10분이면 80%까지 충전 가능한 급속 충전기는?

[오토트리뷴=기노현 기자] 전기차 구매를 고민하고 있는 운전자의 대다수는 배터리 충전에 대한 고민을 갖고 있을 것이다. 그 이유는 충전 인프라가 턱없이 부족한 점과 충전 인프라가 갖춰졌다 해도 내연기관 자동차의 주유시간에 비해 턱없이 긴 충전시간이 발목을 잡는다. 이를 해결하기 위해 다양한 충전기를 개발했고, 그중 급속충전기는 점차 충전 속도를 높이고 있다.

 

 

휴대용 충전기
전기차 휴대용 충전기는 흔히 알고 있는 스마트폰 충전기와 비슷하다. 물론 크기는 더 크지만, 휴대할 수 있는 점과 220V 콘센트에 연결해 사용할 수 있는 장점이 있다. 휴대용 충전기의 충전 최대 전력은 3kW 수준인데, 이를 위해 벽체 콘센트가 220V-15A까지 허용이 가능한 콘센트여야 한다.

64kWh 용량의 코나 일렉트릭의 배터리를 3kW 휴대용 충전기로 충전할 경우 이론상 최소 약 21시간 이상이 소요된다. 이같이 매우 긴 충전시간은 휴대용 충전기의 단점이지만, 220V 전원 사용이 가능하고, 뛰어난 휴대성을 갖추고 있어 충전기 설치에 제약이 있는 운전자들에게는 임시방편으로 좋은 해결책이 된다.

 

 

완속 충전기
완속 충전기는 주로 벽체형을 많이 사용하고, 공용과 비공용으로 나누어진다. 완속 충전기는 일반 220V 가정용 전원을 사용하지만, 7kW 급에 달하는 충전 전력을 감당하기 위해 32A 이상의 별도 라인을 배정해서 사용한다. 14kW 급 완속 충전기는 이에 2배에 달하는 64A 공급이 가능한 라인을 사용해야 한다.

7kW 급 완속 충전기로 코나 일렉트릭의 64kWh 용량 배터리를 완충하는데 걸리는 시간은 이론상 최소9시간 이상이 걸리며, 14kW 급 완속 충전기는 이에 절반 수준이다. 완속 충전은 급속충전에 비해 시간이 오래 걸리지만, 배터리 셀 보호를 위해 제조사에서는 한 달에 한 번 완속 충전을 해줄 것을 권장한다.

 

 

급속 충전기
급속 충전기는 배터리에 높은 전력을 직접 직류로 밀어 넣는 방식을 사용한 것으로 충전 속도를 급격히 높인 것이 특징이다. 고 전력을 공급하기 위한 대형 컨버터가 충전기에 내장되기 때문에 완속 충전기보다 크기가 커지고, 충전 전력이 커질수록 크기도 비례해서 커진다. 또한 고 전류를 사용하는 급속충전기는 배터리에 부담을 주고, 셀 손상을 방지하기 위해 용량의 80%까지만 급속 충전을 지원한다.

 

현재 국내는 50kW, 100kW급의 급속 충전기가 주로 보급돼 있는데, 최근 200kW 급속 충전기의 보급도 진행 중이다. 급속 충전기를 이용해 배터리 용량이 64kWh인 코나 일렉트릭을 80%까지 충전하는데 걸리는 시간은 제원상 54분이 소요된다. 코나 일렉트릭의 급속 충전 제원은 75kWh(200A), 이를 넘어선 충전 속도는 크게 영향을 주지 않는다.

빠른 충전 속도는 전기차 충전 편리성을 높여주지만, 지나치게 높을 경우 배터리 안정성에 영향을 줄 수 있기 때문에 높은 기술력이 필요하다. 이에 전기차 제조사들은 지속적으로 급속 충전 속도를 높이기 위한 노력을 지속하고 있다. 출시 예정인 포르쉐의 첫 번째 전기차 타이칸은 350kW 급의 충전속도를 지원할 예정이다. 타이칸의 95kWh의 용량 배터리를 80%까지 충전하는데 15분이면 충분하고, 64kWh의 코나 일렉트릭의 배터리는 80% 충전까지 약 8분이 소요된다.

 

 

물론 350kW 급 충전기는 당연히 크기도 매우 커지고, 여러 대를 설치할 경우 초 대용량의 전력을 공급해야 하는 문제점 등 아직 해결해야 할 문제점이 많다. 하지만 350kW 급 이상의 고속 충전이 현실화되면 내연기관 자동차의 주유와 편의성 부분에서 차이가 없을 것으로 기대된다.

 

knh@autotribune.co.kr

 

 

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