이 독창적인 자동차 커버는 극한 기후 변화로부터 EV 배터리를 보호할 수 있습니다.

Dec 07, 2023

전기 자동차에 전원을 공급하는 배터리는 극한 온도에 취약한 것으로 알려져 있습니다. 예를 들어, EV의 주행 가능 거리는 온도가 낮아지고 충전 시간이 길어지면 영향을 받습니다. 일시적인 조정이지만, 한파가 장기간 지속되는 지역에 사는 사람들에게는 번거로운 일입니다.

낮과 밤에도 온도가 급격하게 변할 수 있으며 이러한 변동은 배터리 수명에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 더운 환경에서 전기 자동차의 실내를 냉각하는 데 드는 에너지 부하는 적지 않습니다. 그러나 EV의 열 차폐를 유지하기 위해 온도 조절 시스템을 배포하려면 에너지 비용이 발생합니다.

온도에 민감한 모든 EV 문제의 핵심은 배터리에 전력을 공급하는 전기화학 반응입니다. 외부 온도가 낮아지면 화학 반응 속도가 느려지므로 배터리 충전 시간이 길어집니다. 다행스럽게도 과학자들은 외부 전원이 필요하지 않고 여름과 겨울에 EV를 보호하는 커버를 개발했습니다.

Shanghai Jiao Tong University의 연구원들은 낮 동안 외부가 더울 때 차량 온도를 8도까지 낮추고 밤에 추울 때 최대 6.8도까지 따뜻하게 유지할 수 있는 수동 열 망토를 만들었다고 주장합니다.

여기서 "수동적"이라는 단어는 매우 중요합니다. 왜냐하면 망토가 제 역할을 수행하는 데 외부 에너지원이 필요하지 않기 때문입니다. 하지만 이 망토가 획기적인 발전을 이룰 수 있는 이유를 이해하려면 먼저 온도가 전기 자동차에 실질적인 위협이 되는 이유를 이해해야 합니다.

저온에서 고전류 충전으로 인해 발생하는 일반적인 배터리 성능 저하 시나리오를 리튬 도금이라고 합니다. 이는 저온에서 발생하는 "리튬 이온 배터리의 가장 심각한 노화 과정"으로 알려져 있으며, 이는 순환 가능한 리튬의 양을 극적으로 감소시킵니다.

이 연구 논문에 따르면, 리튬 도금은 외부 온도에 의존하기 때문에 다른 형태의 재료 열화와 비교할 때 독특합니다. 또한 새로운 표면층이 형성되면서 시간이 지남에 따라 악화되어 전기화학 반응에 필요한 활성 물질이 분리됩니다. 여기서 전기화학을 얘기하면, 전해질 분해는 EV 배터리의 고온에서도 발생합니다.

IEEE 저널에 발표된 또 다른 연구 논문에서는 온도가 높을수록 EV 배터리 마모 비용이 증가하고 배터리 수명 주기가 단축된다고 언급합니다. 미국 자동차 협회(American Automobile Association)가 발표한 연구 논문에 따르면 화씨 75도에서 실시한 EV 테스트와 비교하여 평균 주변 온도가 화씨 95도까지 상승하면 "결합 주행 거리와 결합 등가 연비가 모두 17% 감소했습니다."라고 결론지었습니다. "

차량 내 난방 및 냉방 시스템을 사용하면 손실이 최대 41%까지 증가할 수 있습니다. 전기 자동차 제조업체인 폴스타(Polestar)는 도움말 문서에서 외부 날씨가 춥고 파워트레인의 낮은 효율성이 걱정되는 경우 전원이 연결된 동안 자동차를 예열하면 주행 거리를 어느 정도 늘릴 수 있다고 조언합니다.

연구팀은 테스트 과정에서 외부 온도가 31도 정도일 때 망토를 씌운 전기차의 실내 온도가 22.8도를 유지하는 것을 발견했다. 이에 비해 보온 커버를 전혀 장착하지 않은 차량의 실내 온도는 낮 최고 기온인 50.5도에 달해 27.7도의 엄청난 차이를 보였다.

온도 시나리오를 전환하여 망토는 밤 시간에 추운 환경보다 기내 온도를 약 섭씨 7도 더 높게 유지했습니다. 특히, 겨울철 외부 온도가 아무리 추워도 객실 온도는 섭씨 0도 이하로 떨어지지 않았습니다.

망토는 이중 레이어 디자인을 따릅니다. 외부 층은 해변 모래, 화강암, 유리를 만드는 것과 동일한 물질이자 지구상에서 가장 풍부한 물질 중 하나인 얇은 실리카 섬유로 만들어집니다. 그런 다음 실리콘 섬유를 열 전도성 및 절연 코팅 강화를 위해 산업적으로 사용되는 육각형 질화붕소로 플레이크 형태로 코팅했습니다.