ICE 차량을 가지고 있고 연료 보급 과정의 세부 사항에 대해 많이 알지 못하는 것은 그리 큰 문제가 아닙니다. 그것은 실제로 중요하지 않을 만큼 충분히 간단합니다. 하지만 전기 자동차의 경우 충전 과정이 사용자 경험에 영향을 미치므로 이에 대해 잘 알고 있는 것이 좋습니다.
주유할 때 2~3분 정도 기다리면 받은 주유량에 따라 요금을 지불하고 출발하면 됩니다. 하지만 전기 자동차를 가지고 있는 경우 "주유소"가 자신의 집인 경우가 많으며 전기 설치 및 자동차 장비에 대한 지식이 필요합니다. 그리고 공공 충전소에서 충전할 때, 충전기의 최대 충전 전력과 자동차의 최대 충전 전력 등도 알아야 할 사항이 있습니다. 충전 주제를 명확히 해보자.
AC 충전
전기 자동차에서 발생하는 충전 세션의 압도적 다수가 이러한 유형입니다. 원리는 간단합니다. 국내 또는 공용 인터페이스 모두 AC 전류를 제공합니다. 차량에 탑재된 충전기는 배터리를 충전하기 위해 AC 전기를 DC로 변환합니다.
자동차의 최대 충전 전력을 결정하려면 두 가지를 알아야 합니다. 첫째, 가정용 전기 설비 또는 공용 인터페이스의 전기 사양 및 자동차 온보드 충전기의 관련 사양입니다.
가정용 전기 설비는 단상 또는 삼상일 수 있습니다. 1상 전력은 다음과 같이 계산됩니다: P= V * I. 1상 전압은 거주 지역에 따라 다르며 유럽에서는 230V입니다. 여기에 전류를 곱하면 전기 설비가 제공할 수 있는 충전 전력을 얻을 수 있습니다.
예를 들어 전압이 230V이고 전류가 32A인 경우 충전 전력은 7.36kW(230V * 32A)입니다. 3상 전기의 경우 전압이 400V, 전류가 32A일 경우 충전전력은 다음과 같이 계산됩니다. P= V * I * √3 = 400V * 32A * 1.732 = 22 kW. 3상 전기 설비가 1상 설비보다 훨씬 더 많은 전력을 공급할 수 있다는 것은 분명합니다.
이제 차로 가보겠습니다. 온보드 충전기가 전기 설비와 일치하면 자동차에 공급되는 전력은 동일합니다. 예를 들어, 22kW 옵션 온보드 충전기가 장착된 Mercedes-Benz EQS가 있는 경우 위의 3상 전기 설치를 최대한 활용하고 관련 Wallbox를 사용하여 22kW로 자동차를 충전할 수 있습니다. 불행하게도 3상 설치가 있고 자동차를 일반적인 10A 전류의 schuko(F형) 플러그에 연결하면 단지 2.3kW만 얻을 수 있습니다.
자동차에 필요한 충전 시간을 계산하려면 배터리의 순 에너지 함량(kWh)과 순 충전 전력이 필요합니다. 50kWh 배터리, 11kW 온보드 충전기, 94%의 일반 충전기 효율을 갖춘 자동차가 있는 경우 필요한 충전 시간은 50/(11*0.94)= 4시간 50분입니다. 그러나 이는 이론적이며 현실에 얼마나 가까울지 아닐지는 차량에 따라 달라지는 소위 충전 곡선에 따라 달라집니다. 일반적으로 가정용 설치 및 낮은 출력을 사용하면 예상 수치에 거의 근접하게 됩니다.
DC 충전
DC 충전 영역에서는 상황이 훨씬 간단합니다. DC 충전기는 DC 전류를 제공하고 EV 배터리도 DC이므로 온보드 충전기는 프로세스와 관련이 없습니다. 배터리가 받을 수 있는 최대 충전 전력은 배터리 사양과 급속 충전기 성능이라는 두 가지 요소에 따라 달라집니다.
일반적으로 EV 배터리는 400V 전압을 사용하지만 최근 현대 EV는 포르쉐 타이칸, 아우디 E-트론 GT, 현대 아이오닉 5, 기아 EV6, 루시드 에어 등을 포함해 800V+ 아키텍처를 사용합니다. 이 차량은 각각의 800V 충전기를 사용하여 최대 350kW의 충전 전력을 허용합니다.
열 관리는 충전 속도를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 대부분의 최신 차량에는 고속 충전 중에 발생하는 높은 열을 관리하기 위한 요구 사항인 수냉식 배터리 시스템이 탑재되어 있습니다. 이와 대조적으로 패시브 공기 냉각을 사용하는 모델은 일반적으로 배터리 팩이 과열되는 것을 방지하기 위해 DC 충전 출력을 50kW로 제한합니다.
배터리 성능 저하를 최소화하기 위해 EV 제조업체는 일반적으로 80% 표시에서 DC 충전을 중지할 것을 권장합니다. 이 권장 사항은 또한 효율성에 따라 결정됩니다. 충전 속도가 이 지점을 지나면 급격히 떨어지기 때문에 완전 충전에 도달하는 데 필요한 추가 시간이 거의 비현실적이기 때문입니다.
잃어버린 기회(?)
전기 자동차가 DC 전력에만 의존한다면 충전 과정은 훨씬 더 간단해질 것입니다. 이 아이디어는 논쟁을 불러일으킬 수 있지만 DC 전용 접근 방식을 채택하면 온보드 충전기가 필요하지 않게 됩니다. 이러한 변화로 인해 차량은 더욱 가볍고 저렴해지며 소유자는 충전 케이블을 트렁크나 트렁크에 보관해야 하는 부담에서 벗어날 수 있습니다.
가정용 충전 설정에서 사용자는 AC Wallbox의 성능과 일치하는 최대 22kW를 제공할 수 있는 DC Wallbox를 설치합니다. 현재 DC 주거용 월박스가 시중에 나와 있지만 가격은 현재 AC 제품보다 약 5~7배 더 비쌉니다. 그러나 모든 제조업체가 DC 충전에만 전념한다면 규모의 경제가 시작되어 가정용 DC 충전기의 가격이 크게 낮아질 것입니다.
이 선택은 E-모빌리티 운동 초기에 결정되어야 했지만 아직 해결되지 않은 상태라고 주장할 수도 있습니다. 결과적으로 이는 e-모빌리티를 전반적으로 발전시키는 데 있어서 아마도 놓친 가장 중요한 기회일 것입니다.
