현재의 전기자동차 충전 방식 2017. 07. 04 충북대학교 전파통신공학
목 차 개 요 본 문 결 론
I. 개 요 최첨단 전기자동차(EV) - 최근 전기자동차가 개발됨에 따라 전기자동차 충전방식도 발전하고 있음 - 충전시스템의 전력효율을 내기 위하여 많은 분석이 이루어지고 있음 - 미국의 전기자동차 보유 비율은 가정 전체의 약 1%로의 비중을 차지하고 있음 - 재생 에너지 즉 전기를 이용한 기술의 문제는 일시적인 과전압(TOV)임 - 전기자동차의 발전에 있어 TOV를 완화시키는 기술의 발전은 필수적임
II. 본문 1단계 충전방식 - 가정에서 표준으로 사용되는 120V 교류전압을 이용하여 충전 - 최대 전달 전력은 2kW - 충전시간은 보통 6-24시간 - 충전시간이 매우 길기 때문에 창고나 장기간 주차 가능한 곳에서 충전가능 - 누전차단기, AC/DC 변환기, DC/DC 변환기를 거쳐서 충전이 가능
II. 본문 2단계 충전방식 - 단일 혹은 삼중위상 교류전압 240V를 이용하여 충전 - 일반적으로 충전소와 전기자동차 사이 방해를 인터로크를 통해 보호 - 충전시간은 보통 2-8시간 - 충전시간은 레벨1보다 적어 용무를 보며 충전가능(보편적으로 일반가정에 설치) - AC/DC 변환기, DC/DC 변환기를 거쳐서 충전이 가능
II. 본문 3단계 충전방식 - 유동 직류 200-600V를 이용하여 매우 높은 전류(400A)를 이용하여 충전 - 충전시간은 보통 10-30분 - BMS(Battery Management System)과 충전소 사이 via CAN bus를 통하여 상호 작용이 가능 - 전원왜곡교정장치(PFC),AC/DC 변환기, DC/DC 변환기를 거쳐서 충전이 가능
II. 본문 전기자동차 충전 방식 - SAE J1772에 따른 레벨 별 충전 방식 1단계 2단계 3단계 전압 단일위상 AC 120V 단일,삼중위상 AC 240V 유동직류 200-600V 최대전류 16A 80A 400A 최대전력 1.92kW 19.2kW 240kW 충전시간 6-24시간 2-8시간 10-30분 충전장소 가정 케이블이 고정된 충전소 충전소
II. 본문 모드1 충전방식 - 전용 플러그가 없이 AC전원을 이용한 충전방식 - 최대 단일 위상 전압 240V이하, 허용 전류 16A 혹은 삼중 위상 전압 480V 이하 - 중성선과 가압된 도체사이에 밸런스가 무너지면 누전차단기가 작동 - 차단기는 과전류가 흐르면 작동 - GFI(누전차단기), Surge Arrester(어레스터 피뢰침), Circuit Breaker(차단기) 를 통해 안전성을 확보
II. 본문 모드2 충전방식 - 모드1과 유사한 충전방식을 가짐 - 모드2의 경우 과전류보호, 잔여전류로 인한 장치 보호가 필수 - 모드2의 연결장치는 차량 측면에 컨트롤 핀을 요구함 - 충전 컨트롤 시스템은 내부 충전 케이블 안에 합쳐있음
II. 본문 모드3 충전방식 - 모드3 충전방식은 전기자동차에 단일 혹은 삼중 교류망 충전장치와 연결 - 차량 내부에 컨트롤 조종기능이 탑재되어 있음 - 전기자동차 충전장치(EVSE)는 외부에 설치 - Siemens에서 제공하는 충전소에서 사용가능 - 충전소에서는 과전류보호, 누전차단이 필수적으로 요구됨
II. 본문 모드4 충전방식 - AC/DC 컨버터와 함께 단일 혹은 삼중 교류망으로 연결됨 - AC/DC로 부터 과전류를 차단하고 AC/DC에 민감한 누전차단기를 반드시 포함해야 함 - 모드3와 신호 핀 등 매우 유사함
II. 본문 충전모델에 따른 분류 - IEC 6217에 따른 모델별 충전 방식 모드 1 모드 2 모드 3 모드4 전압 단일위상<250V 삼중위상<480V 유동직류 200-600V 최대전류 16A 32A 250A 400A 최대전력 13.3kW 26.6kW 184.4kW 240kW 커플러 전용플러그X 전용플러그 충전장소 저속 콘센트 저,고속 콘센트 외부충전기로 고속충전
II. 본문 표준 커넥터
II. 본문 신호발송과 안전성 측정 - 연결이 되어지면 즉시 컨트롤 핀에 12V의 전력이 인가가 됨 - 컨트롤 핀에 1kHz의 구형파를 보내면 회로는 즉시 닫히게 되며 충전상태가 됨
III. 결론 - 전기자동차 충전기술과 충전망에 대한 기술은 빠르게 발전하고 있음 - 기술이 발전함에 따라 그에 맞는 기술의 표준도 발전하고 있음 - 국내외 전기자동차 충전소의 표준화에 관한 다양한 연구가 진행 중임 - 전기자동차의 잠재적인 기술은 일시적인 과전압을 완화시키는 방법과 밀접한 연관성을 지님 - 전기자동차 발전은 추후 연구를 통해 일시적인 과전압을 완화시키는 기술의 발전과 함께 할 것임