정말 10분 이내에 전기자동차를 충전할 수 있을까?

10분 충전은 항상 뉴스 헤드라인에 등장하지만, 그 약속이 실제 자동차와 실제 충전소에 얼마나 적용될지는 예측하기 어렵습니다. 전기차를 운전한다면, 질문은 간단합니다. 잠깐 정차하는 것만으로 충분한 주행 거리를 확보할 수 있을까요? 아니면 충전기에 30분씩이나 앉아 있어야 할까요? 충전소를 운영하거나 충전을 계획하고 있다면, 같은 의문이 또 다른 형태로 떠오릅니다. "10분" 충전을 위해 고출력 하드웨어에 더 많은 비용을 투자하는 것이 과연 타당한가?

오늘날 일반적인 전기차의 경우, 답은 분명합니다. 10분 만에 0~100% 충전하는 것은 현실적이지 않습니다. 적절한 차량과 적절한 충전 시스템을 갖춘다면, 무엇이 현실적일까요? DC 고속 충전기케이블과 커넥터를 통해 그 시간 동안 유용한 주행 거리를 확보할 수 있습니다. 그 선이 어디에 있는지, 그리고 배터리와 하드웨어에 어떤 요구 사항을 요구하는지 이해하는 것은 운전자와 프로젝트 담당자 모두에게 중요합니다.

1.10분 안에 전기차를 충전할 수 있을까?

충전 시간은 항상 충전 상태(SOC)에 따라 결정됩니다. 대부분의 고속 충전 수치는 0~100%가 아닌 10~80% 정도를 나타냅니다.

SOC 범위의 중간에서 리튬 이온 셀은 훨씬 더 높은 전류를 견딜 수 있습니다. SOC 범위가 가장 높은 부분에서는 배터리 관리 시스템(BMS)이 과열, 리튬 도금 및 기타 고장 모드를 방지하기 위해 전원을 차단해야 합니다. 그렇기 때문에 마지막 20%는 종종 느리게 작동하는 것처럼 보입니다.

따라서 누군가가 "10분 충전"이라고 주장할 때 일반적으로 다음 세 가지 중 하나를 의미합니다.

·일정량의 에너지 추가(예: 20~30kWh)

·일정량의 범위 추가(예: 200km)

·특정 차량 및 충전기에서 중간 SOC 창을 통해 이동

실제 세계에서 그 시간 안에 완벽하게 채울 수 있다고 약속하는 조합은 거의 없습니다.

2.EV의 실제 충전 속도: 가정용 AC부터 초고속 DC까지

실제 사용에서 충전 속도는 단일한 큰 kW 숫자보다는 맥락에 따라 더 많이 정의됩니다.

홈 AC

·집에서 사용하는 레벨 1 및 레벨 2 충전은 전력이 약하지만 항상 이용 가능합니다.

·자동차는 밤새 6~10시간 동안 충전된 채로 두어도 됩니다.

·이 정도면 DC 고속 충전기를 사용하지 않고도 일상적인 주행을 대부분 충분히 감당할 수 있습니다.

기존 DC 급속 충전(약 50~150kW)

·호환 차량의 경우 10~80%를 채우는 데 보통 30~60분이 걸립니다.

·오래된 모델, 소형 팩 또는 낮은 DC 전력으로 제한된 차량의 경우 더 오래 걸릴 수 있습니다.

·많은 운전자에게 이는 여전히 자연스럽게 식사나 쇼핑을 위한 여정에 포함됩니다.

고출력 및 초고속 DC(250~350kW 이상)

·현대의 고전압 플랫폼은 중간 SOC 대역에서 매우 높은 전력을 소모할 수 있습니다.

·양호한 조건(배터리가 미리 조정됨, 날씨가 온화함, 초기 SOC가 낮음)에서는 10~20분 만에 차량의 SOC를 낮은 상태에서 다음 구간에 편안한 상태로 바꿀 수 있습니다.

사이트 운영자의 경우 운전자 경험을 형성하는 것과 동일한 요소가 활용도에도 영향을 미칩니다.

·도착 SOC

·배터리 크기 및 지역 차량 혼합의 DC 기능

·운전자들이 실제로 머무르는 기간은 얼마나 됩니까?

대부분 차량이 45분 동안 정차해 있는 곳은 하루에 서비스되는 차량 수 측면에서 매우 다르게 동작하는 반면, 대부분 차량이 10~15분 동안 정차해 있는 곳은 광고된 충전기 전력이 비슷하더라도 다르게 동작합니다.

3.실제로 10분 정지하면 얼마나 많은 시간이 추가되나요?

운전자는 백분율이 아닌 거리를 생각합니다. 부지 소유주는 하루 주차 공간당 차량 수를 생각합니다. 두 가지 모두 같은 기본 수치에서 파생될 수 있습니다.

아래 표는 간단한 원형을 사용하여 적절한 고전력 DC 충전기를 사용한 10분 충전이 실제로 어떤 모습인지 보여줍니다.

*적당한 온도에서 호환되는 고전력 DC 충전기의 친화적인 SOC 창(예: 10~60%)을 가정합니다.

통근자에게는 10분 정차만으로도 며칠 동안 시내 주행을 할 수 있습니다. 장거리 운전자에게는 주행 거리 걱정 없이 고속도로를 한 구간 더 달리는 것과 같습니다.

베이 회전율 관점에서 보면, 같은 표에 따르면 대부분의 운전자가 10~15분만 필요로 한다면 고출력 베이가 한 시간에 여러 대의 차량을 처리할 수 있는 반면, 차량 한 대당 거의 한 시간 동안 베이를 잠그는 것은 불가능합니다.

4.배터리가 처리할 수 있는 것 - 한계 및 수명

배터리는 10분 충전에 대한 최초의 엄격한 제한을 받습니다.

화학 및 충전 속도

·모든 셀 설계에는 허용 가능한 실제 충전 속도(C-rate)가 있습니다.

·셀을 너무 세게 누르면 리튬이 양극에 도금되어 용량이 손상되고 안전 문제가 발생할 수 있습니다.

열

·높은 전류는 내부 손실과 열을 발생시킵니다.

·열을 충분히 빨리 제거할 수 없으면 셀 온도가 상승하고 BMS는 안전한 한계 내에 머물기 위해 전력을 줄입니다.

SOC 의존성

·셀은 낮음 및 중간 SOC에서 더 편안하게 빠른 충전을 허용합니다.

·충전이 거의 완료되면 안전 한계가 좁아지고 충전 속도를 늦춰야 합니다.

초고속 충전 연구는 새로운 전극 소재, 향상된 셀 구조, 그리고 더욱 효과적인 냉각 경로라는 세 가지 측면을 모두 고려합니다. 그럼에도 불구하고, 초고속 충전은 항상 제한된 SOC 대역에 의존하며, 특수 제작된 배터리 팩과 열 시스템을 전제로 합니다.

평생 및 매일 사용 가능

개인 운전자의 경우, "배터리가 10분간의 빠른 충전을 한 번 감당할 수 있을까?"라는 질문은 덜 중요하고, "이렇게 계속 충전하면 어떻게 될까?"라는 질문만 더 중요합니다.

핵심 사항:

·장거리 여행 중에 가끔씩 DC 급속 충전을 하면 배터리 수명에 적당한 영향을 미칩니다.

·고전력 DC를 매우 자주 사용하면, 특히 SOC가 매우 높을 경우 노화가 가속화될 수 있습니다.

·적당한 SOC 창을 유지하고 BMS와 열 시스템이 제 역할을 하도록 하면 많은 도움이 됩니다.

실제 패턴은 다음과 같습니다.

·일상 에너지의 중추인 가정이나 직장의 AC

·거리 또는 시간 제약이 있는 경우 DC 고속 충전

·DC를 완전히 피할 필요는 없지만, kWh마다 DC를 추구할 필요도 없습니다.

DC 급속 충전을 사용하는 차량 및 차량 공유 서비스 사업자의 경우, 배터리 팩 수명은 사업 모델의 일부가 됩니다. 충전 전략, SOC 창구, 충전기 배치는 모두 차량 가용성과 배터리 교체 비용을 모두 고려하여 선택해야 합니다.

5.10분 단위 충전을 위한 하드웨어

10분 안에 유용한 에너지를 공급하는 것은 자동차만의 문제가 아닙니다. 전력망 연결부터 차량 인렛까지 모든 것이 고출력을 반복적으로 감당해야 합니다.

체인은 일반적으로 다음과 같습니다.

·그리드 및 변압기
여러 대의 고전력 충전기와 모든 건물 부하에 대한 충분한 계약 용량과 변압기 정격.

·DC 충전기
베이당 예상 전력량에 맞춰 설계된 전원 모듈은 지속적인 고출력을 처리할 수 있는 열 설계를 갖추고 있습니다. 여러 대의 차량을 하나의 캐비닛에 연결할 경우 커넥터 간 지능적인 전력 공유가 가능합니다.

·직류 케이블
기존 공랭식 케이블은 수백 암페어의 전류를 공급하면 무거워지고 온도가 높아집니다. 반면, 수랭식 DC 케이블은 높은 전류를 공급하면서도 무게와 표면 온도를 관리하기 쉬운 구조입니다.

·DC 커넥터
커넥터는 온도와 접촉 저항을 제어하면서 접점을 통해 전류를 전달해야 합니다. 또한 수천 번의 체결 사이클, 거친 취급, 악천후를 견뎌내야 하며, 종종 높은 침투 방지 등급을 유지해야 합니다.

·차량 입구 및 배터리
입력 단자는 커넥터 표준 및 전류 정격과 일치해야 하며, 배터리와 BMS는 실제로 해당 전력을 요청하고 수용해야 합니다.

고출력 사이트의 경우, 고전류 CCS2, CCS1 또는 GB/T 커넥터와 그에 맞는 DC 충전 케이블이 설계의 핵심이며, 액세서리는 아닙니다. Workersbee와 같은 공급업체는 충전기 제조업체 및 사이트 소유주와 협력하여 간헐적인 단시간 버스트보다는 지속적인 고출력 작동에 적합하도록 특별히 설계된 EV 커넥터와 수냉식 DC 케이블 시스템을 제공합니다.

6.고전력 DC 사이트 계획

충전소 운영자나 프로젝트 소유자가 "10분 방식" 충전을 고려할 때, 브로셔에 있는 가장 높은 전력 값을 복사하는 것은 결코 최선의 시작 방법이 아닐 것입니다.

더욱 현실적인 접근 방식은 사이트가 실제로 어떻게 사용될 것인지를 바탕으로 거꾸로 작업하는 것입니다.

위치 및 행동

·고속도로 복도는 체류 시간이 짧고 속도에 대한 기대가 높습니다.

·도시의 소매 주차장과 레저 시설에는 자연스럽게 사람이 머무는 시간이 있으므로 중간 전력의 DC와 AC가 전반적으로 더 나은 가치를 제공할 수 있습니다.

·창고와 물류 허브에서는 야간 충전과 목표 지점에 맞춰 빠르게 충전할 수 있습니다.

목표 체류 시간 및 일일 차량 수

·평균적인 차량이 얼마나 오랫동안 정차해야 하는지, 그리고 각 주차 공간에 얼마나 많은 차량이 정차해야 하는지 결정합니다.

·이러한 수치는 마케팅 주장보다 베이당 필요한 전력을 훨씬 더 많이 보여줍니다.

전원 레이아웃

·실제로 250~350kW 용량이 필요한 베이가 몇 개인지 결정합니다.

·다른 베이는 60~120kW에서 더 잘 활용될 수 있는데, 이는 더 높은 전력을 필요로 하지 않는 많은 차량에 여전히 "빠른" 수준입니다.

케이블 및 커넥터 선택

·자연 냉각 DC 케이블은 더 간단하고 저렴하지만 전류가 제한되고 전력이 증가함에 따라 무거워질 수 있습니다.

·액체 냉각 케이블과 고전류 커넥터는 비용이 더 많이 들지만, 적절한 위치에서 더 짧은 세션과 더 높은 베이 회전율을 제공합니다.

·혹독한 기후나 상업적으로 많이 사용되는 경우 밀봉, 변형 방지 및 견고성에 특별한 주의가 필요합니다.

운영 및 안전

·고출력 장비는 정기적인 검사와 오염, 손상 또는 과열 사고를 처리하기 위한 명확한 절차가 필요합니다.

·직원 교육과 명확한 사용자 지침을 통해 오용을 줄이고 장비 수명을 연장합니다.

많은 팀은 간단한 내부 체크리스트를 통해 이러한 복잡성을 관리하는 것이 더 쉽다고 생각합니다. 주요 사용 사례, 목표 체류 시간, 베이당 일일 목표 차량, 그리고 해당 조합에 적합한 충전기 전력, 케이블 기술 및 커넥터 정격입니다.

7.10분 충전으로 가장 큰 혜택을 보는 사람은 누구입니까?

모든 사람이 10분짜리 세션을 할 필요는 없습니다.

장거리 개인 운전사

·복도를 따라 몇 개의 진짜 고성능 베이가 있으면 여행이 달라질 수 있습니다.

·일년에 몇 번만 사용하면 될 수도 있지만, 자신감에 미치는 영향은 큽니다.

승차 서비스, 택시 및 배달 차량

·충전기에서 보내는 시간은 돈을 버는 시간이 아닙니다.

·이런 사용자의 경우, 정차 시간을 30분에서 15분으로 줄이는 것만으로도 차량 전체에 상당한 비용이 발생할 수 있습니다.

·그러나 예측 가능한 가용성과 스마트한 스케줄링은 절대적인 최대 전력 값보다 더 중요한 경우가 많습니다.

집이나 직장에서 충전하는 도시 통근자

·대부분의 일일 에너지 요구량은 에어컨으로 충족할 수 있습니다.

·쇼핑이나 레저 장소 근처에 중간 수준의 전력을 공급하는 DC가 가끔씩 설치되면 대개 충분합니다.

·이 그룹의 경우, 적절한 위치에 더 많은 플러그를 꽂는 것이 초고속 장치 하나를 사용하는 것보다 낫습니다.

네트워크 계획 관점에서 보면, 이는 극도로 빠른 충전이 모든 도시의 구석구석이 아닌 특정 복도와 허브에만 속한다는 것을 의미합니다.

8.10분 충전이 향후 10년 동안 어떻게 바뀔까?

10분짜리 헤드라인이 일상적인 습관이라기보다는 특별한 경우에 가깝더라도, 빠른 충전이 더 빠르게 느껴지게 만드는 몇 가지 추세가 있을 가능성이 큽니다.

·고전압 플랫폼이 주류 가격 세그먼트로 진출하고 있습니다.

·안전한 기간 내에 더 높은 충전 속도를 수용할 수 있는 배터리 설계는 강력한 열 관리로 뒷받침됩니다.

·더욱 스마트한 현장 수준의 에너지 관리를 제공하고, 어떤 경우에는 차량에 높은 피크 전력을 공급하면서도 그리드 제약을 완화하기 위한 로컬 저장을 제공합니다.

고출력 프로젝트의 경우, 전체 사이트를 재건축하지 않고도 차량의 진화에 따라 서비스 및 업그레이드가 가능한 전선관, 스위치기어, 충전기 설치 공간, 케이블 및 커넥터 등 업그레이드 경로를 고려하는 것이 합리적입니다.

9.지금 해야 할 일: 운전자, 차량 및 사이트 소유자

운전자를 위한:

·10분 만에 완충될 거라고 기대하지 마세요. 대부분의 여행에는 완충이 필요하지 않습니다.

·적절한 자동차와 충전기를 사용하면 10~15분만 충전해도 주행거리가 크게 늘어날 수 있습니다.

·빠른 충전을 자동차에 전원을 공급하는 유일한 방법이 아닌, 여러 가지 도구 중 하나로 생각하세요.

함대의 경우:

·차량이 실제로 주차되는 위치와 경로가 구성된 방식을 중심으로 충전 계획을 수립합니다.

·비용을 정당화할 만큼 차량 가용성을 확실히 향상시키는 고전력 DC를 사용하고 SOC 창을 조정하여 팩 수명을 보호합니다.

사이트 소유자 및 CPO를 위한 정보:

·사용 사례, 트래픽 패턴, 원하는 체류 시간을 기준으로 전원, 케이블, 커넥터의 크기를 결정합니다.

·실제로 고전력 작업이 필요한 사이트의 경우 고전류 DC 커넥터와 적절한 케이블 기술에 투자하세요. 이는 선택 사항이 아닌 핵심 인프라입니다.

FAQ: EV 10분 충전

오늘날 모든 전기자동차가 10분 만에 완충될 수 있을까?

오늘날 승용 전기차의 경우 10분 만에 0%에서 100%까지 완전히 충전하는 것은 현실적이지 않습니다. 고속 충전 시간은 항상 10%에서 80%와 같은 충전 상태 시간대에 따라 결정되며, 호환되는 고출력 DC 충전기를 전제로 합니다. 가장 빠른 차량조차도 배터리를 보호하기 위해 고충전 상태에 도달하면 급격히 감속합니다.

일반적인 EV는 10분 동안 정차하면 얼마나 많은 주행거리를 ​​늘릴 수 있나요?

적절한 고출력 DC 충전기를 사용하면 많은 최신 전기차가 10분 만에 약 70~200km의 주행 거리를 추가할 수 있습니다. 정확한 주행 거리는 배터리 용량, 차량이 수용하는 최대 DC 전력, 온도, 그리고 도착 시점의 충전 상태에 따라 달라집니다. 도로 사정이 좋다면 10분 정도만 충전해도 며칠간의 출퇴근이나 고속도로 한 구간을 더 주행하기에 충분한 경우가 많습니다.

빠른 충전은 항상 EV 배터리를 손상시키나요?

급속 충전은 특히 자주 사용하고 충전 잔량이 매우 높을 경우, 완만한 AC 충전에 비해 추가적인 부하를 가중시킵니다. 최신 팩, 열 관리 시스템, 그리고 배터리 관리 소프트웨어는 셀을 안전한 범위 내로 유지하도록 설계되었으며, 필요 시 전력을 줄여줍니다. 여행 중 가끔씩 DC 급속 충전을 하는 것은 일반적으로 괜찮습니다. 하지만 매일 주요 충전 방식으로 사용하면 배터리 노화가 가속화될 수 있으며, 충전 잔량 표시를 적절하게 유지하는 것이 더 좋습니다.

초고속 EV 충전이 가장 적합한 곳은 어디인가요?

초고속 DC 충전은 차량이 빠르게 회전해야 하는 혼잡한 고속도로, 차고지, 허브에서 가장 유용합니다. 장거리 개인 운전자, 차량 호출 서비스, 배달 밴은 정차 시간이 짧고 충전소 회전율이 높을수록 가장 큰 이점을 얻습니다. 자연적으로 정차 시간이 긴 도시 지역에서는 중전력 DC 또는 AC 충전기를 여러 대 설치하는 것이 초고속 충전기 한 대보다 운전자에게 더 나은 서비스를 제공하는 경우가 많습니다.

모든 고전력 충전기가 동일한 실제 속도를 제공합니까?

꼭 그렇지는 않습니다. 충전기 캐비닛에 인쇄된 전력은 전체의 일부일 뿐입니다. 차량 자체의 DC 제한, 충전 곡선, 케이블 및 커넥터 정격, 온도, 그리고 동일한 캐비닛을 공유하는 차량의 수 등 모든 요소가 실제 속도에 영향을 미칩니다. 실제로 설계 한계 내에서 안정적으로 작동하는 차량과 충전기가 잘 맞물리면 이상적인 조건 밖에서 사용되는 "더 큰 용량"의 차량보다 더 나은 경험을 제공하는 경우가 많습니다.

Workersbee는 충전기 제조업체 및 사이트 소유자와 협력하여 설계합니다. EV 커넥터 및 DC 충전 케이블 CCS2CCS1, GB/T 및 기타 고출력 표준을 준수합니다. 배터리, 충전기, 케이블, 커넥터가 별도의 부품이 아닌 하나의 시스템으로 구성되면, 10분 충전 시간은 충전 경험의 예측 가능한 부분이 되며, 이는 진정한 가치를 더합니다.