정부가 전기 상용차 등 대형 전기차를 위한 국산 메가와트 충전 시스템(MCS) 개발·실증에 나선다. 여기에 전기차 충전기용 파워모듈 국산화를 솔루엠, 전기차 충전 토탈 솔루션 기업 채비(옛 대영채비) 등이 참여해 초급속 충전 인프라 확산에 기여한다.
솔루엠은 산업통상자원부 주관 국책 과제인 ‘인공지능(AI) 기반 고효율 MCS·초급속 충전시스템 개발·실증’에 참여한다고 10일 밝혔다.
솔루엠이 참여하는 국책 과제는 수백 킬로와트시(kWh) 혹은 메가와트시(MWh)급 대용량 배터리를 필요로 하는 전기 상용차에 적합한 충전 시스템 개발·상용화를 골자로 한다. 개발 시 최대 1500볼트(V)까지 충전 전압을 지원해 버스, 트럭, 선박, 중장비 등 전기 상용차 충전에 15분 내외가 소요돼 대용량 충전 시간을 획기적으로 줄일 수 있다.
이번 연구는 ‘2024년도 에너지기술개발사업 국가지원 연구개발 과제’ 중 ‘에너지 수요관리 핵심기술 – 에너지 효율혁신 사업’으로 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 수행하는 연구 과제다.
솔루엠은 이번 사업의 성공 열쇠로 꼽히는 전기차 충전기용 파워모듈을 개발한다. 구체적으로 솔루엠은 MCS용과 초급속 충전기 겸용 2가지 형태로 150킬로와트(㎾)급 전기차 충전기용 파워모듈을 개발하기로 했다.
특히 솔루엠은 고효율 토폴로지를 적용해 96.5% 이상의 효율을 보장하고 고주파용 자성체 최적 설계로 고집적화를 가능하게 할 계획이다. 또 전기차 충전기가 실내·외 다양한 환경에서 쓰이는 점을 고려해 주요 소자에 대한 열해석 모델링을 진행해 고방열·고밀도 수냉식 방열을 지원한다.
관련업계 한 관계자는 “MCS 등 전기 상용차를 위한 대용량 초급속 충전기는 핵심 부품인 파워모듈 기술이 무엇보다 관건이다”며 “고용량과 높은 전력 효율을 동시에 구현하면서도 부피는 더 작아야 한다”고 말했다.
파워모듈의 동작 신뢰성을 높이기 위해 AI 기술도 접목한다. AI는 축적된 데이터를 기반으로 파워모듈 중 짧은 수명의 구성품을 찾아내고 앞으로 남은 수명을 안내한다. 이를 통해 파워모듈의 최적분배가 가능해 전기차 충전기 고장률을 낮추고 충전 중 손실 전력을 최소화할 수 있다.
우선 솔루엠은 50㎾급 단위 모듈로 최대 효율과 고전력 밀도 보장에 필요한 필수 요건을 점검한 후 오는 2027년까지 150㎾급 파워모듈 2종을 개발한다. 이후 도심 근교와 물류 이동이 많은 거점 지역에서 각각 실증을 진행할 계획이다.
실증을 통해 안전성 데이터가 확보되면 150㎾급 파워모듈에 대해 국내·외 판매 인증을 추진한다. 앞서 솔루엠이 30㎾급 전기차 충전기용 파워 모듈로 KC(국내 판매 인증)와 CE(유럽 판매 인증), UL(미국 판매 인증)을 모두 확보한 바 있다. 이러한 역량을 바탕으로 150㎾급 파워모듈 사업화 역시 국내·외 판매 인증을 수월하게 취득할 전망이다.
상용화 고객 맞춤형 사업화 전략은 채비가 맡는다. 채비는 국내에서만 2만5000여기의 공공 급속 충전기를 설치한 바 있다. 최근에는 미국
캘리포니아의 전기차 충전 인프라 운영 사업자로 선정되기도 했다. 채비는 북미가 MCS의 최우선 시장이 될 것이라고 보고 충전사업자의 요구를 사전 파악한 뒤 본격적인 사업화를 추진할 방침이다.
국책 과제와 함께 진행될 MCS 관련 제도 개선은 한국스마트그리드협회와 한국전기안전공사 전기안전연구원 등이 담당한다. 실증 기간 동안 정기적인 안전 점검과 KEC·IEC 표준 적용성 분석 등을 통해 도출된 사항들을 바탕으로 제도를 보완할 계획이다. 실질적인 제도 정비를 위해 각계 전문가들의 자문도 받는다.
이성은 기자 selee@chosunbiz.com
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