GIST, 급속 충전 시 고발열 문제 해결
모델S급 기준 급속충전기 대비 2배 빨라
모델S급 기준 급속충전기 대비 2배 빨라
광주과학기술원(GIST)은 이승현 기계로봇공학부 교수 연구팀이 고성능 전기차 배터리 충전 시간을 내연기관 차량의 주유 시간과 비슷한 3분 20초 이내로 단축할 수 있는 '충전 케이블 냉각기술'을 개발했다고 15일 밝혔다.
이 기술을 활용하면 테슬라 모델S, 기아 EV9급에 탑재된 100kWh 전기차 배터리를 800Vdc 전압과 7m 길이의 충전 케이블을 사용해 케이블 표면 온도를 80도로 유지하는 조건에서 기존 급속 충전 시 30분 걸리던 시간을 3분 20초로 단축시킬 수 있다. 배터리 용량이 작으면 충전 시간은 더 단축할 수 있다.
일반적으로 전기차 배터리의 충전 시간이 긴 이유는 열전도도가 낮은 충전 케이블의 절연 피복이 열을 잘 전달하지 못해 내부 열을 외부로 방출하는 데 한계가 있고, 급속 충전 시 발생하는 과도한 열을 효과적으로 냉각하지 못하기 때문이다.
연구팀은 급속 충전 조건에서 냉각 루프를 활용하고, 수평 환형관(내관과 외관이 동심을 이루는 구조물) 구조에서 절연유체를 사용해 발열 케이블을 효율적으로 냉각했다. 이 과정에서 발열 케이블 표면에 기포 생성을 촉진해 효율적인 열전달을 가능케 함으로써 과열이나 고장을 막는다는 것을 검증했다.
연구팀은 냉각 실험 데이터를 기반으로 7m 상용 충전기 케이블을 예측한 결과, 800Vdc 전기차 배터리 기준으로 1440㎾급 충전이 가능할 것으로 도출했다. 이는 현재 세계에서 가장 빠른 640㎾급 급속 충전기보다 2배 이상 빠른 충전 속도에 해당한다. 연구팀은 케이블 표면 온도가 80도 이하로 안전하게 유지되는 것을 확인했다.
이승현 GIST 교수는 "이번 성과는 전기차 충전 시간을 크게 단축할 수 있는 기술적 토대를 마련했다는 점에서 전기차 사용의 편의성을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대한다"고 말했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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