🔬 MP4 PHEV 배터리 셀 분석 – 충·방전 실험 데이터 공개

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연구원 여러분! 안녕하세요.
이번 실험은 기아 MP4 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 에 탑재된
SK이노베이션 리튬 폴리머 셀을 대상으로 충방전 및 효율에 대해 분석해봤습니다.

이 셀은 총 13.8 kWh 팩 구성 중 단위 셀 레벨(약 38 Ah급 NCM 파우치형) 로 분리하여 시험했으며,
포터 EV에서 사용된 E600 셀과 유사한 전극 화학 구조를 가집니다.

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⚙️ 실험 구성 — 측정 장비 및 조건

항목	내용
시험 셀	SK 이노베이션 (NCM 파우치형 약 38 Ah급)
팩 정보	13.8 kWh / 360 V / 35 모듈 67 셀
시험 장비	Neware BTS 20V / 5A 충방전기
충전 프로파일	CCCV 5 A → 4.20 V 종료
방전 프로파일	CC 5 A → 2.50 V 종료
기록 간격	30 초
환경 온도	25 ± 1 °C
셀 위치	Under Cabin Area (차량 하부 팩 구조)

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⚡ 충전 특성 — CCCV 5A 곡선 분석

MP4 PHEV E556 셀의 CCCV 5A 충전 곡선 (V–Ah)

충전 초기에는 3.01 V에서 시작하여 4.20 V까지 완만히 상승하였습니다.
전압 3.55 ~ 3.85 V 구간에서 NCM 계열 양극의 활성화 평탄 구간(plateau) 이 형성되었고,
이 구간은 에너지 밀도가 가장 효율적으로 집중되는 영역으로 확인되었습니다.

전류 유지 구간 이후 CV 영역에서 전류가 점차 감소하면서 용량이 누적되었으며,
총 충전 에너지는 약 223.9 Wh 로 집계되었습니다.

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🔋 방전 특성 — CC 5A 곡선 분석

MP4 PHEV E556 셀의 CC 5A 방전 곡선 (V–Ah)

방전은 4.20 V 에서 시작하여 2.50 V에서 컷오프로 진행하였습니다.
3.75 ~ 3.85 V 구간에서 길고 안정된 평탄영역을 보였습니다.
전극 균형이 양호하고 Rint(내부저항) 상승 징후는 관찰되지 않았습니다.

총 방전 에너지는 약 219.4 Wh 로 측정되어,
라운드트립 에너지 효율은 98.0 % 수준을 기록했습니다.

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📊 충·방전 효율 분석

구분	에너지(Wh)	비고
충전 에너지	223.9	CCCV 5 A
방전 에너지	219.4	CC 5 A
라운드트립 효율	98.0 %	전류 유지 성능 양호

이 결과는 유사 용량대의 파우치형 NCM 셀 기준 으로 매우 우수한 값이며,
전류 스트레스 또는 전극 비대칭 반응은 관찰되지 않았습니다.
온도 변화도 ±0.4 °C 범위로 안정적이었습니다.

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📈 SOC–Voltage 특성

전류 적산식 기준으로 산출한 SOC 대비 전압 특성은
0 % (≈ 3.30 V) 에서 100 % (≈ 4.20 V) 까지 거의 선형에 가깝게 증가했습니다.
30 ~ 80 % 구간에서 전위 안정성이 가장 높았으며,
이는 실제 PHEV 주행 구간과 정확히 일치합니다.

SOC (%)	평균 전압 (V)	누적 용량 (Ah)
0–10	3.39	3.8
10–20	3.52	7.6
20–30	3.63	11.4
30–40	3.70	15.2
40–50	3.76	19.0
50–60	3.83	22.8
60–70	3.91	26.6
70–80	4.00	30.4
80–90	4.09	34.2
90–100	4.20	38.0

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🧩 연구원 코멘트

MP4 PHEV E556 셀은 5 A 급 충·방전 테스트에서 98 % 효율,
±0.4 °C 온도 안정성, 3.7 ~ 3.9 V 평탄구간 등 매우 양호한 특성을 보였습니다.

이는 전극 조성의 균일성과 BMS 기반 전류 제어 알고리즘이 적절히 조화된 결과로,
하이브리드 환경에서의 주행 효율 최적화에 기여하는 셀임을 입증합니다.

특히 30 ~ 80 % SOC 구간에서 전위 안정성이 높아
도심 구간 전기모드 주행 중 전압 변동 억제 효과가 뚜렷하게 확인되었습니다.

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🔬 Sensloop Lab — SKI E556 데이터 패키지

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