CCS1과 CCS2는 전기차용 복합 충전 시스템(CCS)의 두 가지 변형으로 설계, 기능 및 지역적 용도가 다르며, 북미에서는 주로 CCS1이 사용되고 유럽 및 기타 지역에서는 CCS2가 더 일반적입니다.
지리적 사용 차이
CCS1은 미국과 캐나다를 포함한 북미 지역에서 지배적인 충전 표준인 반면, CCS2는 유럽, 호주 및 기타 지역에서 널리 채택되고 있습니다. 이러한 충전 표준의 지리적 차이는 특히 해외 여행이나 차량 수출과 관련하여 전기 자동차 제조업체와 운전자에게 어려움을 줍니다. 이러한 커넥터에 대한 지역별 선호도는 시장별 전기차 모델과 충전 인프라의 개발로 이어져 전기 모빌리티의 글로벌 지형을 형성하고 있습니다.
커넥터 설계 및 핀
CCS1 및 CCS2 커넥터의 설계와 핀 구성은 각 커넥터의 고유한 기원과 기능을 반영합니다:
- CCS1은 DC 핀 2개가 추가된 타입 1(J1772) AC 커넥터를 사용하므로 7핀 구성이 더 부피가 커집니다.
- CCS2는 타입 2(메네케스) AC 커넥터를 기반으로 하며, 보다 간소화된 9핀 디자인이 특징입니다.
- CCS2의 추가 핀은 차량과 충전소 간의 통신을 강화하여 양방향 충전과 같은 고급 기능을 가능하게 합니다.
- CCS2는 더 높은 전류 처리가 가능하도록 설계되어 CCS1의 200암페어에 비해 최대 350암페어를 지원하므로 더 빠른 충전 기능을 제공합니다.
충전 기능 비교
CCS1과 CCS2 커넥터의 충전 기능은 크게 다르며, 이는 전기차 충전의 성능과 다양성에 영향을 미칩니다:
- AC 충전: CCS1은 최대 7.4kW의 단상 AC 충전을 지원하는 반면, CCS2는 최대 43kW에 이르는 단상 및 3상 AC 충전 기능을 모두 제공합니다. 따라서 CCS2는 AC 충전 속도와 유연성에서 눈에 띄는 이점을 제공합니다.
- DC 고속 충전: CCS1과 CCS2는 모두 DC 고속 충전을 지원하지만 CCS2의 최대 전류 용량이 더 높습니다. CCS1은 최대 200암페어까지 처리할 수 있는 반면, CCS2는 최대 350암페어까지 지원합니다. 이 높은 전류 용량 덕분에 CCS2는 더 빠른 충전 속도를 구현하여 호환되는 차량의 충전 시간을 단축할 수 있습니다.
- 전원 출력: CCS2의 전류 용량이 증가하면 잠재적 전력 출력도 높아집니다. 구체적인 전력 수준은 충전소 및 차량 성능에 따라 달라질 수 있지만, CCS2의 설계는 경우에 따라 350kW를 초과하는 전력 출력을 허용합니다.
- 냉각 시스템: CCS2에는 수냉식 시스템이 통합되어 있어 장시간 고속 충전 속도를 유지할 수 있는 기능이 향상되었습니다. 이 기능은 장거리 여행 및 급속 충전 시나리오에 특히 유용합니다.
- 양방향 충전: CCS2의 고급 핀 구성은 양방향 충전 기능을 지원하여 V2G(차량-그리드) 및 V2H(차량-가정) 애플리케이션을 가능하게 합니다. 이 기능은 CCS1 표준에서는 기본적으로 지원되지 않습니다.
이러한 충전 기능의 차이는 진화하는 전기차 충전 기술의 특성과 충전 속도 및 기능을 개선하기 위한 지속적인 노력을 강조합니다.
차량 호환성 문제
차량 호환성은 CCS1과 CCS2 환경에서 중요한 도전 과제입니다. CCS1용으로 설계된 전기차는 어댑터 없이는 CCS2 충전기를 직접 사용할 수 없고 그 반대의 경우도 마찬가지여서 지역 간 기능이 제한됩니다. 이러한 비호환성으로 인해 시장별 전기차 모델과 충전 인프라가 개발되면서 해외 여행 및 차량 수출이 복잡해졌습니다. 이 문제를 해결하기 위해 일부 제조업체는 이중 호환 차량을 생산하거나 어댑터를 제공하기 시작했지만, 이러한 솔루션에는 추가 비용이 발생하거나 충전 속도가 느려질 수 있습니다.
CCS1 및 CCS2 호환성
CCS1과 CCS2 커넥터는 물리적 설계와 핀 구성이 다르기 때문에 직접 호환되지 않습니다. 하지만 전기차 업계에서는 이 간극을 메우기 위한 솔루션을 개발했습니다:
- 어댑터: 전용 어댑터를 사용하면 CCS1 차량을 CCS2 스테이션에서 충전할 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이러한 어댑터는 최대 250kW의 고속 충전을 지원할 수 있지만, 일부 어댑터는 정격 전력이 낮을 수 있습니다.
- 다중 표준 충전소: 일부 충전 네트워크에서는 다른 지역의 차량을 수용하기 위해 CCS1 및 CCS2 커넥터를 모두 갖춘 충전소를 설치하고 있습니다.
- 제조업체 적응: 일부 전기차 제조업체는 호환성 문제를 해결하기 위해 이중 호환 충전 포트를 갖춘 차량을 생산하거나 지역별로 특화된 모델을 제공하고 있습니다.
이러한 솔루션은 상호 호환성을 개선하지만 충전 속도 저하 또는 추가 비용과 같은 한계가 있을 수 있습니다. 전기차 시장이 발전함에 따라 표준화 및 상호운용성 개선을 위한 노력은 이러한 문제를 해결하기 위해 계속되고 있습니다.
구형 차량을 CCS2에 맞게 개조하기
이 표준이 널리 채택됨에 따라 CCS2 충전을 지원하도록 구형 전기차를 개조하는 것이 점점 더 중요해지고 있습니다. 유럽의 Tesla 소유자는 이제 초기 비용인 500유로에서 299유로로 할인된 비용으로 CCS2 개조 옵션을 이용할 수 있습니다. 이 개조 옵션을 통해 구형 Model S 및 Model X 차량도 CCS2 충전소를 이용할 수 있어 충전 옵션이 확대되고 최신 인프라와의 호환성이 향상됩니다.
DIY 전기 자동차 개조 시, 복잡한 통신 프로토콜로 인해 CCS2 호환성을 구현하는 데 어려움이 있습니다. 하지만 일부 애호가들은 BMW i3 LIM(저전압 인터페이스 모듈)을 사용하여 CCS2에 필요한 GreenPHY 통신을 처리하는 데 성공했습니다. 이 방법은 전자 및 프로그래밍 기술이 필요하지만, 맞춤형 전기차 프로젝트에 CCS2 충전을 통합할 수 있는 잠재적인 솔루션을 제공합니다. 전기차 시장이 발전함에 따라 더 많은 애프터마켓 솔루션이 등장하여 더 다양한 차량에 CCS2를 적용할 수 있게 될 것입니다.
안전, 경제성, 실용성
안전, 경제성, 실용성의 관점에서 CCS1과 CCS2를 분석하면 일반적으로 CCS2가 더 우수한 옵션으로 나타납니다:
- 안전: CCS2는 더 안전한 래칭 메커니즘으로 인해 더 안전한 것으로 간주됩니다. CCS1 커넥터는 물리적 래치를 사용하므로 실수로 플러그를 뽑을 경우 파손될 수 있어 위험한 아크 섬광이 발생할 수 있습니다. 이와 달리 CCS2의 설계는 실수로 분리될 가능성이 훨씬 낮아 안전 위험을 크게 줄여줍니다.
- 경제: CCS2는 충전 용량이 더 높기 때문에 장기적으로 더 경제적입니다. CCS1의 단상 AC 충전이 최대 7.4kW인 반면, CCS2는 최대 43kW의 3상 AC 충전을 지원합니다. 이렇게 더 빠른 충전은 사용자의 충전 시간 단축과 효율성 향상으로 이어질 수 있습니다. 또한 CCS2가 전 세계적으로 광범위하게 채택되면 생산 및 인프라 개발에서 규모의 경제를 실현할 수 있습니다.
- 실용성: CCS2는 단상 및 3상 AC 충전과 고전류 DC 고속 충전을 모두 지원하는 다목적 설계로 실용성을 높였습니다. 또한 광범위한 국제 표준과의 호환성으로 전 세계에서 사용할 수 있는 실용성을 갖춘 반면, CCS1의 실용성은 북미 지역에만 국한되어 있습니다.
전기차 충전 표준의 미래 동향
전기차 충전 표준의 미래는 빠르게 진화하고 있으며, 몇 가지 주요 트렌드가 업계를 형성하고 있습니다:
- 메가와트 충전 시스템(MCS): 이 새로운 표준은 최대 3.75MW의 전력 출력으로 대형 전기 자동차의 초고속 충전을 가능하게 하는 것을 목표로 합니다. MCS를 도입하면 대형 상용차와 장거리 트럭의 충전 시간이 크게 단축될 것입니다.
- 무선 충전: 유도 충전 기술의 발전으로 케이블이 필요 없는 충전 솔루션의 길이 열리고 있습니다. 이러한 시스템은 전자기장을 사용하여 충전 패드에서 차량으로 전력을 전송하므로 편의성이 향상되고 주행 중에도 동적으로 충전할 수 있는 잠재력을 제공합니다.
- V2G(차량-그리드 간 통신) 기술: V2G 기능의 통합으로 전기차는 그리드에서 전력을 끌어올 수 있을 뿐만 아니라 그리드 안정성 및 에너지 관리에 기여할 수 있습니다. 이 양방향 충전 기능은 전기차 보급이 증가함에 따라 점점 더 중요해지고 있습니다.
- 표준화 노력: 유럽 연합과 미국은 전기 대형 차량의 상호 운용성을 위해 노력하는 등 충전 표준을 조화시키기 위한 글로벌 이니셔티브가 진행 중입니다. 이러한 표준화 추진은 충전 경험을 간소화하고 전 세계적으로 인프라 개발을 가속화하는 것을 목표로 합니다.
