최근 환경 규제가 강화되면서 하이브리드차(HEV), 플러그인하이브리드차(PHEV), 배터리전기차(BEV) 등 친환경차들이 주목받고 있다. 순수하게 전기에너지만을 사용하는 BEV와 배터리 에너지와 엔진을 동시에 사용하며 외부에서 배터리 충전이 가능한 PHEV 성장세가 두드러진다.
BEV오 PHEV는 배터리 충전을 위한 충전기가 필요하다. 배터리 충전기는 충전시간에 따라 완속 또는 급속으로 구분되고 위치에 따라 탑재형(On-Board) 또는 외장형(Off-Board)으로 구분된다.
급속충전방식은 충전시간이 짧은 장점에도 불구하고 충전소가 필수적이라는 단점이 있다. 현재 국내에는 전국 한전 사업소, 공공 주차장, 대형마트, 공동 주택 등에 1568기 충전소가 구축돼 있지만, 넉넉하다고는 할 수 없다. 따라서 모든 BEV와 PHEV는 가정용 전원플러그가 있는 곳 어디에서든지 충전이 가능하도록 탑재형 충전기(OBC)를 갖추고 있다.
OBC는 상용전원인 교류(AC)를 직류(DC)로 변환해 차량 내부 배터리를 충전하는 기능을 한다. 입력전원인 AC전원의 노이즈를 제거하는 '입력필터', 에너지 효율을 높여주는 'PFC(Power Factor Corrector) 회로', 배터리에 전력을 안정적으로 공급하기 위한 'DC/DC 컨버터', 충전소 및 차량내 다른 장치와 통신하며 OBC를 제어하는 '제어회로' 등으로 구성된다.
OBC도 다양한 악조건에서 사용되는 차량 전장품의 특징상 고도의 안전성을 만족해야 한다. 이에 따라 15년, 30만㎞ 내구수명을 만족하기 위해 국제 전장품 규격에 부합한 엄격한 설계 검증 등을 통해 신뢰성을 확보하고 있다.
세계적으로 OBC를 공급하는 주요 기업들은 프랑스 발레오(Valeo), 미국 리어(Lear) 등이 있다. 현대모비스는 독자 개발한 OBC를 2016년부터 아이오닉, 니로, K5 등 BEV와 PHEV에 공급하고 있다. 현대모비스는 앞으로 양산될 프리미엄급 친환경 차종과 SUV 차종에 현재 1세대 OBC에서 더욱 진화해, 중량과 부피는 절반 이하로 줄이면서 성능은 한층 높인 2세대 OBC를 개발해 공급할 계획이다.
OBC는 V2G(Vehicle to Grid)를 구현하는데 핵심적인 부품으로 떠오를 전망이다. V2G는 전기차 배터리에 저장된 전기에너지를 전력망에 공급하는 기술로, 전기차 열 대만 모아도 4인 기준 20여가구가 하루동안 사용할 수 있는 전력량이 공급된다. V2G 시스템을 위해서는 교류를 직류로 변환해 배터리를 충전하는 기능 뿐만 아니라 배터리의 직류 전원을 상용전원과 동일 전압과 주파수의 교류전원으로 변환해 전력망에 에너지를 공급할 수 있는 '양방향 OBC'가 필수적이다.
현대모비스는 V2G 시스템에서 활용될 수 있는 '양방향 OBC'를 개발해 전력연구원과 함께 2년간 한국형 V2G 시스템의 실증사업에 참여하고 있다. 국제에너지기구(IEA), 글로벌 시장조사기관 '프로스트 앤 설리번', 다국적 석유화학기업 '엑손모빌' 등 주요 기관은 친환경 자동차의 글로벌 판매 비중이 2025년에 30%, 2030년에는 50%를 차지할 것으로 전망하고 있다. 이에 따라 OBC 판매량도 2020년에는 220여만대에 달할 것으로 예측하고 있다.
류종은 자동차/항공 전문기자 rje312@etnews.com
