EV 충전 용량 동향

전기 자동차 시장의 성장은 불가피하다고 느껴질 수 있습니다. CO2 배출 감소에 대한 관심, 현재의 정치 상황, 정부와 자동차 산업의 투자, 그리고 지속적인 순수 전기 사회 추구는 모두 전기 자동차의 이점을 가리킵니다. 하지만 지금까지는 충전 시간이 길고 충전 인프라가 부족하여 소비자가 전기 자동차를 널리 채택하는 데 어려움을 겪었습니다. EV 충전 기술의 발전은 이러한 문제를 해결하여 집과 도로에서 안전하고 빠른 충전을 가능하게 합니다. 빠르게 성장하는 EV 시장의 요구를 충족하기 위해 충전 부품과 인프라가 증가하고 있으며, 전기 운송 분야의 기하급수적인 성장을 위한 기반을 마련하고 있습니다.

EV 시장을 이끄는 원동력

전기 자동차에 대한 투자는 수년 동안 증가해 왔지만 사회 여러 부문에서 관심과 수요의 증가가 강조되었습니다. 기후 솔루션에 대한 관심이 높아지면서 전기 자동차의 중요성이 강조되었습니다. 내연 기관의 탄소 배출을 줄이고 청정 에너지 운송에 투자하는 능력은 정부와 업계 모두의 광범위한 목표가 되었습니다. 지속 가능한 성장과 천연 자원 보존에 대한 이러한 초점은 또한 기술을 완전 전기 사회, 즉 유해한 배출이 없는 재생 가능한 자원을 기반으로 하는 무제한 에너지가 있는 세상으로 나아가도록 유도합니다.
이러한 환경 및 기술 동인은 연방 규제 및 투자의 우선순위에 반영되며, 특히 연방 차원에서 EV 인프라에 75억 달러, EV 충전 및 재급유 인프라 보조금에 25억 달러를 배정한 2021년 인프라 투자 및 일자리법을 고려하면 더욱 그렇습니다. 그리고 국가 전기 자동차 충전 프로그램에 50억 달러를 투자했습니다. 바이든 행정부도 전국에 DC 충전소 50만개 구축·설치를 목표로 추진하고 있다.

이러한 경향은 국가 차원에서도 볼 수 있다. 캘리포니아, 매사추세츠, 뉴저지 등의 주에서는 완전 전기 자동차를 수용하기 위한 법안을 추진하고 있습니다. 세금 공제, Electrify America 운동, 인센티브 및 의무 사항도 소비자와 제조업체 모두가 EV 운동을 수용하도록 영향을 미칩니다.

자동차 제조사들도 전기차 시대에 동참하고 있다. GM, 포드, 폭스바겐, BMW, 아우디 등 주요 자동차 제조사들은 지속적으로 새로운 EV 모델을 출시하고 있습니다. 2022년 말까지 시장에는 80개 이상의 EV 모델과 플러그인 하이브리드가 출시될 것으로 예상됩니다. Tesla, Lucid, Nikola 및 Rivian을 포함하여 새로운 EV 제조업체도 시장에 합류하고 있습니다.

전력회사들도 완전전기사회를 준비하고 있다. 증가하는 수요를 수용하기 위해 전기화와 관련하여 유틸리티가 앞서 나가는 것이 중요하며, 전력 충전소를 수용하기 위해 고속도로를 따라 마이크로그리드를 포함한 중요한 인프라가 필요할 것입니다. V2G(Vehicle-to-Grid) 통신은 고속도로에서도 주목을 받고 있습니다.

성장을 가로막는 장애물

EV의 광범위한 채택에 대한 추진력이 높아지고 있지만, 성장을 가로막는 과제가 있을 것으로 예상됩니다. 인센티브는 소비자나 차량이 전기 자동차로 전환하도록 장려하지만 문제가 발생할 수 있습니다. 즉, 기술 혁신과 실외 통신 인프라가 필요한 주행 거리를 추적하기 위해 EV가 인프라와 통신할 수 있도록 하는 움직임이 있을 수 있습니다.

소비자 수준에서 EV 채택을 가로막는 가장 큰 장애물 중 하나는 안정적이고 효율적인 충전 인프라입니다. 예상되는 EV 시장 성장을 수용하려면 2030년까지 약 960만 개의 충전 포트가 필요할 것입니다. 해당 포트 중 거의 80%는 가정용 충전기가 될 것이며, 약 20%는 공공 또는 직장 충전기가 될 것입니다. 현재 소비자들은 충전하지 않으면 장거리 여행을 할 수 없고 필요할 때 충전소를 이용할 수 없거나 효율적이지 않을 것이라는 우려로 인해 주행 거리에 대한 불안감으로 인해 EV 차량 구매를 주저하고 있습니다.

특히 공용 또는 공유 충전기는 24시간 내내 거의 일정한 고속 충전 기능을 제공할 수 있어야 합니다. 고속도로를 따라 충전소에 정차하는 운전자는 빠른 고출력 충전이 필요할 수 있습니다. 고출력 충전 시스템은 단 몇 분의 충전만으로 차량에 거의 완전히 충전된 배터리를 제공할 수 있습니다.

고속 충전기가 안정적으로 작동하려면 특정 설계 고려 사항이 필요합니다. 충전 핀을 최적의 온도로 유지하고 차량이 더 높은 전류로 충전될 수 있는 시간을 연장하려면 액체 냉각 기능이 필요합니다. 차량이 밀집된 충전 영역에서 접촉 핀을 냉각시키면 소비자 충전 수요의 지속적인 흐름을 충족할 수 있는 효율적이고 일관되고 안정적인 고전력 충전이 생성됩니다.

고전력 충전기 설계 고려 사항

EV 충전기는 EV 운전자의 요구 사항을 충족하고 주행 거리에 대한 불안감을 극복하기 위해 견고성과 고전력 충전 기능을 최적화하는 데 중점을 두고 점점 더 많이 제작되고 있습니다. 액체 냉각 및 모니터링 시스템을 사용하면 500A의 고출력 EV 충전기가 가능합니다. 충전 커넥터의 접점 캐리어는 열 전도성을 갖추고 있으며 냉각수가 통합 냉각 덕트를 통해 열을 발산할 때 방열판 역할도 합니다. 이 충전기에는 핀이 섭씨 90도를 초과하지 않도록 하기 위해 냉각수 누출 센서와 모든 전원 접점의 정밀한 온도 모니터링을 포함한 다양한 센서가 포함되어 있습니다. 해당 임계값에 도달하면 충전소의 충전 컨트롤러가 허용 가능한 온도를 유지하기 위해 전력 출력을 줄입니다.

또한 EV 충전기는 마모를 견딜 수 있어야 하고 유지 관리가 용이해야 합니다. EV 충전 핸들은 마모 및 파손을 고려하여 설계되었으며, 시간이 지남에 따라 결합면에 영향을 미치는 거친 취급은 불가피합니다. 점점 더 충전기가 모듈식 구성 요소로 설계되어 결합면을 쉽게 교체할 수 있습니다.
충전소의 케이블 관리도 수명과 신뢰성을 위한 중요한 고려 사항입니다. 고전력 충전 케이블에는 구리선, 액체 냉각 라인 및 활동 케이블이 포함되어 있지만 여전히 잡아당기거나 몰아붙이는 것을 견뎌야 합니다. 다른 고려 사항에는 운전자가 누군가가 케이블을 분리할 수 있다는 걱정 없이 공공 충전소에서 차량 충전을 떠날 수 있도록 해주는 잠금식 래치가 포함됩니다(냉각수 흐름 그림과 함께 결합면의 모듈화).