전기차 배터리는 어떻게 성능이 저하되며, 수명을 어떻게 늘릴 수 있을까

전기차에서 가장 민감한 부분 중 하나는 배터리 상태다. 이 핵심 부품은 전기 모터를 구동하는 전기를 저장하는 역할을 하며, 배터리가 좋은 상태를 유지하고 수명 내내 효율적으로 기능하는 것이 무엇보다 중요하다. 그러나 자동차용이든 휴대용 기기용이든 배터리는 시간이 지남에 따라 효율이 떨어진다는 것을 우리는 알고 있다.

전기차 및 플러그인 하이브리드의 경우 이 문제를 개선하기 위한 연구가 진행 중이며, 모든 연구에는 무엇보다 정보가 필요하다. 배터리의 수명과 성능 저하 속도를 파악하는 것은 전기 저장 과정을 개선하고 이러한 효율 손실을 방지하는 데 중요하다.

대부분의 데이터는 공식 경로가 아닌 방식으로 얻어지며, 운행 중인 전기차 차량군이 제공한 정보에 의존한다. 이러한 전기차 차량군의 소유주들은 수년간 정보를 수집해 왔고, 이를 모아 배터리 개선에 활용할 수 있도록 데이터를 정리하는 기업들도 있다.

더 긴 수명

배터리의 평균 수명이 늘어났다는 점을 아는 것이 중요하다. 최신 배터리에 적용된 기술 덕분에 더 오랜 기간 더 많은 용량을 누릴 수 있게 되었다. 차량 텔레매틱스 기업 Geotab이 수집한 데이터에 따르면, 전기차 배터리의 저장 용량은 연간 2,3%씩 감소한다. 실질적으로 이는 주행거리 320km인 차량이 5년 후 37km 줄어든 주행거리를 갖는다는 뜻이다.

이 데이터를 보면 배터리가 차량 수명보다 오래 간다고 확신할 수도 있지만, 용량은 줄어든다. 차량군Tesla 중에는 같은 배터리로 33만 킬로미터를 주행한 사례가 있으며, 그 사용 기간이 지난 뒤 용량이 23% 감소했다. 즉 주행거리가 418km에서 320km로, 거의 100km 줄어든 것이다.

급속 충전의 영향

잦은 충전은 배터리 용량 감소에 그다지 큰 영향을 주지 않는 것으로 보이지만, 온도나 충전에 직류 전류를 사용하는 것과 같은 다른 변수들은 영향을 준다. 배터리 성능 저하는 더운 지역에서 더 심해질 수 있으며, 여기에 직류를 사용하는 급속 충전기 사용이 상황을 악화시킨다.

이러한 직류 기술을 사용하면 6년 만에 10%의 성능 저하가 발생하는데, 이는 120 또는 240볼트 교류를 이용한 완속 충전 때 발생하는 저하보다 크다. 또 하나 고려할 점은 성능 저하가 선형적이지 않다는 것이다.

즉, 처음 몇 년 동안은 약간의 성능 저하가 있을 수 있고, 어느 정도 사용 연수에 도달하면 갑자기 급격한 성능 저하가 나타날 수 있다. 이런 이유로 Geotab은 전기차 배터리를 완속 충전 시스템으로 충전할 것을 권장한다. 또한 배터리 충전량을 20%에서 80% 사이로 유지할 것을 권한다.

이렇게 해도 배터리 용량 감소가 멈추지는 않지만, 배터리 수명은 늘어난다. 그렇더라도 현재 세대의 전기차는 이제 겨우 10년 정도 되었으므로, 실제 주행 조건에서 배터리의 작동과 수명에 관한 데이터를 아직 많이 더 수집해야 한다.