전기자동차 보급에 따른 충전인프라 성장

국내에 국제 표준을 따르는 충전 방식을 적용한 상용 전기자동차가 보급이 된 지도 어느덧 10년의 시간이 흘렀다. 그 동안 전기자동차의 배터리 기술 및 충전 성능이 많이 향상되었고, 충전인프라 시장도 지속적인 신 기술과 충전기의 보급 속도가 가파르게 성장하고 있다. 이에 따라 편하고 안전한 전기자동차 충전인프라 기술요구사항들이 계속 늘어나고 있다. 이를 위해서 표준의 개발, 인증제도의 개선이 계속 진행이 되고 있다. 해당 칼럼에서는 최근의 국내 전기차 충전인프라의 인증 동향을 알아보고자 한다. 국내의 전기자동차 충전인프라의 인증은 크게 2가지로 KC안전인증, 형식승인(전자파포함)이 있으며, 제조사 또는 단체(표준관련기관포함)에서 요구하는 제3자 인증제도가 있다​.

KC안전인증 및 법규 

국내 전기자동차 충전인프라의 안전 법규는 기본적으로 전기 안전법을 따르고 있으며, 유럽의 IEC(국제전기기술위원회)의 국제표준의 부합화를 기반으로 하고있다.

최근 전기용품 KC안전기준 제 개정 폐지고시(제2022-0513호, 2022. 11. 11)가 1년간 병행적용을 끝내고 2023년 11월 10일부터 새로운 KC안전기준이 적용 완료되었으며, 휴대용 전기차 충전기는 KC 62752 안전기준이 적용되어 한층 더 안전기준이 강화되었다. 

또한 KC 61851-22의 안전기준이 폐지됨으로써, 현재 국내에 많이 주로 설치되고 있는 7kW형 완속충전기는 현재 유럽의 최신 표준을 KC로 부합화 한 KC61851-1의 기술기준 적용으로 변경되었다. KC61851-1은 Edition 3.0으로 버전 개정이 되면서 한층 더 안전기준이 강화되었고, 기존 2.0 대비 16가지 변경 시험항목이 있다. Edition 2.0대비 큰 차이점으로는

1) 누전차단기(RCD)

기존의 A타입에서 A타입+DC 6mA 또는 B타입의 차단기를 사용이 의무화가 되었다. 누전차단기는 인체 및 설비 보호용으로 사용되며 전기자동차용 누전자단기는 누전발생시 30mA 이내에 전류 차단되어 있게 설계되어 있다. B타입의 차단기는 유럽에서 가장 많이 사용하고 있는 누전차단기로써 인체보호와 전기자동차 및 태양광에 특화된 성능으로 사인웨이브와 믹스된 고조파 그리고 직류성분을 감지하는 최고 등급의 누전차단기이다.

2) 릴레이에 대한 요구사항

릴레이는 전기자동차로 공급되는 전원을 Open/Close를 하는 중요한 역할을 가지고 있으며, MC(magnet Contact)로 불린다. 많은 전류를 흐르는 전기차 충전 인프라에 가장 중요한 부품으로써 높은 신뢰성을 요구하고 있고, 5만 사이클에 대한 회로 동작 시험조건을 충족시켜야만 한다​.

3) 충전 시퀀스

전기자동차 충전은 12V, 9V, 6V의 DC 와 PWM을 조합한 CP(Control Pilot)통신을 따른다. 12V는 충전기 대기상태, 9V는 전기자동차와 충전기 연결확인상태, 6V는 충전상태이다. 6V에서는 충전기에서 보내는 PWM신호의 Duty값으로 충전 전류를 전기 자동차의 요청에 따라 Grid에서 전기자동차로 전달하게 된다. 이번에 개정된 인증에서는 이 시퀀스를 조금 더 세밀하게 분류하였다.

이외에도 <표 1>과 같이 주요 항목이 변경되어 KC 61851-1 ed3.0 KC인증이 적용된 충전기는 유럽의 기준과 동일한 사양의 안전한 제품으로 믿고 사용할 수 있다​.

형식승인 및 검정

형식승인은 안전성과 사용의 편리성을 확보하기 위해, 국가가 인정한 시험기관의 승인을 받아야만 판매가 가능 하도록 하는 제도를 말한다. 전기자동차 충전기의 형식승인은 계량에 관한법률 제14조에 근거하고 있으며, 상거래에 해당되는 제품을 제조하거나 수입하여 판매하려는 자는 해당 계량기에 대하여 형식승인을 취득하여야 한다. 기존 저울, 수도, 가스 계량기에서 전기자동차 충전기는 2020. 1. 1부터 13번째 법정계량기로 품목이 추가되었다.

형식승인을 받기 위한 조건으로는 계량기 제조업 등록을 해야 하는데 이는 각 시, 도지사에게 직접 등록하며, 공장이 등록되어 있는 상태에서 AC 및 DC의 전력량을 측정하는 허부하측정기 및 기준전력량계를 직접 구비해서 승인을 받아야 한다.​

계량기 형식승인은 두가지로 나눠지며 계량성능평가와 전자파 시험이 포함되어 있다. 계량성능평가에서는 계량관련한 오차 관련 시험을 진행하며, 전자파 시험에서는 기존에 무선통신기자재 인증에서 진행하였던 전자파 서지, 전도, 방사 시험 등을 진행하고 있다. 이후 형식승인 인증서를 받게 되면 제품 출고 시 계량기 제조업시 구매했던 설비를 외부 검정원을 통해서 1대당 비용을 지급하고 계량 검정 및 봉인도 의뢰하여야 한다. 형식승인은 상거래용으로써 계량성능이 인증대로 만들어지고 지켜지는지 출고단계까지 엄격한 검사를 반드시 거치어야 하므로, 전기자동차 충전기 사용자에게 높은 신뢰성을 줄 수 있다. 

제3자 인증 제도 

제3자 인증 제도는 법적인 강제사항은 아니지만 제품에 대한 신뢰성을 높이거나 호환성을 향상하기 위해서 제조사, 제품 발주처에서 요구하는 인증으로 볼 수 있다. 특히 국내의 전기자동차 충전기 인증 체계는 안전 및 기능 위주로 되어 있다 보니, 3자 인증체계는 전기자동차와 충전기간의 상호호환성, 충전기와 관련된 서비스, 기능에 대한 검증 방법 등이 상세하게 정의가 되어 있고, 시험 및 인증을 발급하고 있다.

국내는 OCPP, EV-Ready Mark 등의 다양한 인증제도가 운영되고 있다. OCPP인증은 네덜란드의 OCA(Open Charge Alliance)라는 단체에서 전기차충전기(Client)와 충전관리시스템템CSMS)간의 표준 통신규약을 정의하였으며, 국내에서는 2022년부터 환경부에서 발주사양에 의무적으로 적용하고 있으며 최근에는 IEC 63110 국제 표준 그룹에서도, OCA를 Liaison(협력조직)으로 받아들이는 등 국제 표준으로 인정되고 있는 추세이다. 국내 OCPP 지정시험기관으로는 한국스마트그리드협회, KTC의 두 기관이 있다. EV-READY Mark 인증은 프랑스 르노그룹과 EU의 인증기관인 ASEFA에서 만든 인증 제도이며, 전기차충전기에 대한 H/W 및 S/W, 상호호환성 요구사항을 IEC 61851-1 ed3.0보다 더 높게​ 요구하고 있고, 유럽과 한국의 충전기의 발주시에 인증을 요구하는 경우도 있다. 시험은 EU의 LCIE에서 진행을 해야 하지만, 국내는 르노코리아자동차에서 해당 EV-Ready Mark 인증협의체 운영 및 KTL에서 시험과 인증을 EU ASEFA의 지정기관으로 수행하고 있다.

국내 충전기 제조사의 인증 방향

국내에서 충전기를 제조, 판매 회사는 주요 회사는 약 50 개 이상 파악이 된다. 해당 제조사의 충전기들은 국가 인증 기준 및 전기자동차 제작사, 공공기관 발주처의 요청에 따른 추가적인 시험과 제3자 인증 시험 기준도 사실상 기본적으로 추가하여 충전기의 설계와 공급을 하고 있다. 아울러 해외시장 진출과 품질경쟁력 강화를 위해서 CE(유럽인증), UL(북미인증)도 병행하고 있다​.