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기계 / 자동차/ 건설

번호 : 1373 작성자 : master  쪽지보내기 작성일 : 2012-06-14 조회수 : 1890
제목 :

충전 규격 분쟁으로 EV 보급 차질을 맞는 호환성 확보의 길을 찾는다

일본에서 현재 시판되고 있는 전기 자동차(이하, EV)의 만 충전에서의 미쓰비시(Mitsubishi) 자동차의 `i-MiEV`가 120 km 또는 180 km, 닛산(Nissan) 자동차의 `리프(Leaf)`가 200 km가 되고 있다(JC-08 모드의 경우). 일반적인 가솔린 엔진 차량이 가솔린 만 충전으로 500~800 km주행할 수 있는 것과 비교하면 2분의 1~3분의 1 정도에 지나지 않는다. 게다가 카 에어컨 등을 가동시키면 EV의 주행거리는 보다 더 짧아진다.

EV의 주행 도중에 전지 용량이 떨어지는 것을 방지하려면 가솔린 엔진 차량이 주유소에서 급유하는 것처럼 EV용 충전기를 사용하여 충전할 필요가 있다. 그러나 몇 분에 가득 차는 주유소와는 달리 EV에의 충전에는 시간이 걸린다. 가정용 단상 200 V 전원을 사용하여 리프를 만 충전하는데 필요한 시간은 약 8시간으로 이것으로는 운전 중 부담없이 충전할 수 없다.

따라서 주유소에서 급유하는 것과 거의 동일하게 이용할 수 있는 충전기로서 고안된 것이 EV용 급속 충전기이다. 운전 도중에 EV용 급속 충전기가 1대 설치되어 있는 것만으로 EV의 주행거리는 2배로 늘어나고 운전자가 EV용 급속 충전기의 설치 장소를 알고 있으면 전지 용량이 떨어지는 걱정을 하지 않고 운전할 수 있게 되는 장점도 있다. EV의 보급을 진행시키는데 있어서 EV용 급속 충전기가 완수하는 역할은 매우 크다.

`EV로 선행하는 일본의 자동차 메이커`라고 하는 표현은 차량 그 자체나 전동 시스템, 리튬 이온 배터리만을 의미하는 것은 아니다. EV의 보급에 불가결한 EV용 급속 충전기의 개발과 실증 실험에 관해서도 일본의 자동차 메이커와 전력회사의 대처는 세계에서 선행하고 있었다. 본격적인 실증 실험이 시작된 것은 2006년 6월로 도쿄(Tokyo) 전력과 후지(Fuji) 중공업이 발표한 급속 충전이 가능한 업무용 EV와 EV용 급속 충전기에 의해서 진행되었다. 그 후 미쓰비시 자동차나 타 지역의 전력회사도 참가하여 실증 실험의 규모는 확대해 갔다.

그리고 2010년 3월에는 `CHAdeMO(CHArge de MOve) 협의회`가 발족했다. 동 협의회는 EV용 급속 충전기의 실증 실험의 성과를 기본으로 책정한 규격인 CHAdeMO의 국제적인 보급을 목적으로 다양한 활동을 실시하고 있다. 회원 수는 발족 시 158개사?단체로부터, 2012년 3월말 시점에서 429개사?단체에 증가하고 있어 CHAdeMO에 준거하는 EV용 급속 충전기도 전 세계에서 1,393대(일본 1,154대, 해외 239대(2012년 4월 27일 시점) 설치되었다. 또한 CHAdeMO에 준거한 급속 충전기의 메이커수도 일본 국내외에서 30개사 이상에 이른다고 한다.

CHAdeMO의 보급에 대해서 해외 자동차 메이커의 반응은 한결같지 않다. 우선 닛산 자동차와 얼라이언스를 체결한 Renault나 미쓰비시 자동차로부터 EV의 OEM 공급을 받는 PSA Peugeot Citroen(PSA 그룹) 프랑스의 자동차 메이커는 CHAdeMO의 채용에 적극적이라고 한다.

한편 CHAdeMO에의 대항 의식을 선명히 하고 있는 것이 미국과 독일의 자동차 메이커이다. Ford Motor, General Motors(GM), Chrysler, BMW, Daimler, Volkswagen, Audi, Porsche 8개사는 2012년 5월 3일 보통 충전과 급속 충전의 양쪽 모두를 1개의 충전 연결기로 실시할 수 있는 `Combined Charging System(이하, CCS)`의 규격 책정으로 협력한다고 발표하였다. 지금까지 Ford가 주도한 미국 메이커와 BMW가 주도한 독일 메이커의 사이에 타협이 대하지 않는 상황이 길게 계속되고 있었지만 마침내 일체가 되어 활동을 본격화시킨다. 또한 중국은 CHAdeMO도 CCS도 아닌 독자적인 급속 충전 규격을 책정하고 있다고 한다.

CCS의 정식적인 발표에 의해 일본의 CHAdeMO와 미국?독일의 CCS에 의한 급속 충전 규격 분쟁이 본격적으로 시작될 것이라는 견해가 많다. 구미의 대기업 자동차 메이커가 CCS의 규격 책정에 참가하고 있기 때문에 CHAdeMO는 휴대전화의 통신규격과 같게 갈라파고스(Galapagos)화(지식리포터 주)한다`라고 한 의견도 있다. 다만 CHAdeMO와 CCS에는 각각 장점과 단점이 존재하므로 통틀어 CHAdeMO가 불리하다는 점은 없을 것 같다.

CHAdeMO의 장점은 장기간에 걸쳐 수많은 실증 실험을 반복하고 있는 것이나 채용 실적, 운용 실적의 풍부함이다. 단점으로서는 가정용 전원을 사용한 보통 충전은 급속 충전과 따로 준비한 연결기를 사용해야 하는 점을 들 수 있다.

한편의 CCS은 보통 충전과 급속 충전의 양쪽 모두를 1개의 충전 연결기로 실시할 수 있는 것이 최대의 장점이 되고 있다. CHAdeMO와는 달리 보통 충전과 급속 충전의 연결기를 1개에 정리하므로 부품 비용이나 보수유지 비용을 저감할 수 있다고 한다. 다만 CCS은 이제 규격의 방향성이 굳어진 단계이기 위해 운용 실적은 거의 존재하지 않는다. CCS에 준거하는 급속 충전기의 시장 도입은 2012년 후반으로 대응 EV의 시장 투입도 2013년이 되고 있다. 또한 보통 충전과 급속 충전의 양쪽 모두에 대응하기 위해서 커넥터가 커지고 형상도 복잡하게 되므로, 이용자의 편리한 사용이나 연결기의 강성은 CHAdeMO보다 낮아져 버린다.

또한 충전 시의 최대 출력이 CHAdeMO는 50 kW인데 반해 CCS은 2배 가까운 90 kW에 규정되고 있다. 그리고 CCS은 차세대 전력 공급 방식으로서 검토되고 있는 직류급전에도 대응하고 있다.

CHAdeMO와 CCS의 규격 분쟁은 시장이 최근 시작한 EV의 보급에 차질을 줄 수도 있다. 2012년 5월 22일에 열린 CHAdeMO 협의회 제2회 총회 후 회견에서는 동 협의회의 회장을 맡는 닛산 자동차 COO(최고 집행 책임자)가 규격 분쟁을 피하고 CHAdeMO와 CCS의 기술 호환성을 확보할 방침을 분명히 발표하였다.

이전 CHAdeMO 협의회의 방향성도 CHAdeMO를 일본 규격을 세계 표준 규격으로 하는 것보다 EV의 보급을 촉진하기 위하여 EV용 급속 충전기의 시장 도입을 가속시키는 것에 중점을 두고 있었다. 동 협의회의 사무국 대표의 인터뷰에서도 “CHAdeMO 협의회의 참가 기업은 실증 실험에서의 다양한 실패를 경험했다. 세계의 각 지역에서 EV의 보급을 도모하는데 있어서 같은 실패를 반복해서는 안 된다. 이를 위해 CHAdeMO를 제안하고 있고 일본 기업에 유리하게 되는 것을 기대하는 것은 아니다”라고 강조하고 있다.

우선 급속 충전기에 CHAdeMO용과 CCS용 양쪽 모두의 급속 충전 연결기를 가지는 케이블을 탑재하는 대응을 생각할 수 있다. CHAdeMO든, CCS이든 급속 충전기에 내장하는 AC-DC 컨버터를 사용하여 3상 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 것에 변화는 없다. CCS가 대응하는 직류 급전에 대해서도 AC-DC 컨버터의 회로를 사용하여 DC-DC 컨버터로서 동작시키는 것이 가능하다. 즉, 호환성을 확보하는데 있어서 급속 충전기의 전력 변환기의 설계를 큰 폭으로 변경할 필요는 없다.

또한 양 규격 모두 급속 충전 케이블을 흐르는 전류는 직류이다. 즉, 케이블도 공용할 수 있을 가능성이 높다. 급속 충전 커넥터도 이용자의 안전성 확보의 문제를 해결할 수 있으면 변환 커넥터를 사용하는 수법으로 호환성을 확보하는 것도 검토 대상이 될 것이다.

호환성을 확보하는데 있어서 최대의 걸림돌이 되는 것은 EV와 급속 충전기의 통신에 이용하는 네트워크의 차이일 것이다. CHAdeMO는 자동차에 폭넓게 채용되고 있는 CAN(Controller Area Network)을 사용하고 있지만 CCS은 전력선 통신(PLC)을 채용하고 있다. 즉, CHAdeMO와 CCS의 호환성을 실현하려면 급속 충전기 또는 EV의 급속 충전 시스템이 CAN과 PLC 양쪽 모두의 네트워크에 대응할 필요성이 있는 것이다.

예를 들면 스미토모(Sumimoto) 전기 공업이 개발한 차량 탑재 PLC 유닛을 사용하면 EV측에서도 호환성을 확보할 수 있을 가능성이 있다. 이 유닛은 보통 충전 스탠드의 충전 제어나 이용료 과금 관리를 실시하도록 설계된 것이지만 CHAdeMO와 CCS의 규격 분쟁에 의해서 응용범위가 다양해질 것으로 예상할 수 있다.

(지식리포터 주) 잘라파고스(Jalapagos = Japan + Galapagos)
1990년대 이후 일본의 제조업(주로, IT 산업)이 일본 시장에만 주력하기를 고집한 결과 세계 시장으로부터 고립되고 있는 현상을 일컫는 것으로 마치 남태평양의 갈라파고스 제도가 육지로부터 고립되어 고유한 생태계가 만들어진 것과 같아 붙여진 이름이다. 이러한 용어는 원래는 일본의 상황만을 일컫는 말이었으나 최근에는 대한민국의 인터넷 산업이나 미국의 자동차 산업 등 다른 국가의 비슷한 상황에도 사용되고 있다.

일본 기업이 개발한 기술과 서비스가 일본 국내에서 독자적으로 일본 소비자들의 취향에 맞춰 발전하게 됨으로써 세계 시장의 욕구와 국제 표준을 맞추지 못하게 되어, 결국 일본 기업이 개발한 기술과 서비스는 고립됨으로써 세계 시장 진출이 막히고 나아가 일본 내수 시장마저 위기에 처할 것이라는 것이다


출처: monoist.atmarkit.co.jp
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