화재예방형 충전기 PLC 충전기

정부의 전기차 충전기 안전 강화 계획: 안전한 충전기의 시대가 열린다!

전기차가 날로 인기를 끌면서 충전기 보급도 급증하고 있습니다. 하지만 충전기와 관련된 화재 사고는 여전히 큰 걱정거리가 되곤 합니다. 이에 정부는 안전한 충전기 보급에 더욱 집중하기로 했습니다. 이번 포스팅에서는 정부의 새로운 충전기 안전 정책과 그 변화, 그리고 최근 완속 충전기 업계의 화두가 되고 있는 화재예방형 PLC 충전기의 원리에 대하여 알아보겠습니다.

 

충전기 안전 문제: 완속충전기와 급속충전기 비교

현재 설치된 전기차 충전기 중 대부분을 차지하는 완속충전기는 과충전 제어 기능이 부족해 화재 발생 우려가 비교적 높습니다. 반면, 급속충전기는 충전 용량을 80%까지 제한하여 상대적으로 안전하게 설계되어 있습니다. 하지만, 이 두 가지 충전기 모두 충전 중의 안전 문제를 해결해야 한다는 공통점을 가지고 있습니다. 정부에서는 화재 예방 기능'이 장착된 충전기의 보급을 확대한다고 밝혔습니다.

 

화재 예방을 위한 PLC 모뎀 장착 충전기 지원

환경부는 올해부터 전력선통신(PLC) 모뎀을 장착한 완속충전기에 대해 추가 보조금 40만원을 지급하기로 했습니다. 이 모뎀은 과충전 제한 기능을 제공하여, 충전 중 화재 발생 위험을 줄이는 역할을 합니다. 그러나 현재 PLC 모뎀을 장착한 충전기는 드물어, 정부는 이를 대폭 확대할 계획입니다.

 

내년에는 기존의 일반 완속충전기 예산을 줄이고, 화재 예방 기능이 탑재된 충전기 예산을 크게 늘릴 계획이 잡혀 있습니다. 올해에는 740억원의 예산이 완속충전기 설치에 책정되었지만, 내년에는 화재 예방형 충전기에 대한 지원을 확대하면서 예산을 조정할 예정입니다.

 

 

 

전기차 충전의 주요 구성 요소

OBC (On Board Charger)

**OBC**는 전기차의 '마법의 변환기'라고 생각하면 됩니다. 이 장치는 전기차에 연결된 전원(AC 입력)을 배터리가 사용할 수 있는 형태인 DC로 변환해주는 역할을 합니다. 쉽게 말해, OBC는 전기차의 "언어 번역기"로, 집이나 충전소에서 오는 전기를 배터리가 이해할 수 있는 형태로 바꿔주는 기술입니다.

 

SOC (State Of Charge)

**SOC**는 전기차 배터리의 '연료 게이지'와 같습니다. 이 지표는 배터리가 얼마나 충전되어 있는지를 나타냅니다. SOC는 배터리의 잔여 용량을 퍼센트로 표시해주어, 마치 자동차 연료 게이지처럼 배터리의 현재 상태를 쉽게 알 수 있게 도와줍니다.

 

CP (Control Pilot)

**CP**는 전기차 충전의 '소통 전문가'입니다. 충전기와 전기차 간의 대화 통로 역할을 하며, 충전 과정에서 서로의 상태를 모니터링하고 정보를 주고받습니다. CP는 충전기와 차량 간의 원활한 의사소통을 통해 충전이 안전하고 효율적으로 이루어지도록 합니다.

 

PD (Proximity Detection)

**PD**는 전기차의 '안전 감시자'입니다. 충전기가 차량의 충전구에 제대로 꽂혀 있는지를 확인하는 역할을 합니다. 충전구가 제대로 연결되지 않으면 전기차가 이동할 수 없게 되어, 충전 중에 불필요한 움직임을 방지하고 충전의 안전성을 높입니다.

 

EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment)

**EVSE**는 전기차 충전의 '전력 공급 장비'입니다. 이는 전기차를 충전하기 위한 전체 장비 세트를 말합니다. 집에 설치하는 충전기나 공공 충전소의 장비가 여기에 해당하며, 전기를 전기차에 공급하는 핵심 역할을 합니다.

 

ICCB (In Cable Control Box)

**ICCB**는 전기차 충전의 '내장된 제어 장치'입니다. 집에서 사용하는 충전기 케이블 안에 내장된 장치로, 충전기와 차량 간의 통신 및 충전 제어를 담당합니다. ICCB는 전기차의 안전한 충전을 위해 필수적인 제어 기능을 제공합니다.

 

 

 

전기차 충전기의 숨겨진 비밀: PLC와 PWM 이해하기

전기차 충전기를 사용할 때, 우리가 자주 생각하지 않는 숨겨진 기술들이 많은데요. 그 중 두 가지 중요한 기술이 바로 PLC와 PWM입니다. 이들 기술이 어떻게 전기차 충전을 원활하게 만들어주는지, 간단히 설명해 드리겠습니다

 

 

 

PLC: 전력선으로 대화하는 비밀의 통로

전기차 충전기의 CP 핀을 통해 전기차와 충전기 간의 신호가 주고받아지는데, 이때 PLC(Power Line Communication) 기술이 사용됩니다. 이 기술은 전력선(전기를 보내는 선)을 통해 데이터를 주고받는 기술입니다. (간혹 전기를 업(業)으로 하시는 분 중에 PLC를 아시는 분이 계시는데 이때 PLC는 Programmable Logic Controller로 산업 플랜트의 유지관리 및 자동 제어 및 모니터링에 사용하는 제어 장치로 여기서 얘기하는 PLC와는 전혀 다른 개념입니다.

 

상상해 보세요. 전기차와 충전기가 전력선을 통해 서로 대화하는 모습입니다. 이 대화는 마치 두 사람이 서로 통신하는 것과 같아서, 충전기가 전기차에 "충전할 준비가 되었니?"라고 묻고, 전기차가 "준비 완료!"라고 대답하는 것과 같습니다.

 

PWM: 충전의 속도 조절기

충전의 속도와 전류의 크기를 조절하는 것은 PWM(Pulse Width Modulation) 기술의 역할입니다. PWM은 전류를 조절하기 위해 펄스를 사용하며, 이 펄스의 폭을 조절하여 충전 전류의 양을 제어합니다.

 

쉽게 설명하면, PWM은 충전기의 '속도 조절기'와 같습니다. PWM이 전류를 얼마나 빨리 흘리게 할지를 결정합니다. 펄스가 넓을수록 전류가 많이 흐르고, 좁을수록 전류가 적게 흐릅니다. 이로 인해 충전기의 전류를 적절히 조절할 수 있게 됩니다.

 

PWM

 

충전 과정에서의 PLC와 PWM

이제 충전 과정에서 PLC와 PWM이 어떻게 작동하는지 살펴볼까요?

• 대기 상태 (12V): 충전기가 대기 상태일 때 전압은 12V입니다. 이때는 충전 준비를 하고 있습니다.
• 연결 상태 (9V): 충전 케이블이 전기차에 연결되면 전압이 9V로 내려갑니다. 이 상태에서 충전기가 전기차와 통신을 시작합니다.
• 인증 상태 (9V PWM): 사용자가 충전 카드를 태깅하거나 인증 과정을 거칩니다. 이때 전압은 9V이지만, PWM 신호가 전송되어 충전량이 결정됩니다.
• 충전 상태 (6V PWM): 충전이 실제로 시작됩니다. 전압이 6V로 내려가고, PWM 신호를 통해 충전 전류의 크기가 조절됩니다.
• 에러 상태 (0V): 만약 문제가 발생하면 전압이 0V로 떨어지고, 이는 에러를 나타냅니다.
• 고장 상태 (-12V): 충전기나 전기차에 심각한 문제가 발생했을 때 전압이 -12V로 떨어지며, 이는 고장 상태를 의미합니다.

 

충전 전류 조절의 예시

충전 전류를 어떻게 조절하는지 예를 들어볼게요. 만약 PWM 신호에서 펄스가 넓으면, 더 많은 전류가 흐르고, 좁으면 적은 전류가 흐릅니다. 이는 마치 자동차의 속도를 조절하는 것과 비슷합니다. 넓은 펄스는 더 빠르게 충전하고, 좁은 펄스는 천천히 충전하는 것이죠.

 

 

PLC 통신이란?

PLC 통신영어로 Power Line Communication)입니다. 이것은 전력선을 이용해 데이터를 주고받는 기술입니다. 이 기술은 전기선을 통해 데이터와 전력을 동시에 전달할 수 있어, 별도의 통신선을 설치할 필요 없이 기존의 전기망을 활용합니다. PLC 통신은 스마트 그리드, 가정 내 네트워크, 전기차 충전 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

 

PLC 통신의 원리

PLC 통신은 전력선에 고주파 신호를 실어 보내는 방식으로 작동합니다. 전력선은 일반적으로 저주파 전력을 전달하지만, 고주파 데이터 신호도 함께 실어 보낼 수 있습니다. 이렇게 하면 하나의 전력선에서 전력과 데이터가 동시에 전달될 수 있습니다.

• 전력선의 역할: 전력선은 전기 에너지를 공급하는 기본적인 경로입니다.
• 고주파 신호의 추가: PLC 기술을 통해 전력선에 고주파 신호를 추가로 실어 보내, 데이터 전송을 가능하게 합니다.

 

전기차 충전에서의 PLC 통신

전기차 충전 과정에서 PLC 통신은 충전기와 차량 간의 정보 교환을 담당합니다. 이 정보를 통해 충전 과정이 안전하고 효율적으로 관리됩니다. PLC 통신을 통해 주고받는 정보에는 다음과 같은 것들이 있습니다:

• 충전 상태: 현재 충전이 얼마나 진행되었는지에 대한 정보입니다.
• 충전 속도: 충전 속도를 조절하기 위한 데이터입니다.
• 안전 정보: 과열, 과전류 등의 문제를 방지하기 위한 경고와 제어 정보입니다.

 

PLC 통신의 장점

• 설치 용이성: 별도의 통신선 설치 없이 기존 전력선을 사용하므로 설치가 간편합니다.
• 비용 절감: 추가적인 통신 인프라가 필요 없어 비용을 절감할 수 있습니다.
• 범용성: 다양한 전력망 환경에서 활용할 수 있습니다.

 

PLC 통신의 단점

• 노이즈 문제: 전력선에서 발생하는 전기적 노이즈가 데이터 전송에 영향을 줄 수 있습니다.
• 거리 제한: 전력선의 특성상 데이터 전송 거리에 제한이 있을 수 있습니다.

 

마무리하며

전기차 PLC 통신에 대해 알아보았습니다.  PWM이 전기차 충전기에서 어떻게 중요한 역할을 하는지 이해하셨나요? PLC는 충전기와 전기차 간의 대화 역할을 하고, PWM은 충전 속도와 전류를 조절하는 기술입니다. 이러한 기술들이 결합되어 전기차 충전이 안전하고 효율적으로 이루어질 수 있습니다. 앞으로 전기차 충전기를 사용할 때, 이 기술들의 배경을 알고 있으면 더욱 흥미롭게 느껴질 것입니다!