전기차 배터리 용어[기전력,개방회로전합,씨레이트,충전률,방전률,출력,마력]

 

전기차에서 배터리 및 전기 시스템을 이해하기 위해서는 몇 가지 핵심 전기적 용어에 대한 이해가 필요하며, 개념적인 이해도 필요하다 오늘 용어들의 연결성과 내용에 대해 이해해 보자

 

1. 전위 (Electrical Potential)와 전압 (Voltage)

 

전위는 전기장의 특정 지점에서 단위 전하가 가지는 위치에너지로, 이 위치에너지의 차이가 전압을 형성한다. 배터리의 전압은 현재의 충전 상태(State of Charge, SoC)를 나타내며, 전지가 얼마나 더 사용할 수 있는지를 간접적으로 알려주며 차량 전체에 에너지를 공급하는 가장 기본적인 도구라 이해하자 즉 전하의 모음이 전위고 이를 통해 전위가 형성되어 전압이 형성되며 이러한 흐름이 곧 전류다.

2. 기전력 (Electromotive Force, EMF)와 개방회로전압 (Open Circuit Voltage, OCV)

 

기전력은 전류가 흐르지 않는 상태에서의 배터리 전압으로, 이 값은 배터리의 기본적인 에너지 제공 능력을 나타낸다. OCV는 배터리의 건강 상태(State of Health, SoH)를 평가할 때 중요하게 사용되며, 배터리가 완전히 충전되었을 때의 전압을 기준으로 배터리의 열화 정도를 파악할 수 있는 지표다, 좀 더 직관적으로 해석해 보면 기전력은 결국 전하가 얼마나 모여있느냐의 지표로 전하량의 표현방식의 일종이라 이해해도 좋다.

3. 전하량 (Electric Charge)와 용량 (Capacity)

 

전하량은 배터리가 보유한 전하의 총량을 의미하며, 이 값이 크면 클수록 배터리는 더 많은 에너지를 저장할 수 있다. 전지의 용량은 이러한 전하량을 기반으로 한 것으로, 주어진 시간 동안 공급할 수 있는 에너지의 양을 나타낸다. 결론적으로 이지표는 전기차의 주행 거리가 배터리의 용량에 직접적으로 영향을 받기 때문에, 얼마나 많이 달릴 수 있어요에 대한 대답정도로 이해하 두자

 

용량은 전지가 가지고 있는 전하량으로 단위는 c를 쓴다, 일반적으로 용량을 보면[Ah]를 쓰는 것을 확인할 수 있는데이를 좀더 직관적으로 표현하면 전류와 시간의 곱으로 위에서 설명한 전류의 단위에 시간을 곱한 것이니[A=C/s] 순수한 전하량과 동치되는 말임을 알 수 있다.

4. 방전률 (Discharge Rate, C-rate)과 충전율 (Charge Rate, C-rate)

 

C-rate는 배터리가 얼마나 빠르게 방전되거나 충전될 수 있는지를 나타내는 중요한 지표다. 예를 들어, 전기차의 고속 충전 시스템에서는 높은 C-rate가 필요하지만, 이는 배터리의 수명에 영향을 줄 수 있으며 또 화제의 문제가 따라온다, 뿐만 아니라 방전율이 낮으면 그만큼 힘을 못 내서 기본적으로 c-rate영역과 필요성에 따라 lfp와 mcn을 구분해서 써야 하는 이유기도 하다.

 

조금 더 수식적으로 접근해 보면 얼마의 전류로 몇 시간 동안 방전할 거냐의 수치정로 이해하자, 일반적으로 많이 쓰이는 말 중 고 c-rate라는 언어 자체가 강력하게 에너지를 전달하는 것들이라는 개념을 가지면 충분할 것이다.

5. 출력 (Power)과 에너지 (Energy)

 

출력은 단위 시간당 수행되는 일의 양을 의미하며, 배터리에서 생성된 전력을 얼마나 효율적으로 사용하는지가 전기차의 성능을 좌우한다. 예를 들어, 높은 출력을 제공하는 배터리는 고속 주행 시 필요한 에너지를 고 c-rate영역에서 빠르게 공급할 수 있지만, 그만큼 배터리의 에너지 소모도 빨라지며, 이는곧 주행거리의 감소가 일어날 가능성을 야기한다, 결국 에너지는 출력이 시간에 걸쳐 축적된 것으로, 전기차에서 배터리의 총 에너지 용량은 차량의 주행 거리와 직결되기에 이러한 시스템적 손실저하와 고려가 필수적이다.

 

전기차에서는 이를 전기형태로 해석해야 하므로 전기에너지를 물리적 에너지로 변환하는 과정에 대한 이해가 필수적이며 이를 출력(power, w)(power,w) 일률로 해석한다 이는 단위시간당 1j을 하는 일의 세기로 아래수 식으로 연결되며

일반적으로 많이 사용하는 마력이란 단위는 1마력=746w 다.

 

전기차 배터리 용어의 개념[충방전률/SOH/SoC/SOC산출방법/OCV]

 

전기차 배터리 용어 개념[개방회로 전압, 전압 상한,하한 전압, 공칭값, 에너지 밀도]

 

전기화학 셀의 기본 개념 및 발전과정[갈바니 셀, 전해 셀]

 

전기차 배터리 기초[전극의 전압: 전기화학적 원리와 리튬이온 전지의 적용]