전기자동차 800V 시스템 을 사용해야 하는이유(완속충전 고속충전 장단점)

 

 

현대자동차에서 나름 메인으로 밀고 있는 급속충전 기술로 일반적인 기술과는 다르다는 이야기가 많다.

 

과연 그렇다면 완속충전 고속충전의 장단점은 뭘까?

출처-현대자동차

 

기존 전기차 테슬라나 여러 제조사들에서는 400V배터리를 활용한 시스템을 활용해서 전기차에 적용하고 있다 배터리의 공칭전압이 400V라는 건데 뭐 개념자체가 조금 어렵지만 배터리에서 나오는 전압이 400V다라고 생각하고 이야기를 진행해 보자

 

그렇다면 800V승압의 장점은 무엇일까? 가장 단순하게 접근해서 전압이 증가한다면 그만큼 흘릴 수 있는 전력이 많아지는데 이는 손실과 직접적인 연관관계가 있다

 

손실을 수식적으로 설명하면 아래와 같은 식으로 정리되는데 

 

이에 따라 결국 V를 높이면 I값을 낮출 수 있고 결론적으로 전압을 높인다면 동일 전류로 더 많은 양의 전력을 흘릴 수 있다로 해석할 수 있다.

 

물론 저손실이 곧바로 발열에 대한 문제로 발생하기 때문에 전류는 낮을수록 좋고 허용전류가 높아지면 그만큼 전선도 굵어지기에 800V시스템의 큰 이점을 가진다.

 

그렇다면 완속충전과 고속충전에 대한 이야기로 한번 넘어가 보자

 

완속충전과 고속충전 이란

 

 전기차의 완속충전은 일반적으로 220V를 활용하고 거기에 고속으로 가면 전압을 높여 동일 전류에도 더 많은 전력을 전달한다 이를 수식적으로 이해해 보면

 

 

아래와 같은 형상인데 결국 동일 시간에 더 많은 전력을 전달해 더 빨리 충전할 수 있다는 이야기로 논리를 전개해 보자

 

 테슬라 모델 3으로 예를 들자면 400V시스템을 급속 충전 시 30분 완속충전 시 6~10시간이 걸린다는 건 통계로 나와있다

 

비슷한 예시로 위의 쉐보레에서 나온 충전시간으로 이런 차이가 발생한다.

 

그럼 무조건 급속이 좋은 거 아니야?라는 질문이 나오는 거고 더 높은 전압을 쓰면 안 되는 거야?라는 질문이 나올만하다.

 

고속충전 단점

 

공학에서 항상 따라오는 이야기가 있는데 결국 비용과 안전의 문제가 고속충전의 발목을 잡는다.

사실 학계에서는 이미 1500V시스템을 적용하면 좋다는 연구결과들도 깔려있고 더 높은 전압으로 가자는 이야기도 심심치 않게 등장하지만

 

전압 220V시스템이 좋은걸 다른 나라는 몰라서  110V를 쓰나 질문을 던져보면 답이 나온다.

 

대충 충전기의 부품인 충전 스탠드에서 출발해 차량을 연결해 주는 와이어 하네스 그리고 차량 내부의 전기를 연결하는 와이어 중안 전압장치인 부스바 BMS시스템까지 전부다 전류 용량을 키워야 하며 고전압 내성까지고 설계해야 하므로 이게 또 무게증가와 직결된다.

 

심지어 절연설계 보호설계또한도 큰 문제로 지적받는데 고전압을 사용하게 된다면 결국 노이즈 부품스트레스 적인 요소가 고민거리고 떠오르며 이러한 시스템의 안정장치 장착은 무게증가와 NHV관점의 감소 심지어 연비감소까지 수많은 문제를 야기한다.

 

결론

전기차의 급속 충전 시스템은 회사들마다 해석이 다르모 400V시스템에서 넘어가는 추세가 대세라 필자는 생각한다 하지만 테슬라는 400V시스템을 고집하고 있고 이는 폐배터리는 활용한 시스템을 구축함에 있어서도 고민이 있다 정도로 필자는 해석하고 있다.

 

 이러한 충전 시스템이 어떠한 방향성으로 나아갈지에 대해서는 미래의 추세를 지켜볼 필요가 있을 것이라 생각한다.