엔지니어가 알려주는 자동차

전고체 배터리: 미래 자동차 배터리의 핵심 기술전기차 시장이 급성장하면서 배터리 기술도 빠르게 발전하고 있다. 특히 전고체 배터리(Solid-State Battery, SSB) 는 기존 리튬이온 배터리의 한계를 극복할 차세대 기술로 주목받고 있다. 이번 글에서는 전고체 배터리의 종류와 구조, 특징 및 장단점, 양산 시점, 개발 현황, 자동차 적용 사례 등을 살펴보겠다.1. 전고체 배터리란?전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리에서 사용하는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 배터리다. 이로 인해 안전성 향상, 에너지 밀도 증가, 충전 속도 개선 등의 장점을 가진다.전고체 배터리와 기존 리튬이온 배터리를 비교하면 여러 차이점이 있다. 전고체 배터리는 고체 전해질을 사용하기 때문에 폭발 위험이 낮고 안전성이 ..

리튬이온 배터리는 전기차, 스마트폰, 노트북, 에너지 저장 장치(ESS) 등 현대 기술의 핵심 동력원으로 자리 잡았다. 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 바탕으로 다양한 산업에서 활용되고 있으며, 최근에는 차세대 배터리 기술 개발도 활발히 진행되고 있다. 본 글에서는 리튬이온 배터리의 주요 종류, 적용 사례, 양산 시점 및 현황에 대해 상세히 살펴본다. 1. 리튬이온 배터리의 주요 종류 리튬이온 배터리는 양극재의 조성에 따라 여러 가지로 나뉘며, 각각의 특징에 따라 특정 산업에서 선호된다. (1) NCM(니켈-코발트-망간) 배터리 특징 높은 에너지 밀도 균형 잡힌 성능(출력, 수명, 안전성) 니켈 함량이 많을수록 에너지 밀도가 증가하지만 안정성이 낮아지는 경향  적용 사례 전기차(EV): 테슬라, 현대차, ..

전기 자동차는 어떻게 구동되는가 모델 S 섀시 엔진이나 가스 탱크가 없습니다. 대형 배터리를 장착한 배터리는 가정, 회사, 고속도로 등에서 충전되거나 쇼핑몰, 호텔, 료칸 등의 충전소에서 충전됩니다. 예를 들어, 85kWh 배터리를 장착한 Tesla Model S의 경우 일반 가정이 한 달에 소비하는 전력의 양은 약 300kWh이므로 약 8.5일 분량의 전기를 보관하기에 충분합니다. 그리고 배터리는 차체의 전체 하부에 장착되고 섀시와 통합됩니다. 배터리의 높이가 이보다 두꺼워지면 차에 들어갈 때 어려워집니다. 더 이상 배터리를 설치하기 위해 전방 또는 후방의 트렁크 공간에 적재할 수 있지만 무게가 불균형해지기 때문에 설계가 어려워집니다. 이 배터리는 약 550kg을 가지고 있으며, 자동차의 무게는 2.1..

1. 요약 변환기 (순 변환 장치)는 교류 전류에서 직류 전류로 변환하는 장치를 의미합니다. 반대로 직류 전류를 어떤 주파수의 교류 전류로 변환해주는 장치를 인버터 (역변환 장치)라고합니다. 변환기는 이외에도 직류에서 전압과 전류의 크기가 다른 직류를 생성 DC / DC 컨버터 교류에서 서로 다른 주파수의 교류를 직접 생성 매트릭스 컨버터 등이 있습니다. 변환기 인버터 교류를 직류로 변환 직류를 교류로 변환 컴퓨터, TV, 오디오 기기 등의 전자 기기, 산업 기기, 자동차 등 2. 전기 자동차에서 변환기의 역할 전기 자동차 (EV)에서는 구동용 모터를 사용하는 관계로, 일반적으로 수백 V의 전압을 발생시킬 필요가 있으며, 이를 위해 리튬 이온 배터리 등의 배터리를 사용하고 있습니다. 한편, 제어용 ECU..

전기차 배터리 이온 액체, 이온 액체 계 리튬 이온 전지용 전해액 넓은 온도 범위에서 액체이기 때문에, 고온 및 저온 영역에서의 사용이 가능합니다 전기가 흐르는 전도성 액체이므로 전기 화학 장치 및 정전기 방지 용도로의 사용이 가능합니다 열적, 화학적, 전기 화학적으로 안정하기 때문에 가혹한 조건에서의 용도 전개가 기대됩니다 증기압이 낮고 증발하기 어렵기 때문에 진공 하에서 사용도 가능합니다 난연성 재료이므로 매우 안전성이 높습니다 셀룰로오스 등의 난용성 물질도 용해하기 때문에 다양한 용도를 기대할 수 있습니다 이온성 액체는 이미 다 졸륨 이온, 피리 디늄 이온 등의 유기 양이온과 브로마이드, 불소, 염화물 등의 음이온으로 이루어진 소금으로 비교적 저온에서 액체 상태입니다. 여러 가지의 이온 성 액체 중..

EV 용 배터리 재료 기술 리튬 이온 전지 등의 이차 전지는 휴대폰, 스마트 폰, 노트북 등 IT 기기의 전원으로 널리 사용되고 있으며, 또한 앞으로 전기 자동차 (EV)의 전원 스마트 그리드 용 축전 시스템 등의 용도 전개 이 전망되고 있습니다. 앞으로도 매우 중요한 장치이며, 이 글에서는 리튬 이온 전지의 개요, 구성 재료에 대해 말해 차세대 리튬 이온 전지 재료, 차세대 이차 전지에 대해서도 설명합니다. 1. 리튬 이온 전지의 개요 리튬 이온 배터리의 현재 구성은 주로 탄소계 재료를 음극 활물질로 리튬 이온 함유 전이 금속 산화물을 양극으로 하고 있습니다. 그 작동 원리는 충전으로 양극 재료 LiCoO2 등의 리튬 이온 함유 전이 금속 산화물 양극 재료에서 리튬 이온이 탈리 음극 재료 탄소에 리튬 ..

EV 전기자동차 배터리의 설계 및 제어 기술 EV 용 배터리의 역사 EV 용 배터리는 납 (Pb) 배터리에 시작 니카드 (Ni-Cd) 전지, 니켈 수소 (Ni-MH) 전지, 리튬 이온 (Li-ion) 배터리로 진화했습니다. 중량 에너지 밀도로 비교하면 납 전지가 30 ~ 40Wh / kg, 니카드 전지와 니켈 수소 전지가 60 ~ 90Wh / kg 리튬 이온 배터리가 90 ~ 250Wh / kg입니다. 중량 기준으로 비교하면 리튬 이온 전지는 납 전지의 3 배에서 8 배의 에너지를 가진 전지입니다. 또한 수치에 큰 차이가 있는 것은, 전지의 외장재가 라미네이트와 캔 (SUS 나 Al), 하이브리드 자동차 용도 나 EV 용도 등 형태와 목적에 따라 에너지 밀도가 다르기 때문입니다. 리튬 이온 전지는 내부 ..

엔진룸의 레이아웃과 일상 점검 포인트 엔진룸 점검은 눈으로 직접 확인하는 작업이다. 익숙해지면 금방 끝낼 수 있다. 각종 부품의 위치를 기억해둔다. 엔진룸은 자동차의 중요 장치가 고밀도로 집적되어 있는 공간이다. 처음 보면 어디에 무엇이 있는지 도저히 가늠이 안 갈지도 모르지만,각 부분을 기능별로 구분하면 쉽게 이해할 수있다. 중앙에는 엔진과 트랜스미션이 있고, 운전석 앞쪽 벽 근처에는 엑셀과 브레이크 관련 부품이 있으며, 배터리 근처에는 퓨즈 등의 전기 부품이 설치되어 있다. 각 기계와 장비의 명칭과 위치를 기억하고 하나하나 확인하면 누구나 짧은 시간 안에 점검을 마칠 수 있다. 무엇보다 먼저 보닛을 열고 내부를 살펴보는 것이 중요하다. ATF 레벨 게이지 엔진이 따뜻할 때 잡아 빼서 ATF의 양을 확..

배터리의 구조 배터리는 자동차가 정상적으로 기능하기 위해 없어서는 안 될 중요한 존재다. 배터리가 대전류를 공급해 스타터 모터를 돌려주기 때문에 엔진을 기동할 수 있다. 또 엔진이 회전하는 중에 알터네이터가 만들어내는 전기량 이상으로 전자 장비가 작동하더라도 배터리가 저장해놓은 전기를 사용하기 때문에 자동차는 아무 문제 없이 주행할 수 있다. 자동차에 탑재된 배터리는 납축전지다. 플러스 극판에는 이산화납, 마이너스 극판에는 순납이 각각 그리드(grid)라고 부르는 격자에 반죽 형태로 발라져 있다. 극판과 극판의 접촉을 방지하는 격리판과 페이스트(paste, 반죽 형태의 전해질)가 떨어지는 것을 방지하는 글라스매트를 배치하고 황산 전해액에 담근 구조다. 배터리 케이스 내부는 6개의 전해조가 독립되어 있다...