배터리 지표 이해하기

가솔린 차량의 연료 탱크는 단순히 액체의 양을 측정하면 되지만, 전기차의 배터리는 이와 유사한 측정 방식이 없습니다. 따라서 배터리 관련 지표는 복잡하며, 전문적인 추정에 의존할 수밖에 없습니다.

배터리 잔량, 주행 가능 거리 및 용량은 차량의 배터리 관리 시스템(BMS)을 통해 추정됩니다.

이 글에서는 다양한 배터리 지표가 어떻게 계산되는지, 그리고 그 과정에서 발생하는 예상치 못한 특이점 몇 가지를 설명합니다.

배터리 잔량

배터리 잔량은 차량에 표시되는 백분율로, 0%에서 100%까지 나타납니다.

이 수치는 차량이 배터리에 남아 있는 사용 가능한 에너지량을 추정한 값입니다. 0%라고 해서 배터리가 물리적으로 완전히 방전된 것은 아니며, 100%라고 해서 배터리가 물리적인 한계점에 도달한 것도 아닙니다.

이는 전기차 배터리에 안전 장치가 내장되어 있기 때문입니다. 리튬이온 배터리는 방전 수준이 너무 낮아지면 손상될 수 있으므로, 이러한 안전 장치는 배터리를 보호하는 데 도움을 줍니다.

범위

‘정격 주행 거리’라고도 하는 배터리 주행 거리는 현재 배터리 충전량으로 차량이 주행할 수 있는 예상 거리를 의미합니다.

주행 거리는 해당 국가의 규제 기관이 정한 차량의 공식 등급에 따라 결정되는 고정된 연비 가정을 바탕으로 산출됩니다. 이는 다음과 같은 질문에 대한 답을 제공합니다:

"차량이 공식적으로 공인된 연비 효율로 주행할 경우, 얼마나 멀리 갈 수 있을까요?"

주행 가능 거리는 일반적으로 배터리 잔량에 따라 예측 가능한 방식으로 변합니다. 차량의 배터리 잔량이 100%일 때 300마일이 표시된다면, 50%일 때는 대개 150마일이 표시됩니다.

정격 주행 거리는 시간이 지남에 따라 배터리의 성능을 비교하는 데 유용하지만, 실제 주행은 효율이 100%에 미치지 못하는 경우가 많기 때문에 정확한 주행 거리를 예측하는 데는 적합하지 않습니다.

용량

배터리 용량은 배터리 관리 시스템이 배터리가 저장할 수 있는 에너지량을 추정한 것으로, 일반적으로 킬로와트시(kWh) 단위로 측정됩니다.

용량을 측정하는 주요 기준은 두 가지가 있습니다:

총 용량: 배터리 팩의 현재 용량으로 , 차량이 배터리를 보호하기 위해 예비 용량을 확보해 두기 때문에 일반 주행 시 사용할 수 없는 에너지를 포함합니다.

사용 가능 용량: 차량에서 주행에 사용할 수 있도록 허용하는 배터리 용량 .

이 차량은 배터리 전압, 전류, 온도, 충방전 이력, 셀 동작 및 기타 배터리 관리 데이터를 바탕으로 용량을 추정합니다.

이는 추정치이므로 용량은 시간이 지남에 따라 약간 변동될 수 있습니다. 매일 발생하는 미세한 변화는 정상적인 현상이며, 배터리의 성능이 갑자기 저하되거나 향상되었다는 의미는 아닙니다.

용량 저하는 시간이 지남에 따라 일정한 패턴을 보이며 발생합니다.

배터리 잔량과 용량이 정확히 일치하지 않습니다

배터리 잔량(%)과 kWh 용량은 서로 관련이 있지만, 항상 일치하는 것은 아닙니다.

예를 들어, 예상 사용 용량이 75kWh인 차량의 경우, 충전량이 50%일 때 반드시 37.5kWh를 사용할 수 있는 것은 아닙니다.

이는 배터리 잔량 표시가 안전 여유분을 고려한 차량의 사용 가능 용량 추정치에 기반하기 때문입니다.

배터리 잔량이 0%라고 해서 배터리가 실제로 방전된 것은 아닙니다

흔히 0% 배터리가 배터리가 완전히 방전된 상태라고 오해하는 경우가 많습니다. 하지만 그렇지 않습니다.

전기차 배터리가 실제로 0kWh까지 방전되면 배터리가 영구적으로 손상될 수 있습니다. 리튬이온 배터리는 안전한 전압 범위 내에서 유지되어야 하므로, 차량은 배터리 잔량이 0% 미만이 될 때 에너지를 남겨두어 배터리 팩을 보호합니다.

그렇다고 해서 배터리 잔량을 0%까지 방전시키는 것이 좋은 것은 아닙니다. 하한 버퍼는 보호 기능을 위한 것이지, 평소 사용할 수 있는 범위가 아닙니다. 배터리를 반복적으로 거의 방전시키면 배터리에 가해지는 부하가 커질 수 있으며, 이로 인해 차량이 정상적으로 주행하거나 충전되지 않을 수 있습니다.

유효 사거리는 시간에 따라 변합니다

실제 주행 시 주행 가능 거리는 다음과 같은 여러 가지 이유로 달라질 수 있습니다:

• 배터리 사용 기간
• 배터리 사용량
• 온도
• 최근 주행 효율
• 타이어 공기압
• 휠 및 타이어 규격
• 소프트웨어 업데이트
• 배터리 보정
• 공조 시스템 사용
• 주행 속도
• 고도 변화
• 기상 상황

이는 완전히 정상적인 현상입니다. 차량은 배터리와 주변 환경에 따라 지속적으로 상황을 파악하고, 학습하며, 조정하고 있습니다.

충전 및 보정 후 배터리 측정값이 변하는 이유

배터리 관리 시스템은 끊임없이 학습하고 있습니다.

차량이 다양한 충전 상태에서 배터리를 충분히 관찰할 시간을 갖은 후에는 배터리 측정값의 정확도가 높아지는 경우가 많습니다. 바로 이 때문에 BMS를 보정하면 차량의 배터리 측정값 정확도가 향상됩니다.