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DAILY PICK_Car&Tech

전기 잡식성

콘티넨탈이 350킬로와트, 1/3파장 AC부터 고속 DC 등 모든 타입의 전기차 충전기에 대응할 수 있는 올차지 콘셉트를 개발했다

2017.10.24

 

1978년 혼다는 무촉매 CVCC 엔진이 어떠한 연료로든 달릴 수 있다고 광고를 내보냈다. 유연 연료나 고급 유연 연료, 무연 휘발유 등을 가리지 않고 말이다. 광고 마지막엔 이런 대사까지 나온다. “당신은 골라 먹는 사람이 될 수 있습니다.” 
전기차 운전자들은 더 빠른 충전 방식을 쉽게 이용하기 위해 기존의 플러그 디자인, 하드웨어, 소프트웨어를 아무런 제약 없이 사용하길 바란다. 하지만 현실은 그렇지 않다. 800볼트부터 350킬로와트, 1/3파장 AC부터 고속 DC 등으로 충전 방식이 모두 다르기 때문이다. 콘티넨탈은 이들을 위해 모든 타입의 충전기에 대응할 수 있는 올차지(AllCharge) 콘셉트를 개발했다. 전압과 전력 수준이 발전함에 따라 CVCC 같은 잡식성을 전기 충전에 대입한 것이다. 그들의 목표는 전기차 소유자들의 충전 걱정을 없애는 것이다. 
새로운 기술을 따져보기 전에 전기차와 플러그인 하이브리드의 충전 방식을 살펴보자. 동력 전자시스템과 일체화된 충전기는 110이나 220볼트 교류 전기를 받아 이를 배터리에 필요한 전압의 직류로 변환한다. 전력이 높아지면 열이 증가하고 그 열을 식히기 위해 더 큰 냉각장치가 필요하기 때문에 보통 3~10킬로와트급 전력으로 충전한다. 충전이 빠른 방식(예를 들면 120킬로와트 테슬라 슈퍼차저 등)은 발열이 심한 교류-직류 전환을 외부 충전소에서 담당하기 때문에 차가 할 일은 그저 배터리에 맞게 전압을 높이거나 낮추는 것이다. 물론 모든 전기차는 감속과 제동 중에 발생한 에너지를 모터와 동력 변환기로 배터리에 충전할 수 있다. 하지만 시스템에 환원되는 에너지는 기껏해야 10킬로와트다. 
그런데 왜 같은 방식으로 충전하지 않을까? 그리고 왜 크고 비싼 외부 충전소를 버리지 않을까? 올차지는 이러한 의문에서 시작했다. 콘티넨탈은 시스템을 설계하는 과정에서 뜻밖의 장점까지 발견했다. 
모터가 교류전류를 생성하기 때문에 레벨 1과 2 전력이 고정 모터로 흘러 들어간다. 모터는 형광등과 조광 스위치에 노이즈를 일으키는 지저분한 전기를 거르는 역할을 한다. 정제된 깨끗한 전력을 교류에서 직류로 바꾼 다음 직류-직류 승압기가 배터리가 선호하는 전압으로 전달한다(콘티넨탈의 시연차 같은 경우 400볼트). 직류-직류 승압기는 유입되는 고속 충전 전류를 최대 800볼트, 150킬로와트까지 수용할 수 있다(충전기와 배터리가 뒷받침된다면 350킬로와트도 가능하다).
직류-직류 승압기를 전류 시스템과 통합하면 전원을 연결하지 않을 때도 이점이 있다. 직류-직류 승압기는 전력을 모터에 공급할 때 800볼트를 유지할 수 있다. 이러한 정전압 수준은 인버터에 걸리는 부하를 감소시킨다. 인버터는 보통 배터리 전압에서 작동하며 충전 상태에 따라 크게 달라질 수 있다(400볼트 배터리는 270에서 470볼트까지 바뀔 수 있다). 하지만 올차지를 적용한 차는 배터리 충전량이 바닥에 가까워질 때에도 성능이 감소하지 않는다. 
드라이브트레인에 설치된 인버터가 모든 충전 과정을 담당해야 한다면 부담이 될 수밖에 없다. 하지만 콘티넨탈은 벽체 전원이 회생제동 전력보다 훨씬 일관적이라고 지적한다. 물론 최대 전력이 일으키는 발열에 대처하려면 일반 규소를 더 비싼 탄화규소 다이오드와 스위치로 교체해야 한다. 하지만 교체 비용은 내장식 레벨 1, 2 충전기를 제거하면 상쇄되며 고속충전기가 달린 전기차와 비용 부분에서도 경쟁할 수 있다. 탄화규소 다이오드는 요즘 사용하는 시스템과 비슷한 충전효율을 유지할 수 있다. 
플러그와 어댑터가 맞기만 하면 식성이 다양한 올차지 운전자들은 자신이 필요로 하는 모든 충전 방식을 사용할 수 있을 거다. 

 

 

 

 

모터트렌드, 자동차, 전기차

CREDIT

EDITOR / Frank Markus / PHOTO / Martin Leon Barreto / MOTOR TREND

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