전기 자동차(EV) 충전소를 설계하고 엔지니어링하는 것은 복잡한 작업입니다. 안전하고 성공적인 충전 경험을 보장하는 다양한 제조업체와 시스템 구성 요소가 있습니다. 특히 DCFC(직류 고속 충전) 스테이션의 경우 엔지니어가 원하는 충전 성능, 프로젝트 예산 및 사용 가능한 전력 용량을 기반으로 사이트를 설계할 수 있는 몇 가지 방법이 있습니다.
궁극적으로 DCFC 사이트 아키텍처에는 올인원, 분할 시스템, 배터리 통합의 세 가지 유형이 있습니다. 각각은 장비 비용, 충전 성능, 설치 복잡성 등 장단점이 있습니다.
이 문서에서는 세 가지 DCFC 사이트 아키텍처 설계 간의 차이점을 분석하고 특정 상황에 가장 적합한 세부 사항을 설명합니다.
올인원 DCFC는 이름에서 알 수 있듯이 충전 디스펜서와 동일한 장치 내에 전원 모듈을 포함합니다. 이러한 유형의 DCFC는 전력 모듈(그리드 전력 증가)과 정류기(교류(AC)를 직류(DC)로 변환)를 위한 별도의 전원 캐비닛이 필요하지 않기 때문에 공간 효율성이 매우 높습니다. 또한 올인원 장치는 일반적으로 다른 DCFC 유형보다 저렴합니다.
올인원 DCFC 올인원 장치의 단점은 일반적으로 전력 출력이 제한된다는 것입니다. 이는 제조업체마다 다를 수 있지만 일반적으로 최대 출력은 약 25~240kW로 제한됩니다. 또 다른 단점은 사이트의 부하를 관리하거나 전력을 최적화하기 위해 인접한 DCFC 스트링 간에 전력을 공유할 수 없다는 것입니다.
올인원 DCFC의 인기 모델은 ABB Terra 시리즈, Tritium PKM150 및 Autel MaxiCharger DC Fast입니다. 올인원 DCFC의 가격은 약 $50,000부터 시작됩니다.
일체형 DCFC와 달리 분산 시스템이라고도 불리는 분할 시스템에는 별도의 전원 캐비닛과 충전 디스펜서가 포함됩니다. 이 사이트 아키텍처는 올인원보다 더 많은 공간을 사용하고 비용도 더 많이 들지만, 높은 충전 성능과 부하 관리를 통해 여러 충전기에서 사용 가능한 전력을 최적화하는 기능이 필요한 사이트에 더 적합합니다. 일반적으로 단일 전원 캐비닛은 최대 4개의 충전 디스펜서에 연결할 수 있습니다. 전력 캐비닛 및/또는 스위치기어에 과부하가 걸리지 않도록 부하 관리 시스템을 통해 연결된 4개의 충전 디스펜서 각각에 대한 전력을 조절할 수 있습니다. 분할 시스템 DCFC 아키텍처를 사용하면 사이트 호스트는 EV가 연결 위치에 관계없이 사이트에 전달되는 만큼의 전력을 수신하도록 보장할 수 있습니다.
분할 시스템 DCFC 또한 전원 캐비닛의 크기를 현장 요구에 맞게 조정할 수 있으므로 일반적인 올인원 DCFC보다 더 많은 전력 출력을 제공할 수 있습니다. 결과적으로 많은 전원 캐비닛은 여러 디스펜서에 걸쳐 600kW를 출력할 수 있습니다. 더욱이 일부 제조업체는 전원 캐비닛을 서로 연결하여 더욱 효율적으로 전력을 분산하도록 설계했습니다. 전체적으로 분할 시스템 DCFC는 디스펜서당 350kW 이상을 제공할 수 있으며, 이는 현재 경량 EV의 최고 출력입니다.
분할 시스템 DCFC는 신규 설치, 특히 고속도로 휴게소나 상업 지역에 매우 인기가 있습니다. 주목할만한 분할 시스템 DCFC 모델에는 Chargepoint Express Plus, BTC Gen4 분할 시스템 및 Kempower Distributed DCFC가 포함됩니다. 분할 시스템 DCFC의 가격은 약 $80,000부터 시작됩니다.
마지막으로, 배터리 통합 DCFC는 DCFC 사이트 호스트에 문제가 될 수 있는 특정 문제를 해결합니다. 전기 유틸리티 공급자는 청구 주기 중 특정 시점에 특정 전력 기준을 초과하는 고객에게 수요 요금을 부과합니다. DCFC 현장의 경우 이는 특정 시간에 끌어오는 전력량에 따라 매월 수백 또는 수천 달러에 달할 수 있습니다. 충전소가 한 달에 1분 동안만 350kW를 끌어오더라도 사이트 호스트는 해당 전력 증가분에 대한 수요 요금을 청구받게 됩니다.
통합 배터리 DCFC 이러한 수요 수수료를 피하기 위해 배터리를 유틸리티 연결과 충전 디스펜서 사이의 중앙값으로 사용할 수 있습니다. 배터리 충전 속도를 늦춤으로써 사이트 호스트는 수요 수수료를 피할 수 있습니다. 충전 세션이 발생하면 배터리와 충전 장비는 요청된 전기를 EV에 공급하기 위해 전력을 늘릴 수 있습니다. 이 유형의 DCFC의 또 다른 장점은 그리드 연결이 상대적으로 적기 때문에 전기 서비스 업그레이드 없이 현장에 설치할 수 있다는 것입니다. 이것만으로도 수만 달러를 절약할 수 있습니다.
배터리는 DCFC와 별도로 설치할 수도 있지만 DCFC에 통합할 수도 있습니다. 배터리 일체형 DCFC는 올인원 DCFC 접근 방식을 취하고 배터리를 포함할 수 있도록 설치 공간을 확대합니다. 배터리 일체형 DCFC는 수요 수수료가 없지만 기존 일체형 DCFC보다 더 많은 공간을 필요로 합니다(단, 분할 시스템 DCFC보다는 적음).
또한 세 가지 유형의 DCFCS 중에서 가장 비쌉니다. 이는 충전기 내부의 대용량 배터리 팩 때문입니다. 배터리 통합형 DCFC의 또 다른 단점은 배터리가 완전히 방전되면 DCFC가 일반적으로 약 30kW인 그리드 연결 전력 수준에서만 EV를 충전할 수 있다는 것입니다. 제조업체는 이러한 유형의 DCFC가 하루 최대 20대의 EV를 충전할 수 있다고 주장합니다.
배터리 일체형 DCFC의 배터리 팩은 160kWh부터 최대 466kWh까지 다양합니다. 출력 측면에서 배터리 통합형 DCFC는 EV에 약 200kW를 제공할 수 있습니다. 인기 모델로는 Freewire Boost 200 및 XCharge Net Zero 시리즈가 있습니다. 배터리 일체형 DCFC의 가격은 약 $170,000부터 시작됩니다.
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