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Jun 03, 2023

배터리 팩 개발을 결정하는 우선 순위는 무엇입니까?

제임스 이튼(James Eaton)은 디자인 시 고려해야 할 여러 가지 사항을 탐구합니다.

James Eaton이 전기 자동차의 배터리 팩을 설계할 때 고려해야 할 여러 가지 사항을 살펴봅니다.

현재 전기 자동차(EV) 개발 비용은 주로 배터리 팩으로 인해 엄청나게 높으며, 모델 매력과 비용의 균형을 맞추는 것은 기존 자동차 제조업체에게도 어려운 과제입니다. 말할 필요도 없이, 이는 배터리 팩 설계만으로 최대 £30m(미화 3700만 달러)까지 쉽게 견적을 받을 수 있는 많은 소규모 제조업체와 틈새 자동차 제조업체에게는 훨씬 더 어렵습니다. 보다 비용 효율적이고 간소화된 제품 개발 솔루션이 분명히 필요하지만 아직 솔루션이 거의 없습니다. 배터리 팩을 설계할 때 많은 사람들은 어디서부터 시작해야 할지, 무엇을 우선순위로 두어야 할지 여전히 불분명합니다.

에너지 밀도는 많은 사람들에게 핵심 지표이며 제조업체에게는 분명한 우선순위입니다. 에너지 밀도가 낮은 배터리 팩은 무겁고 크고 운전하기 어려운 차량으로 이어질 수 있으며 소비자에게 큰 인기를 끌지 못합니다. 그러나 종종 잊혀지는 것은 전압을 높이면 에너지 밀도를 높이는 데 도움이 될 수 있다는 것입니다. 많은 사람들이 400V가 EV의 한계라는 뿌리 깊은 생각을 가지고 배터리 생산에 접근합니다. EV 전압은 최대 800V 또는 900V까지 증가할 수 있으므로 400V로 설정하면 차량의 잠재력이 불필요하게 제한됩니다. 전압이 더 높은 EV는 더 낮은 전류로 동일한 전력을 생산할 수 있습니다. 즉, 케이블, 부스바 및 기타 구성 요소가 더 작아지고 결과적으로 팩이 더 가벼워집니다.

그러나 배터리 팩을 설계할 때 거의 모든 변수는 다른 변수에 종속되며 일종의 절충이 필요합니다. 전압도 여기서 면제되지 않습니다. 일반적으로 전압이 증가하면 전압 분리로 인해 인버터를 비롯한 부품의 크기가 커지므로 전체 파워트레인이 커질 수 있습니다.

절충점을 고려해야 하는 필요성은 배터리 팩을 설계할 때 고려 중인 다른 요소에도 적용되며 일부 매개변수 조합이 항상 달성 가능한 것은 아니라는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 디자인을 고려하고 차량에 중요하고 소비자에게 매력적인 것이 무엇인지 진정으로 이해하는 능력은 매우 중요합니다. EV에서는 짧은 충전 시간이 매우 바람직하다고 생각하는 경우가 많습니다. 그럴 수도 있지만 충전 속도가 빨라지면 배터리 성능이 저하될 수 있으며 시간이 지남에 따라 차량 주행 거리가 더 빨리 줄어들 수 있습니다. 충전 시간을 단축할 수 있는 고전력 열 관리 시스템을 엔지니어링하는 등 좋은 균형을 달성할 수 있는 영리한 방법이 있지만 이로 인해 다른 차량 시스템이 더 커지고 더 비쌀 수 있습니다.

배터리 팩을 설계할 때 거의 모든 변수는 다른 변수에 따라 달라집니다.

대부분의 영역에서 절충은 불가피하지만 안전은 타협할 수 없는 영역 중 하나입니다. 일반적으로 대부분의 배터리 셀과 모듈은 UN38.3을 충족해야 하지만 UN ECE 규정 100과 같은 일부 규정은 즉시 필요하지 않아 보일 수 있으며 결과적으로 소규모 제조업체는 이를 기피할 수 있습니다. 처음에는 매우 적은 양으로 피할 수 있지만, 특히 다양한 압력을 받고 있는 소규모 OEM의 경우 더 빠르고 저렴한 개발을 위해 안전 규정을 피할 수 있습니다. 하지만 최대한 안전한 배터리 팩을 만드는 것이 중요합니다. 최대한 철저한 안전 점검을 거치지 않은 EV를 생산할 때 발생하는 명백한 위험 외에도, 이는 대량 생산의 표준이므로 모든 수준의 규모에서는 결국 이러한 테스트가 필요하다는 점을 고려하는 것이 중요합니다. 안전 테스트를 피함으로써 많은 소규모 제조업체는 이러한 규정을 염두에 두고 차량을 재설계할 때 미래에 더 큰 문제를 일으키고 있습니다.

앞으로 몇 년 동안 자동차 부문에는 큰 변화가 일어날 것입니다. EV에 대한 소비자의 관심이 전례 없이 높아짐에 따라 시장은 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장이 모든 유형의 OEM을 끌어들이고 있으며 그 어느 때보다 EV 시장에 더 많은 시간과 노력이 투입되고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 성공하려면 제조업체는 출시 시점에도 경쟁력이 있고 앞으로도 경쟁력을 유지할 수 있는 제품을 개발해야 합니다. 현명하고 비용 효율적이며 배터리 팩의 요구 사항을 이해하는 것이 그 어느 때보다 중요합니다.