현재의 전기자동차 충전 방식 2017. 07. 04 충북대학교 전파통신공학.

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1 현재의 전기자동차 충전 방식 충북대학교 전파통신공학

2 목 차 개 요 본 문 결 론

3 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

4 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

5 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

6 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

7 II. 본문 전기자동차 충전 방식 - SAE J1772에 따른 레벨 별 충전 방식 1단계 2단계 3단계 전압
단일위상 AC 120V 단일,삼중위상 AC 240V 유동직류 V 최대전류 16A 80A 400A 최대전력 1.92kW 19.2kW 240kW 충전시간 6-24시간 2-8시간 10-30분 충전장소 가정 케이블이 고정된 충전소 충전소

8 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

9 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

10 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

11 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

12 II. 본문 충전모델에 따른 분류 - IEC 6217에 따른 모델별 충전 방식 모드 1 모드 2 모드 3 모드4 전압
단일위상<250V 삼중위상<480V 유동직류 V 최대전류 16A 32A 250A 400A 최대전력 13.3kW 26.6kW 184.4kW 240kW 커플러 전용플러그X 전용플러그 충전장소 저속 콘센트 저,고속 콘센트 외부충전기로 고속충전

13 II. 본문 표준 커넥터

14 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

15 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