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[자동차 칼럼] ‘친환경’ 전기차 충전방식

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  •  |  입력 : 2018-01-16 18:56:06
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최근 국내 미세먼지 저감 대책과 맞물려 주목받고 있는 전기차(EV)의 국내 등록현황(국토교통부 자료)을 보면, 2012년 6월 말 458대에서 2017년 6월 말 1만5869대로 5년 만에 약 35배 증가했다. 2016년 12월 말의12월말의 1만855대에서 2017년 11월 말에는 2만3116대로 최근 1년 동안 213% 급증했다. 전기차 배터리 충전기 설치대 수도 지속해서 증가해 한국전력과 환경부를 포함한 7개 기관에서 설치한 급속 및 완속 충전기의 총 대수가 2018년 1월 10일 현재 1665대를 돌파했다.

현재 내연기관 자동차의 주유 시간은 길어야 5분임을 고려하면, 90%까지 충전하는데 거의 30분이 걸리는 전기차의 충전시간은 전기차의 상품성에 장애요소다. 그러나 전기차의 핵심 에너지원인 배터리와 고효율 충전기술이 개발되고 있고, 전기차 충전서비스 사업에 대기업들이 관심을 보인다. 이는 충전 인프라 사업이 매력 있는 사업 분야로 주목받고 있음을 의미한다. 전기차의 빠른 성장세를 예측할 수 있는 이유이기도 하다.

전기차 배터리 충전방식은 첫째, 충전스탠드를 통해 외부에서 입력되는 가정용 또는 일반 건물용 교류전압을 차량 내부에 탑재된 온 보드 충전기(OBC)에 연결해 직류로 정류하고 이를 충전에 적합한 직류전압으로 승압해 100% 정상 충전을 수행하는 완속 충전 방식이 있다. 이 방식을 적용한 완속 충전기는 아파트의 지하주차장이나 대형 마트의 벽면에 주로 설치되는 벽걸이형, 공공기관이나 공영 주차장 등에 설치되는 스탠드형, 그리고 차량에 싣고 다니면서 공동주택 기둥이나 벽면에 매입된 일반 전원 콘센트에 연결해 충전하는 이동형 완속 충전기로 구분된다.

특히 이동형 완속 충전기는 별도의 충전기 설치 없이 기존에 설치된 콘센트(220V)를 활용하면서 충전기 사용에 대한 전기요금을 기존시설과 분리해 충전기 사용자에게만 요금이 부과되는 방식이다. 스탠드형이나 벽걸이형보다 충전시간은 오래 걸리지만, 퇴근 후 귀가하여 충전기를 꽂아두면 다음 날 아침 출근 시간에 거의 충전돼 있어 여유 있게 전기차를 타고 출근하면 된다.

둘째, 대전류를 출력해 더욱 이른 시간에 충전할 수 있는 급속 충전방식이 있다. 이는 완속 충전기보다 10배 이상의 정격전력이 요구돼 차량 내에 설치할 수 없다. 가정용 전원을 사용할 수 없어 전용 급속 충전기를 별도로 설치해야 한다. 급속 충전방식에 관한 국제표준은 5가지가 있으며, 국내에서는 전기차 제조사별로 3가지 충전방식(차 데모 교류 3상 캄보 1)을 혼용해 사용한다. 공공기관이나 고속도로 휴게소, 대형 마트 또는 공영주차장 등에 가면 3가지 방식을 모두 지원하는 멀티형 급속 충전기가 설치돼 있다. 충전기 하나에 충전 케이블이 3개나 달려 있고 공간을 많이 차지해 외모가 그리 친근한 편은 아니다. 캄보 1은 미국, 캐나다 등 북미에서 표준으로 채택된 방식인데, 1개의 충전 구에서 저속과 급속충전이 모두 가능하다.
국가기술표준원은 전기자동차 급속 충전방식을 캄보 1로 통일하기 위해 한국산업규격(KS) 개정을 2017년 12월에 고시했다. 이는 2017년 10월 기준 국내에 보급된 전기자동차(7개 대기업 제조사의 9개 모델 대상)의 약 67%가 캄보 1 방식을 채택(한국자동차공학회의 자료)하고 있는 것을 고려한 것이다. 당분간 기존 멀티형 충전기와 통일된 신규 충전기의 공존은 불가피하다. 기존 방식 이용자는 상호 호환되는 충전 어댑터의 사용을 고려해 볼 만 하다.

손영대 동서대 메카트로닉스 융합공학부 교수

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