전기자동차(EV) 구동용 배터리수명은 어느정도?

배터리는 배터리만으로 구성되어 있는게 아니다. EV용 구동용 배터리 팩 (Battery pack)은 배터리뿐만 아니고 내부에는 배터리관리시스템 (Battery management system: BMS), 컨택터, 배터리 쿨러, 배터리 히터, 작동유체가 흐르는 배관 그리고 여러가지 센서 등으로 구성되어 있다. 이 구성품이 고장이라는 것은 내연기관 차량에 비유하면 엔진고장과 거의 똑 같은 상태이다. 덧붙이면, 컨택터는 배터리에서 공급되는 고전압DC를 접속하거나 감전을 방지하기 위해 차단하는 역할은 한다. 배터리 쿨러는 급속충전, 또는 외기가 매우 고온 일 때 배터리의 성능악화를 막는 아주 중요한 역할을 한다. 배터리 히터는 반대로 외기온도가 매우 낮은 경우에 배터리의 성능을 유지한다. 배터리는 고온상태에서는 성능이 악화되고 저온상태에서는 배터리 본래의 성능이 나오지 않게 된다.

최신 EV 구동용 배터리 성능은 어떠한 사용환경에서도 10년간에 70%정도 유지되도록 설계하는 트렌드이다. 대강 풀 충전하여 70%만 주행하게 되면 이 배터리팩은 EV용으로서 수명에 도달 했다고 말 할 수 있을 것 같다. 신형EV경우라면 구동용 배터리의 사용 년수에 따른 악화는 진행되기는 하나 급격한 악화는 걱정할 필요가 없다 라고 말 할 수 있다. 그러나 배터리 자체는 사용방법에 따라 악화가 진행되거나 반대로 악화를 억제 할 수 있는 것도 사실이다. 배터리가 가장 안 좋은 상태는 EV을 주행하지 않고 방치하는 것이다. EV의 구동용 배터리는 사용 안 해도 악화가 진행되므로 조금씩 자주 운행하는 것이 좋은 방법이라고 말 할 수 있다. 매일 단거리를 이동하는 것은 차량에 부담이 되지는 않기 때문에 시내주행 이동에 사용되는 경우가 많은 소형승용차에 적합하다고 말 할 수 있다.

EV를 주행하지 않고 방치 상태에서 발생하는 배터리 악화는 수%레벨 정도이다. 일본 어느 EV 설명서에는 충전량이 적은상태에서 방치해 두면 배터리 수명단축 원인이 되므로 적어도 3개월에 1회는 충천하도록 기재 되어 있다. 그러면 충전에 의한 구동배터리 악화에의 영향은 어떠한가. 지금까지 일반적으로 급속충전(Quick charging)을 자주 하면 배터리 악화가 빨라진다고 알려져 왔다. 전문가에 의하면 최신 EV라면 사용자가 사용상에 크게 걱정할 정도는 아니라고 말할 수 있다고 한다. 그 이유는 배터리 온도관리와 충전제어 기술발전이다. 급속충전에서는 대전류를 공급하기 때문에 배터리 내부의 온도가 상승한다. 만약 배터리가 고온이 되면 배터리 악화가 되고 성능이 저하된다. 이것을 방지하기 위하여 최신 EV에서는 배터리온도와 상태에 맞춰서 EV자체 제어를 하고 있다. 즉, 사용자가 평상시와 같은 충전을 하는 것만으로 그 후는 EV 자체가 최적인 상태로 대응해서 작동해 준다는 것이다. 또한 주택 등에서 이용하는 보통충전(Normal charging)은 천천히 충전을 하기 때문에 배터리 온도 상승이 적고 배터리 악화를 걱정할 필요는 없을 것 같다. 그러므로 외출과 귀가시에 일상적인 충전을 하여도 악영향은 없다고 말할 수 있다. 또한, EV의 편리성을 높이기 위해서도 조금씩 자주 보통충전을 하는게 좋을 것이다. 물론 보통충전에서도 구동용 배터리온도에 맞춘 제어가 실행된다.

참고: EVsmart blog, goo-net (Japanese)

공개 : 2021년 6월 14일
작성 : 2021년 6월 13일