전기차 배터리는 스마트폰처럼 수시로 충전해야 하나요? 방전되고 다시 완전 충전해서 사용해도 상관없나요? 궁금해하실 수 있습니다. 기온이 너무 낮은 추운 날씨에 스마트폰 배터리가 급격히 성능저하 됐던 경험이 있으신가요? 맞습니다. 전기차 배터리도 온도에 영향을 받습니다. 이번에 전기차 배터리 수명의 극대화를 5가지로 나눠서 정리하고, 전기차 배터리 수명의 비밀이 무엇인지 알아봅시다
1. 전기차 배터리 영향 요소
전기차의 인기가 급격히 증가하면서, 효율적인 배터리 관리와 수명 연장이 중요한 이슈로 떠오르게 되었습니다. 이번 글에서 전기차 배터리 수명을 배경으로 필수적인 정보와 몇 가지 팁을 알아보려고 해요. 최근 기술적 발전 덕분에 전기차 시장이 성장하고 있지만, 아직도 사용자들이 배터리 소모 및 수명에 대해 걱정하는 이유는 무엇일까요? 이 글에서는 전기차 배터리의 다양한 종류와 기술, 그리고 수명에 영향을 주는 요소들에 대해 살펴보려고 합니다. 또한, 배터리 수명 관리 및 연장에 도움이 되는 몇 가지 팁을 알려 드리고, 배터리 수명이 전기차 가격에 미치는 영향과 미래 기술 발전의 전망을 간단하게 알아볼게요.
2. 전기차 배터리 수명 비밀노트 5가지
2-1 배터리 종류
: 전기차 배터리 종류는 크게 파우치형, 각형, 원통형 3가지가 있습니다. 배터리 개발의 가장 중요한 목표는 원가 절감 외에도 에너지 밀도(자동차의 전기구동 주행거리 주요 결정 요인)를 증대시키는 것이며, 설치 공간과 무게도 줄이는 것입니다. 전기차 기업들 저마다의 이유로 다양한 형태의 배터리를 사용하고 있습니다. 어떠한 형태의 배터리가 차세대에 보편적으로 사용될지도 관심있게 지켜봐야 겠습니다.
파우치형 배터리는 LG에너지솔루션과 SK온이 주로 젝하는 배터리로, 크기는 중대형이지만 부피가 작은 편이라 여러 형태로 사용이 가능 하다는게 특징입니다. GM, 포드, 볼로, 닛산, 현대-기아 등의 제조사 차량에 주로 사용되고 있습니다.
각형 배터리는 BMW, 벤츠 포르쉐 등의 차량에 들어가는 배터리로 폭스바겐도 2030년까지 규격화된 각형 배터리 비중 확대와 자체 생산 계획을 발표했습니다. 외부 충격과 발열에 강한 중대형 배터리로 알리미늄 금속 외관으로 이뤄졌으며, 에너지밀도가 높은 것이 특징입니다. CATL과 BYD 같은 큰 중국 업체들이 주로 각형 배터리를 주력 생산하고 있으며, 삼성SDI와 도시바도 생산한다고 합니다
원통형은 주로 테슬라에 들어가는 배터리로 기계적 안정성이 뛰어나 배터리팩 구서이 용이하며, 생산가격이 낮은 편입니다. 대량 생산에 가장 적합한 형태이나 파우치형에 비해 에너지밀도가 떨어진다는 단점이 있구요, 테슬라와 협력 관계인 파나소닉을 비롯해 LG에너지솔루션, 삼성SDI 등이 제조합니다.
세계시장에 전기차 보급 확대로 배터리 시장의 각축전이 가열되고 있기도 합니다. 특히 꿈의 배터리로 불리는 전고체 배터리에 대한 시장 관심이 높습니다. 전고체 배터리는 전기를 흐르게 하는 배터리 양극과 음극 사이의 전해질을 액체가아닌 고체로 만듭니다. 외부 충격에도 폭발 위험이 적고, 에너지 밀도도 기존 리튬이온 배터리보다 2~3배 높게 평가되고 있습니다. 전고체 배터리가 상용화되면 기존 전기차 단전으로 거론되는 주행거리와 안전 우려를 극복할 수 있다는것이 시장의 기대감 입니다.
전고체 배터리 관련 특허에서 토요타가 1331개로 세계1위, 파나소닉 445건, 이데미츠코산 272건으로 모두 일본 기업입니다. 한국 배터리 기업들도 전고체 배터리 상용화에 집중하고 있습니다. 삼성SDI는 전고체 배터리 파일럿 라인의 구축을 완료하고, 시제품 생산 예정이라고 합니다
2-2 배터리 수명에 영향 주는 요소
: 충전 횟수, 온도, 충전 방식(초고속, 고속, 급속, 일반 충전), 사용 습관 등이 있습니다. 배터리는 일정한 충전 횟수를 가지고 있으며, 이를 넘어서면 성능 저하가 발생합니다. 그러므로 여러 차례에 걸쳐 작은 양의 충전을 하는 것이 나은 경우도 있습니다. 또한 배터리는 일정한 온도 범위 내에서 최적의 성능 발휘합니다. 사계절이 뚜렷한 우리나라에서는 겨울철 매우 낮거나, 여름철 높은 온도에서는 배터리 수명이 감소할 수 있으니 주의해야 합니다. 현대,기아에서 운영 중인 충전소 이핏(e-fit) 초고속충전 하이차저는 350kW급 충전 전력을 자랑합니다. 고속 충전방식은 편리하지만, 자주 사용하면 배터리 수명이 단축될 위험이 있습니다. 이번 글을 통해 전기차 제조사들의 권장 사항을 한번 알아볼까요
- 테슬라(Tesla) : 충전 500회 이상의 충전 횟수에도 배터리 수명을 높은 컨디션 상태로 유지한다고 합니다. 횟수만 놓고 보면 다소 부족한 충전횟수로 보여집니다. 테슬라는 여름철의 과열방지와 겨울철의 저온 보호를 위해 배터리 매니징 시스템을 갖추고 있습니다. 전기차를 사용하지 않는 시간 동안도 충전기에 연결해 두는 것을 권장한다고 하지만, 우리 대한민국에서는 현실적으로 불가능 해 보입니다. 주거환경이 아무래도 아파트가 많고, 미국은 개인주택이 많기 때문이죠. 테슬라 제조사도 급속 충전은 자주 사용하지 않는 것이 좋다고 합니다
- 기아(Kia) : 주기적으로 충전하고 완전 방전을 피하는 것을 권장하고 있습니다. 기아도 테슬라와 마찬가지로 배터리 매니징 시스템을 통해 일정 온도 범위를 유지하도록 관리하고 있으며, 극한의 낮은 온도와 높은 온도에서는 전기차 전체 성능이 저하된다고 합니다. 급한 상황에서는 고속 충전을 활용하는 것이 당연히 좋지만, 일상적인 사용에는 일반 충전을 권장 합니다.
- 쉐보레(Chevrolet) : 쉐보레 볼트의 배터리는 약 1000번의 충전 후에도 배터리 효율이 60% 이상이라고 합니다. 충전횟수 1000번은 타 제조사보다 높은수치로 보여지고, 배터리 용량 60%은 조금 아쉬움 있어 보이지만, 나온지 몇년 지난 배터리 기술로, 앞으로 배터리용량을 기대해 보는것도 좋아 보입니다. 쉐보레도 온도 제어 매니징 시스템을 제공하며, 과열을 사전에 알려주는 기능도 있습니다. 타사와 마찬가지로 완전방전 보다는 수시로 충전하는 방식을 권장하고 있습니다.
2-3 배터리 수명 관리 팁
: 전기차 배터리 수명을 관리하고 연장하기 위해서는 일정한 온도 범위를 유지하고, 충전 전압과 소모 전류를 적절하게 조절하는 것이 중요 합니다. 또한, 배터리 사용 패턴에 대한 적절한 모니터링과 배터리 상태 체크를 통해 배터리 수명에 긍정적인 요인을 줄 수 있습니다. 제조사가 제공하는 소프트웨어 업데이트를 주기적으로 확인하고, 적용하는것도 최적화된 효율적인 배터리 관리 방법입니다. 전기차 제조업체에서 배터리 모니터링 그리고 배터리관리 소프트웨어를 개선하고 있습니다. 전기차 구매자들이 시스템적으로 개선하는건 불가능하니, 제조사들의 많은 관심이 필요해 보입니다. 그렇지만, 전기차 사용자들도 필요하다면 전반적인 상태체크 위한 모니터링 스캐너도 구매해서 설치 가능합니다.
2-4 배터리 수명과 전기차 가격
: 전기차 가격 중 상당 부분(약 30~40%)이 배터리로 인한 비용이 차지합니다. 따라서 배터리 수명이 끝날 때 새로운 배터리를 구입해야 하는 것이 필요한데 이에 따른 비용도 고려해야 합니다. 기술 발전으로 인해 배터리 가격은 점점 낮아지고 있지만, 여전히 큰 비용으로 부담되는 요소 입니다. 효과적인 배터리 수명관리를 한다면 45만km에서 60만km까지는 현재 기술력으로 교체없이 주행 가능하다는 얘기도 있습니다. 테슬라 모델 S, 모델 X, 모델 3의 배터리 수명이 상대적으로 길다고 알려져 있습니다. 테슬라 시스템은 600,000마일(약 965,606km) 주행까지 배터리 팩 수명을 보장한다고 합니다.
2-5 배터리 재활용 및 처리
: 전기차 배터리가 수명이 다한 후에는 적절한 사후처리가 필요합니다. 여기에는 폐기물 처리, 환경 친화적인 원료 활용 및 배터리 재활용이 포함됩니다. 사용후 재활용 배터리는 셀 단위에서 분해한 뒤 니켈, 코발트, 리튬, 망간 등을 추출해 새로운 배터리를 제조하거나 판매하고, 재사용은 배터리 모듈이나 팩등을 개조하거나 형태 그대로 최초 사용 용도 외 에너지 저장장치 등 다른 용도로 사용한 방식으로 배터리 처리 방법을 연구하고 있습니다. 해당 과정은 중요한 역할을 하여 배터리 원료의 재활용과 환경오염 최소화하는 공동의 목표를 가져야 하겠습니다.
3. 전기차 배터리 수명과 관련하여 유용한 사이트
- InsideEVs는 전기차 관련되 글로벌 미디어로 특히 배터리 수명 관련 주요 제조사의 연구결과와 비교 테스트 등 다양한 정보를 제공합니다.
- CleanTechnica는 전기차뿐만 아니라 관련된 기술 및 환경 이슈에 대해서도 다루고 있어 전기차 이용자에게 폭 넓은 인사이트를 얻을 수 있습니다.
4. 더 나은 전기차 생활을 위한 배터리 수명 연장
전기차 배터리 수명에 관한 다양한 측면을 알아보았습니다. 우리는 배터리 종류와 기술, 수명에 영향을 미치는 다양한 요소들, 그리고 배터리 수명 관리와 연장에 대해 살펴봤죠. 미래 기술 발전도 살펴보고, 친환경적인 폐기와 재활용 과정을 통한 전기차 생태계의 구축에 대해서도 간단히 논의했습니다. 결론적으로, 전기차 배터리 수명에 대해 알고 있다면, 보다 현명한 전기차 오너가 될 수 있으며 배터리 수명과 효율을 최적화할 수 있습니다.
배터리 관리를 위한 조언을 간단히 되짚어보자면, 최적 온도 범위에서 차량을 사용하고, 급속 충전을 적절히 이용하며, 충전 잔량을 적당한 수준으로 유지하는 것입니다. 또한, 배터리 교체 주기나 최신 기술 동향을 지속적으로 파악함으로써 전기차 시장과 배터리 기술의 미래에 대비할 수 있습니다. 이 조언들을 통해, 전기차 사용에 대한 이해도가 높아지고 관리 능력이 향상되실 것이라 믿습니다.
전기차 구입 예정인 분들이나 전기차를 운행하고 있는 사용자들 모두 도움이 되길 바라며, 추후에도 배터리와 관련된 정보를 공유하겠습니다. 매일밤 안전하게 충전하시고, 전기차 배터리 수명을 연장하기 위해 정기적인 체크와 지속적인 관심은 잊지 마세요
