차가운 겨울에는 사람들에게도 냉기가 불편한 것처럼 전기차 소유주들에게도 좋지 않은 영향을 미친다. 시카고 근처의 테슬라 소유주들은 이 겨울에 전기차 배터리의 저온 문제로 인해 많은 사고를 겪었다. 저온으로 인해 많은 운전자들이 고장난 차량에 갇혔거나, 배터리가 길게 충전되길 기다려야 했다.
그러나 현재 노스이스턴 대학교의 배터리 전문가인 준어 주 박사와 홍위 선 박사는 이와 같은 사고를 미래에 방지하고자 연구를 진행하고 있다. 준어 주 박사는 배터리가 극한 저온에 노출되었을 때 어떤 일이 일어나는지 연구하고, 배터리 온도를 조절하는 온도 관리 시스템을 개발하고 있다.
”배터리를 올바른 온도로 유지하는 것은 이 연구 분야에서 모두에게 큰 도전입니다,” 준어 주 박사는 말한다. “추운 날씨는 실제로 배터리에 매우 좋지 않습니다.”
준어 주 박사는 노스이스턴 대학교의 기계 및 산업공학부 조교수이자 배터리 지속 가능성 센터의 공동 창립자 겸 이사입니다. 그는 극한 날씨에서 배터리의 성능을 연구하고 있으며, 배터리를 실제 -70도 섭씨와 같은 기온까지 노출시킬 수 있는 장비를 보유하고 있다. 이는 화성 여행과 같은 외계 환경에서 더 낮은 온도의 배터리 시스템이 필요한 경우에 중요하게 사용될 것이다.
준어 주 박사는 리튬 이온 배터리의 기본 원리와 추운 날씨에서 어떻게 작동하는지 설명했다.
이러한 배터리에서는 리튬 이온이 음극과 양극에 이동하며 이온은 전해질로 분리되어 있으며, 각각 전기 회로에 연결되어 있다. 이동 과정에서 전자가 생성된다. 배터리가 방전되는 경우, 리튬 이온은 음극에서 양극으로 이동하고 전자는 연결된 회로를 통해 이동하여 장치를 구동한다. 배터리가 충전되는 경우, 리튬 이온은 반대 방향으로 이동하여 배터리를 재충전한다.
하지만 추운 날씨에서는 이온들이 움직이지 않을 수 있다고 준어 주 박사는 말한다.
또한, 만약 리튬 이온에 습득한 전자가 움직일 수 없다면, 부작용적인 화학 반응이 발생할 수 있다고 준어 주 박사는 설명한다. 이 부작용 반응은 ‘도금’이라고 불리며 리튬 이온이 금속으로 변하게 될 수 있다. 이 도금은 배터리를 관통하고 화재를 유발할 수 있는데, 이는 “거의 되돌릴 수 없습니다”, 준어 주 박사는 양산되는 리튬 이온의 양을 줄일 수 있기 때문에 도금이다.
준어 주 박사의 연구는 도금 과정에 초점을 맞추고 있는데, 이는 그것이 어떻게 일어나는지와 그것을 감지하는 방법 등을 연구하는 것이다.
“이것은 정말 큰 도전이라고 생각합니다,” 준어 주 박사는 말한다.
준어 주 박사는 냉기 환경의 근접 전원 발전시설 또는 화성이나 우주 상에서 장비를 구동하려는 경우에는 이러한 연구가 필수적이며, 전기차와 같은 차량 운전자들도 추운 날씨에서 무엇을 할 수 있는지 묻는다면 그들이 차고에 주차하는 것이 최선의 해결책일 것이라고 말한다. 그러나 “우리는 새로운 배터리 관리 기술의 개발로 인해 극한 조건에서도 배터리를 편안하게 사용할 수 있다는 점에 낙관적입니다.”
기사 요약:
이 기사는 추운 겨울에 전기차 소유주들이 배터리의 저온 문제로 인해 겪는 어려움에 대해 다루고 있습니다. 그러나 노스이스턴 대학교의 배터리 전문가인 준어 주 박사와 홍위 선 박사는 배터리 온도 관리 시스템을 개발하여 이러한 문제를 해결하고자 노력하고 있습니다. 이 기사에서는 배터리의 기본 원리, 리튬 이온 배터리의 동작 방식, 추운 날씨에서의 문제, 그리고 준어 주 박사의 연구에 대한 내용을 다루고 있습니다.
주요 질문:
1. 어떤 이유로 추운 날씨에서 전기차의 배터리가 저온 문제를 겪을까요?
2. 배터리 온도 관리 시스템은 왜 중요한가요?
3. 리튬 이온 배터리의 동작 원리는 무엇인가요?
4. 추운 날씨에서는 리튬 이온의 움직임이 제한될 수 있나요?
5. 도금이란 무엇인가요? 도금이 발생한다면 어떤 문제가 발생하나요?
6. 노스이스턴 대학교의 연구는 어느 측면에 초점을 맞추고 있나요?
7. 전기차 소유주들은 추운 날씨에서 어떻게 대처해야 하나요?
키워드 정의:
– 배터리 온도 관리 시스템: 배터리의 온도를 적절히 유지하고 관리하는 시스템입니다. 배터리의 온도가 너무 높거나 낮으면 배터리 성능에 영향을 줄 수 있으며, 적절한 온도 조절은 배터리 수명과 성능을 향상시킬 수 있습니다.
– 리튬 이온 배터리: 전기 에너지를 저장하고 공급하기 위해 리튬 이온들을 사용하는 배터리입니다. 리튬 이온 배터리는 경량화, 고효율, 장기간 보존 등의 장점을 갖고 있어 전기차와 같은 분야에서 널리 사용됩니다.
관련 링크:
1. 노스이스턴 대학교
2. 배터리 지속 가능성 센터