전기차 배터리, 정말 오래 탈 수 있을까? 전문가 시선으로 파헤쳐 보기

전기차 배터리, 정말 오래 탈 수 있을까? 전문가 시선으로 파헤쳐 보기

최근 전기차 (EV, Electric Vehicle) 시장이 급성장하면서, 많은 분들이 전기차의 배터리 수명에 대해 궁금증을 가지고 있습니다.

 

저 역시 이 분야에 꾸준히 관심을 가지고 연구해 온 대학교수로서, 이 주제에 대해 여러분과 심도 있는 이야기를 나누고자 합니다.

 

최근 발표된 한 연구 결과에 따르면, 전기차 배터리는 20만 km를 주행한 후에도 초기 용량의 약 90%를 유지하는 것으로 나타났습니다.

이는 기존에 예상했던 것보다 훨씬 뛰어난 수치인데요.

 

이 연구는 P3와 Aviloo가 협력하여 7,000대 이상의 실제 전기차 데이터를 분석한 결과입니다.

 

연구 결과에 따르면, 초기 3만 km 주행 후 배터리 용량은 약 95%로 감소하지만, 이후에는 배터리 성능 저하 속도가 현저히 느려지는 것을 확인할 수 있습니다.

 

10만 km 주행 시에는 약 90%, 30만 km 주행 시에는 약 87% 수준으로 안정적인 용량 유지율을 보여준다고 하는데요.

 

하지만 이 연구 결과에 대한 몇 가지 논쟁점도 존재합니다.

 

몇몇 분들은 연구에 사용된 전기차의 연식 정보가 부족하다는 점, 그리고 연구 자체가 Aviloo라는 배터리 테스트 제품 판매 회사의 마케팅 활동과 관련되어 있다는 의혹을 제기합니다.

 

또한, 실험실 환경과 실제 주행 환경 간의 차이점에 대한 의문도 제기되고 있죠.

 

 

전기차 배터리 성능 저하, 왜 다를까요?

 

이러한 의문을 해결하기 위해 스탠포드 대학에서 2년간 진행한 연구 결과도 주목할 필요가 있습니다.

 

이 연구에서는 기존의 배터리 성능 테스트 방식이 실제 주행 환경보다 배터리에 더 가혹한 조건을 적용한다는 점을 발견했습니다.

 

즉, 실제 주행 환경에서는 가속과 제동이 빈번하게 일어나고, 휴식 시간도 주어지는 등 배터리가 더욱 자연스러운 환경에서 사용되기에 배터리 수명도 더 오래 유지된다는 것입니다.

 

일반적인 운전 습관처럼, 가속과 제동을 자주 사용하고, 중간에 잠깐씩 상점에 들렀다 오는 등 실생활에서 전기차를 사용하는 방식은 오히려 배터리 수명에 긍정적인 영향을 미친다고 합니다.

 

 

기온과 배터리 수명의 관계

 

일부에서는 추운 날씨가 전기차 배터리 수명에 악영향을 미친다는 의견도 있습니다.

 

하지만 이는 배터리 내부의 화학 반응 속도를 늦춰 주행 거리를 감소시킬 뿐, 배터리 수명 자체를 단축시키는 것은 아닙니다.

 

오히려 고온이 배터리 성능 저하에 더 큰 영향을 미치는데요.

 

다행히 현대 전기차에는 배터리 열 관리 시스템 (Battery Thermal Management System) 이 탑재되어 있어, 극한의 온도 환경에서도 배터리를 보호하고 최적의 성능을 유지할 수 있도록 도와줍니다.

 

하지만, 토론토의 겨울 날씨를 예시로 들며, 현재의 겨울 날씨가 예전보다 많이 온화해져서 겨울철 배터리 테스트에 적합하지 않다는 의견도 있습니다.

 

토론토의 겨울은 예전만큼 춥지 않고, 눈도 많이 내리지 않기 때문에, 과거와 같은 극한의 겨울 환경에서 배터리 성능을 평가하기에는 무리가 있다는 것입니다.

 

물론 캐나다 다른 지역은 여전히 추운 날씨를 유지하고 있지만, 토론토와 같은 일부 지역은 지구 온난화의 영향으로 기온이 많이 상승한 것도 사실입니다.

 

한편으로 기온 변화를 실험실에서 재현하는 것이 어렵지 않기 때문에, 이러한 변화가 큰 문제가 되지는 않을 수도 있다고 생각합니다.

 

 

배터리 수명에 영향을 미치는 요인들

 

전기차 배터리 수명에 영향을 미치는 주요 요인으로는 배터리 연식, 고온 노출, 급속 충전 빈도, 주행 거리 등이 있습니다.

 

특히 급속 충전과 급가속, 고속 주행은 배터리에 무리를 줄 수 있습니다.

 

반대로, 온화한 운전 습관과 신중한 충전 방식은 배터리 수명을 늘리는 데 도움이 됩니다.

 

대부분의 전기차 배터리 보증 기간은 8년 또는 16만 km로 설정되어 있습니다.

 

일부 제조사에서는 10년 또는 25만 km까지 연장하기도 하는데요.

 

이러한 보증 기간을 고려했을 때, 전기차 배터리는 예상보다 훨씬 오래 사용할 수 있을 것으로 보입니다.

 

 

전기차 배터리, 얼마나 오래 사용할 수 있을까?

 

배터리 수명에 대한 또 다른 관점도 있습니다.

 

배터리의 충전 횟수, 즉 사이클 (Cycle) 에 대한 논의인데요.

 

일반적인 전기차 배터리는 1,000회 이상의 충전 사이클을 견딜 수 있다고 합니다.

 

대부분의 사람들은 하루에 50km 내외를 주행하기 때문에, 배터리 용량의 10~20% 정도만 사용하는 경우가 많습니다.

 

따라서 배터리 수명은 20년 이상으로 볼 수 있다는 것입니다.

 

하지만 배터리 성능은 시간에 따라 점진적으로 저하될 수 있기 때문에, 10년 후 배터리 용량이 25% 정도 감소할 경우, 중고차 시장에서 가격 하락을 우려하는 목소리도 있습니다.

 

BYD Blade 배터리와 같은 일부 배터리는 5,000회 이상의 충전 사이클을 견딜 수 있다고 합니다.

 

이러한 배터리는 수명이 다하기 전에 재활용될 가능성이 큽니다.

 

배터리 충전 시에는 완전 충전보다는 부분 충전이 배터리에 더 좋습니다.

 

배터리는 완전 충전 상태나 완전 방전 상태에서 멀어질수록 스트레스를 덜 받기 때문입니다.

 

극단적인 충전 상태는 배터리에 더 많은 손상을 입힐 수 있습니다.

 

 

전기차 사용의 현실적인 문제점

 

전기차 사용의 편리성 측면에서 보면, 집이나 직장에서 충전 시설을 이용할 수 있다면 전기차 운행에 큰 어려움은 없을 겁니다.

 

하지만, 장거리 운전 시에는 여전히 충전 문제가 발생할 수 있습니다.

 

특히 한국처럼 1일 생활권이 비교적 짧은 나라에서는 장거리 운전은 흔치 않지만, 북미나 유럽 지역의 경우 장거리 운전이 일상적인 경우가 많습니다.

 

이러한 이유로 확장형 전기차 (Extended range EV) 에 대한 수요가 꾸준히 제기되고 있습니다.

 

플러그인 하이브리드 (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 는 일상적인 주행에서는 전기차 모드로 운행하다가, 장거리 운전 시에는 내연 기관을 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.

 

다만 이러한 방식은 엔진과 배터리 모두를 탑재해야 하므로 차량 가격이 상승하는 단점이 있습니다.

 

배터리 충전 시간도 전기차 사용자들이 불편함을 느끼는 부분입니다.

 

충전 속도와 충전소 접근성이 개선된다면, 전기차 주행 거리에 대한 걱정도 줄어들 수 있을 것입니다.

 

테슬라 슈퍼차저처럼 충전 속도가 빠른 충전소가 많아지고, 충전소가 주유소처럼 흔해진다면, 주행 거리의 제약은 많이 줄어들 수 있을 겁니다.

 

 

전기차, 여전히 개선해야 할 점이 많습니다

 

하지만, 전기차 구매와 관련해서는 여전히 고려해야 할 사항이 많습니다.

 

우선, 수리 용이성 문제입니다.

 

전기차는 대부분 독점 부품을 사용하고, 부품의 호환성이 떨어집니다.

 

따라서 고장이 나면 공식 서비스 센터에 가야 하고, 수리 비용도 비쌀 수 있습니다.

 

전기차 기술은 계속 발전하고 있으므로, 10년 후에는 현재의 부품을 구하기 어려울 수도 있습니다.

 

또한, 사고가 발생하면 수리 비용이 더 많이 나올 수 있습니다.

 

센서와 안전 장치들이 추가되어 있기 때문입니다.

 

이러한 요인들 때문에, 전기차 보험료도 일반 내연기관 자동차보다 높게 책정되는 경우가 많습니다.

 

물론 이러한 문제점들은 모든 최신 차량에 공통적으로 나타나는 현상일 수도 있습니다.

 

전기차가 더 단순한 구조로 되어 있고, 유지보수 비용도 적게 들어갈 가능성이 높습니다.

 

배터리가 50만 마일 (약 80만 km) 이상 성능을 유지한다면, 운전자들은 전기차의 단순함과 편리함에 만족할 수 있을 것입니다.

 

 

전기차 충전 인프라, 아직 부족한 현실

 

전기차 사용자들이 가장 크게 체감하는 불편함 중 하나는 바로 충전 인프라 부족입니다.

 

특히 아파트나 다세대 주택 거주자들은 자체적으로 충전 시설을 설치하기 어렵습니다.

 

직장이나 쇼핑몰, 헬스장 등에서 충전을 할 수 있다는 의견도 있지만, 실제로는 충전소가 충분하지 않은 경우가 많습니다.

 

캐나다의 한 지역에서는 40만 명 이상의 인구에 슈퍼차저 스테이션이 하나밖에 없다는 이야기도 있습니다.

 

전기차 사용자는 Plugshare와 같은 앱을 사용하여 충전소를 찾아야 합니다.

 

즉흥적으로 충전하는 것이 아니라, 계획을 세워야만 합니다.

 

지하 주차장이나 숨겨진 장소에 충전소가 있는 경우도 많아, 운전자가 직접 찾아야 합니다.

 

물론 이러한 불편함은 점차 개선될 것으로 기대되지만, 현재로서는 전기차 사용자들이 감수해야 할 불편함입니다.

 

 

결론

 

전기차 배터리 수명에 대한 연구 결과는 긍정적이지만, 여전히 개선해야 할 점이 많습니다.

 

급속 충전, 극한의 온도, 그리고 독점 부품으로 인한 유지보수 등 여러 가지 측면을 종합적으로 고려해야 할 것입니다.

 

그럼에도 불구하고 전기차 기술이 계속 발전하고 있고, 배터리 성능도 계속 개선되고 있다는 점은 분명합니다.

 

전기차 보급 확대와 함께 충전 인프라도 확충된다면, 더욱 많은 사람들이 친환경적인 전기차를 편리하게 이용할 수 있게 될 것입니다.

 

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