급속 충전 알고리즘에 따른 전기자동차 배터리 성능 비교 평가

국문 초록 (Abstract)

최근 높은 판매율을 보이고 있는 전기자동차는 성능, 연료 유지비 등에 대한 이용자 만족도가 상당히 높은 반면, 전기차 충전 불편과 인프라 부족은 아직까지도 구매의 걸림돌로 작동하고 있다. 따라서 전기차 충전 불편 문제 해소를 위해서는 근본적 문제인 배터리의 성능 해결 방안과 전기차를 빠르고 편리하게 충전할 수 있는 실질적 해소 방안에 대한 연구가 병행되어야 한다. 근본적 문제 해결 방안으로는 고율 충전이 가능한 배터리의 소재 개발이 이루어지고 있으며, 이와 동시에 응용 기술 중의 하나인 충전 성능을 향상시킬 수 있는 급속 충전 제어 기술을 개발하여 이용자들이 당면한 실질적 문제 해결이 필요하다. 본 연구에서는 국내에 양산, 보급된 전기차들을 고려하여, 실사용에 유의미한 전기차 충전 시간 단축을 위해 10분 충전으로 100km 주행이 가능한 급속 충전 알고리즘 개발에 대하여 논한다.
전기차 배터리 상태를 고려하여 충전 시간을 단축할 수 있는 총 4가지(3/4-step MSCC, PC, CC)충전 알고리즘의 제안 및 비교 평가를 통해 이들의 타당성을 검증한다. 이를 위해 최적 충전 알고리즘 적용에 따른 배터리 성능 및 수명 영향도를 정량적으로 평가할 수 있는 표준 시험법 및 RPT 시험법을 정립하며, 이를 기반으로 전기차 셀을 대상으로 평가·검증한다. 또한 현재 출시된 전기차의 급속 충전 알고리즘을 분석하여, 이를 기준으로 제안된 알고리즘의 유효성을 확인하여 최적의 충전 알고리즘을 선정한다. 선정된 알고리즘은 향후 열 관리 시스템을 고려하여 모듈 및 팩 레벨까지 확대 적용하여 실차 적용 적절성을 검증할 예정이다.