[기자수첩] 르노삼성이 내놓은 '교류 충전기'의 의미

최근 국내 전기차 충전 표준을 두고 업계의 공방이 이어지고 있다. 기존 DC충전방식과 신형 AC 충전방식이 다투고 있는 것이다. 현재는 현대기아차가 주도한 직류(DC) 충전방식이 전기차 인프라를 주도하고 있지만, 최근 전기차의 충전시간이 크게 줄어드는 교류(AC) 방식이 국내서 르노삼성과 독일 슈나이더일렉트릭을 통해 실증됐다. 하지만 국내 전기차 정책은 이 방식을 받아들일지 여부를 놓고 우왕좌왕하고 있다. 

13일, 세계최대 에너지 관리 전문기업 슈나이더일렉트릭(지사장 에릭 리제)은 르노삼성차가 진행한 전기자동차 충전 인프라 구축 프로젝트에 3상 AC 충전기를 제공해 배터리 충전시간을 획기적으로 절감시키는데 성공했다고 밝혔다.

◆ 교류 충전기 얼마나 효율 높기에

완속충전에 있어서 그동안 국내 전기차 업계는 7KW AC 충전기를 이용해 왔다. 이를 이용하면 배터리 80%를 충전하는데 걸리는 시간이 4시간이 걸린다. 

반면 이번에 르노삼성과 슈나이더 일렉트릭이 내놓은 11KW의 3상 AC 충전기를 이용한 전기자동차의 경우, 이전보다 40% 충전시간을 절감한 2시간 30분만에 배터리를 충전할 수 있다. 

고속충전의 경우는 충전시간은 같지만 교류(AC) 충전을 하면 효율과 충전 비용이 훨씬 저렴해진다. 기존 직류 DC-125A 충전기는 50KW급 충전기로 30분만에 충전을 할 수 있는 반면 3상 교류 충전기인 AC-123A는 43KW급으로도 30분만에 충전이 가능해진다. 교류의 충전효율이 더 우수하다는 것이다.

또한 충전기에 공급하는 전원은 모두 교류로 전달되기 때문에 직류충전기는 이를 다시 직류로 바꿔주는 AC/DC 변환이 필요하고 충전 설비의 크기와 비용이 훨씬 커진다. 따라서 AC 충전의 경우에 비해 DC 충전기 가격은 무려 5배 가량 비싸다.  

◆ 교류전압 충전의 원리는 무엇

이같이 교류전압 충전기의 장점이 훨씬 많은데도, 왜 그동안 대다수 자동차들은 직류전압 충전을 고집해왔을까. 

일반적인 배터리는 모두 직류전압을 받아들이고, 내놓기 때문이다. 따라서 배터리에 연결하기 위해 대부분 충전기는 직류전압을 이용한다. 따라서 직류전압을 이용하자는 아이디어가 먼저 나온 것이 당연하다. 

하지만 르노삼성차는 외부로부터 교류전기를 받아들여 전기차에 기본적으로 장치돼 있는 AC/DC 컨버터를 이용해 DC로 변환한 후 배터리에 충전하는 방식을 채택하고 있다. 이는 르노 계열 전기차 얼라이언스에서 내놓은 '카멜레온(CAMELEON)'이라는 공개된 기술이다. 

배터리는 직류전압을 내놓지만, 전기차에 사용되는 모든 모터는 교류전압을 사용하고 있다. 따라서 현재 양산 판매중인 모든 전기차는 직류를 교류로 바꾸는 기능과, 제동시 에너지를 회생하기 위해 교류를 다시 직류로 바꿔주는 AC/DC 컨버터라는 부품을 갖고 있는데, 이를 이용한다는 새로운 아이디어다. 

르노, 다임러(메르세데스-벤츠 제조사), 지멘스, 발레오 등이 AC 충전 진영에 서있다.  반면 DC 충전을 주도하는 진영에는 현대차그룹과 GM 등이 대표적이다. 

◆ 면밀한 실증 및 검토 통해 충전방식 정해져야

이와 관련해 르노삼성자동차 관계자는 “국내에도 이제 3상 AC 충전기가 보급될 수 있게 되었으며, 이 우수한 방식은 타 충전기 회사들도 개발 중이어서 본격적인 전기차 시대를 앞당기고 있고, 수출 모델에도 적용할 수 있다"고 했다.

슈나이더 일렉트릭 코리아의 에릭 리제 사장은 “내년부터 한국이 전기자동차의 대량 생산 돌입이 예정된 가운데 3상 AC 충전기의 성공적인 도입은 국내 자동차 기업이 관련 사업 진출을 위해 매우 반가운 소식이라 할 수 있다”며, “저탄소 친환경 성장 관련법의 일환으로 시작된 국내 전기자동차 사업의 성공과 향후 늘어나는 전기자동차 수요에 대비하기 위해서는 3상 AC와 같은 충전 인프라 구축에 더욱 힘써야 할 것”이라고 말했다. 

업계 한 전문가는 "전기 충전 시설 등 인프라는 한번 설치되면 바꾸기 쉽지 않기 때문에, 설치에 앞서 어떤 방식이 효율적인 시스템인지 면밀히 검토해 시행하는 것이 중요하다"고 밝혔다. 

김한용 기자 <탑라이더 whynot@top-rider.com>