전기자동차 전원설비

전기자동차 전원설비의 정의

전기자동차 전원설비는 건축물 저압 전로에서 충전장치와 커넥터를 거쳐 차량에 안전하게 전력을 공급하는 설비 일체다.

쉽게 말하면 주차장 분전반의 전기를 자동차 배터리에 넣을 수 있는 모양으로 바꿔 연결하는 전체 설비다.

배전반, 배선, 충전장치, 케이블과 커넥터가 한 묶음이므로 한 부분만 보고 설계하면 안 된다.

구성 흐름

전원설비는 배전반에서 차량 접속부까지 하나의 전로로 이어진 구조다.

배전반 다음은 충전기마다 따로 둔 전용 분기회로다.

그다음 과전류와 지락을 차단하는 보호장치가 붙는다.

충전장치는 전기 공급과 충전 상태 제어를 함께 맡는다.

커넥터와 케이블은 차량 접속부와 맞물려 충전 전류를 전달한다.

이 여섯 요소는 한 묶음으로 움직이므로 한 부분만 보고 설계하면 안 된다.

전용 분기회로와 보호

시험에서 가장 자주 나오는 보호 요소를 정리한다.

전용 분기회로는 다른 부하와 섞이지 않게 충전장치마다 독립 회로로 구성한다.

과전류·지락 보호장치는 과부하와 누전을 차단하며, 직류 누설전류 대응 여부를 따로 확인한다.

보호접지는 금속 외함을 접지에 접속해 외함 전위가 위험 수준으로 오르지 않게 한다.

직류 성분의 누설전류는 일반 교류용 누전차단기가 감지하지 못할 수 있어 따로 확인한다.

요소마다 막는 위험이 다르므로 역할과 설계 포인트를 짝으로 기억해야 한다.

교류와 직류 충전 비교

충전 방식은 교류와 직류로 나뉘며 변환 위치와 충전 속도가 다르다.

교류는 차량 쪽 충전기가 변환을 맡으므로 충전장치 자체는 단순하다.

교류는 소형이고 벽걸이형도 가능하지만, 직류는 외함과 냉각 설비가 필요해 대형이다.

충전 속도는 직류가 상대적으로 빠르고 교류는 상대적으로 느리다.

주요 보호 대상은 교류가 차량 탑재기 연계 보호, 직류가 직류 누설전류 대응 보호다.

직류는 외부 장치가 변환하므로 직류 누설 보호 검토가 특히 중요하다.

정격전류 계산 예

충전기 정격전류는 출력을 전압으로 나눠 구한다.

단상 220V에 정격 출력 7kW 충전기를 설치하면 I는 약 31.8A다.

여기에 연속부하 계수 1.25를 곱하면 설계 회로 전류는 약 39.8A다.

그래서 회로 전류는 약 40A 이상으로 보고 전선과 보호장치를 맞춘다.

연속부하 계수는 충전 전류가 장시간 흐르는 점을 반영한 설계 관행이다.

정답은 약 31.8A다. 여기에 1.25를 곱한 값이 설계용 회로 전류다.

시험에서 자주 하는 실수

시험에서 감점이 많은 실수를 세 가지 짚어 본다.

첫째, 전원설비와 차량 내부 배터리 설비를 구분하지 않고 서술하는 것이다.

둘째, 충전장치 보호를 과전류만으로 설명하고 지락 보호와 직류 누설 대응을 빠뜨리는 것이다.

셋째, 충전 회로를 일반 콘센트 회로와 공유하는 것이다. 충전기는 전용 분기회로로 구성한다.

방호장치는 덮개 설명만으로 끝내지 말고 접촉 방호까지 함께 쓴다.

채점 포인트는 전용 분기회로, 과전류·지락 보호, 직류 누설전류 대응을 빠짐없이 쓰는 것이다.

정리

마지막으로 시험 대비용 핵심 기준을 정리한다.

적용범위는 배전반에서 차량 접속부까지이고, 저압 전로는 전용 분기회로와 과전류·지락 보호로 구성된다.

충전장치는 상태 제어와 차량 연동, 정지 기능을 갖추고 방호장치는 접촉 방호와 보호접지를 포함한다.

직류 성분의 누설전류는 대응 여부를 반드시 확인한다.

답안 목차는 적용범위, 저압 전로, 충전장치, 방호장치 순으로 짜면 된다.