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작년 11월 정기점검 이후 한국전기안전공사로부터
태양광 발전설비와 전기자동차 충전시설도 월 점검 대상에 포함된다는 안내를 받았다.
사실 전기차 충전시설은 유지관리할 부분이 많지 않다고 생각해서 크게 신경 쓰지 않았는데,
최소한의 기준과 점검 항목 정도는 알고 있어야 할 것 같아 공부 겸 교육자료를 정리해본다.
1. 전기 자동차의 구성
전기자동차(Electric Vehicle)
- 도로 운행용 자동차로서 재충전이 가능한 축전지, 연료전지, 광전지 또는 그 밖의 전원장치에서 전류를 공급받는 전동기에 의해 구동되는 자동차
전기자동차의 구성
| 고전원 배터리 (Battery) |
외부전력(급속, 완속충전기)으로부터 공급되는 전기에너지를 저장하고 전기자동차에 전력을 제공해주는 핵심 구성요소 (650V 이상 고전압 발생) |
 |
| 저전압 직류변환기 (LDC : Low DC-DC Converter) |
전기자동차 고전원배터리의 고전압 전력을 차량에서 사용 가능한 저전압으로 변환시켜 차량에 안정적인 전원을 공급해주는 구성요소 |  |
| 인버터 (Inverter) |
직류인 고전원배터리 전류를 전기자동차 모터에 적합한 교류로 변환하고, 모터 속도와 토크를 제어 |  |
| 모터 (Motor) |
고전원배터리로부터 전기에너지를 공급받아 차량 바퀴를 회전시킬 수 있는 변속기와는 달리 일정한 감속비로 모터에 입력되는 동력을 차축으로 전달 |  |
| 감속기 | 일반 가솔린 변속기와 같은 역할을 하지만 여러 단이 있는 변속기와는 달리 일정한 감속비로 모터에 입력되는 동력을 차축으로 전달 |  |
| 회생제동장치 | 모터를 발전기로 전환하여 브레이크 제동 시 발생하는 감속에너지(운동에너지)를 전기에너지로 변환 후 발생된 전기를 고전원 배터리에 충전 |  |
참고로, 전기자동차 구성과 특징은 소방청에서 배포된 "전기(동력)자동차 사고 구조활동지침"에서도 확인할 수 있다.
파일을 참고하니 필요하신 분들은 봐보셔도 좋을 것 같다.
전기자동차 사고 구조활동 지침서(원고)_소방청.pdf
14.71MB
차량 종류별 구조 및 특징
| 구분 | 하이브리드 (HEV) |
플러그인 하이브리드 (Plug-in HEV) |
전기차 (EV) |
수소연료 전지차 (FCEV) |
| 구조/특징 |  |
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 |
 |
| - 엔진 + 모터 (보조동력) - 배터리 0.9 ~ 1.8 kWh - 전기모터가 엔진 구동을 보조 - 엔진-모터 조합 최적운행으로 연비 절감 도모 |
- 모터로 주행 가능 - 배터리 4 ~ 16 kWh - 외부 전원으로 배터리를 충전하여 모터 구동 가능 - 일정거리 전기 주행 후 HEV 운행 |
- 모터만으로 주행 (엔진 미장착) - 배터리 10 ~ 30 kWh - 외부 전원으로 배터리를 충전하여 모터 구동 가능 |
- 수소/산소로 전기 발생 - 배터리 0.9 ~ 8 kWh - 수소-산소 전기화학반응으로 전기/물 생성 - 발생된 전기로 모터 구동 |
2. 전기자동차 충전기의 구분-완속충전기
충전기의 구분 (법적 기준)
전기자동차의 충전기는 배터리에 에너지를 공급하기 위해 필요한 전력을 공급 및 제어하는 기능을 갖고 있는 일련의 구성부품으로 이루어져 있다. 환경친화적 자동차의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률 시행령에는 40킬로와트를 기준으로 충전기를 구분하고 있다.
환경친화적 자동차의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률 시행령
제18조의7(충전시설의 종류 및 수량 등)
① 법 제11조의2제1항 및 제2항에 따른 환경친화적 자동차 충전시설은 충전기에 연결된 케이블로 전류를 공급하여 전기자동차 또는 외부충전식 하이브리드 자동차(외부 전기 공급원으로부터 충전되는 전기에너지로 구동 가능한 하이브리드 자동차를 말한다. 이하 같다)의 구동축전지를 충전하는 시설로서 구조 및 성능이 산업통상자원부 장관이 정하여 고시하는 기준에 적합한 시설이어야 하며, 그 종류는 다음 각 호와 같다.
1. 급속충전시설 : 충전기의 최대 출력값이 40킬로와트 이상인 시설
2. 완속충전시설 : 충전기의 최대 출력값이 40킬로와트 미만인 시설
완속충전기(Standard Charger)
- 정의
- 외부의 전력공급설비로부터 전력을 공급받는 스탠드와 이와 연결된 케이블 및 단상교류 접속의 전기자동차 커플러를 가진 일체의 충전시스템으로 전기자동차의 탑재형 충전기를 통해 축전지를 충전하는 방식의 충전기 - 특징
- 정류기와 DC/DC 컨버터가 자동차에 내장(On Board Charger)되어 전력변환과정이 발생하고 자동차는 구조적으로 소용량 변환만 가능하므로 충전속도가 느림 - 충전 방식
- 충전기가 교류(AC) 전력을 공급 전기자동차에 탑재되어 있는 OBC(On Board Charger)가 교류(AC)를 직류(DC)로 변환해 배터리에 충전
- 충전기는 7kW (32A, 220V)로 동작
- 전기자동차 배터리 용량의 약 10% 충전에 약 1시간 소요
- 완속충전기는 주택, 주차장(공용/아파트/오피스텔 등)에 설치됨
급속충전기(Quick Charger)
- 정의
- 외부의 전력공급설비로부터 전력을 공급받는 스탠드와 이와 연결된 케이블 및 직류 접속의 전기자동차 커플러를 가진 일체의 충전시스템으로 직류 대전류로 축전지를 단시간(30분 이내)에 직접 충전하는 방식의 충전기 - 특징
- 한전 AC 전원을 DC 변환 또는 신재생에너지 DC 전원을 DC/DC 컨버터로 변환하여 자동차에 장착된 배터리에 필요한 전력을 충전할 수 있음 정류기 및 DC/DC 컨버터가 외부 충전시스템에 분리되어 있어 충전속도가 빠름 - 충전 방식
- 충전기에서 배터리로 직접 직류(DC) 전력 공급
- 전기자동차 배터리 용량에 따라 차이가 있지만 1시간 이내 80% 충전 가능
- 최근 100kW급 / 150kW급 / 350kW급 급속충전기 설치 증가 - 국내 급속충전 규격은 DC콤보 중 CCS (Combined Charging System) Type1, Type2, AC 3상 (7핀), 차데모 (CHAdeMO), 슈퍼차저 (Supercharger) 등이 있음
완속충전기와 급속충전기 비교
| 구분 | 특징 | 충전시간 |
| 급속충전기 | - 완전방전 → 80% 충전까지 약 30분 소요 - 고속도로 휴게소, 공공기관 등 외부 장소 설치 - 고용량 전력 공급 필요 → 50kW급 이상 설치 |
15~30분 |
| 완속충전기 | - 완전방전 → 완전충전까지 4~5시간 소요 - 주택, 아파트 등 설치 - 3.3kW / 6.6kW급 설치 |
4~5시간 |
3. 충전기의 분류
충전 전원에 따른 분류
- AC 충전
- 교류 220V 또는 380V를 사용하여 전기자동차 충전
- 이 경우 AC/DC 컨버터가 차량에 탑재된 OBC (On-Board Charger) 시스템을 가짐 - DC 충전
- AC/DC 컨버터가 충전기에 내장된 OFFBC (Off-Board Charger) 시스템
- 직류 전력 사용
- 직류 사용의 장점
- 직류 충전은 높은 전력을 짧은 시간에 전송 가능
- 접점 및 케이블 사이즈가 커서 최대 250kW까지 충전 가능
- DC 충전은 일반적으로 고속 충전 방식으로 분류
- 통합 냉각 기능과 결합 시 최대 400kW급 충전 가능
- 이를 초고속 충전 / 고출력 충전 (HPC, High Power Charger) 라고 함
충전 레벨에 따른 분류
- LEVEL 1
- AC 220V 또는 380V 사용
- 일반 콘센트에 연결하여 충전할 수 있는 방식
- 이 경우 AC/DC 컨버터가 차량에 탑재된 OBC 시스템 사용 - LEVEL 2
- AC 전원을 받는 전용 충전기 설치
- 교류 220V 또는 380V 사용
- 이 경우 AC/DC 컨버터가 차량에 탑재된 OBC 시스템 사용 - LEVEL 3
- AC/DC 컨버터가 충전기에 내장된 OFFBC 시스템
- 직류 전력 사용
- 급속 충전 가능
충전모드에 따른 분류
- 충전모드 1
- AC 220V 또는 380V 사용
- 일반 콘센트에 연결하여 차량에 충전할 수 있는 형태
- 충전 상태 감시 및 제어를 위한 통신 기능 없음 - 충전모드 2
- AC 220V 또는 380V 사용
- 일반 콘센트에 연결하여 차량에 충전할 수 있는 형태
- 충전 상태 감시 및 제어를 위한 통신 단말기 존재 - 충전모드 3
- AC 220V 또는 380V 사용
- 전기자동차 전용 충전기를 통해 충전하는 형태
- 충전기와 차량 간 통신으로 충전 상태 감시 및 제어 가능 - 충전모드 4
- AC 220V 또는 380V 사용
- 충전기에 내장된 AC/DC 컨버터가 직류(DC)를 출력
- 출력된 직류로 차량에 직접 충전하는 방식 충전기와 차량 간 통신으로 충전 상태 감시 및 제어 가능
충전케이스에 따른 분류
- 케이스 A (Type A)
- 차량에 영구적으로 연결된 충전 케이블 사용
- 충전 케이블은 한쪽 끝에만 커넥터 존재 - 케이스 B (Type B)
- 한쪽 끝은 차량 인렛에 삽입되는 커넥터
- 다른 쪽 끝은 일반 콘센트에 연결되는 플러그 - 케이스 C (Type C)
- 케이블이 충전기에 영구적으로 연결됨
- 반대쪽 끝만 차량 인렛에 삽입하는 구조
4. 관련 법규
전기안전관리자의 직무에 관한 고시 별지 제 14조
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별지 14호. 전기자동차 충전시설 점검기록표.hwp
0.06MB
한국전기설비규정 (241.17 전기자동차 전원설비)
- 241.17.1 적용 범위
전력계통으로부터 교류전원을 공급받아 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 분전반, 배선(전로), 충전장치(이동식 및 무선식을 포함한다) 및 충전케이블 등의 전기자동차 충전설비에 적용한다.
- 241.17.2 전기자동차 전원공급 설비의 저압전로 시설
전기자동차를 충전하기 위한 저압전로는 다음에 따라 시설하여야 한다.
가. 전용의 개폐기 및 과전류 차단기를 각 극(과전류 차단기는 다선식 전로의 중성극을 제외한다)에 시설하고 또한 전로에 지락이 생겼을 때 자동적으로 그 전로를 차단하는 장치를 시설하여야 한다.
나. 옥내에 시설하는 저압용 배선기구의 시설은 다음에 따라 시설하여야 한다.
(1) 옥내에 시설하는 저압용의 배선기구는 그 충전 부분이 노출되지 아니하도록 시설하여야 한다. 다만, 취급자 이외의 자가 출입할 수 없도록 시설한 곳에서는 그러하지 아니하다.
(2) 옥내에 시설하는 저압용의 비포장 퓨즈는 불연성의 것으로 제작한 함 또는 안쪽 면 전체에 불연성의 것을 사용하여 제작한 함의 내부에 시설하여야 한다. 다만, 사용전압이 400V 이하인 저압 옥내 전로에 다음에 적합한 기구 또는 「전기용품 및 생활용품 안전관리법」의 적용을 받는 기구에 넣어 시설하는 경우에는 그러하지 아니하다.
(가) 극과 극 사이에는 개폐하였을 때 또는 퓨즈가 용단되었을 때 생기는 아크가 다른 극에 미치지 않도록 절연성의 격벽을 시설한 것일 것
(나) 커버는 내(耐)아크성의 합성수지로 제작한 것이어야 하며 또한 진동에 의하여 떨어지지 않는 것일 것
(다) 완성품은 KS C 8311(커버 나이프 스위치)의 “3.1 온도상승”, “3.5 단락차단”, “3.6 내열” 및 “3.8 커버의 강도”에 적합한 것일 것
(3) 옥내의 습기가 많은 곳 또는 물기가 있는 곳에 시설하는 저압용의 배선기구에는 방습 장치를 하여야 한다.
(4) 옥내에 시설하는 저압용의 배선기구에 전선을 접속하는 경우에는 나사로 고정시키거나 기타 이와 동등 이상의 효력이 있는 방법에 의하여 견고하게 또한 전기적으로 완전히 접속하고 접속점에 장력이 가하여 지지 아니하도록 하여야 한다.
(5) 저압 콘센트는 접지극이 있는 콘센트를 사용하여 접지하여야 한다.
다. 옥측 또는 옥외에 시설하는 저압용 배선기구의 시설은 235.1에 따라 시설하여야 한다.
- 241.17.3 전기자동차의 충전장치 시설
1. 전기자동차의 충전장치는 다음에 따라 시설하여야 한다.
가. 충전부분이 노출되지 않도록 시설하고, 외함의 접지는 140의 규정에 준하여 접지공사를 할 것
나. 외부 기계적 충격에 대한 충분한 기계적 강도(IK08 이상)를 갖는 구조일 것
다. 침수 등의 위험이 있는 곳에 시설하지 말아야 하며, KS R IEC 61851-1(전기자동차 전도성 충전 시스템-제1부 : 일반 요구사항)에 따라 방진·방수 보호등급은 옥외의 경우 IP44 이상, 옥내의 경우 IP41 이상일 것
라. 먼지 많은 장소, 가연성 가스나 부식성 가스 또는 위험물 등이 있는 장소에 시설하는 경우에는 통상의 사용 상태에서 부식이나 감전·화재·폭발의 위험이 없도록 242.2부터 242.5까지의 규정에 따라 시설할 것
마. 충전장치에는 전기자동차 전용임을 나타내는 표지를 쉽게 보이는 곳에 설치할 것
바. 전기자동차의 충전장치는 쉽게 열 수 없는 구조일 것
사. 전기자동차의 충전장치 또는 충전장치를 시설한 장소에는 위험표시를 쉽게 보이는 곳에 표지
아. 전기자동차의 충전장치는 부착된 충전 케이블을 거치할 수 있는 거치대 또는 수납공간(옥내 0.45 m 이상, 옥외 0.6 m 이상)을 갖는 구조이며, 충전 케이블은 반드시 거치할 것
자. 충전장치의 충전 케이블 인출부는 옥내용의 경우 지면으로부터 0.45 m 이상 1.2 m 이내에, 옥외용의 경우 지면으로부터 0.6 m 이상에 위치할 것
차. 급속충전시설(환경친화적 자동차의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률 시행령 제18조의7제1항제1호에 따른 급속충전시설)은 KS R IEC 61851-1(전기자동차 전도성 충전 시스템-제1부 : 일반 요구사항)의 “15 비상 개폐 또는 단로”에 적합한 것을 설치할 것
카. 전기사용량에 대한 요금 부과기능이 있는 형태의 콘센트(이하 “과금형콘센트”라 한다)는 다음에 따라 시설할 것
(1) 과금형콘센트는 접지극이 있는 방적형 또는 동등 이상의 보호덮개가 있는 것을 사용하고 211과 140의 규정에 준하여 접지할 것
(2) 기타 사항은 234.5의 “1”에 따라 시설할 것
타. 전기자동차의 충전 케이블은 거치 또는 보관 시 케이블의 손상을 방지하기 위하여 주차구획 내에 위치하지 않도록 시설할 것
2. 그 밖에 전기자동차 충전설비와 관련된 사항은 KS R IEC 61851-1, KS R IEC 61851-21-1, KS R IEC 61851-21-2 및 KS R IEC 61851-23 표준을 참조한다.
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