1. 제안의 배경과 이유

 

지구환경문제를 해결하는 데 있어서 화석연료에 대한 의존도가 높은 운송부문의 이산화탄소 배출량 저감은 중요하며, 환경대응 자동차로서 전기자동차(EV, electric vehicle)와 플러그-인 하이브리드 자동차(PHV, plug-in hybrid vehicle)에 대한 기대도 크다. EV, PHV의 효과적 이용, 보급을 위해서는 충전인프라가 필요하나, 자동차의 종류와 자동차가 사용되는 지역과 용도에 따라 요구되는 충전인프라의 모습이 다를 것으로 생각된다. 또한, 충전인프라의 정비에 있어서는 표준화의 문제도 중요하다.

 

2. 산업경쟁력 강화의 목표와 효과

 

한편, EV, PHV의 중핵기술인 전지, 모터, 인버터 등은 현 시점에서는 일본의 산업계가 세계를 리드하고 있는 기술이다. 또한, 충전장치에 대한 개발도 일본은 적극적으로 대처하고 있다. 이러한 상황 속에서 충전 인프라의 모습, 표준화가 명확히 되면 EV, PHV의 이용이 촉진되고, 관련산업의 활성화, 그리고 시장확대를 통한 기술진보에 따라 관련산업의 경쟁력 향상을 기대할 수 있다.

 

3. 충전인프라에 관한 동향

 

(1) 급속충전기를 둘러싼 현황

- 충전인프라는 차량제조사와 차종을 선택하지 않고 충전할 수 있는 것이 요구되나, 차량탑재 전지의 특성이 제조사, 차종마다 다르기 때문에 종래는 개별 충전기가 필요하였다.

 

- 도쿄전력에서는 직류 급속충전기 개발과 정비를 추진하고 있다. 충전방법으로서 차량의 컴퓨터가 전지상황(전압, 온도)에 따라 최적의 충전전류를 계산, 표준화된 통신 프로토콜로 이 값을 충전기로 전달하여, 충전기 측에서 동일한 신호값에 따라 전류를 흘리는 방식을 개발하였다.

 

- 이 방식에 따라 한 개의 충전기로 다른 특성의 전지, 그리고 장래 전지성능이 향상되었을 때에도 안전하고 단시간 충전이 가능하게 된다.

 

- 이 충전방식은 세계 최초의 양산EV차의 iMiVE(미쯔비시자동차공업주식회사), 플러그인스테라(Plug in stella, 후지중공)에 채용되고 있다. 충전기에 대해서도 제조사 4개사가 채용, 시판을 시작하였다.

 

- EV를 지사에 도입하고, 급속충전기도 수 십대 규모로 설치하고 있다. 충전기를 적정 배치함으로써 EV이용자의 안심감이 증가하는 등 EV 가동률이 가솔린과 나란히 향상되었다.

 

- 충전인프라 보급에는 규격 표준화가 불가결하다. 일본 국내 자동차 제조사는 이번에 개발된 급속충전기 방식의 보급촉진과 표준화를 위한 협의회(가칭, 충전인프라협의회)를 세울 예정이다. 표준화에 관해서는 국제규격단체(IEC등)의 일본 창구인 JARI(재단법인 일본자동차연구소)와 연계하면서 추진할 계획이다.

 

- 해외에서도 EV 및 충전인프라 정비의 움직임이 급속히 높아지고 있다. 미국에서는 오바마 정권이 2.4십억 달러라는 비교가 안 되는 자금원조 계획을 세웠다. EV분야의 급속한 성장이 예상된다.

 

(2) 딜러점포의 충전설비 설정에 관한 전략

- EV보급에는 충전인프라의 정비가 불가결하며, 미쯔비시 자동차에서는 딜러에 보통 충전콘센트를 설치하고, 일반인에게 개방을 추진하고 있다.

 

- 충전콘센트를 판매점에 설치하기 위해서는 정비 매뉴얼이 필요하다. 콘센트 설치위치, 전류차단기 배치 등을 매뉴얼화하는 등 정비를 추진하고 있다.

 

- 인프라정비와 맞춰서 EV이용자에 동일 인프라의 설치장소(보통충전 및 급속충전기)를 통지하는 구조가 필요하다. 이 경우 인터넷 등의 IT활용이 유망하다고 생각된다.

 

(3) 전기자동차 대응 충전인프라 전개

- 충전인프라 개발과 정비를 검토할 때에는 공공용인지 개인용인지, EV의 주차시간은 어느 정도인가 등을 정리하는 것이 포인트이다.

 

- 공공용에서는 주차시간에 따라 급속충전기와 보통충전기 모두 설치하는 것을 생각하고 있다.

 

- 보통충전기는 급속충전기에 비하여 보다 다양한 장소에 도입될 것으로 생각된다. 감전사고, 장난, 케이블 도난 등의 대책을 세운 안전성, 세큐리티성이 높은 충전시스템이 요구된다.

 

- 파나소닉전기공업 주식회사에서는 공공용의 보통 충전스탠드(100V/200V)를 개발하였다. 여러 대의 EV충전이 가능하게 되도록 최대 4개까지 콘센트 수를 확충할 수 있다.

 

(4) 입체주차장을 활용한 EV충전

- 입체주차장은 크게 나눠서 3종류가 있으나, 각각 구조가 달라서 바닥이 기울어져 있거나 기둥 사이(柱間)에 프레스재가 있기 때문에 충전설비의 설치에는 주의가 필요하다.

 

- 일반적인 주차장에서 주차공간의 치수는 자동차의 치수와 주차대수 효율을 생각하여 5m×2.5m 전후를 기본으로 하여 한정된 바닥면적에 되도록 많은 자동차를 주차할 수 있도록 설계한다. 따라서 충전설비, 특히 급속충전기를 기존 입체주차장에 여러 대 설치하는 경우, 주차공간 뒤에 그 공간을 확보하는 것이 곤란하기 때문에 옆의 주차공간을 침범하여 주차하는 경우도 많다고 생각된다. 한편, 신설되는 입체주차장에서는 계획, 설계단계에서 충전설비의 현재와 장래의 설치에 대해 충분히 생각하여 공간을 확보하는 것이 바람직하다.

 

(5) 엘리베이터식 주차장치의 EV 충전에 대하여

- 도심부에서는 주차 공간의 확보를 위하여 엘리베이터식 주차장 보급을 추진하고 있다. 동일 방식의 주차장에 충전설비를 설치하는 것은 EV보급만이 아닌 주차장의 부가가치를 높이기 위해서도 유효하다고 생각된다.

 

- 엘리베이터식에서는 입고위치와 격납 위치가 다르다는 것이 특징이다. 이번 개발은 보통충전을 대상으로 하고 있으며, EV전용 충전 파레트와 전용 격납 공간을 설치하는 구조로 이루어진다. 또한, 개발한 상품의 EV 표준 수용대수는 4대이다.

 

- 개발에서 차량의 충전플러그 위치와 충전팔레트의 충전콘센트 위치와의 관계가 과제이다. 충전팔레트의 설계에서 차량전면, 후면에 충전플러그가 있는 경우에는 케이블이 팔레트에서 나오는 등 케이블 접속이 곤란한 경우가 있다. 현재, 팔레트 측에서는 충전플러그의 위치는 우측을 기본으로 한다. 차량의 충전구 위치의 통일도 앞으로 필요할 것으로 생각된다.

 

(6) EV 카쉐어링(Car-Sharing)에 대한 대처

- 카쉐어링은 등록을 수행한 회원 사이에 특정의 자동차를 공동으로 이용하는 서비스로 불특정 사용자를 대상으로 하는 렌터카와 시스템이 다르다. 또한, 카쉐어링에서는 각 사용자가 1회당 차량을 이용하는 시간이 비교적 단시간이라는 것이 특징이다.

 

- EV의 충전 당 주행거리는 가솔린차량에 비하여 짧으나(예를 들면, 완전충전으로 100km 등), 카쉐어링의 이용거리가 짧아 전기자동차의 주행거리 문제가 해소되기 쉽다. 자동차 제조사에게 있어서 충전구의 위치가 다르기 때문에 주차장의 설치위치가 문제가 된다. 충전구의 위치를 표준화해야 한다

 

- 카쉐어링은 유럽에서는 도시로의 자동차 도입량 억제라는 환경중시 정책이 발단이 되고 있다. EV의 무공해(Zero Emission)라는 특성과 친화성이 높은 시스템이다.

 

(7) 스마트그리드에 관한 해외동향

- 스마트그리드란 한마디로 말하면 종래의 전력계통에 쌍방향형의 정보통신을 조합한 시스템과 서비스이다.

 

- 구체적인 대응은 미국과 유럽이 다르다. 미국은 전력설비의 노후화에 대응하기 위하여 자동검침시스템과 수요반응(DR; Demand Response, 수급상황에 따른 수요자의 부하제어)를 조합한 것이 스마트그리드의 초기 중요테마이다. 한편, 유럽은 풍력 등 재생가능에너지의 전력계통에 효율적으로 대처해 나가기 위하여 정보, 제어시스템을 스마트그리드 개발항목으로 자리매김하고 있다.

 

- 실증연구단계이지만, 덴마크에서는 EV의 축전지를 풍력발전 출력변동의 평활화(平滑化)에 이용할 것을 검토 중이다.

 

- 구미에서는 EV와 가정 내에서의 전력설비(전력미터), 전력회사의 계통설비와의 커뮤니케이션방법에 대하여 표준화를 위한 논의가 추진되고 있다. ① 충전방식, ② 통신프로토콜 등이다. 예를 들면, 미국에서는 PLC(전력선 운송방식)과 ZigBee(가정용 단거리 무선통신)을 활용한 PHV의 충전방식에 대하여 규격화를 위한 제안이 추진되고 있다.

 

(8) 재생가능 에너지를 이용한 전기자동차용 인프라시스템 연구

- 태양광발전은 낮에만 발전하기 때문에 야간에 전기를 이용하기 위해서는 낮 시간 발전한 전력을 비축해 둘 시스템이 필요하다.

 

- 야간에 전력회사로부터 공급된 저가의 과잉전력을 적절하게 축전하고, 필요할 때에 방전 이용함으로써 에너지비용을 낮게 억제할 수 있다. 본 연구개발에서는 지구에 무해한 저가의 에너지를 최대한 이용하기 위한 충전시스템을 개발한다.

 

(9) 대규모 주차장의 스마트 충전시스템

- 전기자동차 보급확대에 있어서는 집합주택 등의 대규모 주차장 및 외출 목적지 근처의 충전인프라 정비가 불가결하다. 이 때문에 대규모 주차장의 충전서비스에 관한 개발, 실증을 일정지역에서 집중적으로 수행하고, 전기자동차 인프라의 고도화를 도모한다.

 

- 맨션 등의 집합주택 등의 대규모 주차장의 충전인프라 전개를 위하여 사용자의 수요정보를 토대로 한 비용면, 시간면에서 최적의 충전을 수행하기 위하여 저가의 간이 충전관리시스템과 과금 시스템 등을 개발, 실증한다.

 

(10) 전기자동차 비즈니스의 대처

- EV이용에 필요한 서비스(자동차 정비서비스, 급속충전기, 보통충전기(200V), 자동차 구조, 그린전력증서)를 원스톱으로 제공한다.

 

- EV를 보급하기 위해서는 다른 업종과의 연대가 필요하며, 가치사슬(Value Chain)을 만들어 나가야 한다.

 

- 급속충전기의 요구는 높으며 일정 정비(본체, 공장비용의 저감, 설치에 관한 법적 규칙의 명확화, 과금 방법의 검토, 인정방법의 공통화, 비즈니스모델의 개발)가 급선무이다.

 

▣ 원문제목 : 電気自動車（EV），プラグインハイブリッド（PHV）の充電インフラに関する研究会報告書

 

▣ 원문의 주요목차*********************************************************************

 

1. 서론

2. 연구회의 추진방법

3. 회의개최

4. 충전인프라와 관련된 동향

5. 마무리