100% 정확한 내용은 아니고 이런저런 정보들을 짜깁기해서 생각나는대로 남겨놓는 글.
공신력 0% 의 의미없는 글이다.
전기차라는게 어느 순간부터 등장했고, 사실 2022년 현재까지도 아직은 대세가 아니다.
아직도 절대 다수의 차는 내연기관 차인데 아무튼 갈수록 전기차 시대라고 한다.
암튼 전기차는 내연기관과 달리 배터리를 충전해야하는데 이제 막 전기차 시장이 성장하는 상황이기 때문에 아직 이런 표준들이 완벽하게 통합이 안되어 있는 상태이고 그리고 표준들도 계속해서 개정이 이루어지고 있는 그런 상황이다.
▶ 참고로 충전방식은 크게 2가지 방식이 있는데 하나는 완속, 하나는 급속이다.
그리고 완속 충전을 AC 충전, 급속 충전을 DC 충전이라고 부른다.
배터리를 충전하려면 결국 직류전원이 필요하기 때문에 AC 충전을 하는 경우 충전소로 부터 받은 AC 전력을 OBC가 DC로 바꿔서 그걸로 배터리를 충전하게 된다.
▶ 참고로EVSE 라는 단어는 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment) 로,
쉽게 말하면 충전소,충전기. 주유소에 기름 주는거랑 똑같은 역할 하는 장치라고 생각하면 된다.
▶ AC 충전과 IEC61851 / Type1 Type2 커넥터 / CP State
전기차 충전과 관련해서 이런저런 국제표준들이 있는데
내가 주워들은 각종 정보를 짜깁기해서 생각나는대로 적어보면
IEC61851이라는 표준을 바탕으로 AC 충전을 한다.
이 때 사용되는 충전플러그가 Type1, Type2 라고 부르는데 Type1은 단상 AC 충전, Type2는 3상 AC 충전을 한다고 한다.
충전기에 대한 자세한 내용은 다른 자료를 참고해라.
나는 그냥 대충 모양이 저렇게 생겼다는거 보여줄려고 그림판으로 대충 그린거니까 .
암튼 저 2개 커넥터에는 모두 CP (Control Pilot) 이라는 핀이 존재하는데 EVSE(충전기.충전소) 에서 해당 전선의 PWM Duty Cycle을 조절한다.
이 Duty Cycle을 통해서 현재 EVSE가 제공 가능한 전류량 정보를 알려준다. 또 현재 충전이 가능한 상태인지 아닌지 그런 여부도 PWM Duty를 통해서 알려주게 된다.
EV는 그래서 이 PWM Duty를 바탕으로 정보를 얻고 그에 맞게 OBC와 BMS를 이용해서 AC 충전을 한다.
한편 PWM의 Duty 말고 PWM 이 Active 할 때의 전압값을 통해서도 어떤 정보를 나타내게 되는데 이 전압을 컨트롤하는 것은 EV의 역할이다.
전압 값에 따라 CP State라는 정해지는데 State가 A,B,C,D,E로 나뉘게 된다.
A는 충전기 연결안된 상태.
B는 연결은 됐으나 충전중이지 않을 때,
C는 연결되서 충전중,
D는 Ventilate라는데 잘 모름
E는 에러상태
암튼 이렇게 CP 핀을 통해서 Cp State, 그리고 Duty Rate을 사용해서 충전을 어떻게하고 이런저런 내용들이 담겨있는게 IEC61851 이라는 표준이다.
▶ ISO15118과 DIN70121
한편 이제 DC 충전도 해야되는데 유럽에서 ISO15118이라는 전기차 충전 표준을 만들고 있는 중이었다.
(참고로 ISO15118은 AC 충전, DC 충전에 대한 내용 모두를 담고 있음)
근데 독일에서 DC 충전되는 자동차를 만들어 출시를 해야되니까 ISO15118 논의중인거 냅두고 자기네들끼리 DIN70121 이라는 표준을 만들고 그거에 맞게 DC 충전되는 충전소와 자동차를 만들어 팔았다. ( 이게 맞나 ?? 부정확한 내용임)
※ 참고로 DIN 이라는 단어 자체가 전기차 충전과 관련된 표준을 나타내는게 아니고 DIN은 독일 표준인걸 나타내는 단어임
그래서 DIN70121에는 DC 충전에 대한 내용만 들어가있고 AC 충전에 대한 얘기가 없다.
암튼 그러고나서 ISO15118이라는 표준이 출시? 됐다. 히스토리는 대강 이렇고
근데 DIN70121은 ISO15118이랑 내용이 엄청나게 흡사하다. 근데 ISO15118 만들어지는 와중에 나온거라 그런지
ISO 15118에서 다루고 있는 내용 중에 DIN에서는 빠지는 내용이 많다. 예를 들면 Plug&Charge 관련 내용이 없다.
암튼 그래서 ISO15118이랑 DIN 70121의 내용은 엄청 흡사한데 두개의 표준이 존재한다.
DIN에는 DC 충전 얘기만 있고, 대부분의 내용이 ISO15118과 흡사하다.
그래서 ISO15118이 DIN70121의 내용을 거의 커버한다고 보면 됨.
▶ ISO 15118 개요 그리고 AC 충전
암튼 그래서 ISO15118의 내용을 보면 EVSE랑 EV가 충전할 때 서로 통신해서 일련의 메세지를 주고 받는
과정을 정의해놨음. 이때 사용되는 통신은 Tcp/Ip + 이더넷 통신인데 특이사항은 Ipv6 를 사용함.
근데 Physical Layer 통신이 PLC (Power Line Communication)이라는걸 사용하는데 정확한 원리는 모르겠지만 앞에 IEC61851에서 이용했던 그 CP 핀을 사용해서 통신을 하게됨.
그러면 IEC61851에서 원래 CP 핀을 통해 주고받던 Duty 와 CP State 정보는 안쓰는것인가? 그렇지 않다.
PLC 통신의 정확한 원리는 모르겠는데 고주파의 신호를 CP 시그널에 담아서 메세지를 보내는 방식이라서
여전히 IEC 61851에서 사용하는 CP State 개념을 그대로 사용한다.
근데 CP State는 그렇다치고 IEC61851에서는 CP 신호의 Duty Rate로 현재 충전가능 전류량을 나타낸다고 했는데 ISO15118에서는 사실 통신으로 메세지를 주고받으니까 그냥 그 값을 적어서 보내면되지 굳이 Duty를 쓸 이유가 없다.
그래서 표준에 의하면 ISO15118로 메세지 주고받을때 CP의 Duty Rate 값을 바꾸는게 의미가 없으니까 5%로 고정시켜놓고 통신을 하는걸로 이야기하고 있다.
근데 표준 내용이 좀 헷갈리고 짜증나는게 ISO15118은 IEC61851을 통한 AC 충전도 같이 할 수 있도록? 그런식으로 표준을 적어놨다. 그래서 ISO15118 내용을 보면 Duty가 5%가 아닌 그런 상황에 대한 이야기도 있는데 정확하게 내용이 이해가 안간다.
1.다시 정리해보면 IEC61851 이라는 표준 바탕으로 AC 충전하고 있던 상황
2. 이후 ISO15118 출시. ISO15118은 IEC61851과 달리 Tcp/Ip 통신 기반으로 메세지를 주고 받는 형식임
3. IEC61851에서 CP핀의 Duty Rate로 최대전류 정보를 표시했었는데 ISO15118에서는 메세지로 값을 주고 받으니까 굳이 Duty Rate으로 나타낼 필요가 없음. 그래서 표준을 보면 Tcp/Ip 통신으로 15118에서 정의한 메세지 주고받을 때 Duty 5%로 놔두고 쓰라고 해놨음.
4. 근데 IEC61851로 충전하는 자동차, 충전기가 이미 실제세계에 깔려 있는 상황이라 ISO 15118에서는 IEC61851 이랑도 뭔가 호환성을 제공하려는.. 시도가 들어가있음.
그래서 ISO15118 내용을 보면 좀 헷갈리고 이해를 못하겠음.
▶ ISO 15118 개요 그리고 DC 충전. 그리고 CCS .
한편 ISO 15118에서는 DC 충전에 대해서도 다룬다고 했는데, AC랑 DC랑 크게 차이는 없다. 어차피 둘다 약속된 메세지 주고 받으면서 통신하는 그런 내용이다.
한편, DC 충전을 하려면 커넥터를 다른거 써야되는데 이 때 나오는 단어가 CCS 이다. (Combined Charging System)
플러그가 어떻게 생겼는지 보면
위에서 봤던 Type1, Type2 밑에 DC용 핀이 2개 더 달려있는 모습이다.
저거 쓰면 아마 AC랑 DC 충전 둘다 할 수 있는 거 같다. (잘 모르겠음)
▶ Chademo ? GB/T 27930 ?
한편 DC 충전 커넥터중에 Chademo라는게 있는데 일본에서 만든거라고 한다. 위에서 봤던 CCS랑은 다르게 생겼고 얘는 CP 핀도 없다. 그러니까 ISO 15118 기반의 충전은 안되는듯? 충전 관련 표준도 있을텐데 잘 모르겠다.
충전 관련 표준이름 자체가 Chademo 인지.. 플러그이름만 chademo인지 헷갈림.
한편, 중국은 또 중국 독자적으로 충전표준이 있는데 그게 GB/T27930 이다.
※ 참고로 GB/T 단어자체는 전기차 충전을 의미하는게 아니라 중국 표준을 의미하는 것임
GB/T 충전의 큰 특징은 커넥터에 CAN 통신을 위한 핀이 들어간다.
그리고 충전소랑 CAN 통신을 바탕으로 메세지를 주고 받는다.
메세지의 이름,순서 등은 다르지만 이 표준도 ISO15118과 마찬가지로 EVSE랑 EV 간에 지정된 순서로 메세지
주고 받으면서 서로 정보주고 받는 내용이 주요 내용이다.
참고로 GB/T 충전에 대한 내용은 아래 사이트에 내용이 가장 잘 정리돼있다.
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