배터리 전기 자동차
전기 자동차에서 배터리, 아니 오히려 배터리 팩이 결정적인 역할을 합니다. 이 구성 요소는 무엇보다도 전기 자동차의 범위, 충전 시간, 무게 및 가격을 결정합니다. 이 기사에서는 배터리에 대해 알아야 할 모든 것을 알려드립니다.
전기 자동차가 리튬 이온 배터리를 사용한다는 사실부터 시작하겠습니다. 이 유형의 배터리는 휴대폰과 노트북에서도 볼 수 있습니다. 코발트, 망간 또는 니켈과 같은 다양한 원료를 처리하는 다양한 유형의 리튬 이온 배터리가 있습니다. 리튬 이온 배터리의 장점은 에너지 밀도가 높고 수명이 길다는 것입니다. 단점은 전체 전력을 사용할 수 없다는 것입니다. 배터리를 완전히 방전시키는 것은 유해합니다. 이러한 문제는 다음 단락에서 더 많은 주의를 기울일 것입니다.
휴대폰이나 노트북과 달리 전기 자동차에는 셀 모음으로 구성된 배터리가 있습니다. 이러한 셀은 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있는 클러스터를 형성합니다. 배터리는 많은 공간을 차지하고 무게도 많이 나갑니다. 차량 전체에 무게를 최대한 분산시키기 위해 배터리는 일반적으로 바닥판에 내장되어 있습니다.
생산 능력
배터리 용량은 전기 자동차의 성능에 중요한 요소입니다. 용량은 킬로와트시(kWh)로 지정됩니다. 예를 들어 Tesla Model 3 Long Range에는 75kWh 배터리가 있고 Volkswagen e-Up에는 36,8kWh 배터리가 있습니다. 이 숫자는 정확히 무엇을 의미합니까?
와트(따라서 킬로와트)는 배터리가 생산할 수 있는 전력을 의미합니다. 배터리가 1시간 동안 1킬로와트의 전력을 공급하면 XNUMX킬로와트입니다.시간 에너지. 용량은 배터리가 저장할 수 있는 에너지의 양입니다. 와트시(Watt-hours)는 암페어시(전기 요금)에 볼트(전압)를 곱하여 계산합니다.
실제로는 완전한 배터리 용량을 마음대로 사용할 수 없습니다. 완전히 방전된 배터리(따라서 용량의 100% 사용)는 수명에 해롭습니다. 전압이 너무 낮으면 요소가 손상될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 전자 장치는 항상 버퍼를 남겨둡니다. 완전 충전은 배터리에 기여하지 않습니다. 배터리를 20%에서 80% 또는 그 사이 어딘가에서 충전하는 것이 가장 좋습니다. 75kWh 배터리에 대해 이야기하면 전체 용량입니다. 따라서 실제로는 항상 덜 사용 가능한 용량을 처리해야 합니다.
온도
온도는 배터리 용량에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 차가운 배터리는 용량을 크게 줄입니다. 이는 배터리의 화학적 성질이 저온에서는 잘 작동하지 않기 때문입니다. 결과적으로 겨울에는 더 작은 범위를 처리해야 합니다. 고온도 성능에 부정적인 영향을 미치지만 그 정도는 적습니다. 열은 배터리 수명에 큰 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 추위는 단기적인 영향을 미치고 더위는 장기적인 영향을 미칩니다.
많은 전기 자동차에는 무엇보다도 온도를 모니터링하는 배터리 관리 시스템(BMS)이 있습니다. 시스템은 종종 난방, 냉방 및/또는 환기를 통해 능동적으로 개입합니다.
수명
많은 사람들이 전기 자동차의 배터리 수명이 얼마인지 궁금해합니다. 전기 자동차는 아직 상대적으로 어리기 때문에 특히 최신 배터리 팩의 경우 아직 명확한 답이 없습니다. 물론 이것도 기계에 따라 다릅니다.
서비스 수명은 충전 횟수에 따라 부분적으로 결정됩니다. 즉, 배터리가 빈 상태에서 완전히 충전되는 빈도입니다. 따라서 충전 주기는 여러 충전으로 나눌 수 있습니다. 앞서 언급한 바와 같이 배터리 수명을 연장하려면 매번 20%에서 80% 사이에서 충전하는 것이 가장 좋습니다.
지나치게 빠른 충전도 배터리 수명 연장에 도움이 되지 않습니다. 이는 급속 충전 중에는 온도가 크게 상승하기 때문입니다. 이미 언급했듯이 고온은 배터리 수명에 부정적인 영향을 미칩니다. 원칙적으로 활성 냉각 시스템이 있는 차량은 이에 저항할 수 있습니다. 일반적으로 고속 충전과 일반 충전을 번갈아 가며 충전하는 것을 권장합니다. 고속충전이 나쁘다는게 아닙니다.
전기 자동차는 꽤 오랫동안 시장에 출시되었습니다. 따라서 이러한 자동차를 사용하면 배터리 용량이 얼마나 감소했는지 확인할 수 있습니다. 생산성은 일반적으로 연간 약 2,3% 감소합니다. 그러나 배터리 기술의 발전이 멈추지 않아 열화 정도가 줄어들고 있다.
수 마일을 이동한 EV의 경우 전원 차단이 그다지 나쁘지 않습니다. 250.000km 이상을 주행한 Tesla는 때때로 배터리 용량이 90% 이상 남았습니다. 반면 주행거리가 적은 배터리로 배터리를 통째로 교체한 테슬라도 있다.
생산
전기 자동차용 배터리 생산은 또한 이러한 배터리 생산이 얼마나 환경 친화적입니까?라는 질문을 제기합니다. 생산 과정에서 원치 않는 일이 발생합니까? 이러한 질문은 배터리 구성과 관련이 있습니다. 전기 자동차는 리튬 이온 배터리로 작동하기 때문에 리튬은 어쨌든 중요한 원료입니다. 그러나 몇 가지 다른 원료도 사용됩니다. 배터리 유형에 따라 코발트, 니켈, 망간 및/또는 인산철도 사용됩니다.
환경
이 원료의 추출은 환경에 해롭고 경관에 해를 끼칩니다. 또한 녹색 에너지는 생산에 사용되지 않는 경우가 많습니다. 따라서 전기 자동차는 환경에도 영향을 미칩니다. 배터리 원료는 대부분 재활용이 가능한 것이 사실입니다. 전기 자동차에서 버려지는 배터리는 다른 용도로 사용될 수 있습니다. 이 주제에 대한 자세한 내용은 전기 자동차의 친환경성에 대한 기사를 참조하십시오.
근무 조건
노동조건의 관점에서 볼 때 코발트는 가장 문제가 되는 원료이다. 콩고에서 채굴하는 동안 인권에 대한 우려가 있습니다. 그들은 착취와 아동 노동에 대해 이야기합니다. 그건 그렇고, 이것은 전기 자동차에만 관련된 것이 아닙니다. 이 문제는 휴대폰 및 노트북 배터리에도 영향을 미칩니다.
비용
배터리에는 값비싼 원자재가 포함되어 있습니다. 예를 들어, 코발트에 대한 수요와 가격이 급등했습니다. 니켈은 또한 고가의 원료입니다. 이것은 배터리 생산 비용이 상당히 높다는 것을 의미합니다. 이것이 전기 자동차가 휘발유 또는 디젤 자동차에 비해 더 비싼 주된 이유 중 하나입니다. 이는 또한 더 큰 배터리가 장착된 전기 자동차의 모델 변형이 종종 즉시 훨씬 더 비싸진다는 것을 의미합니다. 좋은 소식은 배터리가 구조적으로 저렴하다는 것입니다.
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축적률
전기 자동차는 항상 배터리의 몇 퍼센트가 충전되었는지 표시합니다. 이것은 또한 불린다 충전 정도 라고 불리는. 대체 측정 방법은 배출 깊이. 이것은 배터리가 얼마나 충전되었는지가 아니라 배터리가 얼마나 부족한지를 보여줍니다. 많은 휘발유 또는 디젤 차량과 마찬가지로 이것은 종종 남은 마일리지의 추정치로 해석됩니다.
자동차는 배터리가 몇 퍼센트 남았는지 정확히 알 수 없으므로 운명을 시험하지 않는 것이 가장 좋습니다. 배터리가 거의 소모되면 냉난방과 같은 불필요한 사치품이 꺼집니다. 상황이 정말 심각해지면 자동차는 천천히만 운전할 수 있습니다. 0%는 앞서 언급한 버퍼로 인해 완전히 방전된 배터리를 의미하지 않습니다.
생산 능력
충전 시간은 차량과 충전 방법에 따라 다릅니다. 차량 자체에서 배터리 용량과 충전 용량은 매우 중요합니다. 배터리의 용량은 이미 이전에 논의되었습니다. 전력이 킬로와트시(kWh)로 표시되면 충전 용량은 킬로와트(kW)로 표시됩니다. 전압(암페어)에 전류(볼트)를 곱하여 계산합니다. 충전 용량이 높을수록 자동차가 더 빨리 충전됩니다.
기존의 공공 충전소는 11kW 또는 22kW AC로 충전됩니다. 그러나 모든 전기 자동차가 22kW 충전에 적합한 것은 아닙니다. 고속 충전용 충전기는 직류로 충전됩니다. 이것은 훨씬 더 높은 부하 용량으로 가능합니다. Tesla 슈퍼차저는 120kW를 충전하고 Fastned 50kW 급속 충전기는 175kW를 충전합니다. 모든 전기 자동차가 120 또는 175kW의 큰 전력으로 급속 충전에 적합한 것은 아닙니다.
공공 충전소
충전이 비선형 프로세스임을 아는 것이 중요합니다. 마지막 20%에서 충전하는 것이 훨씬 느립니다. 충전 시간을 흔히 80%까지 충전한다고 하는 이유가 여기에 있습니다.
로딩 시간은 여러 요인에 따라 달라집니다. 한 가지 요인은 단상 또는 XNUMX상 충전을 사용하는지 여부입니다. XNUMX상 충전이 가장 빠르지만 모든 전기 자동차가 이에 적합한 것은 아닙니다. 또한 일부 주택은 XNUMX상 연결 대신 단상 연결만 사용합니다.
기존의 공공 충전소는 16상 연결이 있으며 32암페어 및 0암페어에서 사용할 수 있습니다. 80kWh 배터리가 장착된 전기 자동차를 충전(50%에서 16%까지)하려면 11Amp 또는 3,6kW 더미 충전소에서 약 32시간이 걸립니다. 22A 충전 스테이션(1,8kW 극)으로 XNUMX시간이 소요됩니다.
그러나 50kW 고속 충전기를 사용하면 50분도 채 걸리지 않습니다. 현재 175kWh 배터리를 50 분 안에 최대 80 %까지 충전하는 XNUMXkW 급속 충전기도 있습니다. 네덜란드의 충전소에 관한 기사에서 공공 충전소에 대해 자세히 알아보세요.
집에서 충전
집에서도 충전이 가능합니다. 약간 오래된 주택에는 종종 16상 연결이 없습니다. 물론 충전 시간은 현재 강도에 따라 다릅니다. 50암페어의 전류에서 10,8kWh 배터리가 장착된 전기 자동차는 80시간 동안 25%를 충전합니다. 6,9암페어의 전류에서는 35시간이고 5암페어에서는 XNUMX시간입니다. 나만의 충전소 구입에 대한 기사에서 집에서 충전하는 방법에 대해 자세히 설명합니다. 당신은 또한 물을 수 있습니다: 전체 배터리 비용은 얼마입니까? 이 질문은 전기 운전 비용에 관한 기사에서 답할 것입니다.
최대 합계
배터리는 전기 자동차에서 가장 중요한 부분입니다. 전기 자동차의 많은 단점은 이 구성 요소와 관련이 있습니다. 배터리는 여전히 비싸고 무겁고 온도에 민감하며 환경 친화적이지 않습니다. 반면에 시간 경과에 따른 열화는 그렇게 나쁘지 않습니다. 게다가 배터리는 이미 예전보다 훨씬 저렴하고 가볍고 효율적입니다. 제조업체는 배터리의 추가 개발에 열심히 노력하고 있으므로 상황은 더 좋아질 것입니다.
