현대자동차그룹, 혹한 속에서 빛난 전기차 배터리 승온 기술

올해 초 북극 한파의 영향으로 영하 30℃ 이하로 떨어진 미국의 일부 지역에서 이른바 ‘벽돌 현상’이라 불리는 전기차 방전 현상이 대거 발생했습니다. 저온에 배터리 효율은 물론 충전 성능마저 떨어져서 그런 건데요. 이번 배터리 방전 사태 속에서도 현대차그룹의 전기차들은 비교적 자유로운 모습을 보였다고요? 네, 맞습니다. 현대차그룹의 전기차들은 혹한을 대비한 설계를 갖춰 한파에도 문제 없이 충전이 가능했는데요. 한겨울에도 전기차 성능을 유지할 수 있는 현대차그룹의 배터리 승온 기술을 만나보시죠. 매서운 추위 속, 스마트폰의 배터리가 평소보다 빨리 닳듯 실제로 추운 날씨는 배터리 소모에 영향을 끼치는데요. 전기차에 일반적으로 쓰이는 리튬이온 배터리는 내부의 전해질 속에서 리튬이온이 양극과 음극을 오가며 충전과 방전을 거듭하다. 온도가 낮아지면 리튬이온이 양극과 음극 사이를 움직이는 속도가 더뎌지면서 충전 속도도 느려지고 평소보다 빠르게 소모됩니다. 전기차는 보통 25℃~35℃ 부근에서 충전 속도가 가장 빠르고 주행 가능 거리도 길어, 전기차 제조사들은 최적의 배터리 성능을 내기 위해 적정 온도 수준을 유지하는 열관리 기술을 적용하고 있습니다. 이번 한파 속 전기차 방전 사태에서 업계가 주목한 부분이 바로 이 배터리 승온 방식이라고요? 네, 맞습니다. 현대차그룹은 폭염, 혹한과 같은 다양한 환경에 대응하기 위해 배터리 히터 방식의 승온 기술을 채택하고 있습니다. 현대차그룹의 승온 기술은 배터리 팩의 온도 조절을 위해 흐르는 냉각수의 유입구에 배터리 히터가 위치하고, 이 배터리 히터가 냉각수를 가열해 배터리의 온도를 높이는 방식입니다. 아울러, 승온 중에 배터리가 방전되는 불상사를 사전에 방지할 수 있도록 영하 30℃ 수준의 혹한에서도 충전이 가능하게 충전 관련 로직을 구성했습니다. 서원우 파트장/ 현대자동차·기아 전동화구동시험5팀 소비자가 영하 35℃에서 충전기를 꽂아 충전을 시작하면 먼저 차량 안에 냉각수가 얼었는지, 얼지 않았는지 점검하고요. 그다음에 배터리 히터를 동작시킵니다. 배터리로 들어가는 냉각수를 직접적으로 가열하고요. 그 다음에 전류가 배터리로 인가가 되면서 서서히 배터리 온도가 올라가고 올라감에 따라 전류는 더 인가될 수 있고 이렇게 선순환 과정을 거치게 되면서 충전이 시작됩니다. 특히 배터리가 완전히 바닥난 상태에도 충전 케이블만 장착하면 배터리로 전류를 흘려보내 충전이 가능하도록 설계한 덕분에 혹한의 날씨에도 승온과 동시에 충전이 가능합니다. 서원우 파트장/ 현대자동차·기아 전동화구동시험5팀 타사 대비 가장 강점은 극저온 상태에서도, 영하 35℃ 상태에서도 배터리 쪽으로 전류를 인가할 수 있고요. 전류 인가를 통해서 배터리가 스스로 발열할 수 있는 장점이 있고 그래서 경쟁사 대비 유리한 부분이 있습니다. 현대차그룹 남양연구소에서는 영하 30℃ 이하의 극저온 환경에서 충전 성능을 테스트하며 다양한 환경에서 차량이 최적 성능을 확보할 수 있도록 하고 있습니다. 겨울철 혹한 환경에서 전기차 배터리 성능을 유지하는 대표적인 현대차그룹의 기술이 바로 ‘배터리 컨디셔닝 모드’죠? 네, 배터리 컨디셔닝 모드는 주행 중에 미리 배터리 온도를 제어해 최적의 충전 속도를 확보할 수 있도록 도와줍니다. 현대차그룹 전기차에 적용된 배터리 컨디셔닝 모드는 배터리 히터를 활용한 전기차 편의기능으로 인포테인먼트 시스템에서 설정할 수 있는데요. 해당 기능은 내비게이션에서 급속 충전소를 경유지나 목적지로 설정하면 사용할 수 있습니다. 서원우 파트장/ 현대자동차·기아 전동화구동시험5팀 운전자가 목적지를 충전소로 설정했을 때 배터리 승온 또는 냉각 (기능)이 동작하게 되는데 현대차그룹 전기차의 경우 그런 기능과 더불어서 운전자가 화면에서 배터리의 온도 상태를 볼 수 있고요. 그 온도 상태에 따라서 임의로 수동 버튼을 이용해서 충전소로 가는 도중에 임의로 승온 또는 냉각을 할 수 있습니다. 그게 가장 큰 차별점인 것 같습니다. 또한, 주행 측면에서의 배터리 승온 제어는 주로 저온 상황에서 작동하는데요. 주차 중에 원격 혹은 예약 공조 기능과 연동하거나 배터리 출력 성능의 최적화를 통해 파워트레인의 열이 적정 수준으로 오르지 않은 상태에서 주행 성능을 향상시킵니다. 혹한, 혹서 등의 이상기후가 빈번해지면서 전기차 배터리가 대응해야 할 환경이 다양해지고 있는데요. 현대차그룹의 전기차가 혹한 상황 속에서도 뛰어난 상품성을 보장하는 것은, 고객이 주행하는 다양한 환경을 모두 고려한 결과네요. 네, 모든 고객에게 최상의 이동 경험을 제공하겠다는 설계 철학을 반영한 셈인데요. 덕분에 현대차그룹의 전기차는 우수한 성능과 뛰어난 상품성으로 다양한 성과를 내고 있습니다 현대차그룹은 고객들이 어떤 상황에서도 안전하고 편리하게 전기차를 이용할 수 있도록 상품 경쟁력을 높여 나갈 계획입니다. 오늘 소식 전해주셔서 고맙습니다.