하이브리드 배터리 종류 - haibeulideu baeteoli jonglyu

하이브리드 자동차에는 어떤 종류의 배터리가 사용됩니까?

오늘날 하이브리드 자동차에는 어떤 유형의 배터리가 사용됩니까? 이산화코발트, 니켈 금속 수소화물 또는 리튬 이온이 가장 일반적인 유형입니다.

니켈 금속 수소화물

이 배터리는 하이브리드 자동차 및 휴대폰에 널리 사용됩니다. 원래 항공우주 분야에 사용된 이 제품은 수명이 길고 특정 에너지 및 전력 성능이 합리적입니다. 납산 배터리만큼 내구성은 없지만 남용에 매우 강합니다. 그러나 니켈 금속 수소화물 배터리는 알카라인 배터리를 즉시 교체할 수 없습니다. 단점은 높은 자체 방전, 열 및 제한된 저장 용량을 포함합니다.

하이브리드 차량에 사용되는 리튬 이온 및 폴리머 배터리는 사용하기에 대체로 안전합니다. 2년 Toyota 하이브리드 배터리 보증은 물론 남용하지 않는 한 120개월 또는 150,000마일 동안 모든 배터리 부품에 적용됩니다. 그럼에도 불구하고 리튬 이온 배터리와 폴리머 배터리는 수명이 비슷하고 신뢰할 수 없습니다. 또한 리튬 금속 수소화물 배터리는 니켈 금속 수소화물 배터리보다 훨씬 무겁기 때문에 Ni-MH 배터리만큼 내구성이 없습니다.

니켈 금속 수소화물 배터리는 리튬 이온 배터리만큼 강력하지는 않지만 리튬 이온 배터리보다 작고 가볍습니다. 배터리 팩의 크기와 무게는 주요 단점이며, 이것이 바이폴라 버전이 더 나은 옵션인 이유입니다. 또한 바이폴라 배터리 셀을 사용하면 동일한 공간에 1.4배 더 많은 셀을 넣을 수 있습니다.

이 둘의 또 다른 주요 차이점은 리튬 이온 배터리의 충전 속도입니다. 리튬 이온 배터리는 더 빠르고 갑작스러운 전력 수요를 처리할 수 있는 반면 NiMH 배터리는 충전 시간이 더 깁니다. 그러나 두 가지 유형의 배터리는 여전히 하이브리드 자동차와 플러그인 하이브리드에 널리 사용됩니다. 니켈 금속 수소화물 배터리는 하이브리드 파워트레인이 장착되지 않은 경우 일반적으로 하이브리드 자동차에 더 나은 선택입니다.

최근 몇 년 동안 많은 하이브리드 자동차 제조업체가 리튬 이온 배터리로 전환했습니다. 그들은 이 재료를 새로운 하이브리드 자동차 모터의 귀중한 원료로 회수합니다. 한편 NiMH 배터리 제조업체는 자동차 제조업체에 희토류 금속을 공급하기 시작했습니다. 이것은 그들이 니켈-금속 수소화물 배터리를 재활용한 최초의 기업이 되었습니다. 그러나 배터리 산업의 궁극적인 목표인 100% 배터리 재활용과는 아직 멀었습니다.

니켈 금속 수소화물 배터리는 리튬 이온 배터리보다 환경 친화적입니다. NiMH 배터리의 에너지 밀도는 리튬 이온 배터리보다 약 40% 낮습니다. 하이브리드 차량의 대용량 배터리는 무게와 출력에 도움이 되지만 배터리가 너무 무거우면 무게가 늘어납니다. 미래에는 자동차 산업에서 다른 유형의 배터리가 더 많이 보급될 수 있습니다.

일부 자동차 회사는 충분한 하이브리드를 제공하지 않습니다. 그러나 하이브리드 자동차에 대한 수요가 증가하고 있는 것은 분명합니다. 이 배터리는 하이브리드 산업에서 중요한 부분을 차지하고 있으며 도요타는 하이브리드 판매를 늘리기 위해 노력하고 있다. 회사의 최근 투자는 200기가와트시 배터리 공급으로 이어집니다. 그렇다면 하이브리드 차량에 가장 적합한 배터리는 무엇일까요?

리튬 이온

리튬 이온 배터리의 기술은 여전히 발전하고 있지만 몇 가지 이점은 분명합니다. 첫 번째 이점은 에너지 대 중량 비율입니다. 더 낮은 무게는 또한 더 나은 핸들링, 더 넓은 범위 및 트위스티에 대한 더 나은 핸들링으로 해석됩니다. 리튬 이온 배터리가 주류가 되기까지는 아직 몇 년이 걸리지만 하이브리드 자동차 애플리케이션에서 스스로를 입증하고 있습니다. 인기가 높아진 몇 가지 이유가 있습니다.

리튬 이온 배터리 팩은 전기 모터에 전력을 공급합니다. 납축전지보다 가볍고 오래갑니다. 새로운 기술은 더 나은 성능을 약속합니다. 리튬 이온 배터리는 새로운 Honda CR-V를 포함한 하이브리드 자동차 모델에서도 사용할 수 있습니다. 리튬 이온 배터리는 하이브리드 자동차와 전기 자동차의 중요한 부분입니다.

리튬 이온 배터리 기술의 또 다른 주요 이점은 빠른 재충전입니다. 리튬 이온 배터리는 몇 시간 안에 재충전할 수 있습니다. 이 기능은 환경 발자국에 관심이 있는 운전자에게 특히 매력적입니다. 이 배터리는 가볍고 재활용 가능하며 전기로만 최대 45마일을 사용할 수 있습니다. 리튬 이온 배터리는 표준 하이브리드보다 더 빠르다는 추가 이점도 있습니다.

안전성 측면에서 하이브리드 차량은 동급 가솔린 차량만큼 안전합니다. 가스 동력 차량과 달리 하이브리드는 충돌 시 구조자나 승객에게 큰 문제가 되지 않습니다. 그들은 금속 케이스로 보호되며 높은 수준의 절연성을 가지고 있습니다. Toyota는 충돌 시 배터리 팩을 완전히 보호하기 위해 리어 액슬 근처에 배터리 팩을 배치합니다. 하이브리드는 또한 밝은 주황색 클래딩으로 배터리 케이블을 가립니다.

리튬 이온 배터리의 기술은 여전히 발전하고 있지만 미래 에너지 생산의 중요한 부분이 될 잠재력이 있습니다. EPA는 최근 미국의 리튬 이온 산업 발전을 돕기 위해 $15억의 보조금을 승인했습니다. 유럽연합 집행위원회의 새로운 리튬 원료 전략은 2030년까지 유럽의 리튬 공급을 18배 늘리고 제3자 국가에 대한 의존도를 줄이는 것을 목표로 합니다.

하이브리드 자동차는 연료를 절약할 수 있지만 탄소 배출량도 줄일 수 있습니다. 하이브리드 자동차에 사용되는 납축전지는 배기가스 배출 수준이 가장 높고 가격이 가장 비싸다. 이러한 독성 물질은 또한 무거워 하이브리드 자동차의 성능을 저하시킵니다. 이 문제를 최소화하기 위해 제조업체는 현재 납산 배터리를 니켈 금속 수소화물 배터리로 교체하고 있습니다. 납산 배터리와 리튬 이온 하이브리드 배터리 간에도 성능 차이가 있습니다.

코발트 및 리튬 이온 배터리가 대중화되면서 공급의 지속 가능성에 대한 우려가 대두되었습니다. 코발트와 리튬의 높은 지정학적 농도와 공급망의 급속한 확장으로 인해 재료를 지속 가능하게 생산할 수 있는 방법에 대한 질문이 제기되었습니다. 그러나 이는 모두 전기차 시장의 급속한 발전으로 예상되는 일입니다. 현재 이러한 기술은 하이브리드 차량에 충분한 에너지를 제공하고 있습니다.

안녕하세요, 썩차 타는 마이라이드 입니다.

비록 제 차는 썩차이지만 나름 블로그를 운영하면서 여러 최신 차량들을 많이 타보게 되는데 최신 디젤, 전기차 그리고 하이브리드 모두 타보면서 현시점에 가장 적합한 차량은 아무래도 하이브리드 가솔린 차량이 아닌가 하는 생각을 합니다.

그런데 얼마전에 HMG저널이라고 현대자동차그룹에서 운영하는 굉장히 유익한 정보가 많은 곳에서 꽤나 흥미로운 기사를 하나 읽게 되었습니다. 제목이 바로,

하이브리드 자동차도 방전이 될까?

라는 제목의 칼럼이었습니다. 오늘은 이 칼럼에서 유익했던 정보를 정리하고 이 칼럼에서는 언급되어 있지 않는 꽤나 흥미로운 이야기도 이어 나가보도록 하겠습니다.

이번 포스팅은 2편에 걸쳐 작성하게 되는데 그 이유는 단순히 결론만 이야기 하기에는 다소 무리가 있기 때문입니다. 디젤 차량보다 이제 하이브리드 차량이 더 많이 판매되는 시기이기 때문에 스스로 트렌드를 공부한 내용에 대한 기록이기도 하고 이 글을 함께 읽는 분들에게도 충분한 유익한 내용들로 편성하다보니 내용이 길어졌기 때문이므로 충분한 시간을 투자하셔서 한 번 시리즈를 쭉 읽어보시길 권해드립니다.

<글의 구성>

1. 하이브리드 차량에 12v 배터리가 있을까? - 1편
2. 통합형 배터리가 들어간 하이브리드는 다르다. - 1편
3. 하지만 예외는 있다. - 2편
4. '12v BATT RESET ' 버튼이 있다면 꼭 기억해야 할 것 - 2편
5. 통합 배터리 하이브리드 차량의 배터리 설정 주의사항 - 2편

일단 내연기관 차량에는 요즘처럼 추울 때 방전 되어버리는 12v 배터리가 있습니다. 차를 잘 모르시는 분들이라 하더라도 무겁고 커다란 이 배터리가 있다는 건 모두 아실거라 봅니다. 보통 납전지이고 ISG(정차 시 시동 꺼주는 기능, idle stop & go)가 있는 차량들은 고성능 배터리인 AGM 배터리도 사용하곤 하죠.

그런데 크나큰 배터리가 들어가는 하이브리드 차량은 어떨까요? 어차피 크나큰 배터리가 들어갈테니 없을 것 같지만 실제로는 있습니다. 그 이유는 보통 헤드램프, 오디오 등에 사용하는 전기를 위함이고 이를 '전장 부품'이라고 합니다.

구동을 위한 전기는 고전압(380v)이기 때문에 별도로 대용량 배터리를 두고 사용하고 있고, 구동 외에 사용되는 전기를 위해서 내연기관에서 사용하는 것처럼 12v 배터리가 별도로 존재하는 것 입니다. 아마 진짜 이렇게 구분하는 것이 더 효율적인지는 모를 일이지만 아무래도 오랜 자동차 역사에서 전장이 이미 12v로 표준화 되었기 때문에 이런 구성을 변경시키는 것이 사회적으로 더 비용이 큰 것이 원인이 아닐까 싶습니다.

그래서 제 블로그에 종종 실험대상으로 등장하는 그랜저하이브리드의 차량을 살펴 봤습니다. 우선 엔진룸을 살펴봤죠. 보통 배터리는 엔진룸 안에 있기 마련이고 운전석 앞쪽에 있는 경우가 많습니다. 그런데 안보이죠?

배터리가 있는 곳에 배터리 대신 구동 모터 냉각을 위한 냉각수 장치만 자리하고 있습니다.

아니 하이브리드도 배터리 있다며?

그랜저 하이브리드 차량은 배터리가 트렁크에 있습니다. 트렁크를 열어보신 분들이라면 우측에 뭔가 자리하고 있음을 보실 수 있는데 이 곳안에 배터리가 들어 있습니다.

저 곳을 열어보면 아래와 같이 우리에게 익숙한 12v 배터리가 있습니다. 그랜저하이브리드 차량은 방전이나면 이곳을 열어서 점프 시동을 해야하니 참고하시면 되겠습니다.

더 재미있는 사실을 하나 알려드릴까요? 하이브리드 차량도 12v 배터리가 있다는 점은 이제 알게 되었는데 100% 전기차인 아이오닉5는 어떨까요? 하이브리드보다 훨씬 더 큰 용량의 배터리로만 구성되어 있을텐데 12v 배터리가 있을까요?

정답은 마찬가지로 배터리가 있다는 점 입니다. 아래사진의 프렁크 옆쪽에 보면 12v 배터리가 숨어 있는 것을 확인할 수 있습니다.

배터리를 조금 더 가까이에서 보면 우리에게 익숙한 일반 배터리 입니다. 이 배터리의 품번은 37110-3X100으로 검색해보면 의외로 일반 아반떼에서 사용하는 순정 배터리와 동일한 배터리라는 점을 확인할 수 있습니다.

2. 통합형 배터리가 들어간 하이브리드는 다르다.

지금까지 위에서 실컷 하이브리드든 전기차든 내연기관처럼 12v 배터리가 있다고 떠들었지만 지금부터가 조금 다른 이야기가 시작됩니다.

저널 내용에 보면 하이브리드 차량에 들어가는 12v 배터리는 그동안 많이 사용되던 납산 배터리가 아니라 리튬인산철 배터리가 들어가 있다면서 리튬인산철 배터리의 차별화되는 점들을 아래와 같이 정리해뒀습니다.

자동차 커뮤니티에 자주 언급되는 리튬인산철 배터리는 요약하자면,

• 훨씬 가볍다.
• 성능이 압도적이다.
• 수명이 길다.

정도로 요약할 수 있는데 자세한 내용은 아래의 표를 살펴보시는 것이 좋겠습니다. 

여러가지 내용 중 다소 인상적인 것이 있는데 일반 납산 배터리는 용량의 40% 정도가 되면 전압이 12v 아래로 내려가면서 시동이 어려울 수도 있으나, 인산철 배터리는 잔여 용량이 10%일 때도 12v 전압을 유지한다고 하니 정말 대단한 성능이 아닐 수가 없습니다.

구동을 위한 고전압 배터리와 함께 이 12v 리튬인산철 배터리는 2열 시트 하단에 위치하게 되면서 엔진룸이나 트렁크 공간을 해치지 않고, 통합되어 관리됩니다. 쉽게 말해 고전압 배터리 옆에 딱 붙어 필요한 전기를 공급 받는다는 것이죠.

여기까지가 컬럼 내용을 정리한 정도에 제가 실제로 확인한 정보를 정리한 것 입니다. 여기까지는 그런게 있다보다 정도로 가볍게 읽으셨으면 충분하고 이어 2편에서 제가 추가로 알게된 내용과 실제 하이브리드 차량을 운용하고 계신 분들에게 도움이 될 정보를 계속 알려드리도록 하겠습니다.

[하이브리드 배터리 2탄] 하이브리드 차량이 쉽게 방전(?)나는 이유 (22.01.12 00:00 공개)