 혼합하기도 합니다.
배터리의 냉각 성능은 차량 성능뿐 아니라 수명에도 직접적인 영향을 미칩니다. 냉각 효율이 낮아지면 배터리 온도가 올라가면서 성능이 저하되고, 충전시간이 늘어나거나 방전 속도가 빨라질 수 있습니다. 특히 여름철이나 장거리 운행 시 냉각 시스템의 중요성은 더욱 부각되며, 최신 전기버스는 열 교환 효율을 높이기 위해 냉각 모듈을 다중으로 배치하거나 AI 기반으로 냉각 흐름을 제어하는 시스템까지 도입하고 있습니다.
에어컨 역시 냉각 시스템과 밀접한 관련이 있습니다. 전기버스는 승객용 에어컨이 배터리 전력을 사용하기 때문에, 과도한 냉방은 주행거리를 줄이는 요인이 됩니다. 이에 따라 에너지 효율을 고려한 스마트 에어컨, 승객 센서를 통한 자동 조절 기능 등이 탑재되고 있습니다. 반면 디젤버스는 엔진 동력으로 에어컨을 작동시키므로 주행거리와는 무관하지만, 에너지 효율 면에서는 열세입니다.
무게중심 – 주행 안정성과 승차감에 미치는 영향
무게중심은 차량의 안전성과 직결되는 중요한 설계 요소입니다. 디젤버스는 엔진과 변속기, 연료탱크 등 무게가 많이 나가는 주요 부품이 후방 하부에 집중되어 있어 무게중심이 비교적 낮고, 전체적인 안정성이 뛰어납니다. 고속 주행이나 커브 구간에서의 안정성, 급제동 시 차량의 흔들림 억제 등 여러 면에서 이점이 있습니다.
전기버스의 경우 배터리 배치 방식에 따라 무게중심이 달라집니다. 하부 배치를 통해 무게를 낮게 유지하면 주행 안정성이 확보되며, 커브 구간에서도 롤링 현상이 줄어듭니다. 그러나 루프 배치 방식은 무게가 차량 상부에 몰려 있어 회전 시 불안정성을 유발할 수 있습니다. 이를 보완하기 위해 일부 전기버스는 차체 프레임을 강화하거나, 고성능 전자제어 서스펜션(ECS)을 탑재하여 주행 중 실시간으로 차체 높이와 중심을 조절합니다.
무게중심의 설계는 또한 승차감에 영향을 미칩니다. 무게중심이 낮으면 차체 흔들림이 적고 승객이 느끼는 피로감도 줄어듭니다. 특히 장거리 운행 시 이러한 차이는 크게 체감됩니다. 또한 무게의 균형이 잘 맞춰진 차량은 브레이크 작동 시 쏠림 현상이 적어 안전성을 높여줍니다.
2025년 이후 출시되는 전기버스는 이 무게중심 문제를 해결하기 위해 배터리를 차체 중심에 일체화하는 설계를 택하고 있으며, 이는 차세대 플랫폼 기술의 핵심 중 하나로 꼽히고 있습니다. 특히 국내 브랜드뿐만 아니라 유럽, 일본 등의 글로벌 제조사들도 무게중심을 고려한 설계 경쟁을 벌이고 있으며, 각국의 안전 기준 또한 이에 맞춰 강화되고 있습니다.
결론적으로, 무게중심은 단순한 물리적 위치 개념을 넘어서 차량 전체 성능, 안전성, 연비, 승차감 등과 직결되며, 전기버스와 디젤버스의 구조 차이를 이해하는 데 있어 핵심적인 기준입니다.
전기버스는 앞으로 계속 증가할 것
전기버스와 디젤버스는 단순한 연료의 차이를 넘어, 구조적인 설계 방식에서도 뚜렷한 차이를 보입니다. 배터리 배치, 냉각시스템, 무게중심 각각의 요소는 차량의 성능, 안전성, 승차감에 직결되는 핵심 요소로 작용합니다. 대중교통의 친환경화를 위해 전기버스의 비중은 앞으로도 계속 증가할 것이며, 이에 따라 보다 정교하고 효율적인 구조 설계가 중요해질 것입니다. 지금 각 모델의 구조적 특성을 파악하고, 상황에 맞는 차량을 선택하는 데 도움을 받아보세요!