[Boyee 관찰] 신에너지차 충전불안, 복수 자동차 제조사들 고전압 급속충전 트랙에 집중

충전 불안을 해결하기 위해 여러 자동차 제조업체에서는 고전압 고속 충전 방식을 선택했습니다. 포르쉐 타이칸은 800V 고속 충전 기술을 최초로 도입한 모델입니다. 포르쉐의 뒤를 이어 BYD, Dongfeng Fengguang, Geely, Xiaopeng Motors 등 다른 자동차 제조업체도 고전압 고속 충전 트랙에 집중하기 시작했습니다. Xiaopeng G9는 시장 최초의 800V 고전압 SiC(탄화 규소) 모델이 되었습니다.

고속 충전 기능은 점점 더 신에너지 차량의 고급 모델에서 표준 기능으로 자리잡고 있습니다. 급속 충전 기술은 또한 전력 배터리 제조업체들 사이에서 경쟁의 새로운 초점이 되고 있습니다.

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고전압 급속충전에 사용되는 주요 소재

고전압 고속 충전 기능에 사용되는 재료에는 주로 리튬 이온 배터리, 배터리 관리 시스템, 충전기, 전해질 등이 포함됩니다.

리튬이온 배터리는 신에너지 자동차의 주요 에너지 저장 장치 역할을 합니다. 높은 에너지 밀도, 긴 사이클 수명, 가벼운 휴대성을 제공합니다.

리튬 이온 배터리에 일반적으로 사용되는 양극 재료는 리튬 철 인산염, 리튬 망간 철 인산염 또는 리튬 코발트 산화물입니다. 이러한 소재는 방전 성능과 사이클 수명이 우수하여 고전압 급속 충전 요구 사항을 충족하는 동시에 높은 에너지 밀도와 충전/방전 효율을 제공합니다.

음극 소재는 리튬 이온 배터리의 또 다른 중요한 구성 요소로, 리튬 이온을 저장하고 방출하는 역할을 합니다.

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기존 음극재는 흑연이지만 리튬이온을 저장하는 능력이 제한돼 있고, 고전류 충방전 시 전기화학 반응이 일어나 리튬이온이 손실되기 쉽다.

연구진은 고전압 급속 충전 기능을 강화하기 위해 실리콘 기반 소재 등 새로운 유형의 음극 소재를 개발하고 있습니다. 이러한 재료는 더 높은 리튬 이온 저장 용량을 가지며 더 나은 사이클링 안정성과 전기화학적 성능을 나타냅니다.

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다양한 재료 특성

전해질은 리튬 이온 배터리의 전도성 매체로 양극과 음극 사이에서 리튬 이온을 운반하는 데 사용됩니다. 일반적인 전해질 유형에는 유기 전해질과 무기 전해질이 포함됩니다.

유기 전해질은 일반적으로 리튬염을 용해하는 유기 용매로 구성됩니다. 이는 높은 이온 전도도를 나타내고 상대적으로 낮은 전기 전도도를 나타냅니다.

반면에 무기 전해질은 산화물이나 황화물과 같은 고체 물질입니다. 그들은 더 높은 열 안정성과 전기 전도성을 가지고 있습니다.

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전도성 첨가제는 전극 재료의 전도성을 향상시키는 데 사용되는 물질입니다. 일반적으로 사용되는 전도성 첨가제에는 카본 블랙과 전도성 폴리머가 포함됩니다. 전극 소재의 전기 전도도를 높이고, 리튬 이온의 이동 속도를 높여 결과적으로 고전압 급속 충전 기능을 향상시킬 수 있습니다.

앞서 언급한 재료는 새로운 에너지 시스템에서 고전압 고속 충전을 달성하는 데 중요한 구성 요소입니다.

최적화 및 개선을 통해 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도, 충전/방전 속도 및 수명을 향상시켜 신에너지 차량에 더 빠르고 안전하며 안정적인 충전 환경을 제공할 수 있습니다.

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기타 자재 및 관리 시스템:  

BMS(Battery Management System)는 배터리의 모니터링 및 관리를 담당하여 배터리의 안전성과 성능 안정성을 보장합니다. 배터리 전압, 온도, 전류 등의 매개변수를 실시간으로 모니터링하고 이러한 매개변수를 기반으로 배터리를 제어 및 보호할 수 있습니다.

BMS에는 또한 서로 다른 배터리 셀 간의 충전을 균등화하여 배터리 팩의 전체 수명을 향상시키는 밸런싱 시스템이 포함되어 있습니다.

충전기는 전기 자동차의 배터리를 충전하기 위해 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 장치입니다.

고전압 급속충전기는 일반적으로 충전전력과 출력전압이 높아 단시간에 배터리를 급속 충전할 수 있다.

전해질은 리튬이온 배터리의 중요한 구성 요소로, 배터리 내 이온 전달을 담당합니다. 전해질은 일반적으로 유기 용매와 리튬염의 혼합물입니다.

전해질은 효율적인 충방전 성능은 물론 배터리의 안전성을 확보하기 위해 높은 이온 전달률과 안정적인 전기화학적 성능을 갖춰야 합니다.

고전압 급속충전은 빠른 충전 속도와 높은 에너지 변환 효율이 특징으로, 전기차 배터리를 단시간 내에 급속 충전할 수 있다. 이는 장거리 여행이나 긴급 상황에 특히 유용합니다.

그러나 고전압 고속 충전은 배터리 온도를 높이고 충전 속도를 지나치게 빠르게 할 수 있습니다. 따라서 충전 프로세스의 안전성과 안정성을 보장하려면 적절한 재료와 시스템이 필요합니다.

또한, 고전압 급속충전기의 구축과 충전소의 확산은 고전압 급속충전을 표준으로 구현하는 데 있어 중요한 요소이다.