왜 아직도 전기차에는 12V 납축전지가 필요할까요? 꼭 그렇지는 않습니다!
리튬 이온 배터리 기술의 지속적인 발전으로 전기차는 이전보다 훨씬 주행 거리도 길어지고 가속력과 마력도 높아졌습니다. 그런데도 오늘날 도로 위 대부분의 전기차에는 대기전력용 12V 납축전지가 장착되어 있습니다. 왜 그럴까요?
납축전지의 유산
저렴하고 신뢰할 수 있는 납축전지는 1890년대 전기차 초기 버전에 사용된 것을 포함하면 100년 이상 사용되어 왔다고 할 수 있습니다. 납축전지는 내연 기관 시동에 필요한 고전류를 제공하며(500A, 저온 조건에서 최대 5초) ICE 차량 전체 전기 하위 시스템은 엔진이 꺼졌을 때 12V 전지로 구동되도록 설계되어 왔습니다.
1990년대 후반 자동차 산업이 하이브리드 또는 플러그인 하이브리드 전기차로 전동화를 시작하였으나 시동을 거는 데는 여전히 가솔린 엔진이 필요하기 때문에 납축전지가 계속 필요합니다.
엔진 없는 자동차는 어떨까요?
가솔린 엔진을 시동하기 위한 500A 피크 출력 전류가 필요하지 않은데도 대부분의 순수 전기차는 모터가 작동하지 않을 때 모든 전기 하위 시스템에 12V 전력을 공급하기 위해 이 무거운 배터리를 계속 사용합니다. 순수 전기차에서 12V 배터리를 없앤다는 아이디어는 간단하게 들릴 수 있지만 이를 실현하기 전에 다음과 같은 몇 가지 문제를 더 해결해야 합니다.
비용: 납축전지는 저렴합니다. 대부분의 경우 모든 조명, 펌프, 창문, 파워 스티어링, 인포테인먼트/내비게이션 시스템에 DC-DC 변환 시스템을 사용하여 400V(배터리 팩)를 12V로 전환하는 것은 비용이 더 많이 듭니다.
복잡성: 자동차의 모든 것을 재설계하는 것은 복잡한 작업입니다. 자동차 인증을 완료하는 데만도 수년이 걸릴 수 있기 때문입니다. 납축전지는 입증된 내구성과 상대적으로 긴 수명을 제공합니다. 12V 전지로 저전압 시스템을 실행하도록 전기차를 설계하면 엔지니어링이 간소화됩니다.
안전: 앞서 언급한 저전압 시스템의 대부분은 승객과 매우 가깝습니다. 400V 또는 800V 배터리에서 직접 전력을 끌어온다는 생각은 무서워보일 수 있습니다. 납축전지를 사용하면 핵심 시스템에서 주 배터리를 다시 분리하여 높은 전압을 격리할 수 있으며, 탑승 공간 내부의 고전압은 여러 겹의 안전 보호 장치가 필요합니다. 그렇기 때문에 최근 일부 EV 설계에서는 12V 배터리를 완전히 없애는 대신 납축전지를 가용 출력 전류가 더 낮은, 훨씬 작고 가벼운 리튬 기반 배터리로 교체하였습니다.
그렇다면 12V 배터리를 없애려면 무엇이 필요할까요?
12V 배터리를 완전히 없애려면 고전압 배터리 팩에서 안전하게 끌어올 수 있는 견고한 파워 서플라이가 필요합니다. 400V 및 800V 정격 배터리 전압과 기능 안전이 중요한 애플리케이션을 위한 30V 작동을 모두 커버하려면 입력 전압 범위가 넓어야 합니다(이상적으로는 30VDC~1000VDC).
작동 온도를 낮추고 트랙션 배터리의 방전을 최소화하려면 효율이 높아야 합니다. 또한 적은 부품 수로 공간을 절약하고 안정성을 높여야 합니다.
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