안녕하세요 포티어스입니다.
1. 기존의 전기자동차 충전설비
최근 온실가스와 탄소배출 저감에 대한 이슈로 인하여 자동차 시장도 친환경으로 급속히 변하고 있습니다.
최근 출시되는 친환경 자동차는 대부분이 100% 전기자동차이며, 완충하면 450~600km정도 운행이 가능한 것으로 알려져 있습니다. 전기자동차는 조용하고 심플하며 경제적이라고 알려져 있으나 매우 귀찮은 단점을 가지고도 있습니다.
기존의 화석연료(가솔린, 디젤, LPG) 자동차들은 가까운 충전소에 가서 3~5분내로 연료 충전이 가능하고 곧바로 운행할 수 있었습니다. 대부분의 운전자들은 이러한 환경에 익숙해져 있기 때문에 전기자동차의 배터리 충전은 매우 큰 단점으로 작용하고 있습니다.
처음 전기자동차가 출시 되었을 때에는 회사에서 일하면서 충전하고 집에서 쉬면서 충전하기 때문에 따로 충전소를 갈 필요없다라는 장점으로 홍보를 하였으나 전기자동차가 많아지면서 내 집과 회사에 있는 충전소는 택없이 부족해졌습니다. 그리고 법적으로 충전이 완료된 자동차는 충전기 자리를 점유할 수 없도록 변경되면서 충전이 완료되면 주차장으로 옮겨야 하는 점이 단점으로 변화되었습니다.
그래서 최근에는 집이나 회사에서도 충전을 하지만 전기자동차 충전소를 찾아가서 충전하는 경우도 많아졌습니다. 특히 장거리 운행을 하거나 출장, 여행을 할 경우에는 거의 대부분 휴게소나 공공시설의 충전시설을 이용하게 됩니다. 이러면서 배터리 충전에 대한 부분이 큰 단점으로 인식되었습니다. 보통 전기자동차의 충전 시간은 저속일 경우 5~6시간, 급속일 경우 30분~1시간 정도 소요됩니다. 그렇다보니 장거리 운행을 하거나 충전소를 이용할 경우 기존의 주유소처럼 잠깐 들려서 충전하고 나올 수 있는 것이 아니라 꽤 오랜시간 그 자리에서 기다려야 하는 문제가 발생하였습니다.
필자도 전기자동차를 이용하여 장거리 출장을 간 경험이 있는데, 충전을 위해서 휴게소에서 30분 정도를 허비하거나 충전장비가 모두 점유중이라면 다른 차량의 충전이 끝날때까지 기다려야 하는 불편함도 있었습니다.
그래서 수많은 전문가들은 5분이내에 충전이 가능한 초고속충전기의 도입이 시급하다는 의견이 있었습니다.
초고속 충전기가 도입되나
2. 초고속 충전기의 도입
기존의 저속, 고속 충전기의 단점을 보완하기 위하여 최근에 대기업을 중심으로 초고속 충전기의 개발과 양산을 진행하고 있었다. 현대 모비스, SK시그넷, LG에너지 등 대부분의 자동차 제조사나 정유회사가 화석연료의 사용이 축소됨에 대한 배터리 사업부분을 준비하였습니다.
초고속 충전기의 목표는 5분~10분이내에 충전을 완료하는 것입니다.
그러나 배터리에 대해서 잘 아는 사람들은 초고속 충전기에 대한 안전성 및 효율성 문제를 우려하기도 합니다.
우선 배터리는 저속으로 충전하는 것이 가장 좋습니다. 왜냐하면 배터리는 충전 전류가 인가될 때에 순간적으로 현재 전압이 급상승 하는 현상을 볼 수 있습니다. 주식의 갭상승과 같이 안정화된 배터리에 충전 전류가 인가되니 안정화 되었던 전압이 위로 뜨는 현상인데, 충전 전류를 차단하면 다시 전압이 급하락하는 현상을 볼 수 있다. 이는 CC충전을 하는 충전 방식의 단점이다. 보통 리튬 배터리의 충전방식은 전류량을 고정하여 충전하는 방식으로 대부분의 급속충전에서 사용하는 방식이다. 이는 Constant Current의 약자이며 전류를 고정하기 때문에 인가되는 전압은 현재 배터리의 전압으로 동기화가 된다. 이렇게 CC충전을 할 경우 급속으로 배터리를 충전할 수 있고 100%까지 전압이 도달하면 충전 전류를 차단하고 충전을 종료한다. 이때 초기 갭상승했던 전압이 갭하락하여 완전 충전이 되지 않고 보통 SOC 70~80%정도까지만 충전이 된다. 그래서 우리가 급속충전소에서 충전할 경우 80%까지만 충전되는 이유기도 한다.
그러면 배터리를 완전 충전하기 위해서는 어떻게 해야 하나?
흔히 저속충전이라는 것을 해야 하는데, 이 저속충전이 계속 느리게 충전하는 것이 아니라 CC충전을 하다가 전압이 100%인 지점까지 도달할 경우 CV 충전 방식으로 전환된다. CV 충전은 Constant Voltage의 약자이며 전압은 고정하고 배터리 캐패시터에 용량을 채우는 방식이다. 이럴 경우 CC충전만 했을 때와는 다르게 배터리 내에 용량이 채워져 있기 때문에 전압이 떨어지는 현상이 크게 줄어들고 SOC 100%까지 완전 충전이 된 것을 확인 할 수 있습니다.
그러나 이 CV방식은 전류가 2A이하가 될때까지 충전하는 방식이므로 이 시간이 일정하지 않고 오랜시간이 걸린다는 단점이 있기 때문에 CC충전방식만 사용하는 고속충전 방식보다는 시간이 많이 걸립니다.
최근 초고속 충전기는 기존의 CC방식을 사용하지만 충전 용량을 더욱 높이는 방식이다. C-rate라고 하는 것을 기준으로 이야기 하는데, 1C-rate라고 하면 100Ah짜리 배터리 팩을 1시간동안 방전할 수 있는 방전량을 이야기 한다. 충전량도 방전량과 동일하다. 일반적으로 배터리의 충전량은 0.25C-rate ~ 1C-rate(4시간 ~ 1시간 충전) 정도가 안정적이나 충전시간을 줄이기 위하여 높은 C-rate를 사용하여 충전하는 방식을 사용하는데, 우리가 쓰는 고속충전기는 보통 2C-rate를 사용한다. 초고속충전기에서는 4~10 C-rate 정도를 사용한다고 하기 때문에 5~10분정도의 충전 시간만 필요로 한다.
많은 사람들이 내 전기자동차도 초고속 충전기를 사용하면 5분만에 충전할 수 있겠구나 라고 생각할 것이나 아쉽게도 지금까지 나온 전기자동차로는 초고속 충전기로 충전할 수 없을지도 모른다. 왜냐하면 배터리 팩의 BMS 설정 값이 초고속충전을 할 수 없도록 세팅되어 있기도 하며, 사용한 배터리 셀이 초고속 충전에 적합하지 않은 경우가 대부분일 것이다.
미국 시장에 진출한 SK시그넷
3. SK 시그넷은 미국시장부터 진입한다.
SK 시그넷은 금일(2월 27일) 미국의 전기차 충전소 사업자인 '테라와트 인프라스터럭처' 사에 충전기를 공급하는 내용의 계약을 체결했다고 발표하였다. 초급속 충전기라고 하였으나 실제로 5분만에 충전하는 초고속 충전기인지는 정확하지 않다. 왜냐하면 테라와트 인프라스터럭처는 미국 정부에서 발표한 2030 전기차 공공 충전소 50만개 프로젝트에 SK시그넷 제품을 사용하려는 것으로 보이기 때문이다.
아마도 이번 계약은 해당 인프라 구축 사업에 함께 하기 위하여 바이 아메리카 법안의 인플레이션 감축법(IRA)을 회피하기 위한 방안으로 보이며 SK시그넷은 미국의 급속 충전기 시장 점유율 1위 제조사 이기 때문에 인플레이션 감축법을 회피 방안이 필요했기 때문이다.
'실시간 이슈' 카테고리의 다른 글
| Diablo 4 Receives High Praise from Korean Gamers: A Promising Future for the Iconic Franchise (0) | 2023.06.29 |
|---|---|
| Navigating Uncertainty: Assessing the Current State of the Economy (0) | 2023.06.29 |
| 2월 9일 오늘의 경제뉴스(Fed 연설의 후폭풍) (1) | 2023.02.09 |
| 2/8 Fed 파월 의장 연설 내용 정리본 (0) | 2023.02.08 |
| [해외선물 피해사례-3] 손실금 복구해드립니다. (0) | 2023.02.04 |