"충전도 주유처럼"…전기차 충전시간 3분 20초 이내로 단축 가능

광주과학기술원 이승현 교수 연구팀

혁신적 충전 케이블 냉각 기술 개발

충전 중 발생하는 고발열 문제 해결

GIST 기계공학부 노현석(왼쪽부터) 석사과정생, 이승현 교수, 정해인 박사과정생. 사진 제공=GIST

광주과학기술원(GIST)은 기계로봇공학부 이승현 교수 연구팀이 고성능 전기차 배터리 충전 시간을 내연기관 차량의 주유 시간인 3분 20초 이내로 단축할 수 있는 혁신적인 충전 케이블 냉각 기술을 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.

이 기술은 전기차 충전 시스템 뿐만 아니라, 초저온 냉각 케이블, 고속열차, 모노레일, 송전선 등 고전류를 전송하는 다양한 분야에 활용될 수 있으며 원자로, 석유와 천연가스 시추시설 등 고온의 중심축이 통과하는 환형관 구조를 가진 장치에도 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

전기차 급속 충전 시 절연유체를 활용한 과냉각 비등유동 냉각 컨셉 이미지. 사진 제공=GIST

급속 충전을 하더라도 30분 이상 걸린다는 점이 전기차 사용의 불편 요인으로 남아 있는데 이렇게 긴 충전 시간이 필요한 이유는 크게 두 가지다. 열전도도가 낮은 충전 케이블의 절연 피복이 열을 잘 전달하지 못해 내부 열을 외부로 방출하는 데 한계가 있다는 것과 급속 충전 시 발생하는 과도한 열을 효과적으로 냉각하지 못해 충전 시간이 길어진다는 것이다.

이를 해결하기 위해 연구팀은 급속 충전 조건에서의 냉각 루프를 활용하고, 수평 환형관 구조에서 절연유체를 사용해 발열 케이블을 효율적으로 냉각하는 방법을 실험으로 검증했다.

이승현 교수는 “이번 연구 성과는 전기차 충전 시간을 크게 단축할 수 있는 기술적 토대를 마련했다는 점에서 전기차 사용의 편의성을 획기적으로 향상 시킬 것으로 기대된다”고 말했다.

한편 이번 연구는 GIST 기계공학부 이승현 교수의 지도하에 정해인 박사과정생과 노현석 석사과정생이 수행했으며, 한국전력공사 전력연구원의 지원과 과학기술정보통신부 중견연구사업의 지원을 받았다.