충전 손실, 결제한 kWh와 배터리에 들어간 kWh가 다른 이유와 내 차 손실률 계산법
급속충전을 끝내고 영수증을 보면 50kWh가 찍혀 있는데, 잔량은 그만큼 오르지 않은 것 같은 날이 있습니다. 착각이 아니라 실제로 차이가 나는 경우가 많아요. 충전기에서 나간 전기가 전부 배터리 셀에 저장되지는 않기 때문입니다. 이 차이를 흔히 충전 손실이라고 부르는데, 몇 퍼센트라고 딱 잘라 말하는 글이 많지만 차종·충전 방식·기온에 따라 달라서 공식적으로 정해진 숫자는 없습니다. 대신 내 차의 손실률은 영수증 하나와 계기판만 있으면 직접 구할 수 있어요.
전기가 배터리까지 가는 동안 새는 곳
완속충전기나 휴대용 충전기는 교류(AC)를 차에 보냅니다. 배터리는 직류(DC)만 저장할 수 있으니, 차 안의 탑재형 충전기(OBC)가 교류를 직류로 바꾸는데 이 변환에서 일부가 열로 빠져나가요. 케이블과 커넥터를 지나는 동안의 저항 손실도 조금 있습니다.
또 하나는 충전하는 동안 차가 스스로 쓰는 전기입니다. 충전 중에도 배터리 관리 시스템이 켜져 있고, 셀 온도를 맞추려고 냉각수 펌프나 히터가 돌기도 하며, 12V 보조배터리 쪽 전장품도 전기를 씁니다. 충전기 입장에서는 모두 “차에 보낸 전기”라 결제 금액에 들어가지만, 배터리 잔량으로는 남지 않아요.
급속충전기는 변환을 충전기 쪽에서 끝내고 직류를 바로 보냅니다. 차 안 변환 단계가 없는 대신 아주 큰 전류가 흐르니 케이블과 배터리 내부의 발열이 커지고, 배터리를 식히는 데 전기가 들어가요. 충전기 안 변환 손실이 결제 kWh에 포함되는지는 그 충전기가 어느 지점에서 전력량을 재느냐에 따라 달라서, 충전기마다 일반화하기 어렵습니다.
완속이 느릴수록 손실 비율이 커지는 구조
충전 중 차가 스스로 쓰는 전기는 대체로 충전 속도와 관계없이 시간에 비례합니다. 시스템이 켜져 있는 시간이 길수록 그 몫이 늘어나는 거죠. 그래서 같은 양을 넣어도 천천히 넣을수록 손실 비율이 커지는 경향이 있습니다.
숫자로 보면 감이 옵니다. 같은 30kWh를 넣는다고 할 때 7kW 완속은 약 4.3시간, 220V 휴대용 충전기를 12A(2.64kW)로 설정하면 약 11.4시간이 걸립니다. 차가 충전 중에 쓰는 고정 전력이 같다면 휴대용 쪽은 그 몫이 2.65배(7 ÷ 2.64)로 늘어나요. 휴대용 충전기 전류를 6A로 낮추면 22.7시간, 고정 소비 몫은 다시 두 배가 되고요. 휴대용 충전기의 전류 설정과 속도는 휴대용 충전기 글에서 따로 계산했습니다.
급속은 반대입니다. 100kW로 30kWh를 넣으면 18분이라 고정 소비 몫은 아주 작아지지만, 대신 발열과 냉각 쪽 손실이 커집니다. 어느 쪽이 더 손해인지는 차종과 상황에 따라 다르니, 아래 방법으로 내 차를 직접 재 보는 게 가장 확실해요.
추운 날에는 배터리를 데우는 데 전기가 들어간다
겨울에 손실이 커지는 가장 큰 이유는 배터리 온도입니다. 셀이 차가우면 차가 충전 전력을 받기 전에, 혹은 받으면서 배터리를 데우는 데 전기를 씁니다. 현대차 취급설명서의 전기차 특화 기능 설정 항목도 배터리 컨디셔닝 모드에 대해 “배터리 온도를 높이기 위해 충전된 전력을 사용하므로 주행 가능 거리가 짧아질 수 있다”고 적고 있어요. 데우는 데 쓴 전기는 영수증에는 찍히고 잔량에는 남지 않습니다.
같은 설명서는 배터리 컨디셔닝 모드에서 급속충전소를 목적지로 설정하면 도착할 때 배터리 온도가 충전에 맞춰져 충전 시간을 줄일 수 있다고 안내합니다. 이렇게 주행 중에 데워 두면 그 전기는 충전 영수증이 아니라 주행 중 소비로 잡히는 셈이에요. 손실이 사라진다기보다 계산되는 자리가 바뀌는 겁니다. 겨울 주행거리 자체가 줄어드는 원리는 겨울철 주행거리 글에서 다뤘습니다.
영수증과 계기판으로 내 손실률 구하기
필요한 숫자는 세 개입니다. 충전기 영수증이나 앱 이력에 찍힌 충전량(kWh), 충전 전과 후의 배터리 잔량(%), 그리고 내 차의 배터리 용량이에요. 공식은 이렇습니다.
손실률 = 1 − (배터리 용량 × 잔량 증가분) ÷ 결제한 충전량
예를 들어 보겠습니다. 무공해차 통합누리집에 배터리 용량이 83.6kWh로 실린 더 뉴 아이오닉5 2WD 롱레인지로 잔량 25%에서 80%까지 급속충전했고, 영수증에는 50.0kWh가 찍혔다고 하죠(설명을 위해 정한 숫자입니다). 배터리에 들어간 양은 83.6 × 0.55 = 46.0kWh이고, 손실률은 1 − 46.0 ÷ 50.0 = 8.0%가 됩니다. 이 충전을 50~100kW급 공공 급속(325.6원/kWh)에서 했다면 결제액 16,280원 가운데 4.0kWh, 약 1,300원어치가 배터리에 남지 않은 몫이에요.
같은 계산을 몇 번 반복해 기록하면 패턴이 보입니다. 여름 급속, 겨울 급속, 아파트 완속처럼 상황별로 나눠 두면 “우리 차는 추운 날 급속에서 손실이 커진다” 같은 결론을 내 숫자로 얻을 수 있어요.
계산이 틀어지는 지점
첫째는 배터리 용량입니다. 제원표에 적힌 용량이 셀 전체 용량인지, 실제로 쓸 수 있는 용량인지는 제조사마다 표기가 달라요. 차는 수명 보호를 위해 위아래로 여유분을 남겨 두는데, 공개 용량이 그 여유분까지 포함한 값이라면 계산 결과의 손실률이 실제보다 작게 나옵니다. 내 차 용량이 어느 쪽 기준인지 확실하지 않다면 절대값보다는 같은 차로 잰 결과끼리 비교하는 데 쓰는 편이 안전합니다.
둘째는 잔량 표시의 반올림이에요. 계기판이 1% 단위로만 보여 준다면 83.6kWh 배터리에서 1%는 0.84kWh입니다. 위 예시에서 실제 증가분이 55%가 아니라 54%였다면 손실률은 9.7%로 바뀌어요. 그래서 잔량 변화가 작은 충전(예: 70→80%)으로 재면 오차가 커지고, 20%대에서 80%대처럼 넓은 구간으로 잴수록 결과가 안정됩니다.
셋째는 충전 중에 켠 공조입니다. 기다리는 동안 에어컨이나 히터를 틀면 그 전기도 충전기에서 끌어오니 손실처럼 잡혀요. 순수한 충전 손실을 보고 싶다면 그 회차만큼은 공조를 끄고 재고, 충전 직후 바로 잔량을 읽어 기록하세요.
충전비 계산에 손실을 반영하는 법
이 사이트의 차종별 전비는 상온 인증 주행거리를 배터리 용량으로 나눈 값입니다. 배터리에 든 1kWh로 몇 km를 가느냐에 가까운 숫자라, 충전기에서 결제하는 kWh 기준으로 비용을 따질 때는 손실만큼을 더 얹어야 해요. 결제할 충전량 = 배터리에 필요한 양 ÷ (1 − 손실률)입니다.
위에서 구한 8.0%를 그대로 쓰면, 한 달에 배터리 기준 250kWh가 필요한 사람은 250 ÷ 0.92 = 약 271.7kWh를 결제하게 됩니다. 공공 완속(295.0원/kWh)이면 73,750원이 아니라 약 80,200원, 100~200kW 급속(348.4원/kWh)이면 87,100원이 아니라 약 94,700원이에요. 100km당 충전비를 차종별로 계산한 충전요금 가이드의 표는 손실을 빼고 계산한 값이니, 내 손실률을 알고 있다면 거기에 1 ÷ (1 − 손실률)을 곱해 읽으면 됩니다.
손실을 줄이는 방법도 결국 위 원리에서 나옵니다. 휴대용 충전기를 낮은 전류로 오래 쓰는 것보다 완속충전기를 쓰는 편이 고정 소비 몫이 작고, 겨울에는 주행 직후 배터리가 따뜻할 때 꽂는 편이 데우는 전기를 덜 씁니다. 충전 중 공조를 꼭 써야 하는 날이 아니라면 꺼 두는 것도 작지만 확실한 차이예요.