온 시선이 배터리에 주목
적절한 관리가 중요하다
특히 온도에 민감한 배터리
지금 대한민국에서 가장 큰 이슈 중 하나는 전기차 배터리, 그로 인한 화재 사고일 것이다.
물론 일부 전기차의 일부 제품들에서만 발생한다지만 하루가 다르게 언론과 각종 커뮤니티에서 다뤄지니 신경을 안 쓸 수가 없다. 괜히 내 자동차를 한 번씩 둘러보며 이상이 있는지 확인하고 있을 때도 있다.
배터리에 대한 관심도도 높아져 어떻게 하면 관리를 잘해서 배터리를 좀 더 효과적으로 사용할 수 있을까 하는 고민이 많을 것이다. 온도도 높고 습도도 높아져 배터리에 무리가 가게 되는 여름철에 효과적으로 배터리를 관리할 방법을 설명해 보려고 한다. 매년 더워지는 여름철 폭염으로 배터리 손상이 없기를 바라면서 글을 쓴다.
완충, 완방 피해야 한다
완충 막는 시스템 필요
우선 전문가들은 평소 전기차를 운전하면서 배터리를 완전충전(100%) 하거나 방전(5% 미만)을 피하라는 말을 한다. 이덕환 서강대 명예교수는 “배터리 과충전은 배터리 완충과 같다.”며 “배터리 내부 분리막 품질에 문제가 있으면 과충전으로 찢어질 수 있다”고 말한다. 여기서 제안되는 방법이 셀 밸런싱을 하는 것이다
한두 달에 한 번, 배터리 충전량을 20% 아래까지 떨어뜨린 뒤 완속으로 20~100% 충전하는 방식으로 20~100% 구간을 충전하며 차량의 배터리 관리시스템(BMS)이 자체 검사를 하도록 하는 것이다. BMS란 배터리의 전류, 전압, 온도 등을 센서를 통해 측정하고 미리 파악하여 배터리가 최적의 성능을 낼 수 있도록 제어하는 시스템을 말한다.
배터리 간 전압을 동일하게
셀 밸런싱은 BMS가 담당해
셀 밸런싱을 하는 이유는 배터리 제조 공정이나 외부적인 요인으로 인해 셀 간 전압 차가 발생하게 되는데 이를 감소시켜 배터리 수명을 유지할 수 있기 때문이다. 셀 밸런싱은 셀 전압을 낮춰 위해 저항으로 셀의 충전 에너지를 소비시키는 ‘수동형’과 높은 전압의 셀의 충전 에너지를 낮은 전압의 셀로 이동시키는 ‘능동형’으로 나뉜다.
수동형은 열을 방출하여 용량이 더 많은 셀의 전하를 제거하는데, 방식이 단순해 비용이 적어서 경제적이지만 여분의 전압을 활용하는 대신 그냥 소비해 버리기 때문에 에너지 효율이 떨어진다. 또한 충전 중일 때만가능하다. 능동형은 용량이 적은 셀에 더 많은 용량을 전달하면서 셀의 전하를 재분배한다. 열을 방출하는 것이 아니라 에너지 효율이 높고 속도도 빠르다. 충, 방전 시 모두 사용이 가능하기도 하다. 단 비용이 비싸다는 게 흠이다.
여름철 열 관리도 중요
방전되면 영구 손상돼
배터리를 효율적으로 관리하는 방법에는 셀 밸런싱 말고 다른 방법도 존재한다.
의외로 간단한 방법이니 쉽게 따라 할 수 있다. 바로 열을 조절해 주는 것이다. 일반적으로 전기차에 가장 적합한 온도는 섭씨 20도~25도 정도다. 기온이 이보다 더 오르면 주행거리가 급격하게 감소하게 된다. 기온이 섭씨 27도가 되면 주행거리는 2.8% 낮아지고 35도가 되면 15%, 38도가 되면 무려 31%가 줄어든다. 물론 차량마다 이 수치는 다를 수 있다.
전기차는 더위가 심해지면 배터리 온도를 낮추기 위해 냉각 장치가 가동되는데,
이 동력도 배터리에서 나오는 에너지를 사용한다. 즉, 더운 곳에 주차를 해둔다면 계속 배터리가 소모된다는 말이다. 심하면 방전되기도 한다. 더위로 인한 방전은 배터리에 영구적인 손상을 줄 수 있기 때문에 실외 주차보다는 그늘이 있는 곳, 지붕이 있는 곳에 주차하는 것이 좋다.
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