전기차 충전시설

1. 충전표준과 커넥터 타입

가. AC충전과 DC충전의 차이점

AC 충전	DC 충전
⊙ 차량에 교류 공급 ⊙ 전류제어 ⊙ 온보드 충전기, 직류로 변환 ⊙ 최대 22kW, 배터리 부담 경감 ⊙ 간이 차고, 호텔, 레스토랑, 마트	⊙ 커넥터, 케이블 사이즈 큼 ⊙ 최대 500kW ⊙ 충전소에서 직류로 변환 ⊙ 복잡, 비용 집약적, 상업적 ​

나. 충전모드

 

  ▣ 모드3 AC - Case A

 

    ⊙ 영구적으로 연결되는 충전케이블 사용

    ⊙ 커넥터 장치가 한쪽 끝에만 있음

    ⊙ 오늘날 실제로는 거의 사용되지 않음

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  ▣ 모드3 AC - Case B

 

    ⊙ 모바일 AC 충전 케이블 필요

    ⊙ 한쪽 끝 : 차량 충전 커넥터가 차량 충전 인렛에 삽입

    ⊙ 다른 쪽 : 인프라 충전 플러그가 충전소의 충전 소켓에 삽입

    ⊙ 공영충전소

 

  ▣ 모드3 AC - Case C

 

    ⊙ 충전케이블이 충전소에 영구적 고정

    ⊙ 차량충전 인렛에 삽입되는 커넥터 장치인 차량 충전 커넥터 있음

    ⊙ 민간부문에서 자주 사용

    ⊙ 현재 AC충전소에서 이용하는 모드3가 널리 쓰임

 

2. 완속 충전과 급속 충전

가. 전기차 충전기의 종류

 

 [급속충전기]

   ▣ 국내에서는 50kW급 성능의 급속 충전기 사용

   ▣ 일반적으로 1시간 이내로 80%까지 충전

 [완속충전기]

   ▣ 이동형 충전기는 220[V] 사용으로 보통 3.2kW급 성능

     ⊙ 규격은 완속 충전기와 동일한 AC 단상 5핀 사용하며 긴급한 순간에 임시로 사용하는 용도

 

나. 완속충전과 급속 충전의 차이​

  ▣ 완속충전 : 충전기에서 교류(AC)를 차량에 공급

  ▣ 급속충전 : 충전 스탠드에서 직류(DC)를 차량에 공급

 

[완속 충전]

  ⊙ AC-DC 컨버터를 통해서 배터리가 충전

  ⊙ 충전속도는 AC-DC 컨버터의 용량에 의해 결정

  ⊙ 국내 : 7kW 또는 3.3kW의 온보드 차져

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​

​

 

[급속 충전]

  ⊙ DC 전압은 바로 배터리에 연결

  ⊙ 충전속도는 충전 스탠드가 보내는 전력 또는 배터리가 수용할 수 있는 전력에 의해서 결정

​

​다. 완속충전과 급속충전의 차이

 

라. 충전방법에 따른 충전시간

  ▣ 충전시간은 충전 스탠드 및 OBC(온보드 차저)의 용량에 따라서 결정

충전방법		충전시간 (64kwh 배터리 충전시)
완속충전	휴대용 충전(2.2kW)	31시간 이내
	3.7kW급	9시간 35분
급속충전	50kW급	75분 (80% 기준)
	100kW급	54분 (80% 기준)

마. 완속충전과 급속충전의 장단점

급속 충전	완속 충전
⊙ 시간 빠름 ⊙ 성능, 수명 감소 ⊙ 시공 어려움 ⊙ 설치비 고가	⊙ 시간 느림 ⊙ 성능, 수명 영향 없음 ⊙ 시공 용이 ⊙ 설치비 저가
▣ 완속충전과 급속충전의 원리 및 용도를 정확히 알고 사용한다면, 더 효율적으로 전기차를 충전하고 운행할 수 있음

3. 충전 규격에 따른 충전기 구분

가. 충전규격에 따른 충전기 구분

 

나. 충전방식별 커넥터

 

  ▣ 3가지 모두 완속, 급속 충전 가능

  ▣ 충전기 방식 점유율 (2020년 기준) : DC콤보(75%), 차데모(38%), AC3상(5%)

  ▣ 국제적인 표준 : DC 콤보

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[DC 콤보 Inlet & Connector]

 

  ▣ 독일과 미국에서 개발된 방식

  ▣ 충전포트가 위, 아래로 분리된 형태

  ▣ 하나의 충전구로 완속, 급속, 비상급속 충전이 가능함

  ▣ 주파수 간섭으로 인해 충전정보(배터리 잔량, 충전속도 등)를 원활히 제공하지 못함

  ▣ 현대차, 기아차, GM, BMW​

 

[AC 3상 Inlet & Connector]

  ▣ 프랑스 르노에서 개발된 방식

  ▣ 별도의 어댑터가 필요하지 않아서 완속과 급속이 하나의 충전포트로 구성

  ▣ 전기수급상황에 맞게 유연하게 충전방식을 조절할 수 있음

  ▣ 충전기 설치비용이 높음

  ▣ 르노 차량 이외 사용하는 차량이 많지 않아서 보급률이 떨어짐

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 [차데모 Inlet]

  ▣ 충전(Charge)와 주행(Move)를 합친 단어

  ▣ 일본의 닛산, 도요타, 미쓰비시에서 개발된 방식

  ▣ 충전정보가 유선상 별도 제공되어, 주파수 간섭없이 정보가 원활히 제공

  ▣ 충전기의 부피가 큼

  ▣ 충전시간이 다른 방식보다 오래 걸림

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4. 전기자동차 고전압시스템 안전

가. 일반적인 안전대책

  ▣ 모든 자동차 시스템을 다룰 때 안전하게 작업하는 것이 가장 중요

  ▣ 고전압 시스템을 대상으로 작업할 때는 자신이 무엇을 하고 있는지 알아야 함

 

[전기시스템을 다룰 때 접하는 특정 위험]

  ▣ 전기자동차 : 고전압 배터리 사용

  ▣ 매우 짧은 시간내, 에너지가 구동 모털에 전달됨

  ▣ 에너지가 배터리 팩으로 돌아 옴

  ▣ 배터리와 모터는 전기 및 포텐셜이 높아 올바르게 취급하지 않으면, 심각한 부상을 입거나 사망에 까지 이를 수 있음

    ※ 심박조절기, 전자의료기기 부착자는 EV 모터 작업 금지(다른 의료기기도 영향을 받을 수 있음)

 

    ⊙ 전기에너지는 굵은 오렌지색 와이어를 통해 모터로 전달되거나 모터에서 나옴

    ⊙ 와이어를 분리해야 하는 경우

        - 고전압시스템의 스위치를 끄거나 전원 차단

 

나. 위험항목과 감소대책

위험항목	감소 대책
고전압 감전	⊙ EV 작업 감전 가능성 높음, 고전압 안전장치 참조
점화회로	⊙ 감전사고 가능성 높음, 40,000[V]까지 상승 ⊙ 절연공구 사용, 전원 OFF시 권선회로 고전압 유의 ⊙ 접지 누출 트랩 사용 ⊙ 고전압 교육자만 HEV 및 EV 차량 작업
배터리 산	⊙ 부식성, 개인 보호장비, 오버올 작업복, 고무장갑, 고글, 앞치마
합선	⊙ 인라인 퓨즈부 점프리드, 배터리 분리, 접지리드 분리

다. 고전압 안전 예방조치

  ▣ 감전사고의 위험성

    ⊙ 전기차량에 사용되는 전압은 사람을 사망에 이르게 할 수 있음

    ⊙ 표준12V 또는 24V 보다 큰 전기회로는 접촉 금지

  ▣ 저전압과 고전압의 차이

    ⊙ 저전압은 상대적인 용어

    ⊙ 저전압 회로 : 안전규정에서는 높은 전압에서 요구되는 보호의무에서 면제되는 전압

    ⊙ 국제전기기술위원회 IEC (International Electrotechnical Commission)의 전압

IEC 전압 범위	교류	직류	위험
고전압(전력공급)	> 1,000[V]	> 1,500 [V]	전기아크
저전압(전력공급)	50~1,000 [V]	1230 ~ 1,500 [V]	전기아크
초저전압(전력공급)	< 50 [V]	< 120 [V]	위험도 낮음

[전기자동차]

전압범위	교류	직류
고전압 (전기자동차)	30~1,000 [V] 이하	60 ~ 1,500 [V] 이하

라. 고에너지 케이블 및 부품

  ▣ 고전압 배터리 사용

  ▣ 고에너지 케이블 및 관련 부품을 정확하게 식별해야 함

 

마. 안전작업 프로세스

  ▣ 전기자동차 작업시 위험

    ① 고전압 부품, 케이블

    ② 전기에너지의 저장

    ③ 위험수준 전압 유지 부품

    ④ 전기모터 및 차량 그 자체

    ⑤ 배터리 교체 위험

    ⑥ 폭발성 가스, 유해 액체

    ⑦ 저소음 위험

    ⑧ 의료기기 영향

  ▣ 고전압 시스템 특별 주의사항

    ① 일부 전자 부품의 전기저장 가능성

    ② 고전압 전기시스템 완전 격리 후 저장된 에너지 방전

    ③ 배터리 팩은 고온에 취약 (온도 라벨 부착)

    ④ 도장 작업시, 온도 상승, 단열재 설치

    ⑤ 전기 흐르는 부품, 합리적이고 안전할 때만 고려

    ⑥ 활성화된 전기 장비, 작업의 위험 유의

    ⑦ 개인 보호장비, 적절한 예방조치

    ⑧ 제조업체의 지침 참고

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5. 충전시설 안전관리

가. 충전기 사용시 주의사항

  ① 사용금지

     ⊙ 충전기 커넥터와 차량 인렛 부위에 물기가 있을 때

     ⊙ 충전기 전원이 차단되어 있을 때 (사용자가 강제로 ON 금지)

  ② 온도 높은 장소, 보완 장치 설치

  ③ 커넥터 단자, 통전 물체 접촉 금지

  ④ 충전기 유형 (완속, 급속) 용도에 맞게 사용

  ⑤ 충전기와 충돌 방지

  ⑥ 분해, 충격 주의, 충전 중 차량 동작 금지

  ⑦ 충전커넥터 체결 및 분리시, 안전한 조작 필요

  ⑧ 감전사고 방지 안내 표시

  ⑨ 플러그와 소켓 강제 분리 금지

  ⑩ 충전 중 세차, 정비 등 유지보수 금지

  ⑪ 충전기 외관 손상 발견시, 제작사 연락

  ⑫ 충전중, 주변 어린이 보호자 감시

  ⑬ 폭풍, 천둥, 번개 시 충전기 사용 금지

    ※ 충전기에 물 분사나 화학물질, 세제 사용 금지

 

나. 전기자동차 충전시설 점검 기록표 (전기안전관리자의직무에관한 고시 별지 14호 서식) [별지 제14호 서식]

전기자동차 충전시설 점검기록표

측정장비 :			(일기 : )			년 월 일
점검자		(소 속) / (성 명) (서명)
확인사항		내 용
설치장소
전기설비 전압/용량		[V] / [㎾]
충전 시설	설치기수	( ) kW ( )기
	설치위치	□옥내 □옥외 □기타 ( )
	충전형식	□ DC차데모 □ DC콤보 □ AC3상
	충전기 사양	전압/용량
		제조사			모델명(일련번호)
구 분		점 검 항 목								점검 결과	비고
인입선		전선의 종류, 굵기, 지상고 등 시설 상태 확인
배ㆍ분전반		설치장소, 방수ㆍ방습조치, 방청여부, 공간확보 구조의 적정성 확인
		전원조건, 충전부접촉 방지, 외함 접지 확인
개폐기 등		전원측에 개폐기, 과전류차단기가 시설되었는지 확인
		전로에 누전차단기 동작 및 상태를 확인
옥내배선 및 기구 등		전선굵기 적정성, 사용전선, 배선방법, 접속, 전로의 절연, 이격거리 적정성 확인
		배선기구의 충전부분이 노출되었는지 확인
		습기 많은 곳, 물기 있는 곳의 저압 배선기구 방습장치 확인
		저압 배선기구에 전선 접속시 전기적 완전접속 및 접속점에 장력이 가해지지 않는지 확인
충전시설		충전소 설치 주변 배수시설 확인
		외함의 발청, 누수여부, 고정상태, 차량과 충전기의 충돌 방지 조치 확인
		충전케이블 손상여부 확인
		충전부분이 노출되지 않는지 확인
		충전장치의 철대, 금속제 외함 접지 적정성 확인
		침수 등의 위험이 없는 곳에 시설하였는지, 옥외에 설치시 비, 눈에 대한 충분한 방수 보호등급을 갖는 것인지 확인
		전기자동차 전용임을 나타내는 표지를 설치하였는지 확인
		분진이 많은 장소 등에는 충전설비를 설치하지 않도록 확인 다만, 일반 먼지가 많은 곳은 설치 가능
		충전장치 시설장소에 위험표지를 설치하였는지 확인
접지 연속성		충전시설과 전기자동차 간의 장치 접지가 연속적으로 연결되는지 확인
시험 및 측정	절연저항	도전부-대지간의 절연저항 측정
	접지저항	충전설비 금속제 외함 등의 접지저항 측정
종합 의견

[비고] 점검결과는 ○(적합), ×(부적합), /(해당없음) 으로 표기

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