AI로 전기차 배터리 수명 23% 늘어…급속충전=수명 단축 공식 깨졌다

AI로 급속충전 전류를 제어해 배터리 수명을 약 23% 늘리는데 성공했다. [사진: 셔터스톡]

[디지털투데이 유승아 인턴기자] 전기차(EV) 급속충전 시 인공지능(AI)으로 전류를 제어하면 배터리 수명을 최대 23% 연장할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

13일(현지시간) 전기차 전문매체 인사이드EVs는 스웨덴 찰머스공과대학교 연구진이 IEEE에 게재한 논문을 인용해, AI 기반 충전 제어 방식이 배터리 열화를 늦추는 데 효과적임을 확인했다고 보도했다.

핵심은 배터리관리시스템(BMS)에 강화학습을 적용한 것이다. 연구진은 급속충전 중 배터리의 화학적 특성과 열화 상태에 맞춰 전류와 전압을 실시간으로 조정하도록 시스템을 설계했다. 배터리가 노화될수록 음극·양극·전해질에 가해지는 부담을 줄이는 방향으로 충전 조건을 바꾸는 구조다.
연구진은 논문에서 이번 연구가 배터리 전 수명 주기에 걸친 급속충전 문제를 처음으로 체계적으로 정의했다고 밝혔다. 또 제안한 방식이 "703회 상당의 완전 충방전 사이클"을 달성해 기존 방식 대비 22.9% 개선됐다고 덧붙였다.

전기차 배터리는 수년간 사용할 수 있도록 설계되지만, 급속충전을 반복하면 노화가 빨라진다. 고출력 충전은 셀 내부 부품에 부하를 주고, 경우에 따라 리튬이 음극 표면에 쌓이는 리튬 도금 현상을 유발해 배터리 성능 저하로 이어진다. AI 기반 BMS는 이러한 부담을 최소화하는 데 초점을 뒀다.

연구진은 충전 속도를 희생해 수명을 늘리는 방식이 아님을 강조했다. 논문 저자들은 "충전 효율은 유지하면서도 배터리 수명을 크게 늘릴 수 있으며, 충전 속도를 희생하지 않고도 수명 개선이 가능함을 보여준다"라고 밝혔다.

배터리 수명 23% 증가는 전기차 사용 기간에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 수치다. 테슬라 배터리 수명이 사용 방식과 충전 패턴에 따라 30만~50만마일(약 48만~80만km)로 추정된다는 점에 비추면, 이번 개선 효과는 수만 마일 이상의 추가 주행거리로 이어질 수 있다. 다만 연구진은 이 같은 효과를 실제 주행거리가 아닌 충방전 사이클 기준으로 설명했다.

이번 결과는 아직 시뮬레이션 단계라는 점에서 한계가 있다. 실제 차량용 배터리 팩으로 검증된 결과가 아닌 만큼, 상용화 여부는 실차 환경에서 동일한 성능을 재현할 수 있는지에 달려 있다.
그럼에도 실제 적용이 이뤄질 경우 파급력은 상당할 것으로 보인다. 급속충전에 의존하는 운전자는 배터리 교체 시점을 늦출 수 있고, 배터리 보증 정책과 중고 전기차 가치에도 영향을 미칠 수 있다. 배터리 수명 연장은 원재료 수요와 제조 부담을 줄이는 환경적 효과도 기대할 수 있다.

이번 연구는 전기차 배터리 경쟁이 에너지 밀도와 충전 속도를 넘어 장기 수명과 열화 관리로 확장되고 있음을 보여준다. 앞으로 주목할 점은 AI 기반 충전 제어가 실제 차량용 BMS에 탑재돼 실도로 환경에서도 동일한 수명 개선 효과를 입증할 수 있느냐다.