플러그인 자동차와 전기 자동차의 저변 확대를 가능하게 하는 태양광 충전

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2009-12-28

일본 TIC(Toyota Industries Corp)는 플러그인 하이브리드 자동차(PHVs; plug-in hybrid vehicles)와 전기 자동차(EVs; electric vehicles)용 태양광 충전소(solar charging station)를 개발했다. 토요다시(Toyota City) 시정인 Aichi Prefecture는 11곳의 지역에 21개 태양광 충전소를 설치할 계획이라고 밝혔다. 이러한 충전소의 완전 가동은 20종의 프리우스(Prius) 플러그인 하이브리드 자동차에 대하여 2010년 4월부터 시작될 것으로 예상된다. 충전소는 전력네트워크에 연결되어 충전이 필요할 때 바로 사용하기 위하여 8.4 kWh 저장 배터리에 1.9 kW 태양열 집열판(solar panel)에서 생성된 동력을 포획한다. 전력네트워크에 연결되어 생산되는 최대 동력은 202VAC/3.2kW이다. 배터리에서 얻는 태양 발전을 이용하여 자체적으로 유지되는 운영에 소요되는 최대 동력은 101VAC/1.5 kVA에 달한다. 잉여의 태양 발전은 시스템 내 설비를 위해 이용되거나 공공 기업에 판매될 수 있다. TIC는 태양광 충전소가 재난 시 전기 시설에 동력을 제공할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 한편 TIC는 최대 동력이 200V/16A/3.2kW이며 통신 기능(communication function)을 갖춘 전기 자동차 공급 장치(EVSE; electric vehicle supply equipment)를 개발했다. TIC는 충전기(charging stand), 탑재용 충전기(onboard charger) 등과 같은 전기 자동차를 위한 충전 시스템 개발에 관여해왔다. TIC는 2009년 7월 현재의 EVSE 충전기를 진수시켰다. 2009년 10월 24일부터 11월 4일까지 개최된 제 41회 도쿄 모터쇼(Tokyo Motor Show)에서 TIC는 통신 장치를 결합한 충전기를 새롭게 개발하여 전시했다. 새롭게 개발된 충전기는 표준 충전 시스템의 기본적인 기능 이외에 IC 카드를 이용하여 사용자를 확인할 수 있으며, 충전 서비스의 습관적인 조건 및 사용한 동력의 양 등과 같은 자료 수집이 가능하다. 도쿄 모터쇼 기자 회견에서 TIC는 태양광 충전소 개발의 목표가 전산 청구(electronic billing)를 지원할 수 있는 시스템 개발을 통하여 충전 인프라의 수요에 부응할 수 있는 충전 실용성 및 환경 영향을 더욱 더 줄이기 위하여 태양 발전 생산과 결합된 태양광 충전소를 증가시키는 데 있다고 밝혔다. 또 TIC는 PHVs와 EVs의 증가하는 수요를 충족시키기 위한 보다 더 높은 효율성을 갖춘 더 작은 규모의 탑재용 충전기를 개발 중이다. TIC는 다수의 프리우스 부품을 직접 제조 및 관할하고 있으며, 컨버터(converter), 인버터(inverter), 자동차 에어컨 압축기 등을 포함한 최초로 동력 생산 시스템을 출범할 계획으로 세부 내용은 다음과 같다. 1. TIC는 3세대 프리우스용 전기차용 컨버터(PCU; Power Control Unit)와 결합할 수 있는 냉각 장치를 개발 및 제조했다. 2. TIC의 유사한 접목 기술을 이용하기 위하여, TIC는 냉각 장치 위에 직접 설치할 수 있는 전력 반도체(power semiconductor)를 탑재하여 열 저항(thermal resistance)을 이전의 2/3 수준으로 줄일 계획이다. 3. TIC는 냉각 구조를 단순화하고 냉각 수행력을 개선하여, 현재 상용되고 있는 모델의 크기와 비교해 1/3 수준으로 냉각 장치의 크기를 줄여 PCU의 전반적인 크기와 무게를 줄이는 데 상당히 기여했다. 4. TIC는 1세대 프리우스 출시 후 DC-DC 전환기를 개발 및 제조해왔다. 최근 새롭게 적용된 장치는 보다 더 크기가 소형화된 컨버터에 적합한 회로의 개발이 채용됐다. 이러한 진보는 컨버터의 크기를 30% 가까이 축소하는 한편, 이전 모델과 비교했을 때 20% 더 높은 동력 생산을 가능하게 해 주었다. 5. 방전 용량(discharge capacity) 감축 및 전기 압축기와 에어컨을 위한 인버터의 통합에 따라 전기 압축기(electric compressor)는 전체 크기 및 중량은 20% 감소하는 한편, 이전 모델과 동일한 냉각 수행력을 유지할 수 있었으며, 이로 인해 자동차에 탑재가 더욱 용이해졌다. 이러한 통합적인 인버터를 갖춘 전기 압축기는 다른 전기 자동차 모델 및 다른 하이브리드 자동차에도 설치될 수 있을 전망이다. 200631_greencarcongress_20091228_fig1.jpg 200631_greencarcongress_20091228_fig2.jpg 출처 : http://www.greencarcongress.com/2009/12/toyota-industries-corp-develops-solar-charging-station-for-evs-and-phevs.html#more