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하이브리드 배터리 수명 불안한데?

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하이브리드 자동차 배터리 수명은 얼마나 될까요?

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하이브리드 자동차 배터리 수명은 얼마나 될까요?

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안녕하세요. 훈스로그입니다.

최근들어 하이브리드 자동차의 보급속도가 급속도로 빨라지고 있습니다. 10년전만 해도 아반떼 HD 하이브리드를 타는사람들을 보면 저런차를 왜 사나 생각을 했었죠. 그저 독특한 사람들이나 산다는 편견이 있었던 하이브리드 차량이 이제는 전체 판매량의 10% 이상을 차지하고 있습니다.

하이브리드 자동차란 모터와 엔진이 함께 사용되는 차량으로 HEV(Hybrid Electric Vehicle)라고 주로 부릅니다. Hybrid는 ‘혼합의’라는 뜻을 가지고 있는 용어이죠. 모터를 운용하기 위해 고전압배터리도 장착되어 있습니다.

여기서 소비자들이 많은 의문을 가지실텐데요. 배터리는 몇년쓰면 수명 다돼서 엄청 빨리 닳는거 아닌가?, 스마트폰만 봐도 2년쓰면 새 휴대폰 대비 사용시간이 훨씬 줄어드는데, 하이브리드 배터리 수명도 그런 것이 아닐까? 라는 의문을 가지게 되시는거죠.

그래서 현대자동차에서는 하이브리드 차량의 마케팅 포인트를 수리 걱정 없이 타라는 것에 맞추었었습니다. 불과 몇년 전까지만 해도 고전압 배터리 평생보증 제도를 시행 했었죠. 19년식 그랜저IG 하이브리드나 LF쏘나타 하이브리드는 최초 구매 고객에 한하여 차량을 팔 때 까지 배터리 보증을 해주는 제도였습니다. 배터리에 대한 걱정이 많으신분들이 많았기 때문에 시행했던 제도로 볼 수 있는것이죠.

하지만 3세대 플랫폼 및 고전압배터리가 장착된 DN8쏘나타 하이브리드 이후에 출시하는 차량들부터는 적용되지 않습니다. 오직 10년 20만km 보증만 제공해줄 뿐이죠. 더 이상 그런 마케팅 포인트를 잡을 필요도 없고, 그냥 잘 팔리기 때문에 그러지 않을까 생각해요. 하지만 이정도의 보증만 해도 충분하긴 하죠.

연비가 좋은 하이브리드 자동차

그럼 이제 본격적으로 설명드려보겠습니다. 우선 배터리 수명에 대해 알기 위해서는 먼저 하이브리드 차량이 연비가 좋은 이유부터 살펴봐야합니다.

첫번째, 자동차는 브레이크를 밟을 때 에너지 손실을 가져 옵니다. 그래서 하이브리드 자동차는 회생제동을 통해 버려지는 운동, 열에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리에 저장하는 것이죠. 덕분에 연비 향상에 기여를 합니다.

두번째, 엔진의 특성상 저속 및 출발 시에 효율이 매우 좋지 않습니다. 바로 이렇게 엔진 효율이 낮은 저속구간에서 모터가 동력을 보조해면서 연비 향상에 기여를 해 주는 것이죠. 반면에 상대적으로 효율이 좋은 고속 구간에서는 MG(Motor-Generator)를 통해 고전압배터리에 전기를 저장해 둡니다.

많은분들이 선호하시는 EV모드는 실제 연비 향상에 기여하지 못합니다. 이 부분은 다음포스팅을 통해 다시 알려드려보도록 하겠습니다.

하이브리드 배터리 수명은 얼마나?

하이브리드 자동차에 장착된 고전압 배터리는 일반적으로 저용량 고출력 셀이 장착됩니다. 위에서 살펴봤듯이 하이브리드 자동차에서 모터 및 배터리의 역할은 오래동안 주행하기 위함이 아니라 필요할 때 순간적으로 보조를 해주는 역할을 하는 것이죠. 그렇기 때문에 ‘용량(Ah)’ 보다는 ‘출력(Kw)이 높은 Cell을 채용하는 것이죠.

하이브리드 자동차의 고전압배터리팩은 BMS(Battery Management System)에 의해 배터리 충전량(SOC)을 50%로 최대한 유지하려고 하는 특성이 있습니다. 실제 배터리리 SOC 사용 영역은 40~70 수준 밖에 되지 않습니다. 그 이유는 바로 수명을 극대화 시키기 위함인데요. 배터리는 완전방전(SOC 0%) 및 완전충전(SOC 100%)를 빈번히 사용하게 되면 수명이 급격하게 짧아집니다.

*SOC : State of Charge

그래서 배터리의 용량에 마진(Margin)을 주어 10년 20만km, 아니 그 이상을 주행해도 열화에 의한 성능하락이 없게 만드는 것이죠

하이브리드 배터리의 미래

하이브리드 배터리를 아예 걱정안해도 된다는 의미는 아닌데요. 세계적으로 유명한 하이브리드 차량인 도요타 프리우스 1세대 차량 중 장기간 주행한 차량들에게서 배터리 교체 사례가 빈번히 보입니다. 하지만 배터리 교체의 이유는 용량열화 및 연비하락, 성능 하락에 의한 것이 아닌 ‘고전압배터리 경고등’ 즉, 일부 모듈 불량에 의한 교체사례가 대부분입니다.

배터리는 Cell -> Module -> Pack으로 이루어져 있습니다. 이 중 일부 모듈에서 불량 및 저전압 현상이 나타난 다면 자동차의 고전압배터리시스템에서 문제가 생겨 일부 모듈을 교체해야 해결이 됩니다. 하지만 아직까지 자동차 제조사에서는 모듈 단위 A/S를 제공해주고 있지는 않습니다. 전체 배터리팩을 교체해야하는 상황이죠. 그렇기 때문에 약 200만원 이상되는 교체 비용을 부담해야하기 때문에 부담이 되는 상황이 올 수 있습니다.

하지만, 2021년에 하이브리드 자동차를 구매하신분들의 보증기간이 끝난 10년 후인 2031년을 생각해봅시다. 그 때도 리튬이온 배터리 가격이 지금처럼 비쌀까요?, 하이브리드 고전압 배터리팩을 교체하는데 200만원이 넘게 들까요?, 그 때 까지 오직 자동차 제조사 직영 사업소에서만 A/S가 가능하고 팩단위로만 교체를 해야할까요?

저는 그렇지 않다고 봅니다. 지금도 하이브리드 자동차 배터리를 수리하는 사설업체가 존재합니다. 그 중 일부는 모듈단위 교체 서비스를 준비 혹은 제공하고 있습니다. Module 교체하는데는 Pack만큼 부담되는 비용이 발생하지 않는데요. 모듈 단위 교체를 진행한다면 20만원 이내로 수리가 가능하리라 생각합니다.

그리고 단지 하이브리드 자동차의 고전압배터리만 걱정할게 아닙니다. 스마트 크루즈 컨트롤에 의한 레이더 센서, 카메라 센서, SBW 변속기, EPS, OTA 네비게이션, HUD, 어라운드뷰의 카메라 센서 등 자동차는 엄청나게 첨단화 되었습니다. 보증기간이 끝난 후의 수리비를 걱정하신다면 신차를 못타는 상황이 아닐까 생각합니다.

그렇기 때문에, 하이브리드 자동차는 탈수록 연비가 줄어들어 결국 배터리를 교체해야한다. 그럼 연비로 아낀 돈 다날리게된다. 이런말은 의미가 없다는 것이죠. 앞에서도 말씀드렸다시피 10년 넘게타도 연비, 성능 하락은 없다고 말씀드릴 수 있습니다.

앞으로 배터리 관련 글을 많이 올릴테니 자주 들려주시면 감사하겠습니다. -훈스로그-

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하이브리드 자동차 배터리 수명, 반영구적인 이유는?

친환경 자동차에 대한 관심이 크게 증가하면서 미래의 자동차는 기존의 내연 기관 자동차에서 전기 자동차로 전환되어 가고 있습니다. 전기 자동차에 대한 수요나 공급이 꾸준하게 증가하고 있지만 아직까지 충전 인프라나 가격적인 측면에서 대중적으로 사용하기에는 무리가 있다는 단점이 있습니다. 그렇기 때문에 내연기관 자동차와 전기 자동차의 장점을 합쳐놓은 하이브리드 자동차가 인기리에 판매 중입니다. 많은 분들께서 하이브리드 자동차를 구매할 생각을 가지고 있는데, 정작 배터리에 문제가 생겨서 수리비가 많이 나오는 것은 아닐까?라는 의구심을 표현하기도 합니다. 이번 시간에는 하이브리드 자동차 배터리 수명 정보 및 하이브리드 차량의 연비 높이는 방법에 대해 알아보겠습니다.

하이브리드 자동차 배터리 수명

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하이브리드 자동차 배터리 수명

자동차에 하이브리드 기술이 접목된 것이 어느덧 20년 정도가 지났습니다. 실제로 하이브리드 차량에 탑재되는 배터리의 수명에 대한 많은 의구심이 있었고, 시중에 출시된 다양한 차종을 파악해본 결과 배터리 성능의 저하가 매우 적거나 거의 없는 것으로 확인되고 있습니다.

하이브리드 자동차 배터리 수명은 반영구적이다.

배터리의 수명에 가장 큰 영향을 미치는 것은 용량이 꽉 차도록 충전을 하거나 방전이될 때까지 사용하는 것을 반복하는 것입니다. 그런데 하이브리드 자동차는 과충전이나 방전이 발생하지 않습니다. 하이브리드 자동차는 배터리 잔량을 30% ~ 80% 수준으로 유지하도록 설계되어 있으며, 해당 영역에서만 배터리 사용과 충전이 이뤄지므로 사실상 수명에 큰 걱정을 하지 않아도 됩니다.

회생제동

하이브리드 자동차의 특징인 회생 제동은 운동 에너지를 회수하여 배터리를 충전하는 기술이라 할 수 있습니다. 엔진이 작동할 때 엔진의 동력을 보조해주거나, 엔진 동력을 전달받아 배터리를 충전하는데, 이러한 하이브리드 자동차의 특성은 배터리의 수명에 큰 영향을 미치지 않습니다. 하이브리드 자동차를 운행하다 보면 알겠지만 일반적인 주행 환경의 경우 배터리 잔량이 50% 수준으로 유지되는 것을 알 수 있습니다. 이것은 배터리의 수명을 최대화시키는 효과는 물론 어제든지 회생 제동을 통해서 배터리를 충전하고 사용하기 위함입니다. 배터리가 이미 꽉 차있거나 방전된 상태라면 연비에 조금의 도움도 되지 않기 때문입니다.

하이브리드 자동차

하이브리드 자동차 배터리 수명

현재 구매할 수 있는 하이브리드 자동차의 광고를 보면 알 수 있지만 대부분의 국산 하이브리드 자동차의 배터리 보증은 10년 20만KM 정도입니다. 그만큼 배터리의 수명에 자신이 있다는 뜻이기도 하고, 하이브리드 자동차 배터리 수명이 최소 20만km20만 km 정도는 보장된다는 의미라 생각할 수 있습니다. 택시나 영업용 자동차가 아니라면 보증 기간이 끝나는 20만 km를 넘도록 타는 것은 매우 어려운 일입니다.

현재 판매중인 테슬라, 닛산 리프, 도요타 프리우스, SM3 ZE 등의 전기 자동차 & 하이브리드 자동차의 10km 주행 후 배터리를 살펴본 결과 80% 이상의 배터리 수명이 유지되는 것으로 파악되어 있습니다.

하이브리드 자동차 배터리를 교환한 사례의 경우 배터리의 수명에 대한 문제로 교환을 한 것보다는 셀, 모듈 등의 문제로 인하여 교환되는 경우인 것으로 알려져 있습니다. 자동차의 배터리는 다수의 셀과 모듈로 구성되어 있는데, 안전을 위해서 하나라도 문제가 발생하면 BMS 경고 메시지가 발생하고 배터리를 교환하게 됩니다.

해당 문제의 경우 배터리 팩을 교환하는 것으로 수리를 마칠 수 있으며, 20만 km 이상 주행한 노후 차량에서 주로 발생할 확률이 높은 것으로 알려져 있습니다.

배터리 보증기간이 지난 시점을 기준으로 했을 경우, 현재까지는 배터리 교체 비용이 높은 것은 사실이나 배터리의 성능 및 안전성에 대한 기술이 빠르게 발전하고 있고 가격도 점차 저렴해지고 있으므로 큰 걱정은 하지 않아도 됩니다.

Hybrid Car

하이브리드 자동차 연비 올리는 방법은?

지금까지 하이브리드 자동차 배터리 수명 정보에 대해 알아보았습니다. 하이브리드 차량을 구매하는 첫번째 이유는 높은 연비 때문입니다. 연비는 차량을 구입할 때 고려해야 하는 중요한 항목 중 하나이며, 인터넷을 통해서 연비 향상에 도움이 되는 각종 팁을 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 가장 기본은 모든 자동차가 그러하듯이 차량에 적재된 물건을 빼서 무게를 줄이고, 타이어의 인치수를 작게 장착하는 것이 필요합니다. 물론 하이브리드 자동차의 특성을 살리기 위해서는 아래의 운전 상식을 준수하는 것이 바람직합니다.

급제동과 급출발을 줄이기

하이브리드 차량에 장착된 모터의 사용을 늘리기 위해서는 급제동과 급출발을 줄여야 합니다. 하이브리드 자동차는 감속 시 배터리를 충전하므로 급제동을 줄이고 서서히 오랫동안 감속하는 것이 좋습니다. 급가속은 모터를 사용하지 않고 곧바로 엔진을 구동시키므로 연비 저하의 주된 원인입니다.

차간거리 유지하기

차간 거리를 좁게 다닐 경우에는 그만큼 제동 거리도 짧고 급제동이 빈번하게 발생합니다. 제동 거리가 길수록 배터리의 충전량이 많아지기 때문에 적당한 차간 거리를 유지하는 것이 좋습니다.

과속 줄이기

하이브리드 자동차에 장착된 모터는 엔진의 구동을 돕는 역할을 하여 연비 향상에 큰 도움을 줍니다. 하지만 자동차가 과속으로 운행할 때는 오로지 엔진만을 사용하기 때문에 연비를 크게 줄이는 원인으로 작용합니다.

하이브리드 자동차 배터리 수명

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날로 환경오염이 심각해지면서 환경을 생각하는 사람들이 늘고 있습니다. 이런 움직임을 배기가스로 지구의 온도를 높히는 주범인 자동차에도 영향을 미쳐 점점 도로 위에서 친환경 차량을 보는 일이 잦아지고 있습니다.

하이브리드 자동차 배터리 수명

우리 모두 친환경 차량 구입을 한 번쯤은 모두 고민을 해봤을텐데, 이때 가장 염려되는 부분이 소모성인 배터리입니다. 하이브리드 자동차 배터리 수명은 과연 얼마나 될까요? 하이브리드 차량의 고질적 문제점은 자동차 배터리와 연비의 상관관계입니다.

환경도 생각하지만 동시에 연비도 고려해 하이브리드 차량을 구비하는 경우가 많은데, 배터리가 연비에 영향을 미치는 상황은 다소 당황스럽습니다. 하이브리드 자동차 배터리 수명은 일반적으로 10년으로 알려져 있습니다.

하지만 실제 배터리 수명은 최소 5년 정도로 그 차이가 큽니다. 하이브리드 차량 배터리뿐 아니라 모든 배터리는 충전과 방전이 반복됨에 따라 열화라는 현상이 발생해 이 부분이 연비에 영향을 끼치게 되는 것입니다.

열화란 모든 배터리의 공통적 현상으로 방전과 충전의 반복으로 그 성능이 줄어드는 현상을 말합니다. 사람으로 치면 노화와 비교할 수 있습니다. 또한 차주의 운전 습관과 차량 관리 정도에 따라 배터리의 성능 저하에도 차이가 있을 수 있습니다.

니켈 방식의 2차전지는 전압이 1.2v라서 고전압을 만들기 위해서는 많은 양을 붙여야 하므로 무거운 단점이 있습니다. 하지만 가격이 저렴한 것은 큰 메리트죠. 순간 방전량이 커 소형 가전이나 장난감에 많이 사용하지만 차량에 들어가는 경우는 토요타, 렉서스 ES300H가 있습니다.

리튬 방식의 2차 전지는 전압이 3.7v로 훨씬 작은 사이즈로 같은 용량을 가질 수 있으므로 가벼운 것이 특징입니다. 충전속도도 빠르고 방전시간도 길어 장점이 많지만 비싸다는 단점이 있습니다.

자동차에 쓰이는 리튬 방식의 배터리는 4단계의 안전장치가 있어 폭발에서 안전합니다. 현존하는 배터리 중 가장 수명이 긴 배터리는 리튬이온 배터리이고 퓨전, MKZ 하이브리드 등에 사용되었습니다.

리튬 폴리머는 배터리 모양은 편리하지만 리튬이온보다는 수명이 짧아 특수한 경우에만 사용되고 있습니다. 소나타 하이브리드에 이 배터리가 들어가죠. 생각보다 짧은 수명 때문에 하이브리드 자동차 배터리 교체비용이 궁금하실 것입니다.

효과적인 연비를 위해서는 조금 빠른 교체가 필요합니다. 보통 교체비용은 300~500만원 수준으로 짧은 교체주기를 고려한다면 매우 부담스런 금액입니다. 발품을 팔아 싸게 한다고 하면 200만원 가량까지 가능합니다.

따라서 이런 배터리 문제는 하이브리드 자동차 구입을 망설이게 합니다. 10년을 타도 배터리의 수명은 60~70% 가량 남아 있음에도 연비가 떨어져 교체를 고려해야 한다면 오랜 시간 자동차를 탈 계획이 아니라면 조금 시기상조인 면도 없지 않아 있다고 생각합니다.

친환경차에 대한 국가 보조가 있어 많은 분들이 친환경차 구입을 고려해보겠죠. 보조금 내역은 하이브리드 자동차 구매보조금 지원시스템에서 확인할 수 있습니다. 친환경차의 보급이 늘어남에 따라 보조금은 줄어드는 추세입니다.

보조금 지원차량은 이산화탄소 배출량이 50g/km이하 및 1회 충전 주행거리가 30km이상인 조건을 동시에 충족하는 중소형 플러그인하이브리드차입니다.

기아는 니로 플러그인 하이브리드와 K5 2.0 GDI 플러그인 하이브르디가 있고 토요타의 프리우스 프라임, 현대의 쏘나타, 아이오닉이 해당됩니다. 한국지엠의 쉐보레 볼트 플러그인도 해당됩니다.

사이트에서 차대번호를 넣으면 보조금 대상 차량인지 확인할 수 있습니다. 보조금은 플러그인의 경우 500만원이 지원되는데 세제혜택은 별도입니다.

이 외에 개별소비, 교육세는 최대 130만원까지, 취, 등록세는 최대 140만원까지, 총 플러그인의 경우 770만원까지 지원이 가능합니다.

하이브리드 자동차 배터리 수명을 검색해 본 결과를 보면 환경을 생각하고 연비를 생각하여 하이브리드 차량을 구입하는 차주들은 많지만 아직 기술은 조금 더 발전해야 할 것 같은 느낌입니다. 한 번 타면 오래 타게 되는 제품이니만큼 여러 가지를 모두 고려하여 신중히 결정해야겠습니다.

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