저온이 전기차 주행 거리에 미치는 영향

배터리 전기차의 주요 단점 중 하나는 내연기관 차량에 비해 저온에서 주행 거리가 급격히 감소한다는 점이다. 이러한 주행 거리 감소의 주된 원인은 두 가지 요소에 있다. 첫째, 실내 난방을 위한 에너지 수요는 차량의 배터리로 공급되어야 하며, 이는 파워트레인에서 사용할 수 있는 폐열이 적기 때문이다. 둘째, 저온에서의 제한된 회수 능력은 배터리를 가속 노화로부터 보호하기 위해 필요하지만, 이는 궁극적으로 에너지 재생을 줄이는 결과를 초래한다. 본 논문은 배터리 전기차의 주행 거리에서 두 가지 요소가 미치는 영향을 개별적으로 분석한다. 추가적으로, 본 논문은 전자열 회수 시스템의 구현을 위한 기술적 요구사항을 제공한다. 이러한 시스템은 춥고 배터리 충전이 제한된 조건에서 난방을 위해 재생 가능한 에너지를 직접 사용할 수 있도록 하여 앞서 언급한 두 요소가 주행 거리에 미치는 영향을 줄일 가능성이 있다. 제시된 분석은 BMW i3 및 Tesla Model 3 데이터 세트를 기반으로 하며, 이는 뮌헨 및 그 주변에서 다양한 환경 조건에서 125회 이상의 주행을 포함한다. 결과는 난방으로 인해 주행 거리가 최대 31.9%까지 감소할 수 있으며, 제한된 회수로 인해 최대 21.7%까지 감소할 수 있음을 보여준다. 이는 차가운 조건에서 약 50%의 최대 주행 거리 감소를 초래한다. 또한, 밀리초 단위의 짧은 반응 시간을 가진 히터와 20 kW의 전력 용량이 전자열 회수 시스템이 재생 가능한 제동 잠재력을 직접 난방에 활용할 수 있도록 하는 데 충분하다고 발견되었다.