BYD 전기차 5분 충전? 과연 진짜 일까?
아래 사진은 BYD의 발표자료 입니다
핵심은 전기차가 5분 안에 충전해서 500km 정도를 간다는 발표를 한 것인데요, 오늘은 이야기를 해봅시다.
발표에 따르면 BYD에서 10C레이트 충전을 통해 5분 만에 500KM를 가겠다는 이야기를 하였습니다. 음? 혁신적인 기술이 나온 건가요? 역시 중국전기차 세계를 지배하는 건가요?
먼저 이야기하고 가야 하는 것은 강한 전기로 5분 안에 충전하는 게 무슨 의미가 있느냐부터 이야기합시다.
저게 왜 혁신인걸까요?
지금 보시고 계시는 건 2022년 통계자료로 현행 내연기관차의 에너지 충전 즉 주유시간은 2:30초에서 5분 사이였습니다. 전기차 같은 경우 급속 30분~완속 8시간까지 차이가 나는 지점이 존재했죠
결국 차량의 충전속도 또한 빨라진 건 사실이지만 저 5분 이내로 넣는 게 내연기관차의 편함을 이기는 1차적인 목표를 달성했다 이런 논리로 이슈가 된것이죠
우선 저 같은 엔지니어에게 가능과 불가능의 여부를 묻는다면, 일단 현행 기술로도 구현은 가능 합니다. 실제로 중국 쪽에 나온 차 중에 12C를 이용하는 차량도 있고 실제 판매 사례또한 존재하니 이기술 자체가 안될리는 없습니다.
다만 이기술이 안전한가는 전혀 다른 문제로, 전기엔지니어 입장에서는 저게 과연 안전한가? 구현은 가능할 텐데 배터리 안정성은 어쩌려고? 보증기한은 어쩌려는 거냐 이 생각을 지울 수는 없습니다. 많은 차량 회사들 또한 전기차의 충전시간을 단축하는 것을 1차적인 목표로 잡고 빠른충전을 시도했지만 그게 현실적으로 불가능 하니 배터리 교체 시스템부터 수많은 대안을 생가하는 상황이 거든요
그런데 이번에 BYD에서 저런 기술을 공개했다고? 저 10C레이트를 다른 회사들도 만들 기술이 없는 건 아닙니다. 다만 현실적으로 안전과 수명을 포기해야 하기에 안 한 것이고 전혀 다른 문제입니다. 사실 솔직히 10C로 충전하는 기술자체는 이렇게 이슈화될만한 기술이 아니에요, 성공논문들이나 실험 논문들을 보면 그 이상의 시스템을 구현한 사례도 얼마든지 있고요 그럼 어떤 식으로 충전해야 할까요? 사실일까요? 이야기를 먼저 해봅시다.
우선 기사의 출처는 블룸버그입니다. 이걸 가져와서 국내에서 쓴 기사들을 확인해 보시면
한 L의 470KM 주행이 가능하다는 발표로 이걸 500KM로 말한 것이죠 우선 아셔야 하는 건 저 KM의 기준 자체가 모호합니다 전기차의 실제 주행거리는 400~500이 나오는 건 보통 우리나라 환경부 기준이 아닌 중국의 CLTC기준일 확률이 높고 이러한 기준은 이전글에서 설명드린 적이 있지만 상당히 극화되어 있습니다.
ㄱ우선 BYD 한 L의 테크니컬 데이터를 먼저 살펴보실까요? 주행거리가 662~521 KM네요? 그런데 470? 왜 풀로 충전을 안 할 걸까요? 아마 전기차를 지속적으로 팔로잉해 오신 분들은 아시겠지만 CC모드 파트를 급속충전하겠다는 발표입니다 대충 600X0.8=480이 나오니 그나마 안전마진을 두고 설계해구나 라는 계산이 나오거든요
무슨 말이냐고요?
CC 충전의 20%~80% 범위 사이를 더 빠르게 충전시킬 수 있다 이렇게 발표한 겁니다.
우선 CC CV 충전 이야기를 먼저 하고 갑시다.
CC `Constant Current` 정전류
CV `Constatn Voltage` 정전압
이두가지로 구분할 수 있고 위와 같은 형태로 충전을 수행합니다.
실제로 이런 복잡한 충전 방식을 쓰는 이유는 다음과 같습니다.
CV 방식을 충전하면 당연히 배터리 수명에는 좋습니다만 너무 느림
CC는 빠른 충전이 가능 그러나 high capacity utilization 떨어짐
그래서 `high capacity utilization`가 좋은 CV를 CC와 합쳐서 CC/CV 충전 방식을 활용한다. 이렇게 설명드릴 수 있겠네요
여기서 그럼 전류를 높여서 충전하게 되면 SOH 즉 전체를 충전할 수 있는 용량이 감소할 확률이 99.999%입니다.
실제 SOC가 그대로였어도 SOH가 감소한다는 것이죠 왜 냐구요?
진짜 많은 이유가 있지만 화학적 열화 물리적 열화 같은 이유고, 이러한 현상은 고 C-RAT에서 활용할수록 급속하게 떨어집니다.
음? C-RAT요 실제 사용 전력량에 대한 이야기로 산정공식은 아래와 같고
실제로 아래와 같이 C레이트가 높아질수록 충전속도는 빨라집니다.
대신 이런 고 C-RATE로 운영할수록 배터리의 수명을 감소시키는 것이죠
제가 누누이 주장한 MCN이 LFP보다 좋은 점이라 말씀드린 부분이 바로 이 부분으로 LFP는 2.7 이하로 활용하는 것이 정석적으로 여겨져 왔고 그 이상의 C-RAT에서는 수명이 떨어집니다.
요약하자면 저 기술은 한 줄로 설명할 수 있는데
배터리의 수명을 갈아서 충전속도를 챙긴 기술
이라 설명드릴 수 있겠습니다.
불가능 한기술은 아니고 충분히 가능한기술이에요 물론 400V 800V시스템에서 1000V로 넘어가는 건 틀린 게 아니고 충분히 가능성 있는 이야기에 뭐 기본 시스템이 어쩌네 설명할 부분은 많습니다만 일단은 저걸 구현했을 가능성은 높다는 겁니다.
문제는 이겁니다
가능하다와 어디서든 할 수 있다는 전혀 다른 문제다.
실제로 저게 가능할 확률이 높습니다. 다만 저게 어디서든 가능하려면요? 실제로 1000V 1000A정도야 이미 안전마진을 충분히 확보한 상태에서 만들고 있을 거고 구현하는 것 자체는 가능할 겁니다.
그런데 이상합니다? 저렇게 높은 충전율 C-rate를 가진 차량의 출력이 580kw? 나온 지 좀된 아이오닉 5N이 650마력(478kW)고 실제 여러 차종들과 비교해 봤을 때 전체출력을 너무 낮게 설계했습니다.
이게 무슨 소리냐고요?
현실적으로 실활용이 불가능한 기술적인 홍보일 확률이 높다는 겁니다. 물론 가능이야 하겠죠 다음은 중국 전기차 충전기의 표준으로 다음과 같은 표준아래
실제로 많이 사용하는 충전기의 스펙을 확인해 보시면 다음과 같습니다.
음 그렇다면요? 현실적으로 저 충전속도를 사용하기 위해서는 극소수의 충전기만 가능하다는 겁니다 심지어 저런 c-rate 같은 경우 페란티현상부터 그라운드까지 특수한 처리를 모두한 충전기를 사용해야 할 텐데 그런 충전기와 호환이 안된다는 겁니다.
이러한 특성에 기인하여 자기들도 저런 충전기 인프라를 아무 데나 깔 수 없다는 걸 알고 있으니 실제 사용자 자체가 적을 거라 생각하고 홍보를 던지겠어로 보입니다.
그게 아니라면 이전 스펙시트에서 6배를 올렸는데 가격차이를 별로 안 둔다? 이것 자체가 말이 안 되는 것이죠
저런 게 완전상용화 기술이었다면 당연 출력부터 미친 듯이 끌어올렸을 겁니다. 그런데 출력은 580kw네요? 말이 안 되잖아요 스펙시트를 확인해 보면 380이었다는 자료가 나와있습니다.
뭐 출력은 낮지만 배터리 충전속도만 키웠다고요? 전기차의 배터리값만 40% 몇천만 원이고 모터의 경우 부품가격이 100~200만 원입니다. 30분에서 5분으로 줄였고 진짜 안정적인 형태를 만들었다면 차 떼고 포떼고 1540kw까지는 기대도 안 하지만 1000kw급의 출력은 나와줘야 현실적으로 말이 되는 겁니다.
그렇다면 BYD는 왜 저런 무리수를 두는 걸까요?
현행 BYD는 자본잠식 상태입니다. 실제로 굉장히 위험한 상황이죠 이러한 문제를 마케팅과 공금망 금융으로 버티려고 하는 상황이고 이런저런 도박수가 필요하다는 겁니다. 그래서 거짓말은 아닌 마케팅 기법으로 극복하려는 시도로 예상됩니다.
그럼 한번 지켜보시죠 저는 제가 공부한 바로써 저 충전은 어느 정도 지원할 겁니다. 다만 한 문장으로 정리할 수 있겠네요
가능하겠지만 현실적으로 되는 곳이 매우 매우 적을 거다
