건국대 박수한 교수팀, 외기온도 따른 전기차 배터리소모 특성분석

[이데일리 김윤정 기자] 건국대는 박수한 공과대학 기계항공공학부 교수와 이광렬 석박사통합과정 학생이 에너지분야 국제저명학술지 ‘Energy Conversion and Management (IF=10.4)’ 4월호에 전기자동차의 주행 특성에 관한 논문을 게재했다고 18일 밝혔다.

건국대 박수한 교수 연구팀, 왼쪽부터 이광렬 학생, 박수한 교수. (사진 제공=건국대)

해당 학술지는 에너지 공학 분야에서 JCR 상위 1.8 %에 해당하는 저명한 국제학술지다. 박수한 교수와 이광렬 학생은 해당 논문에서 외기 온도에 따른 전기자동차의 배터리 소모 특성을 분석했다.

연구팀은 먼저 시험 차량의 OBD를 이용, CAN 통신으로 차량 속도, 배터리 전류·전압, 모터 속도·토크 등 약 90여개의 데이터를 1초 단위로 수집했다. 이후 환경부 국립환경과학원 지원을 받아 외기온도, 속도, 부하, 경사도 등을 정밀 제어할 수 있는 차대동력계에서 외기온도의 영향을 확인했다. 이같은 결과를 실제 주행 환경에 적용, 2022년4월부터 2023년2월까지 약 10개월간 동일 경로를 주행하며 유사한 환경에서 -15~30℃ 범위 외기온도 데이터를 수집한 후 이에 기반해 배터리 소모 특성을 분석했다.

연구팀은 이번 연구로 겨울철 낮은 외기 온도에서 회생제동으로 회수되는 에너지가 감소되며 배터리 소모량은 증가하는 등 전기자동차의 주행거리 감소·에너지 소비효율 저감 특성을 밝혀냈다. 특히 전기자동차는 약 20~30℃에서 최적의 에너지소비효율을 나타내며 24℃ 대비 -15 ℃에서 약 35.4%의 에너지를 더 소모하는 점도 확인했다.

이같은 연구 결과는 실제 주행 시 전기자동차의 에너지 소모 특성을 측정·분석해 향후 전기자동차의 에너지 소비 효율 향상과 주행거리 연장을 위한 부품 개발 등에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 논문의 제1저자는 이광렬 석박사통합과정학생이며, 교신저자는 박수한 교수, 공동연구원은 국립환경과학원 임윤성 연구관, 경북대학교 송진근 교수다. 이광렬 학생은 최근 이슈인 전기동력차량(xEV)의 다양한 영향인자에 따른 1회 충전주행거리와 에너지소비효율 등의 주행 특성 분석과 차량 모델링을 통한 시뮬레이션 연구를 수행 중이다.

연구 진행 과정. 연구팀은 OBD를 통해 시험 차량의 데이터를 수집하고(step1), 수집한 데이터를 기반으로 시험 방법(step2)과 시험결과(step3)에서 외기 온도에 따른 전기자동차 배터리 소모 특성을 분석했다. (자료 제공=건국대)