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전기차 충전소, 더 스마트하게…충전 시간도 ↓↓

최태우 기자l승인2016.09.07 13:33:45l수정2016.09.07 13:35

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전기차(EV)는 시장에 새롭게 등장한 기술이 아니다. 사실 전기차는 100년전부터 존재해 왔지만 보급이 특별히 더딘 편이었다. 배터리 기술이 발전하고 대체 에너지 사용을 촉진하려는 정부 규제가 뒷받침되면서 전기차 보급이 점차 가속화되고 있지만 곳곳에 자리잡은 주유소와 순식간에 연료를 주입할 수 있는 기존 차량에 비하면 전기차는 여전히 경쟁이 되지 않는다. 전기차를 완전히 충전하기 위해서는 몇 시간이 소요된다.

전기차 충전기는 전력 수준과 충전 용량에 따라서 크게 레벨 1, 레벨 2, 레벨 3 충전기로 구분할 수 있다. 이 3가지는 어떤 충전 기술을 쓰느냐에 따라서 교류(AC) 충전기와 직류(DC) 충전기로 나눌 수 있다.

레벨 1 AC 충전기는 배터리 셀을 손상시키는 것을 막기 위해서 낮은 배터리 전하 전류를 사용해 느린 속도로 충전한다. 또 충전 속도가 느리면 로컬 그리드의 에너지 용량과도 잘 맞는다. 공공 충전소에서 일반적으로 사용하는 레벨 2 AC 충전기는 상업용 건물에서 더 높은 전류로 충전할 수 있다.

▲ [표1] 전기차 서비스 장비(EVSE)의 유형 구분

이와 함께 전력을 취급하는 기술과 셀 토폴로지가 발전함에 따라서 레벨 3 DC 충전기를 사용할 수 있게 됐다. 레벨 3 충전기는 자체적인 고전압 AC/DC 전원장치를 포함하고 있으며 자동차의 온보드 충전기(AC/DC)를 우회해서 매우 높은 전력 수준으로 충전할 수 있다.

[표1]에서와 같이 레벨 3 충전기는 레벨 1 및 2 충전기에 비해 충전 시간이 훨씬 빠르지만 전세계적으로 전체 보급의 10% 미만에 불과하다. 레벨 3 충전기를 포함해서 충전 시간이 이처럼 길다는 것이 전기차 보급에 큰 걸림돌이 되고 있다.

▲ [그림1] EVSE 원격 모니터링 및 제어 활용 사례

EVSE에 원격 모니터링 및 제어 기능을 추가하면 긴 충전 시간 때문에 EV 운전자들이 겪어야 하는 불편함을 완화할 수 있을 것이다. 예를 들어 직장의 주차장, 마트나 고속도로의 공공 충전소에서 원격 모니터링을 할 수 있고 EVSE의 어느 한 충전기를 예약할 수 있다면 EV 충전기를 찾으려고 할 때 따르는 불확실성을 제거할 수 있을 것이다.

또 충전이 끝났을 때 자동으로 문자로 알려준다면 시간을 지체하지 않고 다른 사용자가 사용할 수 있도록 공간을 내줄 수 있고 집에서 전기차를 충전할 때는 충전 시간과 조건을 자동화할 수 있으므로 피크 시간대를 피해서 전력 요율이 저렴한 시간대에 충전하는 것도 가능하다.

▲ [그림2] TI의 새로운 와이파이 가능 레벨 1 및 레벨 2 EVSE 레퍼런스 디자인 보드

TI의 새로운 와이파이가 가능한 EVSE 레퍼런스 디자인(TIDC-EVSE-WiFi)은 위의 활용 사례에서 언급된 원격 모니터링 및 제어 요건을 만족하는 완벽한 솔루션이다.

이 사례 외에도 더욱 다양한 상황에 활용이 가능하며 EVSE에 와이파이 기능을 추가했기 때문에 와이파이가 연결된 어떠한 기기에서도 표준 웹 브라우저를 사용해 EVSE를 모니터링할 수 있다.

이 레퍼런스 디자인에 포함된 기능들은 ▲레벨 1 및 레벨 2 충전에서 동작(120V~240V) ▲최대 30A 전력 제공, 대형 릴레이를 사용해 확장 가능 ▲파일럿 신호 와이어 통신 지원 ▲래치된 릴레이 검출 ▲고정밀 에너지 미터링 ▲심플링크 기술을 사용해 와이파이 트랜시버를 통해 통신 가능 등이다.

이 레퍼런스 디자인 이외에도 TI는 엔지니어들이 전기차의 주류 시장 진입을 가속화하기 위한 장비를 개발할 수 있도록 다양한 TI 디자인 레퍼런스 디자인을 제공한다. 2016년 하반기에는 최대 600V/400A로 충전할 수 있는 레벨 3 EV DC 충전기 레퍼런스 디자인을 제공할 예정이다.

최태우 기자  desk@cctvnews.co.kr
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