초록 ▼

1. 최종목표
- 중소형에서 대형 전기자동차까지 충전이 가능한 최대전압 DC 720V 50kW 급속충전기 개발
- 충전 배터리 보호 기능 및 사고방지 기능을 갖는 충전기 개발
- 계통에 고조파 및 DC 전원 유입 차단기능을 갖는 충전기 개발
2. 개발내용 및 결과
- 중소형에서 대형 전기자동차까지 충전이 가능한 최대전압 DC 720V 50kW 급속충전기 개발
- 충전전압을 가변하여 소형 전기자동차는 물론 전기버스, 전기트럭 까지 충전 가능 하도록 충전기를 설계 및 제작
- 충전시간을 30분 이내

1. 최종목표
- 중소형에서 대형 전기자동차까지 충전이 가능한 최대전압 DC 720V 50kW 급속충전기 개발
- 충전 배터리 보호 기능 및 사고방지 기능을 갖는 충전기 개발
- 계통에 고조파 및 DC 전원 유입 차단기능을 갖는 충전기 개발
2. 개발내용 및 결과
- 중소형에서 대형 전기자동차까지 충전이 가능한 최대전압 DC 720V 50kW 급속충전기 개발
- 충전전압을 가변하여 소형 전기자동차는 물론 전기버스, 전기트럭 까지 충전 가능 하도록 충전기를 설계 및 제작
- 충전시간을 30분 이내로 충전하는 급속 충전기 개발
- 속응동작을 위한 신호처리용 프로세서를 이용한 충전기 제어보드 개발
- 급속충전기 전력변환기 설계 및 제작
- 정전압(CV), 정전류(CC), 정전력(CP)등 다양한 충전 기능 구현
- 충전 배터리 보호 기능 및 사고방지 기능을 갖는 충전기 개발
- 계통에 고조파 및 DC 전원 유입 차단기능을 갖는 충전기 개발
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
- 전기차용 고전압 급속 충전장치 개발 과제의 결과로 중소형에서 대형 전기자동차까지 충전이 가능한 최대전압 DC720V 50kW급 급속충전기를 개발하는 기술적 성과
- 가변전압 충전기의 전력변환기 설계 및 제작 기술, DSP를 이용한 충전기 제어보드 개발 기술, 충전시간을 30분 이내로 충전하는 급속 충전 기술, 정전압(CV), 정전류(CC), 정전력(CP)등 다양한 충전 기능 구현하는 프로그램 기술 획득
- 배터리 뱅크의 과충전 보호 기능 및 과방전시 입력전류 제한기능 구현하는 충전 배터리 보호 기술, 계통에 고조파 및 DC 전원 유입 차단하는 고조파 노이즈 필터 설계 기술 확보
- 향후 완속 충전 스탠드는 물론 50kW이상의 충전 기술력도 확보 가능
- 전기자동차 배터리 충전은 물론 자가용 전원저장 장치등에 응용 설계가 가능하여 각종 스마트 그리드 응용 분야에 바로 적용 가능한 충전기 기술력 확보
◦ 경제적 성과
- 현재, 개발된 충전기의 시장은 외국제품에 의존되어 있으나, 본 과제의 개발로 국내 시장은 물론 국외 시장에도 진출할 수 있는 교두보를 마련하게 되었고, 가격면에서도 고가의 외국 제품 위주의 시장이 저가의 국내 기술로 개발된 제품의 출현으로 국내 기술에 의한 저가격 고성능의 경쟁력 있는 시장으로 재편될 수 있을 것이므로, 아직 태동기 에 있는 전기차용 고전압 급속 충전기 분야에 저가격 이점으로 새로운 시장이 창출될 것으로 기대된다.
- 외국 업체에 의해 점유되어온 우리 시장을 되찾고 수출 전략 산업으로의 파급 효과도 기대할 수 있다. 고전압 급속 충전기 분야에 국산 제품이 도입되므로 소형 전기차를 비롯한 대형 전기차 각 적용 분야의 비용절감에도 크게 기여할 수 있다.
- 전기자동차 보급에 따른 충전 인프라 공급에 필요한 국산 충전기 개발로 외화 절감 및 막대한 이익 창출 가능할 것으로 기대된다. 국내기술에 의한 전기차용 급속충전기 산업의 기술 향상 및 가격 경쟁력 향상에 파급효과가 기대된다. 향후 아시아 및 외국의 충전수요 증가 시 수출 가능성 매우 클 것으로 기대된다.
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 전기차용 고전압 급속충전 기술의 세계적인 동향을 보면, 단독적인 제품으로서 존재하는 것이 아니라 국가의 에너지 인프라에 핵심 설비 기술로 연구되고 개발되고 있다. 세계 각국의 이러한 추세는 표준화된 급속 충전기, 급속충전소 등 관련 인프라가 확보된 다면 전기차 보급을 획기적으로 확대시킬 수 있다는 전망에 따른 것으로 산업혁명에 비견되는 새로운 세계의 출현에 적극적으로 나서고 있는 것이다.
- 따라서, 고전압 급속충전 기술의 개발은 스마트 그리드로 대변되는 국가의 차세대 에너지 인프라 구축에 핵심되는 성과로 새로운 일자리 창출은 물론, 그 파급효과는 지대할 것으로 보이며, 급속충전기 분야의 인프라 정비와 규격통일을 통한 표준화 추진에 박차를 가해야 할 것으로 보인다.
- 현재 세계시장에 뒤쳐저 있는 급속충전기 분야의 새로운 시장을 본 연구과제의 결과로 조금이라도 열게 된다면, 관련 산업의 발전과 부흥에 기여하게 되고 더 많은 일자리 창출의 기대에 부응할 수 있을 것이고, 지속적인 투자와 인프라 구축이 앞당겨져서, 세계 시장의 시장 점유율을 높이고, 세계시장 개척의 일조를 하게 될 것으로 기대된다.
4. 기술개발결과 활용계획
- 전기차용 고전압 급속충전장치 시작품을 개발하였다. 시험운전을 해본결과 양호한 동작을 함을 확인하였고, 향후 체계적인 대량 양산이 가능하도록 구조 변경 및 표준화를 진행하고, 최종 상품화 준비 과정을 거쳐 각 부서에서의 필드 운전시험을 적절히 진행하여 본 제품의 상품성을 극대화하면, 본격적으로 시판이 가능하리라 본다. 그 과정에서 지속적으로 업체의 애로 사항을 개선하여 신뢰성있는 제품을 만드는데 협력할 것이다
- 또한, 확보된 기술을 바탕으로 다양한 제품을 출시하여 차별화하는 전략을 세워 사업화 한다. 저전압에서 고전압 DC720V 까지 충전이 가능한 고성능 고기능 제품외에 가정용, 소형 자동차 충전용인 저가격 저전압용 충전기 출시하고, 충전시간을 획기적으로 줄이기 위한 고전압 대용량 급속충전기등을 출시할 예정이다.
- 개발 충전 장치를 실제 전기자동차 개발사(현대자동차, 한국화이바, 대우버스) 및 배터리 개발사(SK에너지) 등과 협의하여 다양한 시험 실시하고, 중전기기 생산업체(현대중공업, 두산중공업)등과 협력 및 자체 판로 모색 등 다양한 방법의 생산, 판로 개척할 예정이다.
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
- 본 개발 기술은 각국에서 심혈을 기울여 연구하고 있는 전기차 분야의 인프라 구축의 핵심 기술로 보안이 요구되는 기술이다. ◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원·등록 실적
- 개발기술의 임치와 특허 출원 계획중이다.

목차 Contents

• 과제별사업비사용실적보고서 ... 1
• 개발결과의견서 ... 6
• 최종보고요약서 ... 8
• 목차 ... 11
• 제 1 장 서론 ... 13
• 제 1 절 연구개발의 목적 및 중요성 ... 13
• 제 2 절 개발 목표 및 개발 내용 ... 15
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 16
• 제 1 절 개발된 전기차용 충전장치 기술 사양 ... 16
• 1.1 시스템 사양 ... 16
• 1.2 시스템 구성 ... 17
• 1.3 시스템 설계 기준 ... 18
• 제 2 절 전력변환부 ... 19
• 2.1 입력단 설계 ... 19
• 2.2 AC/DC 컨버터 설계 ... 19
• 2.3 DC/DC 컨버터와 출력단 설계 ... 20
• 제 3 절 신호처리용 프로세서를 이용한 CPU 보드 ... 21
• 3.1 DSP-CPU부 ... 21
• 3.2 입출력 전압 및 전류 검출부 ... 23
• 3.3 직류전원회로 ... 24
• 제 4 절 충전기 I/O 회로 ... 25
• 제 5 절 게이트 드라이버 회로 ... 27
• 제 6 절 시작품제작 ... 27
• 6.1 시작품 사진 ... 27
• 6.2 성능 실험 결과 ... 29
• 제 3 장 사업성과 ... 31
• 제 1 절 기술적 성과 ... 31
• 제 2 절 경제적 성과 ... 31
• 제 3 절 기타 성과 ... 32
• 제 4 장 결론 ... 32
• 제 1 절 연구 결과 ... 32
• 제 2 절 향후 시장 전망 ... 33
• 제 3 절 향후 계획 ... 33