현대 전기차들이 매번 홍보는 400V / 800V 350kW 초급속 이렇게만 홍보하는데...실제로는 그렇게 나오는 경우가 없지요.
그래서 여러 사례들과 각종 정보들을 종합해서 살펴보니,
1. 급속 충전은 기본적으로 배터리와 외부 충전기가 직접 연결되어서 외부 충전기가 배터리 충전전압에 맞게 전압을 걸어줌.
2. 초급속 충전기의 350kW는 최대 1000V / 350A를 상정한 수치임. A는 더 올릴 수 없으니, 충전전압이 낮아지면 최대충전속도도 같이 낮아짐.
3. 현대차에서 초급속 충전을 지원하는 전기차(E-GMP 기반 모두 및 GV60, GV70 전동화)는 대체로 697V의 배터리 전압을 가지고 있지만 몇 예외는 있음 (G80 전동화 522v, EV9 552V)
4.이런점을 고려하면 697V 배터리를 가진 전기차의 경우 697v x 350A = 약 243kW, G80 전동화모델의 경우, 522v x 350A = 약 182kW, EV9는 552v X 350A = 193kW가 최대 충전 전력량일것으로 보임.
이라고 생각되는데요, 이런것에 대해서 잘 정리해놓은 글이 없어서 한번 정리해보았습니다.
실제로 e-gmp 차량의 최대 충전속도는 항상 240kW 근방으로 나오는 것 같더라고요... 정확히 기억은 안나는데 260kW도 본거같긴 한데 확실하진 않고, 만일 그게 맞다면 충전량이 아직 많지 않을때는 약간 더 전압을 올려서 충전하는가 싶기도 하네요.
물론 저도 그냥 대충 뒤져서 찾은거라 정확하지 않을 수 있습니다. 수정/보완이 필요한 부분이 있다면 댓글 부탁드립니다.
예전 굴당글에서 본 바로는 모델3 초기모델은 충전시 최고 속도 유지시간이 리리프레시보다 더 깁니다.
리프레시로 가면서 배터리 사양이 바뀌었다고 했구요.
C RATE가 더 낮아진 사양으로 바뀌었나 그럴겁니다.
초기모델이 충방전량이 더 많으니 제로백 향상시키는 성능제한 해제 옵션을 개발해서 팔수 있었겠죠.
즉 같은 제조사임에도 배터리 사양이 바뀌면 충전 특성도 변한다는거죠.
둘다 프리컨디셔닝이 된 상황에서 피크속도 유지시간만 가지고보면 테슬라를 e-gmp가 앞서고 그 결과로 충전시간이 더 짧지만
그것만가지고 더 보수적이니 덜 보수적이니 할건 아니라 봅니다.
테슬라, 현대보다 충전속도 더 느린 타 브랜드들이 많은데
그들이 안전에 굉장히 보수적이어서 그렇게 제한했다고 주장하진 않으니까요.
가격도 싼데 어차피 화장실 갔다 오면 충분히 충전되는건 똑같다보니..
EGMP가 보통 최대 230kW까지라고하죠.
모터 이용해서 800V로 승압하는걸로 알아요.
또한 승압을 하는 목적이 배터리 전압에 맞춰주기 위해서이니, 애초에 배터리 전압대로 맞춰줄 수 있는 초급속 충전기의 경우엔 별도로 개입할 여지가 없고요.
관련된 글들에서 800V로 승압한다 라고 나오는게, 위에서 적은 현대의 마케팅적인 400V/800V 표현의 일환으로, 최대 800V까지 승압해줄 수 있는 사양을 갖췄다 이지, 배터리 전압과 무관하게 일단 800V로 승압한다 는 아닌것으로 알고 있습니다.
BMS가 일단 800V를 받아서 그걸 모듈이나 셀 별로 밸런싱하면서 충전하는거 아닌가요...?
셀은 아주 높게 전압을 걸어도 4V~4.2V로 충전되어야 하는거잖아요.
앗 근데 좀 더 보다보니 환경부 충전기에서 e-GMP 차량에 800V가 찍히는 사진도 있긴 하네요. 근데 특징이 이미 배터리 충전이 좀 된 상태라 암페어가 낮은 상황에서 전압이 높게 들어가네요.
뭔가 최대속도가 나야할때는 전압을 최대한 팩전압과 맞추고, 여유가 좀 있어지면 전압을 높이고 전류를 낮추는건지... 다시 오리무중이네요.
697V 배터리라 치면 791V로 충전 해야 하므로 대충 800V 맞는데요.
효율이나 단가때문인가요?
일단 e-GMP를 기준으로 그렇게 설계했는데, 배터리 셀 구성이 바뀌었다고 더 높은 A를 허용하게 만들면 전선굵기들을 다 바꿔야하는데 그럼 다 다시 시험해야하고 그럼 비용이 올라가고... 그래서 그러지 않을까 싶습니다.
여튼 충전속도는 개별 셀의 최대 C rate (셀 손상없이 전자를 받을 수 있는 최대 속도)에 의해 상한이 정해지고, 아에 따르면 이론적으로는 동일한 소재/셀을 써서 배터리팩을 만들었다면 그게 용량이 1wh건, 100kwh건 최대충전속도가 다를 이유는 없거든요. (물론 충분한 방열이 가능하단 전제 하에)
즉, 일단 거기에 맞춰 개발했고. 이후 개발비용을 아끼기 위해 그걸 재사용하고있다 정도로 생각됩나다.
아, 그럼 애초에 e-GMP는 왜 350A를 기준으로 되어있냐...라면.. 글쎄요.. 개발하는 시점에 기술 및 단가 (배터리 팩 비용 / 내부 전선 등의 굵기에 비례하는 비용 등) 를 고려한 선택이지 않았을까 싶습니다.
중국폰들 엄청난 속도로 고속충전하고 이런거 보면 뭐.. 충전 기술 자체의 한계라기 보다는 여러가지를 고려한 (수명/안전/발열제어/충전인프라/비용 등) 타협적인 판단이지 않을까 싶습니다.
697V는 정격전압 기준이고, 완충전압 기준으로는 셀당 완충전압이 4.25V라면 팩 완충전압은 800V로 800V 시스템은 최대 충전 전압 기준으로 만든 네이밍이라고 한다면 그럭저럭 납득이 가는 네이밍이긴 합니다.
그리고 우연히 수치가 맞긴 했는데, 정격 전압 기준 350A가 아니라, 완충전압 기준 300A가 맞는 것 같네요. (800V x 300A = 240kW, G80은 522.7V / 3.7 * 4.25V 하면 완충전압 600V, 600V x 300A = 180kW 등..)
충전기에 최대 전류로 350A, 400A 등이 적혀있는건 좀 여유 혹은 미래의 더 고사양 전기자를 대비한 부분인것 같네요.
리튬전지는 충전량이 낮을때는 전압이 낮기에, 바로 완충전압을 걸면 과전류가 흐르므로 최대 C 값을 고정하여 CC 충전을 하고 (정전류충전), 어느정도 충전이 된 뒤에는 셀전압 - 충전전압 차이가 줄어들게 되어 이때부터는 CV 충전을 (정전압충전) 을 합니다.
그러기에 차의 배터리 충전량이 낮을때에는 CC 충전을 위해 충전전압을 낮추므로 환경부충전기상 노출되는 전압이 낮고, 충전량이 올라갈수록 완충전압에 가깝게 충전전압이 올라갑니다.
근데 여튼 충전기가 주는 전압을 내부에서 변압을 통해서 바꾸거나 하진 않으면서 팩 기준 충전전류를 300A로 제한하는건 맞는것 같고, 이거때문에 G80전기차의 충전속도가 느리며, EV9도 배터리팩 사양만 보자면 아이오닉5/6,EV6같은 240kW는 안나올 것으로 보이긴 합니다...만 EV9의 경우 내부 충전을 위해 공급 전압에서 추가적으로 감압을 할 수 있도록 뭔가 조치가 되어있다면 더 빠를 가능성이 없진 않아 보이긴 하네요.
다만 배터리팩 사이즈가 늘어난걸 감안해도 e-GMP 기준 10-80을 18분으로 얘기했는데 EV9는 25분으로 얘기하는걸 보면 아마 240kW는 안나오는게 맞진 않을까 싶긴 합니다.
전압은 4.2v 고정이고, 밧데리에 연결하는 순간 3.x 로 다운되지만 실제론 4.2v로 걸고 있는거구요.
전류로 충전속도를 제어하죠, 밧데리가 받을수 있는 최대 전류 범위 이내에서 자유롭게 설정합니다.
전류량을 늘리면 충전속도가 빨라지고 밧데리 수명이 단축되고 충전기 가격이 비싸지며,
전류량을 낮추면 충전속도가 늦어지며 밧데리 수명이 길어지며, 충전기도 저렴해 집니다.
근데 밧데리가 충전 도중 중간 중간 셀 밸런싱을 하고, 셀밸런싱 중에는 충전이 멈추기 때문에, 이론상 속도는 안나오죠.
새차일때는 셀 밸런싱이 균일해 셀 밸런싱이 빠르게 되어 빠른 충전될수 있을지 몰라도, 차가 낡으면 이제 셀 밸런스가 안맞고 이때 셀 밸런스 맞추려고 충전 시간이 지체되겠죠.
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https://autojosh.com/most-of-the-ev-industry-to-shift-to-800-volts-by-2025-report-says/