전기 자동차(EV)에 사용되는 대형 배터리 팩은 노트북의 배터리보다 견고하지만 다른 리튬 이온 배터리와 마찬가지로 시간이 지남에 따라 성능이 저하됩니다. 여기에서는 EV의 배터리 성능이 저하되는 원인과 그 이유를 살펴보겠습니다.
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시간이 지남에 따라 EV 배터리가 저하되는 방식
EV 배터리가 저하되는 속도에 영향을 미치는 두 가지 주요 요인은 배터리 수명과 사용 및 환경입니다. 두 번째 범주에는 전기 자동차의 운전 방식, 배터리 충전 방식, 차량 보관 방식, 기후와 같은 환경적 요인이 포함됩니다.
배터리 수명
첫 번째 범주인 배터리의 노후화로 인한 성능 저하는 불가피합니다. 모든 리튬 이온 배터리는 시간이 지남에 따라 점차적으로 효율성이 떨어집니다. 이것은 캘린더 에이징이라고도 하며 매우 점진적인 과정입니다. 또한 매년 같은 비율로 발생하지 않습니다.
중고 전기 자동차에 대한 보고서를 구매자에게 모니터링하고 제공하는 전기 자동차 스타트업 Recurrent에 따르면 EV 배터리는 사용 가능한 수명의 시작과 끝에서 가장 큰 용량 감소를 경험합니다. 일반적으로 처음에는 빠르게 떨어지다가 배터리가 안정화되면 일정해지며 몇 년 후에 다시 떨어집니다. 이러한 감소는 일반적으로 수천 마일 후에도 전체 용량의 5-10% 사이로 작습니다.
그렇다면 왜 이러한 저하가 발생합니까? 리튬 이온 배터리의 제작 방식과 작동 방식 때문입니다. 전기 자동차 배터리는 자동차 모터에 동력을 공급하는 전자를 생성하기 위해 화학 반응에 의존합니다. 그들은 반응을 촉발시키기 위해 “활성 물질”이라고 불리는 것을 사용하여 그것들을 생성합니다. 리튬 이온 배터리에서 해당 물질은 리튬입니다.
배터리가 계속해서 사용됨에 따라 리튬의 일부는 영구적으로 소모됩니다. 이것이 충분히 오랫동안 발생하면 동일한 양의 에너지를 생성할 수 있는 활성 물질이 충분하지 않기 때문에 배터리가 보유할 수 있는 전체 충전량이 감소합니다. 이러한 유형의 성능 저하를 용량 페이드라고도 합니다.
환경 및 사용 요인
환경 요인, 특히 온도는 EV 배터리가 얼마나 잘 작동하는지에 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다. 예를 들어, 매우 추운 날씨에 전기차 배터리 내부의 액체는 점성이 높아져 전기를 생성하는 데 필요한 반응이 느려집니다. 즉, 모터가 사용할 수 있는 전기가 적으므로 가속할 수 있는 전력이 줄어듭니다. 이를 파워 페이드라고 하는 것은 놀라운 일이 아닙니다. EV는 이러한 일이 일어나지 않도록 도와주는 온도 조절 시스템으로 제작되지만, 극단적인 날씨에서는 여전히 어느 정도 문제가 될 것입니다. 시간이 지남에 따라 배터리 내부에 부식 또는 축적이 발생하면 전원이 흐려질 수도 있습니다.
추운 날씨만이 아닙니다. 열은 일시적으로 용량을 저하시키고 전반적인 용량 손실을 가속화할 수 있지만 온대 기후와 더운 기후 사이의 용량 손실 차이는 현대 EV의 경우 작습니다. Cars.com은 다음과 같이 말합니다.
“Geotab 데이터에 따르면 4년 후 온대 기후의 EV는 더운 기후의 EV보다 배터리 성능 저하가 적지만 그 차이는 4분의 1 미만입니다. 능동 열 관리가 없는 2015년 모델 EV 1대 비교 , Nissan Leaf와 Tesla Model S가 가장 유용할 수 있습니다. Geotab은 Leaf의 평균 퇴화율을 4.2%, Model S’를 2.3%로 보고합니다.”
DCFC(DC 급속 충전) 스테이션에 크게 의존하는 것도 EV의 배터리 수명을 저하시킵니다. 기아자동차는 배터리 수명 동안 10%의 용량 손실을 과도한 DCFC 사용으로 인한 것으로 보고 있습니다. DCFC는 모든 전원을 너무 빨리 공급하기 위해 배터리 팩에 많은 부하를 가합니다. 이는 휴대폰에서 지속적으로 고속 충전을 사용하면 배터리 수명을 단축시키는 것과 같습니다. 배터리에 더 많은 전력을 투입할수록 더 강력하게 전자와 이온이 배터리 셀 내부로 이동하기 때문입니다. 이는 배터리 구성 요소에 미세 손상과 추가 스트레스를 유발할 수 있으며 너무 자주 수행하면 결국 용량이 소모됩니다.
대부분의 전기 자동차 제조업체는 고속 충전이 “적게” 사용되어야 한다는 데 동의하지만 이 글을 쓰는 시점에서 절약이 무엇을 의미하는지에 대한 정해진 정의는 없습니다. 피할 수 없는 경우나 장거리 여행을 할 때는 가능한 한 빨리 급속 충전을 줄이고 대부분의 시간에 일반 레벨 1 또는 2 충전을 유지하는 것이 좋습니다.
배터리 성능 저하를 걱정해야 합니까?
배터리가 시간이 지남에 따라 천천히 용량이 감소한다는 것을 알고 있는 한 성능 저하에 대해 크게 걱정할 필요가 없습니다. 하지만 미리 그 감소를 계획하고 몇 년 동안 차량을 운전할 수 있는 거리를 계산할 때 고려합니다. 완전한 고장에 관한 한 전체 배터리 고장은 매우 드물며 일반적으로 제조업체의 보증이 적용됩니다.
약간의 성능 저하가 불가피하지만 배터리를 잘 관리하면 자동차 수명이 다할 때까지 대부분의 배터리 범위를 유지할 수 있습니다. 너무 많은 DCFC 충전을 피하십시오. 충전하기 전에 극도의 고온 또는 저온에서 배터리를 사전 처리하십시오. 전력을 절약할 수 있을 때 차량을 충전기에 연결한 상태로 두십시오. 당신이 사는 곳의 기후와 그것이 배터리에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 고려한 후에 구매하십시오. 기술이 발전함에 따라 EV 배터리 전력 및 수명에 대한 이러한 제약 중 많은 부분이 완전히 줄어들거나 사라질 수 있습니다. EV 배터리 교체 비용을 알고 있다면 특히 좋은 소식입니다.
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