전기차 배터리가 방전되는 이유는?

전기 자동차(EV)에 사용되는 대형 배터리는 노트북의 배터리보다 내구성이 높지만 다른 리튬 이온 배터리와 마찬가지로 시간이 지남에 따라 마모됩니다. 여기서 우리는 전기 자동차의 배터리 소모로 이어지는 원인과 그 이유를 살펴봅니다.

전기 자동차 배터리는 시간이 지남에 따라 어떻게 저하됩니까?

EV 배터리가 소모되는 속도에 영향을 미치는 두 가지 주요 요인은 배터리 수명과 사용량 및 환경입니다. 두 번째 범주에는 전기 자동차 운전, 배터리 충전, 자동차 보관, 기후와 같은 환경 요인이 포함됩니다.

배터리 수명

첫 번째 범주인 배터리 노후화로 인한 성능 저하는 불가피합니다. 모든 리튬 이온 배터리는 시간이 지남에 따라 지속적으로 효율성이 저하됩니다. 이것은 캘린더 에이징이라고도 하며 매우 점진적인 과정입니다. 또한 매년 같은 비율로 발생하지 않습니다.

중고 전기차 를 추적하고 구매자에게 보고서 를 제공하는 전기차 스타트업 리커런트에 따르면 전기차 배터리 는 수명이 다할 때와 끝날 때 가장 큰 용량 감소를 겪는다. 일반적으로 배터리가 안정화되면 수준이 낮아지고 몇 년 후에 다시 떨어집니다. 이 감소는 수천 마일을 주행한 후에도 일반적으로 총 용량의 5~10%로 작습니다.

그렇다면 왜 이러한 저하가 발생합니까? 리튬 이온 배터리가 만들어지는 방식과 작동 방식 때문입니다. 전기 자동차 배터리는 자동차 엔진에 동력을 공급하는 전자를 생성하기 위해 화학 반응에 의존합니다. 그들은 반응을 일으키는 “활성 물질”이라고 불리는 것을 사용하여 생성합니다. 리튬 이온 배터리에서 이 물질은 리튬입니다.

배터리가 계속해서 사용됨에 따라 이 리튬의 일부는 항상 소모됩니다. 이것이 충분히 오래 지속되면 동일한 양의 전력을 생성할 수 있는 활성 물질이 충분하지 않기 때문에 배터리가 보유할 수 있는 총 충전량이 감소합니다. 이러한 유형의 열화를 정전 용량 손실이라고도 합니다.

환경 및 사용 요인

환경 요인, 특히 온도는 EV 배터리의 성능에 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다. 예를 들어, 매우 추운 날씨에 전기 자동차 배터리 내부의 액체는 점성이 높아져 전기를 생성하는 데 필요한 반응이 느려집니다. 이는 모터에 사용할 수 있는 전기가 적기 때문에 가속할 수 있는 전력이 적다는 것을 의미합니다. 이것을 파워 페이딩이라고 하는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 전기차는 이를 방지하기 위해 온도 조절 시스템을 갖추고 있지만, 극한 날씨에서는 여전히 문제가 될 것이다. 시간이 지남에 따라 배터리 내부의 부식 또는 침전물도 정전의 원인이 될 수 있습니다.

추운 날씨만이 아닙니다. 열은 일시적으로 전력을 감소시키고 일반적으로 가속화된 전력 손실에 기여할 수 있지만 오늘날의 전기 자동차에서는 온대 기후와 고온 기후 사이의 전력 손실 차이가 작습니다. Cars.com 은 다음과 같이 작성 합니다 .

“지오탭(Geotab)에 따르면 4년 후 온대 기후의 EV는 더운 기후의 EV보다 배터리 성능 저하가 적지만 그 차이는 4분의 1 미만입니다. 능동 열 관리가 없는 단일 2015 모델 EV를 비교하면 Nissan Leaf와 다른 2015년 모델인 Tesla Model S가 가장 유용할 수 있습니다. Geotab에서는 Leaf의 평균 퇴화율이 4.2%인 반면 Model S는 2.3%라고 보고합니다.

DCFC(직류 고속 충전) 스테이션을 사용하면 전기 자동차의 배터리 수명도 저하됩니다. 자동차 제조업체 기아 는 배터리 수명 동안 10%의 용량 손실을 DCFC의 남용으로 돌립니다. DCFC는 휴대폰에서 지속적으로 고속 충전을 사용하면 배터리 수명이 단축되는 것처럼 모든 에너지를 너무 빨리 전달하기 위해 배터리에 많은 부담을 줍니다. 이는 배터리에 더 많은 에너지를 투입할수록 배터리 셀 내에서 더 많은 전자와 이온이 이동하기 때문입니다. 이는 미세 손상을 일으키고 배터리 구성 요소에 추가적인 스트레스를 줄 수 있으며 너무 자주 수행하면 결국 용량이 감소합니다.

대부분의 EV 제조업체는 고속 충전을 “적정”으로 사용해야 한다는 데 동의하지만 이 글을 쓰는 시점에서 “적정”이 무엇을 의미하는지에 대한 명확한 정의가 없습니다. 부득이한 경우나 장거리 여행을 할 때 급속 충전을 가능한 한 적게 사용하고 대부분의 시간에 일반 레벨 1 또는 2 충전을 고수하는 것이 좋습니다.

배터리 성능 저하에 대해 걱정해야 합니까?

배터리 용량이 시간이 지남에 따라 점차적으로 감소한다는 것을 알고 있는 한 성능 저하에 대해 너무 걱정할 필요가 없습니다. 그러나 이러한 감소에 대해 미리 계획하고 몇 년 동안 운전할 수 있는 거리를 계산할 때 이를 고려하고 싶을 것입니다. 완전한 고장의 경우 완전한 배터리 고장은 매우 드물며 일반적으로 제조업체의 보증이 적용됩니다.

일부 성능 저하가 불가피하지만 배터리를 잘 관리하면 차량 수명 동안 대부분의 배터리 범위를 유지할 수 있습니다. 너무 많은 DCFC 충전을 피하십시오. 극도의 더위나 추운 곳에서 충전하기 전에 배터리를 준비하십시오. 가능하면 자동차를 충전기에 연결하여 에너지를 절약하십시오. 구매하기 전에 당신이 살고 있는 기후와 그것이 배터리에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 생각해 보십시오. 기술이 발전함에 따라 전기 자동차의 전력 및 배터리 수명에 대한 이러한 많은 제한 사항이 줄어들거나 완전히 사라질 수 있습니다. EV 배터리 교체 비용을 알고 있다면 특히 좋은 소식입니다.