배터리 용량 계산 방법…Ah와 kWh로 주행거리를 어림하는 순서

배터리 용량 계산은 배터리가 담을 수 있는 에너지의 양을 전압과 전류 용량으로 구해 하나의 값으로 나타내는 일이다. 영어로는 battery capacity라고 하며, 전기차에서는 보통 kWh 단위로 적는다. 이 기사는 배터리 용량의 단위와 표시, 확인 방법, 계산기 없이 직접 계산하는 법, 그리고 그 값이 주행거리와 어떻게 이어지는지를 차례로 답한다.

배터리 용량 단위는 무엇이고 어떻게 바뀌나

용량을 나타내는 단위는 크게 두 갈래다. Ah(암페어시)와 mAh(밀리암페어시)는 전류가 얼마나 오래 흐를 수 있는지를 말하고, Wh(와트시)와 kWh(킬로와트시)는 실제로 꺼내 쓸 수 있는 에너지의 양을 말한다. 1Ah는 1000mAh이고 1kWh는 1000Wh이다. 따라서 배터리 용량 4000mAh는 4Ah와 같은 값이다.

두 갈래를 이어 주는 것이 전압이다. 에너지(Wh)는 전압(V)에 용량(Ah)을 곱해 구한다. 스마트폰 배터리 4000mAh의 공칭 전압을 3.7V로 두면 3.7×4=14.8Wh가 된다. 전압이 다른 배터리끼리는 mAh 숫자만으로 크기를 견줄 수 없는 까닭이 여기에 있다.

전기차 배터리 용량 계산과 주행거리

전기차 배터리는 셀을 직렬과 병렬로 묶어 만든다. 직렬로 이으면 전압이 올라가고 병렬로 이으면 Ah가 늘어난다. 계산 연습을 위해 팩 전압을 400V, 용량을 150Ah라고 가정하면 400×150=60,000Wh, 곧 60kWh이다. 이 숫자는 설명을 위한 가상의 값이며 실제 차량의 값이 아니다.

주행거리는 쓸 수 있는 용량에 전비를 곱해 어림한다. 전비는 전기 1kWh로 몇 km를 달리는가를 나타내는 값이다. 가상으로 60kWh를 쓸 수 있고 전비가 5km/kWh라면 약 300km가 나온다. 그러나 전비는 속도, 기온, 짐의 무게, 난방 사용, 도로 경사에 따라 달라지므로 계산값은 어림일 뿐이다. 표시된 주행거리와 체감 거리가 어긋나는 이유도 대개 여기에 있다.

표시된 용량과 실제 용량은 왜 다른가

배터리 용량 표시에는 총용량과 사용 가능 용량이 있다. 총용량은 배터리가 물리적으로 담는 에너지이고, 사용 가능 용량은 수명을 위해 여유를 남기고 차량이 실제로 열어 두는 부분이다. 주행거리를 따질 때는 사용 가능 용량을 쓰는 것이 맞으며, 표기된 값이 어느 쪽인지는 제조사 안내에서 확인해야 한다. 또 배터리는 쓸수록 담을 수 있는 양이 조금씩 줄어드는데, 이 정도를 새 배터리 대비 비율로 나타낸 것이 건강 상태, 영문으로 SOH이다. 계기판의 퍼센트는 이와 다른 충전 상태, 곧 SOC로서 그 시점에 담긴 양이 전체의 몇 %인가를 뜻하므로 두 값을 섞어 쓰면 계산이 틀어진다.

배터리 용량 확인과 측정, 흔한 오해

차량의 용량은 계기판이나 정보 화면, 제조사 앱, 정비 업체의 진단 장비로 확인한다. 작은 배터리는 배터리 용량 측정기(용량 테스터)로 일정한 전류로 끝까지 방전시키며 전류와 시간을 곱해 쌓아 Ah를 잰다. 계산기는 전압과 Ah를 넣으면 Wh를 내 주는 단순한 곱셈 도구라서 손으로 해도 결과가 같다. 전기차 팩은 고전압이므로 개인이 임의로 측정하려 하지 말고 공식 점검을 거쳐야 한다. 흔한 오해도 있다. kW는 한순간의 출력이나 충전 속도이고 kWh는 담긴 에너지의 양이라 서로 다른 값이며, kWh가 크다고 해서 언제나 더 멀리 가는 것도 아니다.

용량을 따질 때는 먼저 표기된 단위가 Ah인지 kWh인지 보고, 전압을 알면 Wh로 바꿔 같은 잣대에 놓는다. 다음으로 총용량인지 사용 가능 용량인지 확인하고, 마지막으로 전비를 곱해 주행거리를 어림한다. 차량의 정확한 용량과 전비는 제조사의 공식 제원 안내에서, 배터리의 건강 상태는 차량 정보 화면이나 공식 점검에서 확인하면 된다.

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