"15분이면 전기차 충전 끝"...국산 대용량 충전기 만든다
전기차 급속 충전 인프라가 부족 문제를 해결하기 위해 정부가 나선다. 솔루엠은 산업통상자원부 주관의 국책 과제인 '인공지능 기반 고효율 MCS·초급속 충전시스템 개발 및 실증'에 사업자로 참여한다고 밝혔다. MCS는 메가와트 충전 시스템(Megawatt Charging system)이다. ■ 초급속 충전∙긴 충전시간... 관건은 '파워모듈' 솔루엠이 참여하는 국책 과제는 수백 kWh 혹은 MWh 급의 대용량 배터리를 요하는 전기 상용차에 적합한 충전 시스템을 개발하고 상용화하는 것을 골자로 한다. 이 배터리는 최대 1500V까지 충전 전압을 지원해 버스나 트럭, 선박, 중장비 등 전기 상용차를 충전하는데 15분 내외가 소요되며, 잠깐 충전해도 충분한 주행거리를 확보할 수 있다. 솔루엠은 MCS용과 초급속 충전기 겸용 두 가지 형태로 150kW급 파워모듈을 개발하기로 했다. 고효율 토폴로지를 적용해 96.5% 이상의 효율을 보장하고, 고주파용 자성체 최적 설계를 통해 고집적화를 가능케 한다는 방침이다. 또 전기차 충전기가 실내외 여러 환경에서 쓰이는 점을 고려해 주요 소자에 대해 열해석 모델링을 진행함으로써 고방열 및 고밀도 수냉식 방열을 지원할 계획이다. 업계 관계자는 "전기 상용차를 위해서는 대용량 초급속 충전기가 필요하다"라며 "핵심 부품인 파워모듈 기술이 무엇보다 관건이며, 고용량과 높은 전력 효율을 동시에 구현하면서도 부피는 더 작아야 한다"고 말했다. 파워모듈의 동작 신뢰성을 높이기 위해 AI기술을 접목하기도 한다. AI는 축적된 데이터를 기반으로 파워모듈 구성품 중 수명이 짧은 것들을 찾아내고 앞으로 남은 수명을 안내해준다. 이로써 파워모듈의 최적분배가 가능해져 전기차 충전기 고장률은 크게 낮추고, 충전 중 손실되는 전력은 최소화하는 효과가 있다. 솔루엠은 50kW급의 단위 모듈로 최대 효율과 고전력 밀도 보장에 필요한 필수 요건을 점검한 후, 2027년까지 150kW급 파워모듈 2종을 개발해 도심 근교와 물류 이동이 많은 거점 지역에서 각각 실증을 진행할 계획이다. 실증을 통해 안전성 데이터가 확보되면 150kW급 파워모듈에 대해 국내외 판매 인증을 추진한다. 앞서 솔루엠은 30kW급 전기차 충전기용 파워 모듈로 KC(국내 판매 인증)와 CE(유럽 판매 인증), UL(미국 판매 인증)을 모두 확보했기에 150kW급 파워모듈 사업화 또한 충분히 가능할 것이라는 판단이다. ■ MCS 국제표준 제정 진행 중 전기차 대중화를 위해 이미 MCS 국제표준 제정이 진행 중이다. 현재 메가와트급 충전을 제공하는 국내외 사업자는 적지만 제조 기술력이 뒷받침되는 국내 전기차 충전 인프라 업체들에게는 기회다. 상용화 고객 맞춤형 사업화 전략은 전기차 충전 토탈 솔루션 기업인 채비(구 대영채비)가 담당한다. 채비는 국내에서만 2만 5천여기의 공공 급속 충전기를 설치한 이력이 있고, 최근에는 미국 캘리포니아의 전기차 충전 인프라 운영 사업자로 선정됐다. 채비는 북미가 MCS 의 최우선 시장이 될 것이라고 보고 충전사업자의 니즈를 사전 파악한 후 본격적인 사업화를 타진할 예정이다. 국책과제와 함께 진행될 MCS 관련 제도 개선은 한국스마트그리드협회와 한국전기안전공사 전기안전연구원 등이 맡는다. 실증 기간 동안 정기적인 안전 점검과 KEC 및 IEC 표준 적용성 분석 등을 통해 도출된 사항들을 바탕으로 제도를 보완해 나갈 계획이다. 실질적인 제도 정비를 위해 각계 전문가들의 자문도 받는다. * 본 연구는 '2024년도 에너지기술개발사업 국가지원 연구개발 과제' 중 '에너지 수요관리 핵심기술 - 에너지 효율혁신 사업'으로, 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 수행한 연구 과제다. (과제번호 RS-2024-00424413)
