급속 충전기의 보급은 Battery Electric Vehicle의 편리성에 많은 영향을 끼치지만, 그냥 무턱대고 고출력화나 설치대수만 늘린다고 되는 것은 아닙니다. 안전과 양방향 전력 이동이 가능하다는 보증과 적용 편리성이나 커넥터 등의 균일성 같은 원칙을 지키도록 활동해야 합니다. - CHAdeMO 협의회
1. CAHdeMo
CHAdeMo는 충전 대기 시간 동안에 차라도 한잔이라는 의미에서 유래되었습니다. 그리고 여기에서 de는 일본어로 전기라는 의미도 있습니다. 최근에 전기 자동차에 흥미를 갖기 시작한 층에서 보면 이런 명칭 때문에 유럽과 미국과 다른 일본 독자적인 규격이라는 인식을 받을지도 모르겠지만 CAHdeMo는 다수의 자동차 업체가 채택한 세계 최초의 급속충전 규격입니다.
시작은 2005년, 자동차 메이커와 전력회사가 공동으로 전기자동차를 개발했던 시대에 배터리 탑재량으로 인해 항속거리를 늘리기 어려웠기 때문에, 전기자동차 운용에서 급속충전은 필수라는 인식 하에 검토하기 시작했다는 것입니다. 물론 이 단계에서는 CHAdeMO라는 이름은 붙지 않았습니다. 가장 먼저 검토한 것은 AC로 할지, DC로 할지에 관한 것이었습니다. 여기에서 포인트는 전기자동차의 배터리를 포함한 Powertrain은 DC라는 점입니다. 현재의 전기자동차도 그렇지만, 일반적인 충전처럼 가정용 AC 전원으로 충전하려면 차체 쪽에 AC/DC 컨버터를 갖추고 있어야 합니다. 급속충전에서도 마찬가지로 차체에 대형 AC/DC 컨버터가 있어야 합니다. 그런데 그것은 가격적인 측면에서나 무게 측면에서도 안 좋습니다. 급속충전이 DC라는 것은 간단히 생각했을 때는 장점이 될 수도 있습니다. 그래서 최초의 CHAdeMO 규격에 맞는 급속충전기가 2009년에 등장하였습니다. 이때 이 규격에 맞는 자동차로는 미쓰비시의 i-MiEV, 스바루의 플러그인 스텔라라고 하는 경자동차밖에 없었습니다. 그래서 시티 커뮤터 개념의 전기 자동차가 주류가 될 것이라는 인식이 확산되기도 했지만, 급속 충전에 출력을 어마어마하게 올리지 않아도 되기 때문에 실용적이라는 식으로 받아들여진 측면도 있습니다.
2009년 8월에는 닛산 자동차와 미쓰비시 자동차공업, 후지 중공업, 도쿄전력의 4개 기업이 설립준비위를 만들고, 그 이후 도요타자동타도 가세한 5개 사가 모여 2010년 3월에 CHAdeMO협의회를 설립하였습니다. 그 후 이 5개 기업 외에 자동차기업, 전력기업, 충전기기 기업, 충전서비스 제공 기업, 행정부등 160개 기업과 단체가 협의회에 참가해 CHAdeMO 협의회가 시작되었습니다. 이때 회장은 도쿄전력 회장인데, 이는 자동차업체 주체였던 것이 아니라 급속충전 인프라 정비에 힘을 발휘할만한 전력기업이 주도한 단체라는 의미입니다.
2. CHAdeMo 규격
CHAdeMO 규격을 일본의 국내규격으로만 생각한 것은 아닙니다. 애초부터 세계 공통 규격으로 생각하였습니다. 그 포인트가 된 것은 커넥터 형상은 아니고, 중요한 것은 차체와 충전기 사이에서의 통신규격, 즉 프로토콜입니다. CHAdeMO 규격은 버전 업하고 있지만, 프로토콜을 규정한 것은 CHAdeMO를 세계적 표준규격으로 삼겠다는 목표가 있었기 때문입니다. 실제로 2014년 3월에는 CHAdeMO가 IEC국제규격이 되었고, 12월에는 EN유럽 기술규격으로까지 발표되었습니다. 또 2014년에는 유럽에서 CHAdeMo 급속충전기 설치대수가 1000개에 도달하는 등 세계적 표준으로서 확실하게 주도해 나가고 있습니다. 다른 급속충전 규격을 보면 테슬라의 Supercharger가 시작된 것이 2012년이고 유럽에서 주류인 COMBO의 시작이 2013년 시작되었습니다. 이 시점에서 CHAdeMo 규격은 충분히 리드하고 있습니다. 또 규격상 최대출력에 관해서도 최신 CHAdeMO 규격에서는 400kW로, COMBO의 350kW를 넘어 세계최고 수준에 이르렀습니다. 처음부터 이런 고출력에 대응했던 것은 아닙니다. CHAdeMO 0.9로 불리는 초기 사양에서는 125A x 450V에서 최대출력 50kW급이었습니다. 그 배경에 대해서 CHAdeMO 협의회 사무국장은 당시의 전기 자동차 성능으로 봤을 때는 그 정도로 충분하다고 생각하였기 때문이라고 하였습니다.
2010년 당시의 전기자동차를 보면 고출력 배터리를 장착했던 모델이 닛산의 리브인데, 총전력량은 24kWh였습니다. Li-ion Battery의 충전/반전에 걸리는 시간율이 2.1C 정도이므로 24kWh 배터리를 30분에 최대로 충전하려고 생각했다면 50kW 출력이면 충분하다고 할 수 있습니다. 거기서 최초 급속충전기의 스펙이 결정되었습니다. 참고로 1C는 배터리를 최대로 충전하는데 1시간이 걸린다고 이해하시면 됩니다. 즉 2C 배터리는 아무리 급해도 최대 충전까지 30분을 걸린다고 생각할 수 있습니다. 급속 충전이라고 하면서 30분을 기준으로 생각하게 된 것은 C레이트 때문이라고 할 수 있습니다. 그래서 '충전 대기 시간 동안에 차라도 한 잔'이라는 이름이 생긴 것입니다. 급속충전이라고 해서 모든 충전기가 스펙 상한을 낼 필요도 없습니다. 현실적으로 도로의 충전소에 설치되어 있는 급속충전기는 20~30kW인 경우가 많은데, 제로에 가까운 상태에서 80%까지 급하게 충전하는 경우가 아니라 시설을 이용하는 동안에 적절히 충전할 수 있으면 된다는 개념에서 보면 20kW로 거의 한 시간 동안 연결해 두는 충전 방법이 적절한 경우도 있습니다. 급속 충전기 출력이 낮다는 것은 하드웨어 비용도 낮출 수 있고 배전 등의 설치나 유지 비용도 낮출 수 있다는 뜻입니다. CHAdeMo 규격을 보급하는 데는 최대 스펙 충전기에 집착하지 않고 적재적소에 설치하겠다는 방침이 중요한 것입니다. 그러는 것이 지속가능한 충전 네트워크 구축이 가능하다고 할 수 있습니다.
3. 마무리하며
급속 충전기는 예를 들면 공중화장실 같은 것입니다. Li-ion Battery의 부담을 고려하면 본질적으로는 보통 충전으로 차분히 넣는 것이 이상적입니다. 일상적으로는 집이나 사무실에 필요에 맞게 보통 충전으로 연결해 두는 것이 기본이고, 급속충전기는 외출했을 때 긴급용도로 설치한 인프라라고 생각해야 합니다. 엔진 차량의 주유소 개념으로 급속충전 인프라를 보는 시각도 있지만, 집이나 사무실에서의 충전을 염두에 두어야 합니다. 급속충전으로만 운용하는 것도 가능하기는 하지만, CHAdeMO협의회는 전부 급속충전으로 공급해야 한다고 주장하는 것은 아닙니다. 물론 전기 자동차의 진화에 맞춰서 사용자 편리성을 높이는 버전업을 주도하는 것도 CHAdeMO 협의회의 역할입니다. 전기 자동차 배터리 용량의 증대에 대응하려면, 가령 2C에서의 급속충전 같은 경우는 총전력량의 배에 가까운 출력이 필요합니다. 2018년 발표된 CHAdeMO 2.0 규격에서는 앞서 언급했듯이 400kW의 최대출력에 대응할 수 있도록 되어 있습니다.
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