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월차저
월차저(Wall Charger)는 테슬라(Tesla) 전용의 개인용 완속충전기이다. 월 커넥터(Wall Connector)라고도 불리며 모델S, 모델X 차량 등에 사용할 수 있다.
목차
개요
월차저는 집이나 사무실에서 테슬라 전기자동차를 편리하게 충전할 수 있는 수단으로, 충전 속도가 가장 빠르다. 밤새 충전 충전케이블을 연결해 두고 아침에 일어나면 충전이 완료되어 있다.[1] 충전 시간은 7kW 월차저 설치 시 모델S를 100% 충전할 때까지 90kWh로 약 13시간 걸리며 27kWh인 30%에서 63kWh인 70%까지 완충하는데 약 5시간 정도 소요된다.[2]
특징
테슬라의 월차저는 전력 레벨 조절이 가능하며, 충전 장치를 15A~100A의 회로 차단기와 함께 설치가 가능하다. 또한 220V 전원과 호환 가능하며 최대 4대의 월차저가 사용 가능 전력을 공유할 수 있으며, 테슬라 전기자동차를 두 대 이상 보유한 테슬라 소유자 또는 상업 시설에 적합하다. 월차저를 실내 및 실외의 벽이나 기둥에 설치하는 것도 가능하며 48개월 보증된다. 테슬라의 차량 모델마다 충전 용량이 다르고 최대 충전 전력은 터치스크린에 위치한 충전 아이콘으로 충전 메뉴를 열고 확인할 수 있다.[1] 월차저의 최대 전력 소요량은 250V이고 단상 전력에서 20kW, 80A이다. 주파수는 50~60Hz이고 크기는 380*160*140mm이다. 무게는 9kg이고 작동 온도는 영하 30도에서 영상 50도까지이며 인클로져 정격은 형식 3R을 사용한다.[3]
주요 기능
정격전류에 따른 회로 규격
가장 빠르게 충전하려면 100A 단상용으로 정격된 단상 회로 차단기를 사용해야 하고 설치 위치에 따라, 이 수준의 전력을 사용하지 못할 수 있다. 따라서 월차저의 차단기의 정격을 15A에서 100A로 조정할 수 있다. 실제 전류 소비량은 차량에 탑재된 충전기에 따라 달라진다.[3] 모델S와 모델X는 최고 충전 속도를 위한 권장 회로 차단기가 60A이고 여러 대의 테슬라 차량 및 2대 이상의 월차저는 100A 회로 차단기를 사용한다. 또한 사용되는 정격의 용량에 따라 차량 충전 속도도 달라진다.
| 월 커넥터 기술 상세 정보 | 충전 속도, 충전 시간당 주행 가능 거리 | |||
|---|---|---|---|---|
| 회로 차단기 | 최고 출력 | 220V 기준 전력 | 모델S | 모델X |
| 60A | 48A | 10.5kW | 44km/h | 40km/h |
| 40A | 32A | 7.0kW | 29km/h | 27km/h |
자체 모니터링 및 복구
월차저에 접지 모니터링 회로가 있어서 안전한 접지 연결이 있는지 계속 확인하고 고장에서 자동으로 복구하여 이에 수동 테스트 및 초기화가 필요하지 않다. 접지 고장, 비정상적인 전압 또는 전류와 같은 일시적인 문제는 자동으로 극복한다. 충전을 방해하는 잔류성 전류 고장이 발생하는 경우 월차저는 자동으로 고장을 해소하고 충전을 재시도하려 한다. 문제가 두 번째 감지되는 경우, 월차저는 충전을 시도하기 전에 15분을 기다리고 이 절차는 4번 반복되고 모든 시도에서 성공하지 못하는 경우 전력은 제거되며 더 이상의 충전 시도는 중단된다. 이런 경우, 전면 패널에 적색 오류 표시등이 켜지고 적색 오류 표시등이 켜지면 상류측 회로 차단기를 꺼서 월차저를 껐다 다시 켜는 것이 좋다. 적색 오류 표시등이 켜지면 대안으로 리셋 버튼을 사용하여 월 커넥터를 초기화할 수 있다. 리셋은 고장으로 인해 빨간색 램프가 켜지거나 점멸하고 고장 상태를 수리한 경우, 월 커넥터 리셋을 사용하여 정상 작동을 다시 시작한다. 월차저를 리셋하는 방법은 두 가지가 있다. 상단의 램프가 빨간색에서 녹색으로 변할 때까지 리셋 버튼을 2~3초간 누르면 고장 메시지를 삭제하지만 월차저가 다시 가동하지는 않는다. 두 번째는 드문 경우, 입력 전원 사이클을 다시 수행하지 않고 월차저를 강제로 다시 가동해야 할 수 있다. 리셋 버튼을 5초간 누르고 상단 램프가 빨간색에서 녹색으로 변하면 리셋 버튼을 해제시켜 상단 램프는 계속 녹색으로 켜지게 한다. 만약 램프가 빨간색 점멸 상태로 돌아갈 경우 고장 상태가 수리되지 않은 것이다.[3]
정전
정전이 발생하는 경우, 월차저는 전력이 복원될 때에 자동으로 충전을 다시 시작하고 전력이 복원되었을 시, 충전케이블이 차량에 연결된 경우에는 등이 깜빡이고 유닛은 충전 케이블에 약 15초에서 3분간 전력을 공급하지 않는다. 이것은 전력이 복원될 때에 전력망에 비정상적인 전압 또는 전류가 발생하는 것을 방지하고 차들이 한꺼번에 전류를 사용하지 않도록 하는 한편, 임의의 시간부터 전류를 사용할 수 있도록 도와준다.[3]
부하 분활
월차저는 자동 부하 관리를 사용하여 4개의 월차저를 한 개의 회로에 배선하는 기능을 제공하고 차량 소유자가 집에서 다수의 차량을 충전할 수 있도록 해준다.[3] 또한 전원 공유가 가능하여 최대 4개의 월차저를 연결하여 전원을 효율적으로 공유할 수 있다. 이 기능은 두 대 이상의 테슬라 차량을 동시에 충전해야 하지만 여러 전기 회로에 충분한 전력이 없을 수 있는 주택 또는 상업 시설에 도움이 된다. 가능한 최대 용량, 100A 수준까지의 회로 차단기를 설치하여 충전 속도를 극대화할 수 있다.[1]
설치방법
월차저를 설치하기 위해서는 기존의 전기 부하를 계산하여 최대 작동 전류를 측정해야 하고 전압 강화 최소화를 위해 거리를 측정해야 한다. 관할 당국에서 필요한 허가를 득하고 설치가 완료되면 전기기사의 후속 점검 일정이 수립되었는지를 확인해야 한다. 구리 도체만 사용해야 하며 지역 배선 규정에 부합하는 크기의 도체를 사용하고 선택한 케이블은 전기 기술자가 선정한 최대 암페어의 일정 부하 기간을 유지할 수 있어야 한다. 보호 장치를 착용 후 설치해야 하고 선택된 회로 보호 장치에는 정해진 전기 부하를 고려한 과전류 보호 기능이 포함되어야 하며 지역 규정을 준수하면서 설치를 완료하기 위해 전기 기사와 상의 후 진행해야 한다. 월차저는 3가지 방법으로 설치할 수 있다. 전선관 위치에 따라 설치 방법이 달라지며 전선관이 바닥 또는 벽면 하부를 지나가는 경우에는 하단 인입 구성을, 전선관이 벽면 내부로부터 나오는 경우에는 후방 인입 구성을, 그리고 전선관이 천장으로부터 나오는 경우 상단 인입을 사용해야 한다. 전선관은 인입선을 내장하는 보호용 튜브에 대한 표준 용어로 전선관을 사용하지 않는 지역에서는 현지 규정상 허용되는 경우, 보호용 재킷으로 둘러싸인 인입선 구성 케이블이 전선관을 대신할 수 있다. 월차저 설치의 최적 위치는 폐쇄형 차고 안에는 일반적으로 차량의 충전포트쪽에 설치하고 통풍이 잘되는 구역에 설치하며 폐쇄된 공간 또는 뜨거운 기기 옆에는 설치하면 안 된다. 바닥에서 1.2m 높이에 설치하고 케이블을 고리 모양으로 구부릴 수 있도록 장애물로부터 190mm 떨어진 곳에 설치한다. 더불어 월차저는 옥외용으로 사용 승인된 기기이지만 액체에 완전히 침수된 상태에서 사용하도록 설계된 제품은 아니기 때문에 빗물이 닿지 않는 곳에 설치할 것을 권장한다.
주의사항
- 인입선 : 단상 장치인 인입선은 3상 피드의 3상을 모두 연결하면 안 되고 월차저를 설치하기 전에 현장에서 사용 가능한 전기 서비스 연결 유형을 확인해야 한다. 240V 3상 피드가 델타결선된 2차 축에서 나오는 경우 사용되는 레그는 중간 탭이 있어야 한다. 이 중간 탭은 반드시 접지되어야 하며, 중간 탭이 적용된 레그 중 어느 한쪽에 있는 2상만 사용할 수 있다. 전선은 3개만 연결하지만, 서비스 변압기 2차 결선을 분명히 확인하고, 주 회로 차단기 패널에서 나오는 전선 3개를 올바르게 연결 및 표시해야 한다. 사용되는 2상은 중성에 대하여 각각 120V여야 하며 접지는 일반적으로 차단기 패널의 한 지점에서만 중정선에 연결되어야 한다.
- 단상 : 이차 와이 결선을 단상으로 사용하는 경우 단상 및 중성선만 연결해야 하며 중선선이 포함된 월차저는 단상으로만 작동하며 남아있는 상인 L2, L3를 연결하면 안 된다. 월차저를 설치하기 전에 현장에서 사용 가능한 전기 서비스 연결 유형을 확인하고 서비스 패널에서 사용 가능한 연결 유형이 확실하지 않은 경우, 전기기사 또는 테슬라에 문의하여 설치해야 한다. 또한 현지 전기 기사에게 문의하거나 현지 규정을 참조하여 월차저 전류에 전선 크기를 확인해야 한다. 중성선이 제외된 단상은 상간 전압이 220V에서 240V이고 중성선이 없는 설치의 경우 두 개의 상을 월차저 단자대의 L1 및 중성 위치에 연결한다.
- 120V 이상 접지 : 월 커넥터에 사용되는 2상은 중성에 대하여 각각 120V이어야 한다. 접지는 일반적으로 차단기 패널의 한 지점에서만 중성선에 연결되어야 한다. 240V 3상 피드가 델타결선된 2차 축에서 나오는 경우, 사용되는 레그는 중간 탭이 있어야 한다. 이 중간 탭은 반드시 접지되어야 하며, 중간 탭이 적용된 레그 중 어느 한쪽에 있는 2상만 사용할 수 있다. 전선은 3개만 연결하고 서비스 변압기 2차 결선을 분명히 확인하고 주 회로 차단기 패널에서 나오는 전선 3개를 올바르게 연결 및 표시해야 한다.
- 접지 연결 : 항상 서비스 전원의 중성점을 접지와 연결해야 한다. 중성인 서비스 변압기의 중간 탭이 접지와 연결되지 않은 경우, 접지 고장을 방지할 수 없다. 전기 서비스에서 접지를 제공하지 않을 경우, 가까운 곳에 접지봉을 반드시 설치해야 하며 접지봉은 주 차단기 패널의 접지 도체에 연결하고 이 지점에서 중성점을 접지에 연결해야 한다.
- 208V 3상 성형 와이 결선 : 이차 와이 결선을 사용하는 경우, 레그 2개를 사용하여 208V를 월차저에 공급할 수 있다. 예를 들어 L1과 L2, L1과 L3, 또는 L2와 L3 식으로 사용할 수 있다. 사용되는 2상은 중성에 대하여 각각 120V이어야 한다. 전류 전달 중성은 필요하지 않고 사용하지 않는 레그는 반드시 개방상태로 유지해야 하고 중성 도체 또는 접지에 연결하면 안 된다. 주로 중성선으로 사용하는 3상의 중간 점은 한 지점에서만 접지에 연결되어야 하며 이 지점은 일반적으로 차단기 패널에 있다.
- 240V 3상 델타 결선 : 델타 결선을 하는 경우, 레그 1개에 중간 탭을 적용하며, 중간 탭의 한쪽에 있는 2상만 사용할 수 있다. 사용되는 2상은 중성에 대하여 각각 120V이어야 한다. 변압기 제조업체의 자료를 참조하여 단일 레그를 통해 필요 전력 공급이 가능한지 확인해야 한다. 월차저의 접촉기는 변압기 이차 측의 중성점에 연결된 접시선 감지 시에만 폐쇄된다. 델타 결선의 세 번째 라인은 중성선에 대하여 208V이고 종종 스팅어라고도 불린다. 이 세 번째 라인은 사용하지 말아야 하며 레그 1개에 중간 탭을 적용하지 않은 상태에서 3상 델타 결선된 변압기 이차 축을 사용하지 말아야 한다. 또한 필요한 접지 연결을 위해 중성점을 사용할 수 없다.[3]
단계별 설치지침
- 하단 인입 배선을 위한 로우 프로필 브래킷 설치 : 로우 프로필 브래킷을 가이드로 사용하여 벽에 장착 나사 설치 지점을 표시하고 수준기를 이용하여 완전히 수직이 되도록 하고 구멍사이에 114m 간격을 둔다. 월차저가 바닥으로부터 최대 150cm 위에 위치하도록 브래킷을 배치하고 최소 높이는 옥내 장착 시 45cm, 옥외 장착 시 122cm으로 한다. 후면 인입 전선관을 사용할 경우 전선관이 벽면 스터드를 방해하지 않도록 한 세트 이상의 모서리 장착 구멍을 사용한다. 필요한 경우 파일럿 구멍을 뚫고 벽면 재료의 유형에 적합한 조임 장치를 사용하여 브래킷을 부착한다. 브래킷을 목재 스터드에 직접 장착할 경우에만 제공된 나사를 사용하고 이중중공벽, 조적벽 등에 장착할 경우 월차저를 단단히 고정할 수 있을 정도로 충분히 길고 최소 36kg을 지탱할 수 있는 조임장치를 사용한다.
- 상단 인입 배선을 위한 상단 인입 브래킷 설치 : 종이 형판 및 수준기를 가이드로 사용하여 벽면에 장착 나사 위치를 표시한다. 수준기를 사용하여 완전히 수직이 되도록 하고 구멍 사이에 155mm 간격을 두고 월차저가 바닥으로부터 최대 150cm에 위치하도록 옥내 장착 시 45cm, 옥외 장착 시 122cm이다. 추가 장착 구멍이 2개가 있는데 이 구멍을 사용하려면 일자 드라이버를 사용하여 구멍을 막고 있는 플라스틱을 제거하고 이러한 구멍은 70mm 간격으로 배치한다. 필요한 경우 파일럿 구멍을 뚫고 벽면 재료의 유형에 적합한 조임 장치를 사용하여 브래킷을 부착한다. 브래킷을 목재 스터드에 직접 장착할 경우에만 제공된 나사를 사용하고 이중중공벽, 조적벽 등에 장착할 경우, 월차저를 단단히 고정할 수 있을 정도로 충분히 길고 최소 36kg을 지탱할 수 있는 조임 장치를 사용한다.
- 설치 준비 : T10 별 나사 드라이버를 사용하여 외부 커버 아래의 나사를 제거한다. 일자 드라이버를 사용하여 측면 및 상단의 스냅을 해제하고 커버를 완전히 제거한다. 다시 조립할 때를 위해 나사 및 커버를 보관한다. T20 보안핀 별 나사 드라이버를 사용하여 씰링커버의 6개의 나사를 제거하고 리본 케이블의 연결을 해제한다. 상단 인입 구성에서는 배선을 상단 인입 브래킷의 터미널 블록에 설치한 후 이 섹션으로 돌아와서 다음 단계로 넘어간다. 월차저를 브래킷에 놓고 고정하여 4개의 장착 탭이 모두 적합하게 정렬되는지 확인한다. T20 별 나사 드라이버를 사용하여 2개의 상단 하우징 장착 나사를 설치하고 장식용 나사 커버를 그 자리에 밀어 넣는다.
- 배선 연결 : 전원을 종료하고 상단 인입 설치의 경우 인입선을 상단 인입 브래킷 또는 월차저 안에 끌어넣는다. M32 케이블 글랜드를 사용하여 전선관 또는 케이블을 씰링한다. 배선 색상의 의미는 국가별로 다를 수 있어서 배선 색상 코드에 관한 모든 국가 및 지역 규정을 준수해야한다. 상단 인입 브래킷에 설치된 단자대를 향하는 인입선을 벗겨내고 페률을 사용해야한다. 상단 인입 설치의 경우 상단 인입 브래킷에서 하우징으로 향하는 미리 설치한 가요선이 이미 종단 처리되어 있으므로 벗겨낼 필요가 없다. 미리 연결한 인입 서비스 배선을 메인 하우징으로 끌어넣은 다음 미리 연결한 인입선을 표시된 위치로 향하는 메인 단자대와 연결한다. 성선 및 접지가 있는 3.6mm 배선을 연결한다. 그 다음 단자대를 상단 인입 브래킷에 설치된 단자대용인 1.5N-m과 메인 하우징에 설치된 단자대용인 1.2N-m, 메인 하우징에 설치된 접지 단자인 2.0N-m을 사용하여 권장 토크를 조인다. 멀티미터를 사용하여 배선 오류를 점검하고 상위계통 회로 차단기를 켜기 전에 단락이 없는지 확인한다.
- 작동 전류 설정 : 전원을 종료하고 비전도성 물체를 사용하여 딥(DIP) 스위치 설정을 조정한다. 스위치 위치 1의 경우 접지 계획이 TN 또는 TT인 경우 딥 스위치를 아래로 설정하고 접지 계획이 IT인 경우 딥 스위치를 위로 설정한다. 스위치 위치 2인 경우 딥 스위치 위치는 항상 위로 설정되어 있어야 하고 회로 차단기에서 지원하는 전류 설정에 맞게 로터리 스위치를 설정해야한다. 작은 일자 드라이버를 사용하여 회로 차단기 기능 설정에 맞게 로터리 스위치를 조정하면 된다. 그 다음 리본 케이블을 씰링 커버에 다시 부착하고 씰링 커버를 다시 설치한 후, T20 보안 핀별 나사 드라이버를 사용해 상단 나사만으로 장착하여 씰링 커버를 가볍게 고정한 후 전원을 킨다. 설치에 성공 시, 복수의 엘이디가 녹색으로 깜빡이다가 맨 상단의 녹색 엘이디가 켜진 상태로 끝이 난다. 빨간 엘이디가 계속 켜지거나 깜박일 경우 계속 진행하기 전에 고장 해결을 해야한다. 그 후, 전원을 끄고 월차저 내부의 레이블에 있는 설치업체 연락정보를 기록한다.
- 커버 고정 및 전원 켜기 : T20 보안핀 별 나사 드라이버를 사용하여 씰링 커버에 남은 나사를 설치한다. 나사를 완전히 조이기 전에 커버가 적합하게 정렬되는지 확인한다. T10 별 나사 드라이버를 사용하여 외부 커버의 하단을 하우징에 고정하는 나사를 설치하고 전원 및 신호 전선관 플러그의 미 사용 구멍을 막는다. 월차저의 내부에 볼 수 있는 열린 구멍이 없어야 하고 월차저는 주변에서 완전히 봉인되어야 한다. 그 다음 전원을 켜고 엘이디가 점멸 스퀀스를 실행하고 상단 녹색 엘이디가 계속 켜진 상태로 끝나면 올바르게 설치가 된 것이다. 빨간색 엘이디가 계속 켜지거나 점멸하는 경우 오류를 해결해야한다. 차량 충전을 시도하여 월 커넥터가 올바르게 작동하고 선택한 작동 전류에서 충전하는지 확인하고 충전 방법에 대한 설명을 차량과 함께 제공한 사용자 정보를 참고한다.
각주
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 테슬라 공식 홈페이지 - https://www.tesla.com/ko_KR/support/home-charging-installation/wall-connector
- ↑ 테슬라 정보원, 〈테슬라 충전 총정리〉, 《테슬라 정보원》, 2017-09-12
- ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 테슬라, 〈Tesla Wall Connector (80A) Installation Manual〉, 《테슬라》
참고자료
- 테슬라 공식 홈페이지 - https://www.tesla.com/ko_KR/support/home-charging-installation/wall-connector
- 테슬라 정보원, 〈테슬라 충전 총정리〉, 《테슬라 정보원》, 2017-09-12
- 테슬라, 〈Tesla Wall Connector (80A) Installation Manual〉, 《테슬라》
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