전기차를 3분20초만에 충전했다

GIST, 초고속 케이블 냉각 기술 개발
전기차충전 케이블 고발열 문제 해결
세계 가장 빠른 충전기보다 2배 빨라

광주과학기술원(GIST) 기계로봇공학부 이승현 교수(왼쪽)가 정해인 박사과정생과 함께 새 기술이 적용된 전기차 충전기 케이블을 모니터링하고 있다. GIST 제공

[파이낸셜뉴스] 광주과학기술원(GIST)은 기계로봇공학부 이승현 교수팀이 전기차 충전시간을 3분 20초만에 끝내는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 이 기술은 전기차 충전기의 케이블을 효율적으로 냉각해 시간을 단축시킨다.

GIST는 이를 통해 전기차 충전 시스템 뿐만아니라 초저온 냉각 케이블, 고속열차, 모노레일, 송전선 등 고전류를 전송하는 다양한 분야에 활용될 수 있으며, 원자로, 석유 및 천연가스 시추시설 등 고온의 중심축이 통과하는 환형관 구조를 가진 장치에도 응용될 수 있을 것으로 보고 있다.

연구진은 이 기술로 만든 전기차 충전기를 테스트했다. 테슬라 모델S나 기아 EV9에 쓰이는 100㎾h 전기차 배터리를 80%까지 충전하는 데 3분 20초 소요됐다.

이는 세계에서 가장 빠른 상업용 전기차 충전기 중 하나로 알려진 스위스 후버앤수너사의 충전기보다 2배 빠르다.

연구진에 따르면 전기차 배터리 충전시간이 긴 이유는 두가지. 첫째, 열전도도가 낮은 충전 케이블의 절연 피복이 열을 잘 전달하지 못해 내부 열을 외부로 방출하는 데 한계가 있다는 점이며, 둘째로는 급속 충전 시 발생하는 과도한 열을 효과적으로 냉각하지 못하기 때문이다.

연구진은 전기차 충전기 케이블을 냉각하기 위해 수평으로 배열된 고리 모양의 관 구조를 사용했으며, 그 안에 절연 역할을 하는 유체를 채워 열을 효과적으로 방출시켰다. 이때 케이블 표면 온도가 80도 이하로 안전하게 유지되는 것을 확인했다.

이 과정에서 발열 케이블 표면에 기포 생성을 촉진해 더 효율적인 열전달을 가능하게 했으며, 이를 통해 과열이나 고장을 방지할 수 있었다.

즉 유체가 끓으면 기체로 변하면서 열을 흡수하는 원리를 이용했다. 케이블에서 발생하는 열을 빠르게 흡수하고 방출하는 효과다.

이승현 교수는 "이 기술은 전기차 충전 시간을 크게 단축할 수 있는 기술적 토대를 마련했다는 점에서 전기차 사용의 편의성을 획기적으로 향상시킬 것"이라고 말했다.

[e-mail] 김만기 기자