전기차 배터리 유형과 종류, 배터리 수명, 배터리 가격 및 교체

배터리

전기차 배터리에는 메인 배터리, 보조 배터리가 있으며 그 종류로는 파우치형, 각형, 원통형이 있다. 일반적으로 전기차 배터리의 수명은 10년 내외이나 사용자의 운전 습관에 따라 15~20년 이상 사용할 수도 있다. 배터리 교체비용은 2,000만 원 내외이지만 금융감독원의 권장사항에 따른다면 소비자가 부담하지 않아도 된다. 

 

전기차 배터리 유형과 종류

1. 전기차 배터리에는 메인 배터리와 보조 배터리 2가지 유형이 있다. 우선 메인 배터리는 운행에 필요한 전력을 공급하는 리튬이온 배터리이다. 차의 주행가능거리, 출력 등을 결정하는 것이 이 메인 배터리의 성능으로 결정된다. 다음으로, 보조 배터리는 12V 직류 전기를 이용해 오디오, 조명 등에 전력을 공급하는 배터리이다. 메인 배터리가 있는데도 불구하고 보조 배터리가 필요한 이유는 안전과 효율성 때문이다. 우선 메인 배터리와 보조 배터리가 분리되어 있기 때문에 구동 시스템이 꺼지면 메인 배터리에서 전기가 흘러나오지 않기 때문에 안전하다. 또한 메인 배터리는 보조 배터리와 달리 고전압이다. 따라서 고전압의 메인 배터리로부터 작은 전기로 작동하도록 만들어진 일반 내부 부품으로 전기를 보내는 것은 전력 소비가 커서 비효율적이다. 
2. 전기차 배터리 종류에는 파우치형, 각형, 원통형 배터리가 있다. 파우치형 배터리는 현대기아차, 볼보, 르노, GM 등의 전기차에 탑재되어 있고, 각형 배터리는 BMW, 아우디, 포르셰 등에 탑재되어 있고, 원통형 배터리는 테슬라에서 사용되고 있다. 파우치형 배터리의 장점은 에너지 밀도가 높다는 것이지만, 원가가 높은 것이 단점이다. 각형 배터리의 장점은 내구성이 좋다는 것이지만, 열방출이 어려운 것이 단점이다. 원통형 배터리는 원가가 낮다는 것이 큰 장점이지만, 수명이 짧다는 단점이 있다. 

 

전기차 배터리 수명

일반적인 전기차의 배터리 수명은 8년~10년 내외이다. 하지만 관리를 잘 한다면 15년 이상 사용할 수도 있다. 그렇다면 이 배터리의 수명은 무엇으로 결정되는 것일까? 전기차의 수명은 충전과 방전 횟수에 따라 결정된다. 이와 관련된 지표가 SOC(State of Charge), SOH(State of Health)이다. SOC는 배터리의 잔존용량(몇 %가 남아 있는지), 즉 충전상태를 나타내는 것이다. SOC를 파악함으로써 배터리의 과충전, 과방전에 의한 사고를 예방할 수 있다. SOH는 배터리의 최초 성능 대비 현재 배터리가 가진 성능이다. 충전과 방전이 반복되면 SOH 값이 감소하게 되고, 1회 충전에도 운행 가능한 거리가 줄어들 것이다. SOH 값이 70% 미만이 된다면 배터리로써의 수명이 끝난 것으로 보고 있다. 횟수로 설명한다면, 배터리 100%에서 0%까지 쓰는 것을 1회로 계산해서 그 횟수가 500회가 넘으면 수명이 다 하는 것으로 알려져 있다. 그렇다면 77.4kWh의 배터리 용량을 가진 EV6 롱레인지 모델의 경우 475km 주행이 가능한데, 500회 충전을 한다면 237,500km가 된다. 그러나 이것은 완벽하게 100% 양을 다 썼을 때의 경우고, 일반적으로 사람들은 0%까지 다 쓴 뒤 충전을 하지 않고 10~40% 내외에서 충전을 한다. 이때 등장하는 용어가 DOD(Depth of Discharge)이다. DOD는 배터리가 얼마나 방전되었는지를 나타내는 수치인데, 100%에서 50%까지만 썼다면 DOD는 50%가 된다. 즉, 배터리 잔량이 50%가 되었을 때 완충을 한다는 뜻이다. 따라서 DOD가 낮아지면 충전, 방전 횟수도 늘어나게 된다. 일반적으로 잦은 충전보다는 DOD를 60~70%로 유지하는 것이 배터리 수명을 늘릴 수 있는 방법이다. 테슬라 차량의 경우 평균 DOD가 50%로, 충방전 가능 횟수가 1,500번은 늘어나게 된다. 그렇다면 배터리 하나로 약 30만 km 이상을 주행할 수 있게 된다. 즉, 최신 전기차는 하나의 배터리로 30만 km 이상을 주행할 수 있다는 의미이다. 따라서 신차를 구입했다면 배터리 교체에 대한 걱정은 하지 않아도 된다. 그래도 10만 km 이상을 주행한다면 주행 가능 거리가 줄어들고, 충전 횟수가 잦아질 수 있기 때문에 보통 자동차 업체에서도 10만 km까지 배터리 보증 기간을 설정하고 있다. 배터리의 수명을 늘리는 방법은 다른 포스팅에서 더 자세히 다뤄 보도록 하겠다. 

 

 

전기차 배터리 가격 및 교체비용

전기차의 수명이 다 되거나, 손상되거나, 고장이 나면 교체를 해야 한다. 그렇다면 전기차 배터리 교체비용은 어느 정도가 될까? 아이오닉5는 약 2,000만 원, EV6는 약 2,500만 원, 벤츠 EQA는 약 2,000만 원, EQV는 약 3,600만 원,  BMW i3는 약 1,500만 원, 아우디 e트론은 6,000~7,000만 원, 테슬라 모델S는 2,600만 원이다. 이 가격은 각 전기차 가격의 많게는 40~50%, 적게는 20~30%의 가격이다. 하부에 작은 충격이 가해져 배터리를 교체해야 한다면 개인이 지불하기엔 매우 부담되는 금액이라고 할 수 있다. 그러나 2년 전(2021년)부터 금융감독원은 보험사들이 전기자동차 배터리 특약 보험을 도입하도록 하였다. 따라서 감가상각분에 해당되는 금액을 보험사가 전액 부담하게 되면서 일반 차주들은 배터리 교체를 원할 경우 본인 부담금이 없다. 배터리 가격이 상당히 비싸지만, 이러한 특약을 미리 가입해 둔다면 배터리 교환비용에 대한 걱정을 덜어낼 수 있을 것이다.