EREV에서의 배터리 특징

EREV에서 요구되는 배터리 셀의 특징

1. 고속 충전 성능
2. EREV의 가장 큰 장점 중 하나는 배터리 충전이 엔진에 의해 빠르게 이루어질 수 있다는 점입니다. 따라서 배터리 셀은 짧은 시간 내에 고속으로 충전될 수 있어야 합니다. 이를 위해 높은 C-rate를 견딜 수 있는 셀이 필요합니다. C-rate란 배터리 용량의 배수로 충전 또는 방전 속도를 나타내는 척도입니다. 높은 C-rate를 견딜 수 있는 셀일수록 고속 충전이 가능하지만, 셀 내부에서 발생하는 열과 이에 따른 안전 문제를 함께 해결해야 합니다.
3. 안정성
4. EREV는 내연기관과 전기 배터리가 함께 작동하기 때문에 배터리의 열적 안정성이 매우 중요합니다. 고속 충전 및 방전이 반복적으로 이루어지기 때문에 셀 내부에서 발생하는 열을 효과적으로 관리하지 않으면 배터리 손상이나 폭발 위험이 커질 수 있습니다. 따라서 안전한 소재로 만들어진 배터리 셀이 필수적입니다.
5. 긴 수명
6. EREV는 배터리가 주기적으로 충전과 방전을 반복하는 방식으로 작동됩니다. 따라서 충방전 사이클이 긴 배터리 셀이 필요합니다. 일반 전기차에서는 배터리의 주기적인 충방전 사이클이 그렇게 자주 발생하지 않지만, EREV는 내연기관을 통해 충전하는 특성상 자주 충전이 필요합니다. 수명이 긴 배터리일수록 장기적으로 유지보수 비용을 줄이고 차량의 성능을 지속적으로 유지할 수 있습니다.

 

2025년에 출시될 중국 Zeekr 사의 EREV 차량

배터리 셀의 추천 양극제

1. NCM (니켈-코발트-망간)
2. NCM 배터리는 높은 에너지 밀도와 빠른 충전 속도를 자랑합니다. 특히 고속 충전이 필요한 EREV에서는 NCM 양극재가 매우 유리합니다. 높은 C-rate에서 충전과 방전을 견딜 수 있으며, 긴 주행 거리를 제공하기 때문에 EREV와 매우 잘 맞습니다. 다만, NCM은 상대적으로 비용이 높고, 코발트와 같은 희귀 금속을 사용하기 때문에 환경적 지속 가능성에 대한 우려가 있습니다.
3. LFP (리튬 철 인산염)
4. LFP 배터리는 최근 중국 시장에서 많이 사용되고 있는 배터리 유형입니다. 이 배터리의 장점은 안정성과 긴 수명, 그리고 비용 효율성입니다. 하지만 NCM에 비해 에너지 밀도가 낮고, 충전 속도가 느리다는 단점이 있습니다. 특히 EREV와 같은 차량에서는 짧은 시간 내 충전이 중요한데, LFP는 이 부분에서 NCM보다 불리할 수 있습니다. 그러나 **BMS(배터리 관리 시스템)**와 엔진의 충전 보조 기능을 통해 LFP의 충전 속도 문제를 어느 정도 해결할 수 있습니다.

중국에서 LFP가 사용되는 이유

중국의 EREV 시장에서 LFP 배터리가 주로 사용되는 이유는 크게 세 가지로 나눌 수 있습니다.

1. 비용 효율성
2. LFP 배터리는 비교적 저렴한 가격으로 생산할 수 있습니다. NCM과 비교했을 때 희귀 금속인 코발트를 사용하지 않기 때문에 원자재 가격이 낮습니다. 또한 LFP 배터리의 생산 기술이 발전함에 따라 더 낮은 비용으로 대량 생산이 가능해졌습니다. 중국 시장에서 가격 경쟁력이 중요한 요소로 작용하는 만큼, LFP 배터리가 널리 채택되고 있습니다.
3. 안정성
4. LFP 배터리는 안전성이 뛰어나 충방전 과정에서 발생할 수 있는 폭발이나 화재의 위험이 상대적으로 적습니다. 특히 중국의 엄격한 배터리 안전 기준을 충족하기 위해 많은 제조업체가 LFP 배터리를 선택하고 있습니다. 열적 안정성 덕분에 고온 환경에서도 안전하게 사용할 수 있어, 다양한 기후 조건에서 운행되는 차량에 적합합니다.
5. 긴 수명
6. EREV는 배터리의 충전과 방전이 자주 이루어지기 때문에 배터리 수명이 매우 중요합니다. LFP 배터리는 NCM 배터리보다 긴 충방전 사이클 수명을 자랑하며, 자주 충전하더라도 성능이 크게 저하되지 않는다는 장점이 있습니다. 중국에서 많은 EREV 제조업체가 유지보수 비용을 절감하고, 더 긴 수명을 제공하는 LFP를 선호하는 이유입니다.

LFP의 단점과 보완책

물론, LFP 배터리는 충전 속도에서 NCM에 비해 취약할 수 있습니다. 특히 EREV와 같은 차량에서 고속 충전이 필요할 때는 LFP 배터리가 다소 불리할 수 있습니다. 그러나 최근 기술 발전을 통해 LFP 배터리의 충전 속도가 개선되고 있으며, 고전압 충전 기술과 결합하여 더 빠르게 충전할 수 있는 방법이 연구되고 있습니다.

또한, EREV는 내연기관이 배터리를 충전하는 역할을 하기 때문에, 배터리의 충전 속도가 다소 느리더라도 엔진이 그 역할을 보조할 수 있습니다. 이를 통해 LFP의 단점을 극복하고, 안정성과 비용 효율성을 유지하는 방식으로 차량의 성능을 최적화할 수 있습니다.

결론

EREV에서 요구되는 배터리 셀은 고속 충전 성능, 안정성, 그리고 긴 수명을 갖추어야 합니다. 이를 위해 NCM과 LFP가 대표적인 선택지로 떠오르고 있으며, 각각의 장단점이 있습니다. NCM은 빠른 충전과 높은 에너지 밀도를 제공하지만, 비용이 높고 희귀 금속을 사용합니다. 반면, LFP는 충전 속도가 느리지만 안정성과 수명, 그리고 비용 면에서 탁월한 장점을 가지고 있습니다. 특히 중국 EREV 시장에서 LFP 배터리가 널리 사용되는 이유는 안정성과 비용 효율성, 그리고 긴 수명 때문입니다.

앞으로는 배터리 관리 시스템(BMS)의 발전과 고속 충전 기술의 보완을 통해 LFP 배터리의 단점을 더욱 극복하고, EREV의 효율성을 극대화할 수 있을 것입니다.