정부의 친환경 정책에 맞춰 전기차 보급이 확산되고 있다. 이는 상용차 시장에서도 마찬가지다. 서울을 비롯한 전국 지자체들은 전기버스 도입을 서두르고 있고, 전기트럭 업계도 올해 말을 기점으로 보급을 확대하겠다는 각오다.

이처럼 전기 상용차 시장이 확대됨에 따라 최근 충전 인프라 구축도 중요한 친환경 사업으로 부상하고 있는 중이다.

다양한 충전방식이 존재하는 현시점에서 가장 효율적이면서도, 안전하고 빠르게 차량을 충전할 수 있는 솔루션이 최종 헤게모니를 쥘 것으로 예상된다.

전기차 충전 공식 ‘교류 - 완속 직류 - 급속’
전기차 충전방식은 충전속도에 따라 크게 완속충전과 급속충전 방식으로 구분된다. 

충전방식 소개에 앞서 전기는 크게 두 분류로 나눠진다. 벽 콘센트처럼 방향이 정해지지 않은 전기와 건전지처럼 방향이 정해지는 전기다. 이를 두고 전자를 교류(AC, Alternating Current)라 하고 후자를 직류(DC, Direct Cur rent)라고 한다.

완속충전은 ‘교류’ 전원을 이용해 충전하는 방식이다. 전기차의 배터리는 ‘직류’ 형태로 구성되어 있는데 교류 전원을 사용할 경우 충전기의 교류를 배터리의 직류로 변환해야 하므로 충전시간이 길어진다. 일반적으로 충전시간은 느리지만 전류를 안정적으로 공급할 수 있어 배터리 효율이 좋다.

급속충전은 별도 변환을 거치지 않고 ‘직류’로 바로 충전하는 방식이기 때문에 완속충전보다 충전 속도가 훨씬 빠르다. 

문제는 국가별·차량 제조사별 충전방식이 다르다는 점이다. 완속충전방식은 ‘AC단상’으로 통일됐으나 급속충전의 경우 △‘차데모’ △‘DC콤보’ △‘AC3상’ 등 3가지 충전방식이 글로벌 시장에서 패권을 다투고 있다.

일본 개발 충전방식…‘차데모’
차데모(CHAdeMO) 방식은 지난 2010년 도쿄 전력에서 개발한 충전방식으로 일본이 주로 내세우고 있다.

전 세계 약 2만 5,300대의 차데모 충전기 중 약 30%에 달하는 7,600기가 일본에 설치되어 있으며, 상용차 중에서는 지난해 말 이스즈가 개발한 3톤급 전기트럭 ‘엘프EV(가칭)’가 차데모 방식을 사용한다.

오로지 급속충전을 목표로만 개발됐기 때문에 완속충전과 급속충전을 위한 충전포트가 각각 따로 존재하고 이로 인해 충전 시 전파 간섭의 우려가 적은 장점이 있다.

다만 완속충전을 위해서는 별도의 커넥터 등이 필요하기 때문에 충전기 설치 시 공간 활용성이 떨어지고 충전시간이 다소 길다.

미국·유럽 표준 규격…‘DC콤보’
DC콤보 방식은 지난 2011년 GM 등 미국과 독일의 7개 기업이 함께 개발한 충전방식이다. 원 모양의 완속충전포트와 타원형 모양의 급속충전포트가 하나의 케이블로 구성돼 효율적이라고 평가받는다.

미국자동차공학회가 DC콤보 충전방식을 표준으로 채택하고, 유럽도 올해부터 DC콤보를 단일 표준으로 적용하고 있어 국제적으로 각광받고 있다.

이는 국내서도 마찬가지다. 국가기술표준원이 DC콤보 방식을 표준 규격으로 권고하면서, 규격통일에 나섰다.

실제 올 11월 서울시에 보급될 전기버스들도 모두 DC콤보 충전방식을 적용하고 있다는 점이 이를 뒷받침 한다.

급속충전계의 이단아…‘AC3상’
AC3상은 지난 2012년 프랑스 르노자동차에서 개발한 충전방식이다. 여타 급속충전과는 달리 교류 전원을 이용하는 점이 특징이다.

예컨대 차데모와 DC콤보 방식은 충전기 내에서 교류를 직류로 변환한 뒤 직류 전원으로 배터리를 충전하는 방식이라면, AC3상의 경우 충전기에서 교류 전원으로 차량 내부에 설치된 ‘전류전환장치(OBC, On-Board Charg er)’까지 전류를 흘려보낸 뒤 직류로 전환된 전류가 배터리를 충전하는 방식이다.

충전기 내에 별도의 직류 변환 어댑터가 필요하지 않기 때문에 다른 충전방식에 비해 인프라 구축비용이 적고 DC콤보와 마찬가지로 하나의 케이블로 완속과 급속충전이 모두 가능하다.

반면, 낮은 전압을 이용하기 때문에 충전기 출력을 20kW 이상 올리기 어렵고 이로 인해 고용량 배터리를 탑재한 상용차 시장에서는 찾아보기 힘든 방식이다. 중국 전기버스 제조사인 BYD의 일부 모델이 DC콤보와 AC3상 충전을 겸용하고 있다.