글쓴이: 핀 피콕 - 공인 전기 엔지니어, 전 CSIRO 연구원, 전기차 소유자, SolarQuotes.com.au 설립자
전기차 구매를 고려 중이거나, 차량 인도를 기다리고 있거나, 이미 전기차를 운전하고 있다면, 전기차 충전 방식(그리고 충전 방법)을 아는 것은 차량 소유에 있어 중요한 부분입니다.
이 가이드에서는 전력(kW)과 에너지(kWh)에 대해 설명하겠습니다. 이 둘의 차이점을 아는 것은 중요합니다! 사람들은 이 두 단위를 자주 혼동하는데, 심지어 더 잘 알아야 할 전기 기술자들조차도 그렇습니다.
일반적인 휘발유 자동차는 연료 1리터로 약 10km를 주행할 수 있습니다. 일반적인 전기 자동차는 1kWh의 전력으로 약 6km를 주행할 수 있습니다.
휘발유 차량으로 100km를 주행하려면 10리터의 연료가 필요합니다. 리터당 1.40달러라는 매우 보수적인 가격으로 계산하면 100km 주행에 10 x 1.40달러 = 14달러가 듭니다.
참고: 현재 휘발유 가격은 리터당 2달러가 넘지만, 전기차가 훨씬 저렴하다는 것을 보여주기 위해 1.4달러로 가정하겠습니다. 물론 러시아 독재자가 연료 가격을 과장한 것은 아닐 수도 있습니다.
전기 자동차로 100km를 주행하려면 약 16kWh의 전기가 필요합니다. 만약 전기 공급업체가 kWh당 21센트를 청구한다면, 비용은 16kWh x 0.21달러 = 3.36달러입니다.
태양광 패널로 충전하거나 시간대별 요금제(ToU)에 따라 비수기 요금으로 충전하는 경우 전기 자동차를 운행하는 데 드는 비용이 더 저렴합니다. 몇 가지 수치를 통해 이를 확인해 보겠습니다.
전기 요금이 21센트이고 태양광 발전 전력 판매 보조금이 8센트라면, 태양광 에너지로 자동차를 충전하는 순비용은 8센트입니다. 이는 전력망을 이용해 전기차를 충전하는 것보다 kWh당 13센트 저렴한 가격입니다.
시간대별 요금제는 전력망에서 전기를 공급받는 시간에 따라 다른 요금을 부과합니다.
오로라 에너지 태즈매니아의 시간대별 전기 요금을 비교해 보세요:
만약 오로라의 시간대별 요금제(ToU)를 이용해 오전 10시부터 오후 4시까지만 전기차 충전기를 작동하도록 설정하면, 100km 주행에 드는 비용은 16 x 0.15달러 = 2.40달러입니다.
호주의 미래 전력 계획은 시간대별 요금제에 기반을 두고 있으며, 낮에는 태양광 발전량이 많아 전기 요금이 가장 저렴하고 밤에는 풍력 발전량이 많고 수요가 적어 요금이 저렴합니다.
남호주에서는 시간대별 요금제를 통해 하루 중 킬로와트시당 단 7.5센트라는 저렴한 요금으로 전력을 사용할 수 있으며, 이 요금제에는 "태양열 에너지 흡수 장치"가 포함되어 있습니다.
일부 소매업체는 특정 시간에 전기차를 충전할 경우 kWh당 더 낮은 요금을 적용하거나, 무제한 충전을 위한 정액 일일 요금제를 제공하는 특별 전기차 요금제를 제공하기도 합니다.
마지막으로 한 가지 더 말씀드리자면, "수요 기반 요금제"에 주의하세요. 이러한 요금제는 총 전기 요금은 낮게 책정되지만, 전기 사용량이 특정 기준치를 초과하면 큰 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 3상 22kW 충전기로 전기차를 충전하면 일반 전기 요금의 10배를 지불해야 할 수도 있습니다!
기본형 전기차 충전기는 매우 간단한 장치입니다. 충전기의 역할은 간단히 차량에 충전이 가능한지 "묻고", 가능하다면 정지 신호가 올 때까지 안전하게 차량에 전력을 공급하는 것입니다.
전기차 충전기는 차량이 요구하는 속도보다 빠르게 충전할 수 없습니다(이는 위험합니다). 하지만 사용자가 설정을 잘 활용하면, 충전기가 충전 속도를 조절하거나 다른 조건에 따라 충전 속도를 제어할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 것들이 있습니다.
가정용 전기차 충전기도 교류(AC) 방식입니다. 즉, 특별한 기능을 하는 것은 아니고, 차량으로 들어가는 230V 교류의 전력을 조절하는 역할만 합니다.
사실, 자동차 충전용으로 판매되는 전자 장치는 엄밀히 말하면 충전기가 아닙니다. 단지 안정화된 교류 전원을 공급할 뿐이기 때문입니다. 기술적으로 진정한 충전기는 자동차 내부에 있으며, 교류를 직류로 변환하고 기타 모든 충전 작업을 처리합니다.
이 차량용 전기차 충전기는 AC-DC 변환에 전력 제한이 있습니다. 11킬로와트는 테슬라 모델 3 및 미니 쿠퍼 SE와 같은 많은 전기차의 최대 전력입니다.
솔직히 고백하자면, 자동차에 연결하는 장치를 EVSE(전기차 충전 장비)라고 부르는 게 맞습니다. 하지만 일반인들이 헷갈릴 것 같아서, 은퇴한 엔지니어에게 항의 메일을 받을 위험을 무릅쓰고 그냥 "충전기"라고 부릅니다.
전용 고속 공용 전기차 충전기는 배터리에 직류 전원을 직접 공급하는 충전기입니다. 차량용 충전기를 사용하지 않기 때문에 차량용 충전기의 제약을 받지 않습니다.
차량에 적합하다면, 이 충전기는 최대 350kW의 직류 전력으로 충전할 수 있습니다. 단, 배터리 잔량이 약 70%에 도달하면 충전 속도가 상당히 느려진다는 점에 유의하세요. 그럼에도 불구하고, 단 10분 만에 350km의 주행 거리를 추가할 수 있습니다.
업계에서는 저속, 중속, 고속 충전을 설명하기 위해 용어를 채택했습니다. 다소 밋밋하게 들릴지 모르지만, 이를 레벨 1, 레벨 2, 레벨 3 충전이라고 부릅니다.
레벨 1 충전기는 일반 콘센트에 연결하는 케이블과 전원 어댑터로 구성되어 있습니다. 일반 가정용 콘센트에서 1.8~2.4kW의 전력으로 충전합니다.
꿀팁: 자동차 제조사에서 차량용 모바일 커넥터를 제공하지 않는다면, 하나 구입해서 트렁크에 보관해 두세요. 집에서는 전혀 사용하지 않더라도, 예상치 못한 상황에서 유용하게 쓰일 수 있습니다.
레벨 1 충전 속도 1.8kW가 무엇을 의미하는지 설명드리자면, 차량 배터리에 시간당 1.8kWh를 추가하는 것입니다.
전기차 배터리 1kWh는 약 6km의 주행 거리에 해당합니다. 따라서 레벨 1 충전기를 사용하면 시간당 약 10km의 주행 거리를 확보할 수 있습니다. 차량을 밤새 (약 8시간) 충전하면 약 80km의 주행 거리를 추가할 수 있습니다.
하지만 레벨 1 충전은 더 빠른 속도로 충전할 수 있습니다. 제조사에 따라 기기에 교체 가능한 플러그가 있을 수 있습니다.
모든 휴대용 전기차 충전기는 가정용 가전제품과 동일한 일반 10A 플러그를 사용하지만, 일부 제품은 교체 가능한 15A 플러그도 제공합니다. 15A 플러그는 접지 단자가 더 넓고 15A 전류를 견딜 수 있는 특수 소켓이 필요합니다. 캠핑카를 소유하고 계신 분이라면 이러한 플러그에 익숙하실 겁니다.
일부 휴대용 충전기는 15A "테일 커넥터"를 가지고 있습니다. 호주에서 판매되는 테슬라 휴대용 충전기에 포함된 테일 커넥터는 10A와 15A 두 가지입니다.
휴대용 충전기의 단자가 15A이고 집에서 충전하려면 주차장에 15A 콘센트가 필요합니다. 이 설치에는 약 500달러의 비용이 예상됩니다.
상식: 지역 전력망 전압이 높으면(230V 이상이어야 하지만 보통 240V 이상) 전력 생산량이 늘어납니다. 전력은 전류와 전압의 곱이기 때문입니다.
흥미로운 사실 하나 더: 제조사에 따라 휴대용 충전기는 일반적으로 정격 전류의 80%로 제한됩니다. 따라서 10A 충전기는 8A로만 작동할 수 있고, 15A 기기는 12A로만 작동할 수 있습니다. 여기에 전력망 전압 변동까지 더해지면, 휴대용 충전기를 이용한 전기차 충전 속도를 정확하게 측정할 수 없었습니다.
테슬라 관련 상식: 2021년 11월 이후 수입된 테슬라 모바일 충전기는 사용하는 케이블에 따라 10A 또는 15A의 최대 전류로 충전할 수 있습니다.
꿀팁: 최근 출시된 테슬라 차량을 소유하고 있고 차고에 3상 콘센트가 있다면, 모바일 커넥터를 사용하여 4.8~7kW(20~32A)로 충전할 수 있는 타사 보조 배터리를 구입할 수 있습니다.
충전 속도: 약 40km/h(단상) 또는 최대 130km/h(삼상)
레벨 2 충전에는 전용 벽면 충전기가 필요하며, 충전기는 별도의 배선을 통해 멀티탭으로 연결되어야 합니다.
레벨 2 충전기는 하드웨어 가격이 900달러에서 2,500달러 사이이며, 설치비는 500달러에서 1,000달러 이상입니다. 이 가격은 기존 멀티탭과 전원 공급 장치가 추가 부하를 감당할 수 있다는 가정하에 책정된 것입니다. 만약 감당할 수 없다면, 전원 공급 장치를 업그레이드하는 데 수천 달러가 소요될 수 있습니다.
단상 7kW 레벨 2 충전기는 시간당 약 40km의 주행거리를 추가할 수 있습니다. 차량이 감당할 수 있다면 삼상 22kW 전기차 충전기를 사용하면 시간당 약 130km의 주행거리를 추가할 수 있습니다.
흥미로운 사실: 3상 레벨 2 충전기는 최대 22kW의 출력을 낼 수 있지만, 많은 차량은 교류 전력을 그만큼 빠르게 변환하지 못합니다. 차량 사양을 확인하여 최대 교류 충전 속도를 알아보세요.
이 충전기는 완전 직류(DC) 방식이며 출력은 50kW에서 350kW까지입니다. 설치 비용이 10만 달러가 넘고 대용량 전원 공급 장치가 필요하기 때문에 일반 가정에 설치하기는 어려울 것입니다.
테슬라의 슈퍼차저 네트워크는 레벨 3 충전기의 가장 유명한 예입니다. 가장 일반적인 "V2" 슈퍼차저는 최대 출력 120kW로 15분 만에 180km 주행 가능 거리를 충전할 수 있습니다.
테슬라의 슈퍼차저 스테이션 네트워크는 인기 여행 경로에 위치하고, 신뢰성/가동 시간이 길며, 다른 레벨 3 충전기에 비해 훨씬 많은 용량을 보유하고 있다는 점에서 다른 전기차 제조업체에 비해 경쟁 우위를 제공합니다.
하지만 전기 자동차가 더욱 보편화됨에 따라 전국적으로 다른 경쟁 네트워크들이 등장하여 신뢰성을 향상시킬 것으로 예상됩니다.
테슬라 마니아 상식: 호주의 빨간색과 흰색 "V2" 테슬라 슈퍼차저는 DC 고속 충전 방식으로, 일반적으로 동시 이용 차량 수에 따라 40~100kW의 속도로 충전합니다. 호주에 있는 일부 업그레이드된 "V3" 슈퍼차저는 최대 250kW까지 충전할 수 있습니다.
꿀팁: 장거리 여행 시 속도가 느린 AC 충전기를 조심하세요. 일부 도로변 충전기는 3kW에서 22kW 사이의 저속 AC 충전기를 사용합니다. 이런 충전기는 주차 후 잠깐 충전하기에는 적합하지만, 이동 중에 편리하게 충전하기에는 속도가 너무 느립니다.
2020년 1월 1일부터 호주에서 판매되는 모든 전기 자동차에는 '타입 2'(또는 '멘네케스'라고도 함)라고 불리는 AC 충전 소켓이 장착되어 있습니다.
게시 시간: 2022년 8월 2일
