전기차는 환경친화적이고 경제적인 이동수단으로 점점 더 많은 사람들이 선택하고 있습니다 . 전기차의 핵심 부품 중 하나는 바로 충전기입니다 . 전기차 충전기는 전기차의 배터리를 충전하는 장치로 , 전기차의 주행 가능 거리와 충전 시간에 큰 영향을 미칩니다 . 전기차 충전기는 어떻게 설계되고 , 어떤 기준과 규격을 따르고 , 어떤 기능과 역할을 하는지 알아보겠습니다 . 또한 , 전기차 충전기 설계에 관여되는 국내 상장기업들을 소개하고 , 그들의 비전과 전략을 살펴보겠습니다 .
전기차 충전기 설계란 ?
전기차 충전기는 전기차의 배터리를 충전하는 장치로 , 전기차의 주행 가능 거리와 충전 시간에 큰 영향을 미칩니다 . 전기차 충전기 설계는 전기차 충전기의 구조 , 외관 , 기능 , 규격 등을 결정하는 활동입니다 . 전기차 충전기 설계는 전기차의 종류 , 충전 방식 , 충전 표준 , 충전 인프라 , 안전 규정 , 에너지 효율 , 사용자 편의성 등을 고려해야 합니다 .
전기차 충전기 설계의 개념과 원리 , 역할
전기차 충전기 설계의 개념은 전기차 충전기의 목적과 기능을 정의하고 , 전기차 충전기의 구조와 외관을 계획하고 , 전기차 충전기의 성능과 안전성을 검증하고 , 전기차 충전기의 표준과 인증을 준수하는 과정입니다 . 전기차 충전기 설계의 원리는 전기차 충전기의 전력 변환 , 제어 , 통신 , 인터페이스 , 케이블 관리 , 보호 , 쿨링 등의 기술적 원리를 적용하고 , 전기차 충전기의 전기적 , 기계적 , 열적 , 환경적 요구사항을 만족하는 원리입니다 . 전기차 충전기 설계의 역할은 전기차 충전기의 품질과 신뢰성을 높이고 , 전기차 충전기의 비용과 에너지 소비를 줄이고 , 전기차 충전기의 사용자 만족도와 시장 점유율을 증가시키는 역할입니다 .
전기차 충전기의 종류와 충전 방식
전기차 충전기는 크게 완속 충전기와 급속 충전기로 나눌 수 있습니다 . 완속 충전기는 일반 가정용 콘센트에서 사용할 수 있는 단상 220V 전원을 이용해 전기차를 충전하는 장치로 , 충전 시간은 4~5 시간 정도 소요됩니다 . 급속 충전기는 고전압의 3 상 44 선식 전원을 이용해 전기차를 충전하는 장치로 , 충전 시간은 30 분 내외로 단축됩니다 .
전기차 충전기의 충전 방식은 교류 (AC) 충전과 직류 (DC) 충전으로 구분할 수 있습니다 . 교류 충전은 전기차에 탑재된 온보드 충전기 (OBC) 가 교류 전류를 직류 전류로 변환해 배터리에 충전하는 방식입니다 . 직류 충전은 충전기가 교류 전류를 직류 전류로 변환해 배터리에 직접 충전하는 방식입니다 . 교류 충전은 전력 변환 과정이 복잡하고 , 온보드 충전기의 용량에 제한이 있어 충전 속도가 느립니다 . 직류 충전은 전력 변환 과정이 간단하고 , 충전기의 용량에 따라 충전 속도를 높일 수 있습니다 .
전기차 충전기의 충전 표준과 인증 마크
전기차 충전기는 전기차와 충전기 사이의 연결 방식과 통신 방식에 따라 다양한 충전 표준이 존재합니다 . 대표적인 충전 표준으로는 CHAdeMO, CCS, GB/T, Tesla 등이 있습니다 . CHAdeMO 는 일본에서 개발된 직류 급속 충전 표준으로 , CAN 통신을 사용하고 , V2G 기능을 지원합니다 . CCS 는 유럽과 미국에서 개발된 교류 / 직류 충전 표준으로 , PLC 통신을 사용하고 , V2G 기능을 개발 중입니다 . GB/T 는 중국에서 개발된 교류 / 직류 충전 표준으로 , CAN 통신을 사용하고 , V2G 기능을 개발 중입니다 . Tesla 는 미국의 전기차 제조사인 테슬라가 개발한 직류 급속 충전 표준으로 , CAN 통신을 사용하고 , V2G 기능을 지원하지 않습니다 .
전기차 충전기는 안전하고 신뢰할 수 있는 제품임을 인증받기 위해 다양한 인증 마크를 획득해야 합니다 . 대표적인 인증 마크로는 CE, UL, KC, PSE 등이 있습니다 . CE 는 유럽 연합 (EU) 에서 요구하는 안전 및 환경 규정을 준수함을 나타내는 인증 마크입니다 . UL 은 미국에서 요구하는 안전 및 환경 규정을 준수함을 나타내는 인증 마크입니다 . KC 는 한국에서 요구하는 안전 및 환경 규정을 준수함을 나타내는 인증 마크입니다 . PSE 는 일본에서 요구하는 안전 및 환경 규정을 준수함을 나타내는 인증 마크입니다 .
전기차 충전기의 구조 , 외관 , 기능 , 규격
전기차 충전기의 구조는 크게 전력 변환 장치 , 제어 장치 , 통신 장치 , 인터페이스 장치 , 케이블 관리 장치 , 보호 장치 , 쿨링 장치 등으로 구성됩니다 . 전력 변환 장치는 전기차 충전에 필요한 전압과 전류를 생성하고 , 제어 장치는 충전 상태와 충전량을 관리하고 , 통신 장치는 전기차와 충전기 사이의 데이터를 송수신하고 , 인터페이스 장치는 사용자와 충전기 사이의 상호작용을 제공하고 , 케이블 관리 장치는 충전 케이블의 이동과 수납을 돕고 , 보호 장치는 과전류 , 과전압 , 과열 , 접지 누설 등의 위험을 방지하고 , 쿨링 장치는 충전기의 온도를 조절합니다 .
전기차 충전기의 외관은 충전기의 형태 , 크기 , 색상 , 재질 , 디자인 등을 결정합니다 . 충전기의 형태는 벽면형 , 스탠드형 , 휴대용형 등이 있으며 , 충전기의 크기는 충전기의 용량과 설치 공간에 따라 달라집니다 . 충전기의 색상은 충전기의 브랜드와 인식도를 높이는 역할을 하며 , 충전기의 재질은 충전기의 내구성과 보호성을 결정합니다 . 충전기의 디자인은 충전기의 심미성과 사용성을 고려해야 합니다 .
전기차 충전기의 기능은 충전기의 성능 , 안전성 , 편의성 , 호환성 등을 결정합니다 . 충전기의 성능은 충전기의 용량 , 효율 , 정확도 , 신뢰도 등을 평가하는 요소입니다 . 충전기의 안전성은 충전기의 보호 기능 , 절연 기능 , 인증 기능 등을 평가하는 요소입니다 . 충전기의 편의성은 충전기의 인터페이스 , 케이블 관리 , 충전 예약 , 충전 결제 , 충전 정보 등을 평가하는 요소입니다 . 충전기의 호환성은 충전기의 충전 표준 , 충전 커넥터 , 충전 소켓 , 충전 통신 등을 평가하는 요소입니다 .
전기차 충전기의 규격은 충전기의 전기적 , 기계적 , 열적 , 환경적 요구사항을 만족하는 규격입니다 . 전기적 규격은 충전기의 입력 전압 , 출력 전압 , 출력 전류 , 출력 주파수 , 출력 용량 , 전력 인자 , 효율 , 정확도 , 안정도 등을 규정합니다 . 기계적 규격은 충전기의 크기 , 무게 , 재질 , 색상 , 형태 , 커넥터 , 소켓 , 디스플레이 , 버튼 , 라벨 , 인증 마크 등을 규정합니다 . 열적 규격은 충전기의 작동 온도 , 보관 온도 , 습도 , 방열 방식 , 쿨링 팬 , 열 보호 장치 등을 규정합니다 . 환경적 규격은 충전기의 방수 , 방진 , 방진 , 방화 , 내충격 , 내부식 , 내염 , 내자외선 , 내전자파 , 내소음, 내진동 , 내정전기 등을 규정합니다 . 전기차 충전기의 규격은 국가별 , 지역별 , 산업별로 다양한 표준이 존재합니다 . 예를 들어 , 국제전기표준회의 (IEC) 는 전기차 충전기의 국제 표준으로 IEC 61851, IEC 62196, IEC 62955 등을 제정하고 있습니다 . 미국에서는 전기차 충전기의 국가 표준으로 SAE J1772, SAE J3068, SAE J2953 등을 제정하고 있습니다 . 유럽에서는 전기차 충전기의 지역 표준으로 EN 61851, EN 62196, EN 62955 등을 제정하고 있습니다 . 한국에서는 전기차 충전기의 산업 표준으로 KS C IEC 61851, KS C IEC 62196, KS C IEC 62955 등을 제정하고 있습니다 . 전기차 충전기의 규격은 충전기의 성능 , 안전성 , 편의성 , 호환성 등을 보장하고 , 충전기의 품질과 신뢰성을 높이고 , 충전기의 비용과 에너지 소비를 줄이고 , 충전기의 사용자 만족도와 시장 점유율을 증가시키는 역할을 합니다 .
전기차충전기설계관련회사
한국전력공사 (Kepco): 전기차 충전기의 표준화 , 인증 , 인프라 구축 , 서비스 제공 등의 분야에서 활동하는 대형주입니다.
에코프로비엠 (HLB Power): 전기차 충전기의 파워모듈과 배터리를 제조하는 회사입니다 .
에코프로 (HLB Life Science): 전기차 충전기의 파워모듈과 배터리를 제조하는 회사입니다 .
에스엘 (SL): 전기차 충전기의 커넥터 , 소켓 , 디스플레이 등을 제조하는 중소형주입니다 .