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EV 수요자원화 및 초고속충전 과제 공고

에기평 에너지신산업부문 기술개발사업 신규과제

전기차 배터리의 수요자원화를 위한 기술과 초고속 충전을 위한 시스템이 개발된다.

 

한국에너지기술평가원(원장 임춘택)은 ‘2018년도 에너지기술개발사업 신규과제’ 중 에너지수요관리 핵심기술개발사업(에너지신산업) 과제로 △EV의 수요자원화를 위한 VGI(Vehicle-Grid Integration) 통합제어기술 개발 및 V2G(Vehicle to Grid) 실증 △초고속 충전을 위한 400kW급 전기자동차 충전시스템 개발을 품목지정했다.

 

중앙전력제어 충전인프라 및 V2G EV 개발

2030년 전기차(EV) 100만대 보급과 신재생발전 20% 목표에 대비해 충전중인 EV 배터리를 제어 가능한 에너지자원으로 이용하는 기술개발 필요성이 대두되고 있다. 충전이 제어되는 6.6kW급 EV 10만대는 330MW ESS와 대등한 전력 자원이다.

 

그러나 현재 보급 중인 충전인프라는 일정 전력으로 충전하는 단순 전력공급 장치에 불과한 상황이다.

 

계통부하 예측 및 신호제어를 통한 충전제어(V1G)로 EV를 수요자원화하기는 불가능하며 기존 EV는 통신으로는 SOC* 정보를 확인할 수 없고 방전도 불가한 OBC**가 탑재돼 있어 향후 출시될 양방향 OBC가 장착된 V2G용 EV와의 통신 및 방전 대응이 불가능하다.

 

이번 과제는 이를 해결하기 위해 중앙에서 전력제어가 가능한 충전인프라와 V2G EV를 개발하는 것이다. 기존에 보급된 EV도 SOC를 파악해 충전을 제어하는 기술과 고효율 충방전을 위한 양방향 OBC의 변환효율 개선 및 상용 V2G EV를 개발한다.

 

개발기간은 48개월 이내로 주관기관에는 제한이 없지만 충전인프라 운영 공기업, EV제조사의 참여가 필수이며 V2G 실증대상 차량이 100대 이상 공급돼야 추진이 가능하다.

 

초고속 충전시스템 개발

최근 에너지효율을 높이고 고용량 배터리를 적용해 1회 충전으로 최대 300~400km를 주행할 수 있는 전기차가 공개되고 있으며 300kWh급 고용량 배터리를 적용한 전기버스가 출시되고 있다.

 

다만 유럽은 차린(CharIN: 국제 전기차 충전협의체)을 중심으로 4분 충전에 100km 주행이 가능한 DC 400kW급 충전기 및 커넥터 개발을 주도하고 있으나 국내 급속충전기는 현재 DC 50kW만 보급되고 있어 전기차의 고용량화에 대한 충전기술 대응이 부족한 상황이다.

 

세계적으로는 초고속 전기자동차 충전시스템 개발을 목적으로 1,000Vdc, 400A 커넥터-인렛 개발을 위한 IEC 62196-3-1 표준화가 진행 중이어서 이에 대한 적극적인 대응과 커플러*** 및 관련 핵심기술 개발을 통한 국내외 전기자동차 충전시스템 시장확보 필요성이 제기되고 있다.

 

이번 기술개발은 전기버스를 포함한 전기차의 충전시간 단축을 위한 400kW급 초고속 충전시스템용 접촉식 충전 커플러 및 핵심부품 개발과 이를 활용한 비즈니스 모델을 개발하는 것이다.

 

400kW급 초고속 전기차 충전시스템 및 핵심기술 개발은 △효율 96% 이상의 400kW급(1000V, 400A) 초고속 충전시스템 개발 △400kW급 전기자동차 접촉식 커플러, 케이블 및 핵심기술 개발 △전기자동차 커넥터 냉각시스템 및 안전장치 개발 등으로 구성된다.

 

초고속 전기차 충전시스템 운용 효율성 향상기술 및 사업화 모델 개발은 △멀티 충전 및 동시 충전 대응기술 개발 △승용차, 버스의 상호호환성을 고려한 효율적 운용방안 및 비즈니스 모델 △초고속 충전시스템용 커넥터 사용자의 조작성(편리성) 향상방안 등이 포함돼야 한다.

 

초고속 전기차 충전시스템 표준화 및 시험·평가기술과 연계방안 제시는 △국제 표준화(IEC 62196, IEC 61851) 대응기술 △초고속 충전시스템 시험ㆍ평가 및 벤치 활용 커플러 실차 적용성 검증기술 개발 △초고속 충전시스템용 케이블 시험ㆍ평가방법 국내 표준화 기술개발 등이다.

 

개발기간은 36개월 이내이며 중소·중견기관이 주관기관으로 참여해야 한다.

  

*SOC(State of Charge): 배터리의 충전량

**OBC(On Board Charger): EV에 탑재된 AC 220V 층전기

***커플러(coupler): 센서로부터 어떤 종류의 신호를 수신해 다른 종류의 신호로 조작 장치에 보내는 결합부 또는 하나의 회로에서 다른 회로로 에너지를 주고받기 위해서 사용되는 부품