전기차(EV) 배터리 기술이 향상되고 있지만 전기차를 충전하는 데 걸리는 시간은 여전히 주류 채택의 걸림돌로 여겨진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 일부 회사에서는 EV의 배터리 팩을 충전된 것으로 교체하는 시스템을 구축했습니다.
그렇다면 어떻게 작동하며 실제로 긴 충전 시간 문제를 해결할 수 있습니까? 여기에서 살펴보겠습니다.
전기차 배터리 교체 작동 원리
EV의 배터리를 충전하는 데는 몇 시간이 걸릴 수 있으며 고속 충전에도 약 30분이 소요될 수 있습니다. 이는 평균 가스 충전보다 훨씬 긴 시간입니다. 배터리 교체는 EV의 배터리 팩을 이미 충전된 배터리로 교체하는 시스템으로 이 문제를 해결하려고 시도합니다.
이 프로세스는 가장 빠른 EV 충전 옵션보다 훨씬 적은 시간(약 10분)이 소요됩니다. 이 기술을 전문으로 하는 스타트업 Ample에 따르면 주차 공간 두어 개 정도의 면적에 스테이션을 설치할 수 있습니다. 그들은 자율적이며 여러 개의 배터리를 일정한 속도로 충전하도록 유지하여 고속 충전소가 해야 하는 방식으로 많은 양의 전력을 빨아들이는 것을 방지합니다.
각 스테이션을 구축하기 위한 구성 요소는 현장에서 배송, 테스트 및 조립됩니다. 이론적으로 EV는 이러한 스테이션 중 한 곳으로 이동하여 자동으로 배터리 팩을 완전히 충전되어 몇 분 안에 사용할 준비가 된 것으로 교체합니다.
블룸버그에 따르면 중국 기업들은 이미 그렇게 하고 있다. 그들의 스테이션은 Ample의 스테이션과 거의 동일한 방식으로 작동하며 몇 분 안에 교체를 완료합니다. 중국에서 가장 큰 EV 회사 중 하나인 Nio는 글을 쓰는 시점에 수백 개의 스와핑 스테이션을 사용하고 있습니다.
전기차 배터리 교체 시스템이 일괄적으로 도입된다면 전기차 충전 인프라 구축이 훨씬 수월해질 수 있다. 배터리를 교체하는 데 걸리는 짧은 시간과 함께, 예를 들어 집에서 배터리를 충전할 수 없는 경우와 같이 많은 사람들이 전기차 구매를 망설이게 하는 충전 진입 장벽을 제거할 수 있습니다.
배터리 교체용으로 설계되지 않은 EV는 어떻습니까?
배터리 팩을 빠르게 교체하기 위해 Nio가 제조하는 것과 같은 일부 EV는 빠른 제거를 위해 설계된 모듈식 배터리로 제작됩니다. 그러나 이미 유통되고 있는 전기차의 경우에는 다른 접근이 필요합니다.
Ample의 공동 설립자인 Khaled Hassounah는 Ars Technica와의 인터뷰에서 모듈식 배터리 교체에 대해 설명합니다.
“일반적으로 고전류 커넥터가 있고 대부분의 무게를 지탱하는 큰 볼트와 빼내야 하는 모든 것이 있습니다. 우리의 경우 보호 버킷에서 모듈을 제거하는 것뿐이지만 냉각 및 고전력 및 항상 자동차에 남아 있는 모든 것을 연결하는 큰 구조적 부분입니다.”
Hassounah는 그의 회사가 현재 판매되고 있는 다양한 EV 모델과 인터페이스하는 여러 “플레이트”를 설계했다고 말했습니다. Ample의 모듈러 배터리를 수용할 수 있는 Tesla나 Leaf와 같은 EV 사양에 맞는 프레임입니다. 그런 다음 여러 개의 LEGO 같은 셀 블록으로 분해된 배터리 팩을 해당 프레임 안팎으로 교체합니다. 운전자는 자동차에 추가할 모듈식 블록의 수를 선택할 수 있으며 어떤 종류의 모듈식 블록이 사용되는지는 EV 제조사와 모델에 따라 다릅니다.
Ample의 비디오에서 작동 중인 (매우 양식화된) 분석을 볼 수 있습니다.
EV 배터리 교체의 잠재적인 단점
전기차에서 단순히 배터리를 교체한다는 개념은 겉으로는 좋아 보이지만 실행하기는 어렵습니다. Tesla와 같은 회사는 과거에 이를 시도했으며 궁극적으로 대신 Supercharger 네트워크에 집중하기로 결정했습니다.
이 접근 방식의 주요 문제는 사람들이 배터리에 결함이 없을 것이라고 믿게 만드는 것입니다. 항상 모니터링하고 유지 관리할 수 있는 배터리를 다른 사람이 사용하는 다른 배터리로 포기하는 이유는 무엇입니까? 해당 배터리의 충전 용량이 제한되어 있거나 문제가 있어 화재가 발생하면 어떻게 됩니까?
그 접근 방식에 대한 솔루션은 배터리를 소유하고 운전자에게 임대하는 회사, 사람들이 지불하는 서비스로 스왑 스테이션을 제공하는 것으로 보입니다. 배터리에 문제가 발생하면 회사에서 책임을 지고 불량 배터리를 새 배터리로 교체할 것입니다.
배터리 교환 스타트업은 또한 교환을 통해 EV 배터리의 결함을 모니터링하고 문제가 심각해지기 전에 수리하기가 더 쉽다고 주장합니다. 스테이션에서 지속적으로 요금이 청구되기 때문에 회사는 이론적으로 순환하면서 문제를 모니터링할 수 있습니다.
또한 배터리 팩이 자동차의 온보드 시스템과 “대화”하는 방법에 대한 문제도 있습니다. 다른 회사에서 제조한 배터리가 정말 OEM처럼 작동할까요? Ample은 배터리가 가능하다고 주장하며 중국에서 이 기술의 성공은 제조업체가 이 기술을 구축하는 회사와 협력하는 한 작동할 수 있음을 나타내는 것 같습니다.
EV의 배터리 교체가 대량 채택될 것인지 여부는 확실하지 않습니다. 충분히 빠르게 충전할 수 있다면 향후 몇 년 내에 배터리 기술이 향상되더라도 아이디어는 쓸모없게 될 수 있습니다. 그러나 대규모로 채택되면 충전 문제를 해결하고 EV를 주류로 끌어올릴 수 있습니다.
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