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5년 뒤 교체? 전기차 배터리의 수명은 얼마나 될까요?

얼마 전 공항에서 아이폰 소유자들이 벌이는 콘센트 쟁탈전을 보면서 한 친구가 묻더군요. “왜 아이폰은 일 년만 지나면 배터리가 저리 빨리 달아?” 대충 얼버무리면서 불현듯 전기차의 배터리가 궁금해졌습니다. 스마트폰 정도는 아니겠지만 사용하면서 배터리 성능이 떨어지긴 할 테니까요.

이리저리 정보를 찾고 수소문한 끝에 내린 결론은 아이폰처럼 전기차의 배터리 능력이 빨리 떨어지지 않는다는 겁니다. 솔직히 말하면 내연기관이 고장 날 확률보다 배터리 성능 때문에 전기차를 포기해야 하는 확률이 더 낮습니다.

제가 이런 생각을 갖게 된 이유를 공유해드리지요. 요즘에 나오는 전기차는 대부분 리튬 이온(리튬 폴리머 포함) 배터리를 씁니다. 리튬이온배터리를 포함한 2차 전지는 충전과 방전을 반복할수록 충전효율이 떨어집니다. 중요한 점은 충전효율의 떨어지는 비율이 상황에 따라 크게 다르다는 겁니다.

 

[caption id="" align="alignnone" width="705"] 그래프 = www.cleantechnica.

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그렇다면 얼마나 차이가 날까요? 그래프의 빨간색 기준으로 DOD가 100% 일 경우 충방전을 900회 정도 하면 배터리 성능이 새것일 때보다 80% 아래로 떨어집니다. 참고로 전기차 배터리의 경우 원래 성능의 80% 정도 아래로 떨어질 때 수명이 끝난 것으로 봅니다.

1회 충전으로 200km를 주행할 수 있는 전기차가 있는데 평균적으로 완전히 방전 후 충전하는 습관을 가졌다면 200X900=180,000km 정도 배터리를 사용할 수 있습니다. 하지만, 연료를 바닥내고 다시 채울 경우는 흔치 않죠.

배터리 충전도 마찬가지예요. 테슬라 오너의 경우 평균 DOD가 50%라고 합니다. 이 경우 충방전 가능 횟수가 4,500 이상으로 뜁니다. 결과적으로 45만 km(100X4,500)를 주행할 수 있다는 뜻이죠.

물론, 이건 이론적이고, 실제로 배터리 수명에 영향을 주는 인자가 DOD 이외에 온도, 부하 등 다양하기 때문에 자동차 회사들은 마진을 잡아 안전하게 15만 km 정도를 보증하는 식입니다.  

이를 확인할 수 있는 사례를 찾아봤는데요. 2013년 미국 플러그인카즈의 조사에 따르면 10만 마일(약 16만 1,000km)을 뛴 테슬라 모델 S의 배터리 성능이 새 차일 때의 85%를 유지했다고 하네요.

그래프 = www.daglievemensen.nl 8만 5,000km를 달린 테슬라 모델 S의 항속거리가 새 차일 때의 94%를 유지했습니다. 또, 그래프 상의 위쪽에 있는 오너들의 완전 방전 횟수가 적은 것으로 나타났습니다. 그래프 = www.daglievemensen.nl
8만 5,000km를 달린 테슬라 모델 S의 항속거리가 새 차일 때의 94%를 유지했습니다. 또, 그래프 상의 위쪽에 있는 오너들의 완전 방전 횟수가 적은 것으로 나타났습니다.

그렇다면 최신 배터리는 어떨까요? 자동차 부품업체인 보쉬의 조사에 따르면 자동차용으로 쓰이는 리튬이온 배터리의 경우 최소 15년 혹은 15만 km 주행을 목표로 삼아 생산된다고 합니다.

DOD 80%를 기준으로 삼은 것인데 보증을 해줄 때 잡는 기준이 아주 보수적이라는 것을 감안하면 실제론 이보다 더 긴 라이프 사이클을 갖는다고 볼 수 있어요. 게다가 80% 이하로 떨어진다고 하더라도 반드시 버려야 하는 건 아니니까 더 탈 수도 있죠.

살펴본 바와 같이 극단적인 상황으로 사용하지 않는다면 전기차의 배터리는 반영구적이라고 볼 수 있어요. 가솔린 엔진도 극단적으로 쓰면 수명이 줄어들기 때문에 전기차라고 크게 걱정할 부분은 아닙니다.

그렇더라도 걱정이 되신다면 다음 방법으로 배터리 수명을 늘릴 수 있습니다. 첫째로 배터리를 과하게 충전하지 마세요. 테슬라의 경우 배터리 충전 제한 기능을 두고 있죠. 100% 충전할 때보다 더 오래 쓸 수 있기 때문입니다.

최근에 나온 전기차들은 항상 최대 충전의 80~90%만 충전할 수 있도록 설정한 경우가 많아요. 항속거리를 늘리기 위해 이 제한을 해제하는 오너들도 있는데 배터리 수명을 단축할 수 있고 AS에도 문제가 있으니 삼가는 게 좋겠죠.

두 번째로 방전된 상태로 오래 두는 것도 좋지 않아요. 설계부터 이런 영향을 최소화할 수 있도록 만들긴 하지만 너무 오래 방전 상태로 내차의 배터리 수명을 줄이는 지름길입니다.

박영문

박영문 기자

spyms@encarmagazine.com

부품의 기술적인 결합체가 아닌, 자동차가 지닌 가치의 본질을 탐미하는 감성 에디터입니다.

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