고속충전기

개요

고속충전기는 한전 AC전원을 DC변환 또는 신재생에너지 DC전원을 DC/DC로 변환하여 자동차에 장착된 배터리에 필요전력을 충전한다. 충전기에서 배터리로 직접 직류 전력을 공급해 충전하는 방식으로, 국내는 50kW급 성능의 급속 충전기를 주로 사용한다. 정류기 및 DC/DC 컨버터가 외부 충전시스템에 분리되어 충전속도가 빠른데 전기차의 배터리 용량에 따라 차이가 있지만, 일반적으로 1시간 이내로 80%까지 충전할 수 있다. 차종에 따라 DC 콤보, 차데모 규격을 범용으로 사용한다.

특징

고속충전기는 전기자동차에 장착된 배터리를 충전장치에 거치지 않고 직류 고전압을 이용하여 고출력으로 직접 충전하는 충전기이고 차량 밖에 설치된 고속충전기를 통해 충전한다. 방식은 DC차데모, DC콤보, AC 3상 방식이 있다. 국내 표준은 DC콤보를 사용하고 있다. 대용량 에너지저장장치로 부터 전기에너지를 공급받는 DC-DC 페스트 차지, 태양광을 이용한 PV연계 페스트 차지, 하이브리드 페스트 차지, 양방향 전력변환기술 V2G페스트 차지 등이 개발되었다. 고속충전기는 주로 50KW급 충전기가 사용되고, 전기차 배터리 용량이 늘어남에 따라 최근에는 100KW급 이상의 충전기가 상용화 되고 있다. 대전류를 변환하기 위해서는 컨버터가 필요하기 때문에 고속충전기의 크기는 다른 충전기에 비해 매우 크다. 50KW급 고속충전기는 64KW배터리를 80%까지 충전하는데 1시간이 걸리지 않는다. 매우 많은 양의 전기에너지를 빠른시간안에 주입하기 때문에 배터리 손상이 될수있어 80%만 충전을 한다. 80% 충전을 하고 전압은 유지하고 전류량을 줄여서 배터리 부하를 감소시키고 보호한다. 그때는 완속 충전과 비슷한 수준으로 느려진다. 이처럼 고속충전기는 배터리 손상을 막기위한 보호 설계가 되어 있지만 고속충전기만 사용할 경우 배터리 셀 열화의 원인이 될 가능성이 있다.

종류

슈퍼차저

테슬라의 슈퍼차저는 테슬라의 데스티네이션 차저와 함께 설치한 테슬라 전기자동차 전용 전기충전소이다. 슈퍼차저는 테슬라 전기자동차 전용 고속충전기이고 데스티네이션 차저는 테슬라 전기자동차 전용 완속충전기이다. 슈퍼차저는 테슬라가 전기자동차 확산을 위해 개발한 태양광 기반의 전기충전소이다. 보통 125KW급 충전설비로 충전소마다 5핀포트인 북미형과 7핀포트인 유렵형이 혼재되어 있었으나 국내에서는 2020년부터 전부 북미형으로 교체하고 있다. 슈퍼차저는 급속으로 전력을 공급하여 배터리가 완충상태에 가까워 지면 충전 속도를 점점 낮춘다. 차량이 목적지까지 주행하기에 충분할 만큼 충전이 되면 사용자에게 자동으로 알려주고 테슬라 애플리케이션을 통해서 계기판에 충전 과정을 확인할 수 있다. 슈처차저 충전소는 접근성이 높고 운전자들이 자주 찾는 경로에 위치하여 일반적으로 80%이상의 충전이 필요 없다. 슈퍼차저 V3는 최대 250KW까지 충전속도를 제공하며 테슬라 모델3를 충전시에 V3충전 규격에서 스탠다드 레인지 플러스의 경우 최대 약 180KW까지, 롱레인지의 경우 최대 약 250KW까지의 속도로 출력을 한다.

하이차저

현대자동차㈜의 초고속 충전설비 하이차저는 반가움 친근함 등의 인사 표현인 하이(Hi)와 친환경적이며 전기자동차의 첨단기술 이미지를 담아서 이름을 지었다. 하이차저의 최대 출력은 350kw의 고출력, 고효율 충전기술이 적용이 되어 전기자동차의 초 고속 충전이 가능하다. 800V 대용량 배터리가 탑재된 전기자동차의 경우 하이차저를 이용하면 20분 이내에 80% 충전이 가능하다.충전시간만을 보았을 때 기존의 충전기들 보다 약 3배 정도 성능이 향상된 수준이다. 하이차저는 누구나 쉽게 사용할 수 있도록 충전 부분 자동화 방식을 적용하여 사용자의 편의성을 극대화 하였다. 듀얼타입 충전구를 통해 전기차 2대를 각각 175KW 출력으로 동시에 충전할 수 있고 연결선 부분에는 자동화 기술이 적용돼 연결선의 무게를 거의 느끼지 않고 커넥터를 충전구에 연결할 수 있다. 또한 터치스크린을 통해서 내차량구 위치에 선택하면 커넥터가 위치에 맞춰 위에서 내려온다. 그렇기 때문에 상부에 매달려있는 상태라 사용자가 직접 들고 있을 필요가 없다. 그리고 하이차저와 연동되는 전용 애플리케이션을 개발해서 이용자들에게 전기자동차 충전에 특화된 서비스를 제공한다. 아직 350KW를 받아들일 전기자동차가 많지 않기 때문에 당분간은 150KW급도 병행 운영할 계획이다. 하이차저는 개방형 충전기라는 점에서 많은 주목을 받고 있다. 현대자동차, 기아자동차, 제네시스 등 타사 전기자동차 이용자도 충전 규격만 맞으면 사용이 가능하도록 만들어 졌다. 현대자동차 플랫폼 E-GMP를 탑재한 모델들은 하이차저를 통해 충전하면 30분 내 완전 충전이 가능하다.

같이 보기

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