EV 배터리를 가장 오랫동안 최상의 상태로 유지하기 위한 모범 사례에 대해 듣는 것은 흔한 일입니다. 그 중 가장 중요한 것은 전기 자동차를 80%까지만 충전하는 것입니다. 그러나 또한 EV를 항상 DC로 고속 충전하면 주행 거리에 영향을 미칠 수 있는 방식으로 배터리 성능이 저하된다는 생각도 일반적입니다.
전기 자동차의 경우 주행 거리가 이미 문제가 되고 있다는 사실로 인해 이러한 전망은 더욱 악화됩니다. 전기차는 주유하는 데 시간이 더 오래 걸리고 주유소보다 충전소가 훨씬 적다는 점을 고려할 때, 주행 거리에 대한 불안감은 전기차 구입 시 가장 큰 단점 중 하나입니다. 그리고 차량을 80%까지만 충전하면 제조업체가 광고한 범위의 4/5만 주행하게 됩니다.
하지만 그 규칙을 따르지 않으면 어떻게 될까요? 모든 사람이 집에 EV 충전기를 설치할 수 있는 여유가 있는 것은 아니며, 여전히 전기 자동차를 원하는 사람들은 느린 레벨 2 공용 충전기나 훨씬 빠른 DC 고속 충전기를 사용해야 합니다. DC 고속 충전기를 항상 사용하면 전기차 배터리 상태에 실제로 영향을 미치나요? 여기 보세요.
DC고속충전이란?
집에 있는 전원 콘센트는 교류(AC) 전력을 공급하는데, 그 이유는 상당한 에너지 손실 없이 장거리 전송이 더 쉽기 때문입니다. 충전기를 집의 전원 콘센트에 연결하면 EV에 AC 전원이 공급됩니다. 이는 그리드에서 제공되는 AC 전력을 활용하는 레벨 2 충전소 에서도 마찬가지입니다.
단 하나의 문제가 있습니다. EV가 사용하는 전력은 직류(DC) 전력으로 저장됩니다. AC 전원을 차량에 연결하면 해당 에너지를 저장하고 나중에 사용할 수 있는 DC 전원으로 변환해야 합니다. 하지만 이 문제를 해결할 수 있는 방법이 있습니다. DC 충전소는 그리드의 AC 전력을 EV로 보내기 전에 DC 전력으로 변환합니다. 기본적으로 자동차의 온보드 전력 변환기를 우회하고 배터리를 직접 충전합니다. 이 충전 방법은 일반적으로 레벨 3 충전 또는 고속 충전이라고 하며, 레벨 1 충전기는 최대 약 1.8kW, 레벨 2 충전기는 약 20kW에서 충전할 수 있지만 대부분의 DC 고속 충전기는 현재 최대 350kW까지 충전할 수 있으며 훨씬 더 빠른 속도로 충전할 수 있습니다. DC 고속 충전 기술이 진행 중입니다.
DC 고속 충전으로 인해 EV 배터리가 저하되는 이유는 무엇입니까?
그렇다면 EV 배터리를 보존할 때 더 빠르게 충전하는 것이 본질적으로 나쁜 점은 무엇일까요? 본질적으로 아무 것도 아니지만 더 빠른 충전을 위해서는 몇 가지 절충안이 필요할 수 있습니다. 사실 DC 고속 충전은 더 많은 열을 발생시켜 시간이 지남에 따라 배터리 팩 셀의 성능 저하를 가속화할 수 있습니다.
EV 제조업체 Mullen Automotive 의 CEO인 David Michery는 Digital Trends와의 인터뷰에서 "DC 고속 충전은 경우에 따라 EV의 수명을 단축할 수 있습니다."라고 설명했습니다. "AC 충전(레벨 1~2)과 비교하여 DC 고속 충전은 훨씬 더 높은 전류를 가지며 더 많은 열을 발생시키고 잠재적으로 활성 물질의 운동 문제를 유발하여 배터리 성능이 더 빨리 저하될 수 있습니다."
그러나 그것은 대체로 이론적인 것 같습니다. 장기적으로 DC 고속 충전으로 인해 발생하는 추가 열이 EV 배터리에 과학적으로 영향을 미칠 것이라는 점은 부인할 수 없습니다. EV는 이제 꽤 오랫동안 도로에 나섰고, 연구에 따르면 DC 고속 충전은 이전에 생각했던 것만큼 자동차 배터리에 나쁘지 않은 것으로 나타났습니다. 그러나 이는 일반적으로 DC 고속 충전을 사용하는 것보다 EV가 지능적으로 충전을 처리하는 방법과 더 관련이 있을 수 있습니다.
6,500대가 넘는 Tesla Model 3를 대상으로 실시된 Recurrent의 연구 에 따르면 빈번한 DC 고속 충전은 일부 사람들이 이전에 가정했던 것만큼 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. 이 연구에서는 DC 고속 충전을 자주(70% 이상) 수행하는 Tesla 차량과 DC 고속 충전을 거의 하지 않는(30% 미만) 차량을 추적하여 배터리 성능 저하 추세가 실제로 매우 유사하다는 점을 지적했습니다. Recurrent의 연구에는 2012년부터 2023년 사이의 차량이 포함되어 있지만 연구 대상 차량의 90%는 2018년 이후, 57%는 2021년 이후의 차량이었습니다.
하지만 과학을 접하는 것은 어렵습니다. Qnovo 의 CEO이자 배터리 화학 전문가인 Nadim Maluf 박사는 DC 고속 충전 시 배터리에 몇 가지 물리적인 영향이 있다고 설명합니다.
Maluf는 “DC 고속 충전은 배터리에 스트레스를 가하고 두 가지 주요 성능 저하 메커니즘을 가속화합니다. 즉, 전극의 구조적 재료가 저하되고 리튬 금속 수지상이 형성되어 시간이 지남에 따라 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다.”라고 Maluf는 말했습니다.
그러나 EV에 내장된 배터리에 영향을 미치는 정도는 충전 속도에 대한 모든 온라인 우려를 바탕으로 가정할 수 있는 것만 큼 많지 않습니다. 자동차가 더 똑똑해지고 자동차에 내장된 컴퓨터가 배터리 충전 속도를 더 잘 조절하여 배터리 상태를 보존할 수 있기 때문에 영향도 점점 줄어들 것입니다.
배터리 성능 저하가 걱정된다면 어떻게 해야 할까요?
DC 고속 충전이 EV 배터리에 어떤 영향을 미치는지에 대한 데이터가 다소 모호하다고 생각하신다면 맞습니다. DC 고속 충전이 시간이 지남에 따라 배터리 상태에 큰 영향을 미치지 않을 수 있다는 것은 분명하지만, 장기간에 걸쳐 미치는 최소한의 영향은 약간 불분명하며 EV가 도로에 있을 때까지 더 명확해지지 않을 것입니다. 훨씬 더 길어졌습니다. 따라서 질문이 제기됩니다. EV의 배터리를 최대한 오랫동안 건강하게 유지하려면 어떻게 해야 할까요?
좋은 소식은 EV 내부의 배터리를 보존하기 위해 할 수 있는 일이 많다는 것입니다. 나쁜 소식은 이러한 것들이 다양한 요인에 따라 상당히 달라진다는 것입니다. Maluf에 따르면 배터리 상태에 영향을 미칠 수 있는 세 가지 주요 요소는 충전 속도, 최대 충전 상태, 온도입니다.
“뜨거운 것은 나쁘다(화씨 95도 이상). 매우 추운 것도 나쁘다(영하). 배터리는 화씨 60도에서 90도 사이에서 가장 행복합니다.”라고 Maluf는 말했습니다. “이 세 가지 요소 중에서 최적화할 때 최선의 판단을 내리십시오. 더운 날에는 배터리에 부담을 줄 수 있으므로 80% 이상으로 충전하지 마세요. 장거리 도로 여행을 계획하고 있다면 날씨가 추워지기 전날 밤에 레벨 2 충전기(느린 충전용)를 사용하여 차량을 90% 또는 100%까지 충전하세요. 이렇게 하면 여행의 최대 범위를 확보할 수 있습니다.”
그것은 많은 것처럼 보일 수 있습니다. 날씨가 매우 추우면 충전을 제한하세요. 너무 뜨거우면 충전을 제한하세요. DC 고속 충전을 사용하는 경우 충전을 제한하세요. 도로 여행을 하지 않는 경우 충전을 제한하세요.
그러나 이 모든 것은 기본으로 요약될 수 있습니다. 가능하다면 집에서는 레벨 1 또는 레벨 2 충전 속도를 사용하여 충전하고, 일상 생활에서는 자동차 한도를 80%로 설정하고, 자동차 여행을 갈 예정이라면 완전히 충전하세요. 그리고 온도에 관해 최선의 판단을 내리십시오. 매우 춥거나 매우 뜨거운 온도는 배터리에 좋지 않습니다. 그러나 매우 춥거나 매우 뜨거운 온도에서 자주 충전하지 않는 한 너무 걱정하지 마십시오. 결국, 당신은 있을 곳이 있습니다.
다행히도 전문가들은 운전자가 자동차 충전 방법과 시기를 끊임없이 걱정할 필요가 없다는 점에 동의합니다. Michery는 "때때로 1~3단계의 충전 속도에서 100% 충전이 완전히 문제가 되지 않습니다."라고 말했습니다. “전반적으로 목표는 일일 충전 및 차량 주행 범위의 균형을 유지하여 지속적인 배터리 상태에 도움이 되고 전반적인 배터리 수명을 연장하는 것입니다.
나쁜 소식은 무엇을 하든지 시간이 지남에 따라 EV의 배터리 성능이 저하된다는 것입니다. 그것은 단지 과학일 뿐이며, 현재의 배터리 기술 상태로는 극복하기가 불가능합니다. 전기 자동차를 수년 동안 계속 사용한다면 주행 가능 거리가 조금 줄어들 것으로 예상됩니다.
배터리와 충전 기술의 미래
EV 제조업체는 이 모든 작업을 수행하도록 장려됩니다. 결국 그들은 주행거리에 대한 불안감이 많은 고객의 구매 결정에 큰 요인이라는 것을 알고 있으며 실제로는 더 많은 자동차를 판매하기를 원합니다. 단기적으로 기업은 충전 속도가 약간 느려지더라도 배터리의 상태를 보존하기 위해 배터리에 전달되는 전력량을 더 잘 관리할 수 있는 보다 스마트한 시스템을 구현할 가능성이 높습니다.
그러나 장기적으로는 충전 속도 문제가 완전히 사라질 수도 있습니다. 왜? 전고체 배터리. 전고체 배터리는 가까운 미래에 전기 자동차에 탑재되기 시작할 예정이며, 테스트 데이터에 따르면 현재 EV에 사용되는 리튬 이온 배터리보다 훨씬 더 탄력적인 것으로 나타났습니다. 범위는 발생하는 저하가 그다지 큰 영향을 미치지 않음을 의미합니다.
그 동안에는 조심하기 위해 가능하면 레벨 1과 레벨 2를 고수하세요. 그러나 DC 고속 충전은 일부 사람들이 믿는 것만큼 나쁘지 않으며 자동차의 주행 거리가 급격히 줄어들 것을 두려워하여 항상 느린 속도로 충전하기 위해 뒤로 몸을 구부릴 필요가 없습니다.