충전포트(Charging port)는 전기자동차를 충전하기 위해 사용되는 전기 충전 커넥터이다.
개요
환경에 대한 관심이 늘면서 친환경 차량에 대한 인지도도 늘어나고 있다. 전기차 개발이 본격적으로 이루어진 지 3년 4년 만에 전기차의 숫자가 기하급수적으로 늘었다. 자동차 제조사들도 앞다투어 전기차를 개발하면서 전기차의 종류도 다양해지고 전기차의 충전기와 충전방식 또한 다양하게 출시되었다. 전기자동차 충전방식은 이전의 자동차와 비슷하다. 차의 충전구를 열고 충전기의 포트를 연결하여 충전하며 충전이 끝나면 충전한 만큼 결제하면 된다. 하지만 내연기관 차량의 주유구가 차종에 관계없이 동일한 것과는 달리 전기차 충전 포트의 모양은 차종에 따라 다르다. 대표적으로 DC콤보, 차데모, AC단상이 있다.[1]
충전포트 종류
AC단상
- AC단상(5핀) : 국내 완속 충전 표준 커넥터이며, 전세계적으로도 많이 사용되는 충전 타입이다. 일반적인 교류전원을 사용하고 통산 220V/32A, 7KW급으로 이야기한다. 전류의 양을 조절하며 용량을 낮출 수 있으나 공급 전원은 220V 교류전원으로 기준한다. 대부분의 국내 출시된 PHEV 차량의 충전 타입이다. 대부분의 국내 출시된 PHEV 차량의 충전 타입이다. 국내는 르노삼성자동차㈜ SM3을 제외하고는 모두 연결가능하다. 메르세데스-벤츠의 GLC 350e, C 350e도 같은 충전구를 지원한다.
- AC 3상(7핀) : 르노삼성차량과 테슬라의 충전기 커넥터로 알려져 있다. 3상을 지원하는 7개의 핀으로 구성되어 있고, 급속과 완속을 모두 사용할 수 있는 표준이다. 다른 표준들과는 다르게 , 고속 충전에서 교류전원을 사용한다. 참고로 다른 차량들은 고속 충전시 직류 전원을 사용한다. 최대용량은 43KW AC이다. 국내는 르노삼성자동차의 SM3와 초소형 전기자동차 D2의 타입이다.[2]
DC 콤보
위 아래로 충천포트가 분리된 형태를 가진 DC콤보 방식은 독일의 비엠더블유와 미국의 제네럴모터스, 포드 등 7개 자동차 제조사에서 개발되었다. 2013년 정도부터 본격 보급되었다. 위쪽에는 완속 충전용 AC 모듈, 아래쪽에는 급속충전용 DC모듈이 통합돼있고 한 개의 소캣에 구분 없이 사용이 가능하다. AC 5핀 완속 충전기 커넥터는 위쪽 동그란 소켓에 꽂으면 되고, 급속 충전을 위해 아래에 2핀이 추가된 모양으로 생긴 DC커넥터를 꼽으면 된다. 이러한 장점뿐만 아니라 단점도 있는데 충전정보를 원할히 제공하지 못할 수 있다는 점이다. DC콤보의 경우 충전하는 동안 배터리 잔량이나 충전 속도 등을 충전기와 공유한다. 이때 주파스 간섭으로 인해 충전정보를 원할히 제공하지 못할 수 있기 때문이다.[1]
- CCS-타입 1 : 미국, 유럽을 위주로 만들어진 급속 충전 표준이다. 특히 타입 1은 미국과 한국의 급속 충전 표준이고 100kw이상의 고속 충전을 지원하고 있기 때문에 빠른 속도로 급속 충전을 할 수 있다. 전원 공급은 직류전원을 사용하고 있다.
- CCS-타입 2 : 미국, 유럽을 위주로 만들어진 급속 충전 표준이이다. 타입 1과는 충전구의 모양이 다르게 생겼다. AC3상의 7핀에 DC 연결핀이 있는 구조이다.
차데모
차데모는 도쿄전력 중심으로 일본의 기업인 닛산, 도요타, 미쓰비시에서 개발된 방식으로 충전(Charge)와 주행(Move)를 합친 단어이다. DC방식을 이용한 급속 충전을 목표로 개발되었다. 직류전원 방식을 사용하기 때문에 교류 충전의 경우 별도의 커넥터가 필요하다. 차데모는 비상시에 전기차로 가정 등에 전기를 공급하는 발전소 역할이 가능하다. 이러한 양방향 충전을 지원하는 것은 차데모가 유일하며 주택이나 건물 등의 전력망간의 전기를 공유하는 것이 가능하다. 낮 시간에는 태양열 발전을 이용해 전기를 자가 수급하는 가정 전원에 전기자동차를 연결해 여분의 전기로 배터리를 충전시킨다. 밤이 되면 전기자동차 배터리에 남아있는 전력을 가정에 공급하는 방식이다. 역으로 주간에 비해 상대적으로 저렴한 심야전기를 사용해 배터리를 충전하고 낮 시간에 배터리를 가정에 연결하여 가정용 전기로 사용할 수 있는 것이다. 고압의 전류가 흐르는 급속 충전기인 만큼 충전시 사용자의 안전이 중요하다. 충전할 때에는 아날로그 신호와 디지털 신호를 동시에 활용하여 기기 오작동을 방지하고 충전정보를 유서으로 제공하여 DC콤보에서 있던 주파수 간섭문제가 발생하지 않는다. 또한 완속 및 급속 충전 소켓을 분리 배치해서 안전성도 뛰어나다. 하지만 차데모 방식을 이용한 차량은 급속과 완속 소켓이 구분되어 있어 차량에 설치가 되어야 하는 충전기의 부피가 크고, 충전시간이 다른 방식과 비교 했을 때 다소 길다는 단점이 있다.[1][3]
차종별 충전방식
| 구분
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차종
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급속
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완속
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| 현대기아차
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블루온, 레이, 쏘울, 아이오닉
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DC차데모(10pin)
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AC 단상(5pin)
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| 아이오닉, 코나, 니로, 쏘울
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DC콤보 7핀(급속)
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| 르노삼성
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ZOE
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DC콤보(7pin)
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AC 단상(5pin)
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| SM3 ZE
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AC3상(7pin)
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AC 단상(7pin)
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| 한국GM
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스파크, 볼트
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DC콤보(7pin)
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AC 단상(5pin)
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| BMW
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i3
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DC콤보(7pin)
|
AC 단상(5pin)
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| 닛산
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Leaf
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DC차데모(10pin)
|
AC 단상(5pin)
|
현황
다양한 규격의 충전 방식이 혼재되면서 자동차 메이커나 충전기 제조사는 여러 표준에 맞는 제품을 만들어야 하므로 효율이나 비용측면의 어려움이 있다. 사용자도 자기 차에 맞는 충전기를 별도로 찾아야 하는 불편함이 있다. 전 세계적으로 전기차 충전기 시장에서 각 방식이 차지하고 있는 점유율은 DC콤보 57%, 차데모 38%, AC 3상 5% 순으로 세계적으로 차데모와 DC콤보 방식이 많이 사용되고 있다. 하지만 차데모같은 경우는 전 세계 2700여개 중에 1700개가 일본에 설치되어 있다. 사실상 DC콤보가 국제적인 표준으로 자리잡아가는 추세이다. 충전 방식이 효울적이고 비상급속 충전이 가능하기 때문에 미국 자동차 공학회가 DC콤보 방식을 표준으로 채택했고 2017년 국가기술표주원에서는 전기차 DC콤보 타입1으로 충전 표준을 통일하였다. 유럽에서도 2019년 부터 DC콤보를 단일 표준으로 적용하는 법안을 추진하였다. 국내의 경우 최초로 출시된 전기자동차 SM3 Z.E였고, DC콤보 방식의 주파수 간섭문제로 인해 AC3상과 차데모 방식을 국내표준으로 제정해서 이용했으나, 전세계적으로 DC콤보 방식의 효율성이 부각되고 있고 국내 자동차 브랜드의 신형 전기차들이 DC콤보 방식을 주로 채택하면서 국내에서도 DC콤보 방식의 비중이 늘어났다. 2017년 기준으로 국내 전기자동차 67%가 DC콤보 방식을 이용하게 되면서 앞으로 DC콤보 방식으로 전기차 충전방식이 더욱 늘어날 전망이다.[1]
각주
참고자료
같이 보기
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