전기자동차표준화프레임워크개발및로드맵구축보고서 ( 안 ) 2012. 3.
요약문 Ⅰ. 사업추진배경및기본방향 전기자동차 R&D 활성화및본격적인보급사업추진에차질없이대응하기위한표준화추진전략수립 표준의효율적추진및체계적인운영을위한프레임워크및로드맵수립 - 표준항목선정및표준목표, 표준방법, 세부추진전략, 중장기로드맵마련 Ⅱ. 사업의내용및범위 전기자동차분야의국내 외산업및기술개발, 표준화동향분석조사 표준화프레임워크마련 - 전기자동차표준화참조모델, 기술표준현황및갭분석, 우선실행계획수립 표준화추진전략마련 - 표준수요조사, 개발체계구축, 표준개발방법, 국제표준인프라구축 Ⅲ. 사업결과 전기자동차표준화프레임워크개념모델및기능설정마련 표준화항목정의및항목선정, 세부전략마련, 중장기로드맵마련 - 차량도메인, 인프라스트럭처도메인, 네트워크도메인으로구분하여각도메인별로드맵및전략마련 Ⅳ. 사업성과및기대효과 기술개발과연계한표준추진을통해방향설정및중장기적기술개발전략수립에활용 국제표준제품생산에따른기업의수출확대및매출증대로시장확대
< 목차 > Ⅰ. 기술개요 1 1. 보고서목적및범위 1 2. 사업목표및내용 2 3. 중점기술및표준화대상항목정의 3 Ⅱ. 국내외현황분석 11 1. 시장현황및전망 11 2. 기술개발현황및전망 16 3. 표준화현황및전망 23 4. 표준화핫이슈 (Hot Issue) 45 Ⅲ. 표준화프레임워크 50 1. 참조모델및기능설정 50 2. 국내 외표준조사및분석 56 3. 갭분석및권고사항 59 4. 우선실행계획 70 Ⅳ. 표준화추진전략 71 1. SWOT 분석및표준화추진방향 71 2. 표준화비전및추진체계 72 3. 중점표준화항목 75 4. 최우선표준화항목세부전략 79 5. 중장기표준화로드맵 92 Ⅴ. 기대효과 95 [ 별첨 첨부자료 표준개발아이템종합 96
기술개요 1. 보고서목적및범위 1.1 보고서목적 전기자동차시장의경쟁력강화및보급활성화를위해사용자의안전성, 편의성, 호환성을고려한표준화필요 전기자동차운행에필요한구동장치 전력변환장치 에너지저장장치 충전시스템등전기자동차를구성하는다양한요소의표준이요구됨 전기자동차보급활성화와밀접한표준화는차량의성능안전 배터리 충전인프라분야에서미국 독일 일본등을중심으로추진 특히 전기자동차상용화에있어 관련기술간상호연동성및호환성확보를위한충전인프라표준화가필수적 전기자동차표준화를신속하고효율적으로추진하기위해융합산업간의전문가네트워크및협력체계구축시급 전기자동차기술은기계 전기전자 전기전자 화학 기계 전기전자 등여러분야의기술을융합하여개발되고있음 전기자동차국제표준화에효과적으로대응하기위해서는관련분야산학연이연계하는공동대응방안마련필요 1.2 보고서범위 본보고서는정부 산업계 비정부기관과의협력을통하여개발됨 본보고서에서는순수전기자동차로국한하여보고서를작성하였으며 및 연료전지 수소차등의경우는본보고서에서제외함 본보고서에서전기자동차지적재산권 에대한내용은다루지않음 - 1 -
2. 사업목표및내용 2.1 사업목표전기자동차보급활성화지원및사용자의안전성, 편의성, 호환성을확보하고전기자동차의효율적이고체계적인표준개발을추진함에있어상호운용성확보를위한표준화프레임워크개발 2.2 주요개발내용 전기자동차참조모델개발 국내외표준분석을통한갭분석 표준개발아이템도출 우선실행계획수립및로드맵도출 2.2 사업내용 전기자동차참조모델 도출 미국의전기자동차프레임워크 독일로드맵 보고서등의조사를통하여국내환경및국제호환성을고려한참조모델도출 국내외표준분석을통한갭분석 각참조모델도메인을구성하는요소의국내외표준현황조사및분석 국내가용성조사를통한표준갭도출 표준개발아이템도출 갭분석을통해전기자동차의안전성 호환성 편의성을제공하고보급을위해우선적으로필요한아이템도출 우선실행계획수립및로드맵도출 도출된아이템에대한상세계획마련 로드맵도출 - 2 -
3. 중점기술및표준화대상항목의정의 3.1 중점기술정의 ( 전기자동차 ) 차량에탑재된대용량의에너지저장시스템에저장된전기에너지만을이용하여전기구동을통해주행하는차량으로 대기오염이나화석연료의소비가없는그린카 ( 충전인프라 ) 충전인프라는전기자동차에전력을공급하는데필요한 기반시설의미 그림 충전인프라구성도 - 3 -
3.2 표준화대상항목정의 차량도메인 표준화항목 표준화내용 전기자동차제어시스템의 기능안전 전기자동차 BMS 및파워제어기능에특화된기능적 안전에대한국내기준제시 충돌후전기자동차안전 배터리를탑재한전기자동차가충돌후감전, 합선, 배터리의기계적안전과전기적안전을고려한요구사항에관한표준, ISO TC 22 SC 21에서추진중이며, ISO/NP 6469-4로추진예정임 전기자동차고전압 케이블의안정성평가 표준의범위는전기자동차에서사용되는고전압케이블의요구사항에대해다루고, 케이블은 -30 ~ 60, 75, 90 또는 105 의사용온도, 내유성 (oil-resistance), 내수성 (water-resistance), 300V 또는 600V급의교류또는직류정격을갖음. 전기자동차고전압 커넥터의안전성평가 고전압커넥터의기계및전기적안전성을평가하기 위한표준, 국내업체의의견을반영하여국제표준으 로제정이가능함 전기자동차의정보보안 SAE, Escar 등에서다루어지고있으며, 충전정보보안과같은충전관련사항보다는자동차시스템전반에서의보안과악성코드방지등에대한전반적인부분을다루고있음. 전기자동차의통신및데이터보안이큰이슈로대두됨. ISO 및 SAE에서이문제를다루고있으므로국내에서사전적대응이요구됨 전기자동차구동시스템의 출력등급시험방법 구동모터의규격과출력에대한기준의정립이필요함. SAE 에서제정한표준을기준으로 ISO 표준에대응 - 4 -
EMI/EMC 등고전압 부품측정방법 차량탑재형고전압부품에대한 EMI 및 EMC 의측 정및평가방법이필요함. 기존의 IEC 표준과부합하 되차량시스템에특화된표준이요구됨 배터리전압표준 전기자동차용배터리팩의전압표준에대한가이드라 인이요구됨 전기자동차의배터리 Service life 배터리시스템및팩의잔여수명, 용량을평가할수 있는시험방법에대한표준이요구됨 전기자동차의 DC-DC 컨버터평가방법 컨버터의신뢰성과성능그리고기능적안전을평가 하기위한표준 전기자동차의 고전압 전력분배장치의표준화 고전압전력분배장치의전기적기계적안전성에대 한표준의제정이필요함. 국가표준을제정후국제 표준으로제안가능함 전기자동차의모터구동용 인버터평가방법 구동용인버터의성능과효율, 기능적안전성을평가 할수있는표준, 국가표준을제정후국제표준으로 제안 Battery Management System 의모니터링범위 BMS 의모니터링범위및방법그리고상태를표시하 는방법에대한기준이필요함 - 5 -
충전상태에서전기차의 소모전력측정방법 충전이완료되어 coupler 가연결된상태에서소모되는 전기에너지를측정하는시험방법과기준에대한표준 전기자동차전기적 안전기준 전기자동차의사용및운행시등에사용자의안전을 담보하기위한필요한기준으로 ISO 6469-3 등에대응 전기자동차동력성능 평가방법 전기자동차의동력성능에대한국제표준과부합하는 국내표준의제정이필요함 셀사이즈표준 전기자동차용리튬전지팩에장착되는셀의사이즈를 표준화하는작업 (IEC 및 ISO 에서동시에제안서제출 ) 리튬이온배터리팩및 시스템의안전성능요 구사항 리튬이온을사용하는배터리시스템을위한안전성능기준 전기버스용배터리 교환시스템요구사항 전기버스용배터리교환시스템에필요한안전및시 험방법에관한표준개발 전기자동차의용어표준 전기자동차부품별용어표준이있으며, 2005년에제정된 ISO 8713을부합화한 KS R ISO 8713이있음. 세분화된용어표준을통폐합하고, 국제표준에누락되어있는용어를국가표준으로제정하고추후국제표준을제안할필요있음 - 6 -
인프라도메인 표준화항목 표준화내용 충전케이블성능및 요구조건 전기자동차직류및교류충전설비에사용되는케이블 에관한일반요구사항및시험방법에관한표준 홈충전시스템 요구사항 단독주택및다세대주택에설치될홈충전시스템에 대한안전및일반요구사항 충전요금부과및사용자인터페이스요구조건 Off-board 충전장치, 충전스탠드, 충전스테이션이나전기자동차내부에표시되는전기요금, 충전량, 충전상태, 충전시간, 배터리잔량등에대한표시방법의표준화 전기자동차 충전운영시스템 전기자동차의부하감시및과금, 인증을위한운영시 스템에관한표준개발 충전기공용부품표준 접촉식충전시스템 AC/DC 전원접속을 위한 EV 요구사항 ( 개정 ) Off-board 충전장치, 충전스탠드, 충전스테이션등에사용되는부품이나표시장치등의표준화. 주요대상으로는전력량계, 전자접촉기, 전력용반도체소자 (IGBT 등 ) 1,000V이하의교류 1,500V이하의직류의전기자동차충전시스템에적용되는전도성접속의요구사항. 일반적인시험및충전중전기적안전에대한요구사항 전기버스용 충전시스템 OLEV 전기버스용온라인충전시스템을위한안전요구사항 - 7 -
전기자동차의비접촉 충전표준화 무선충전을위해필요한안전요구사항을다룬표준 개발 접촉식충전시스템 AC 전기차충전설비 ( 개정 ) 1,000 V 이하의교류전원전압으로전기자동차에전 도성으로연결하기위한교류충전설비에관한요구 사항 전기차차량탑재형충전기의안전요구사항 전기자동차 On-Board Charger 의안전및일반요구사 항을다루는표준개발 접촉식충전시스템 DC전기차충전설비 ( 개정 ) 1500 V 이하의직류전원전압에서전기자동차에접 속하여직류로전력을공급하는전도성충전장치및 직류충전설비에관한요구사항 전기차플러그, 소켓 - 아 웃렛, 커플러 - 일반요구 사항 ( 개정 ) 제어수단을내장한접촉식충전시스템에사용하도록 만들어진전기자동차용플러그, 콘센트, 커넥터, 인렛 및케이블조립품의일반요구사항 전기차플러그, 소켓-아웃렛, 커플러-AC치수적합성및상호운용성요구사항 ( 개정 ) 전기차플러그, 소켓- 아웃렛, 커플러-DC 및 AC/DC겸용치수적합성및상호운용성요구사항 정격전압 500V 이하, 정격전류 3상 63A, 단상 70A를초과하지않는전기자동차용교류충전에사용되는플러그, 콘센트, 커넥터, 인렛및케이블조립품의요구사항 1500V/250A 이하의직류용, 1000V/250A 이하의교류용, 1500V/250A 이하의상용직류및교류의전기자동차용플러그, 콘센트, 커넥터, 인렛및케이블조립품의요구사항 - 8 -
네트워크도메인 표준화항목접촉식충전시스템-공동주택용 ( 공동형 / 단독형 )AC충전통신프로토콜전기자동차충전운영시스템스마트에너지프로파일전기차충전정보의보안구조및요구사항전기차기반의부가서비스지원을위한유즈케이스접촉식충전시스템-전기차와 DC충전설비간제어통신프로토콜 표준화내용우리나라의아파트와같은공동주택에적용하기위한통신방식에대한표준이필요함. 현재 AC 충전에는별도의충전방식이없지만, 공동주택의경우과금및도전등을방지하기위한통신에대한표준개발이필요함전기자동차충전기가정책적차원에서본격도입되기시작함에따라, 전기자동차충전운영시스템표준화를통한최적의충전인프라시스템구축수행및국내외전기자동차충전사업모델제안시국내표준시스템으로활용하기위함스마트그리드의다양한응용및서비스지원을위한응용계층프로토콜로플러그인전기자동차에대한비즈니스오브젝트메시지를비롯하여과금, Demand Response, 미터링, 사용자요금제등에대한규격을정의함전기차충전시전력계통및다양한네트워크서버들과의통신연결이이루어지므로충전과정에서발생되는정보들에대한보안에대한구조및요구사항을정의할필요가있음전기차와네트워크로연결되는다양한엔티티 ( 홈, 자동차, 고객, 등 ) 사이의인터랙션기반으로지원가능한유즈케이스를정의. SAE J2836-1,2,3,4,5에대응되는표준임직류충전의경우고압을사용하고있어고객의안전등을위하여통신을통한안전을확보한후충전이필요함 - 9 -
전기자동차와휴대단 말기간통신프로토콜 자동차내부네트워크와외부 ICT 기기간통신인터페 이스 (ISO 13185) 표준화로현재국내 ETRI 주도로 ISO 국제표준화가상당부분진전되어있음. 전기차와충전시스템간 의무선통신인터페이 스 전기차충전을위해필요한정보교환및전력공급기능을분리할수있도록전기차와충전시스템 (EVSE) 간의무선통신 ( 셀룰라, ZigBee, WiFi 등적용 ) 인터페이스를정의함. 본항목은 CEN/CENELEC에서제안한것으로, ISO/IEC 15118 과부합하는방향으로표준이개발될예정이며, 향후우리나라의기술적기여가능성이높은분야임 V2G 통신인터페이스 - 일반정보및유스케이 스 EV 와 EVSE 사이의충전과정, 과금, 부하수준및충 전시최초과정과보안이슈를포함하는일반사항과유 즈케이스를정의 V2G 통신인터페이스 - 네트워크및응용계층 요구사항 EV 와 EVSE 사이의메시지, 데이터모델을포함하는 OSI 계층요구사항 V2G 통신인터페이스 - 물리계층및데이터링 크계층요구사항 EV 와 EVSE 사이의 PLC 통신의물리 / 데이터링크계 층요구사항 - 10 -
국내 외현황분석 1. 시장현황및전망 1.1 전기자동차시장전망 전기자동차는다양한전기 전자기술의집약체이지만 엔진과변속기가없기때문에개발비용이낮고시장진입문턱도낮아 세계다수의기업에서전기자동차핵심부품에관한연구를수행중임 전기자동차판매량은 년 만대에서 년에는 만대 년에는 만대로예상되며 연평균 증가할것으로전망 그림 전기자동차판매량전망 지역별로는아시아 태평양 북미 유럽 로예상되 며 자동차주요시장인중국 일본 북미 유럽의비중이 년 신차판매량이 로예상됨 - 11 -
독일전력회사 는독일내신차판매에서차지하는전기자동차 포함 판매비중이 년에최고 에달할것으로전망 일본은 년수도권을중심으로 개 타운을선정 충전기를 집중구축중이며 자동차생산및전지개발거점 자동차기술 전력 관련집적화추진 일본의노무라연구소는 년전기자동차에대한전세계적수요는 전세계적으로 만대에이를것으로예상 한국은전기자동차양산체계가구축되고 관련법 제도가개선되는 년을기점으로전기자동차가본격적인판매가예상 년약 대수준의판매예상 이후 년까지연평균 의고도신장세 년기준총내수의약 인 만대전기자동차보급예상 년 년 년 년 년 년누계 출처 전기자동차개발및보급계획 표 국내연도별전기자동차시장전망 단위 천대 누적 차종별로는초기단계에는소형차및경차위주로보급 년이후 중 대형차까지전기자동차의개발및보급확대예상 구분 년 년 년 년 년 비 고 경 차 경차비중점차확대 소형차 당분간소형차중심 중형차 중형이상 대형차 년이후 합계 연평균 증가 표 차종별전기자동차생산물량예측 단위 천대 - 12 -
1.2 충전인프라시장전망 일본 년까지신차판매의 를비화석연료자동차로보급목표 월 경제산업성은 억엔을투입하여실증실험모델실지지역으로 곳의 타운선정 충전인프라는일반충전기 중속 급속충전기가있 으며 설치장소나충전시간 설치비용등에따라지자체및 민간기업등이정비를추진 및 가보급목표대로보급될경우에대비하여 년까지 일반충전기 만기 급속충전기 기를설치예정 지역 실시및조사범위 보급목표 아오모리 지방도시 대 니카타 지방도시 섬 대 동경 대도시 대 시나가와 대도시 대 후쿠이 지방도시 조사 대 아이치 대도시 대 교토 지방도시 대 오카야마 지방도시 대 코치 지방도시 조사 대 나가사키 지방도시 섬 대 오키나와 지방도시 섬 조사 대 년보급목표치 약 대 일반 급속충전기약 대 표 일본 타운현황및목표 - 13 -
미국 년까지 등전기자동차보급대수 만대목표 년부터 년까지캘리포니아에 만대전기자동차보급및이후 년간 만개충전인프라설치계획 년샌프란시스코 산호세 오클랜드간전기자동차구축관련협약체결 영국 단일화된전국네트워크를구성하기위해에너지기술연구소 주도로 충전을용이하기위한도시계획을시작 런던시주요도로 개소 고속도로및공용주차장 곳에충전포인트를설치운영중 년까지공공부문 곳 민간부문 곳에충전포인트를설치예정 프랑스 유럽에서가장많은전기자동차를보유 천대 하고있으며 이미주요도시에비교적많은충전기가설치운영되고있음 년 월르노와 간 충전망프로젝트파트너쉽체결등충전인프라구축을위한다수파트너쉽존재 독일 년까지전기자동차 만대보급 구매보조금지원배제 인프라지원등을반영한전기자동차개발을위한국가전략을확정 자국내모든자동차가비화석연료를사용하게한다는목표로 모빌리티베를린프로젝트를발표하였으며 이를위하여향후 년간 억유로규모의자금을투입할계획 충전인프라는아직실증단계로베를린시가 와함께 여개소충전충전기설치목표 년부터실증시험을통한설치장소및과금등방법개발모색 - 14 -
이스라엘 년 월 가전기자동차를공급하고 가인프라를구축하며이스라엘정부가제도적지원을하는방식의전기자동차보급계획발표 는 년까지전국에 만개소의전기자동차충전장치및 개소의전지교환네트워크를구축중 표 주요국충전인프라구축현황 - 15 -
2. 기술개발현황및전망 2.1 전기자동차기술개발현황및전망 2.1.1 해외동향 경차 를베이스로하여시판되는최초의 인승전기자동차로정부보조금 만엔을포함하여 만엔에판매 최고속도 회충전당주행거리 년부터유럽시장에진출 년초까지총 만대를생산할계획 가 년에공개하였으며 년 월미국과일본에서발매예정이며 년엔유럽시장진출을도모 년까지전기자동차의판매비중 까지늘릴계획 세대 를프랑스에서 대생산하여도로주행환경에서실증할계획 최고속도 회충전당주행거리 배터리용량 년초부터미국의캘리포니아 뉴욕 뉴저지등에서 대를일반인과기업을대상으로리스판매 최고속도 회충전당주행거리 배터리용량 자체개발한 를장착하여충전시간단축과배터리수명개선 최고속도 회충전당주행거리 배터리용량 배터리교환방식을사업모델로제시하고있는 와함께 년부터본격적으로전기자동차를양산 공급할예정 최고속도 회충전당주행거리 배터리용량 - 16 -
회사및차종 중국 승차인원 명 주행거리 최고속도 최대출력 배터리용량 충전시간 급속 시간 분 시간 분 출시계획 시간 시간 분 시간 예상가격 만엔 만원 만엔 만원 만유로 만원 만불 만원 만불 만원 참고 급속충전시간은배터리용량의 를충전하는데소요되는시간 각사별발표자료기준 표 주요업체의전기자동차개발동향 2.1.2. 국내동향 년글로벌그린카 대강국으로도약하기위해그린카양산로드맵수립 초기시장창출및보급기반확충추진 준중형전기차개발사업자로현대자동차컨소시엄선정 정부지원금 억 민간펀드 억원 보급목표는 년 천대 년 천대 년 천대이며시장창출을위한세제지원 충전인프라구축 전기차거점도시구축추진 전기차구매시공공기관은 년까지 지원 천만원대 민간은최대 만원세제지원추진예정 - 17 -
산업계 전기자동차중심의그린카주력기업으로성장시도 전기자동차에대한글로벌공급망 이형성중인단계로기존자동차부품업체들이전기자동차중심의그린카주력기업으로성장시도 전기자동차핵심부품인모터 인버터 감속기 배터리 직류변환장치 충전기 냉난방장치 고전압와이어링등 개핵심부품을 여개업체가참여하여국내첫고속전기자동차블루온개발 현대기아자동차 현대 기아자동차는 년양산형전기자동차를출시하여 년말까지 여대보급예정 에너지저장시스템인배터리의경우국내기업인삼성 화학 이노베이션등이 등의해외완성차업체에잇따라납품계약체결성과를이룸 배터리분야의기술개발등핵심부품의개발을추진하고있으며 제주실증단지에서충전실증시험으로신뢰도제고 그림 전기자동차핵심부품 - 18 -
회사명 현대자동차 모델명 블루온 개발현황 상용화 상용화예정 개발단계 개발완료 전장 전폭 전고 중량 최고속도 최대주행거리 옵션 충전시간 홈 시간 분 급속 배터리수명 옵션 모터방식 출력 최저가격 만원 옵션 미정 미정 미정 참고 최고속도시속 내외 회충전최대주행거리가 가격은약 만원 대 경차 만원 대비주행성능및가격면에서도뒤지고 납축전지사용에따른축전지교체비용을감안한다면경제성에의문 표 국내전기자동차모델비교 핵심부품중심의기술개발경쟁 현대중공업은추진용전지와충전장치 전지의잔존량을정확히계측할수있는전지관리장치 차량의각종장치에전원을공급하는보조전원장치 내연기관의자동차엔진에해당하는구동장치인전동기와제어기등이조합된전자제어시스템구성을연구하고있음 산전은전기자동차의동력을끊고이어주는스위치역할을하는핵심부품인 를개발하고 전기자동차용핵심부품인 전기자동차용인버터 를개발 - 19 -
현대자동차등완성차업체에서는부품의모듈화및차종간부품공용화등을통하여유지보수및교체수리가용이한차량구조를개발하여조립공수및 성을확보하고있음 현대모비스 만도등모듈공급업체및부품개발업체에서는제품의개발단계에서하드웨어의성능을소프트웨어시뮬레이션및액츄에이터모의시험등을통하여실제제품의요구성능과같은성능통합평가시스템을개발하였음 2.2 충전인프라기술개발현황및전망 2.2.1 해외충전인프라개발동향 전세계적으로충전인프라개발및구축은초기단계로서충전기인터페이스등관련표준은확립되지않은상황 일본및미국 유럽등각국은자국의전기자동차산업육성정책에맞추어다양한규격의충전기개발을추진중 일본 급 미국 급 유럽의일부국가에서는 급급속충전기개발중 - 20 -
회사차종 입력전압 출력전압 정격용량 출력전류 분류 출시 표 주요제조사충전기개발현황 2.2.2 국내충전인프라개발동향 전기자동차충전기전문개발업체는이미일본 유럽및미국시장에제품을수출할정도로기술력을확보 온보드충전기및오프보드충전기 충전인터페이스부품 충전충전기등충전인프라구축을위한핵심요소기술은주요선진국과대등한수준 다만 요금부과시스템등 연계서비스기술은선진국에비해다소늦은상황 제주에서전기자동차충전인프라실증으로다양한비즈니스모델개발이예상 - 21 -
전기자동차충전인프라국제표준이진행중에있어표준에대한 선점노력진행중 선진국대비국내제품특징 급속충전기와완속충전기를분리하여운영 완속충전기경우 시간 급속충전기경우 분이내충전완료 충전시전력효율 이상 관리소서버에서유선 무선통신을이용하여충전기원격모니터링및데이터저장 스마트카드와연동하여실시간요금부과 기술 핵심기술인 용 를위한고효율충 방전기구성기술이개발중 계통연계및운용기술에대한연구는국내 외적으로아직초기단계 - 22 -
3. 표준화현황및전망 3.1 전기자동차관련표준화대상분야 전기차표준화는국제적으로 에서추진하고있으나 일부표준화항목을제외하고는아직까지국제표준제정작업이진행중에있으며 공통부분에대한협력및보완관계를가지고있음 특히충전인터페이스분야가각국별로콘센트와플러그형태등다양한규격이시도되는상황하에표준화논의가지속적으로전개되고있음 미국중심의 미국자동차협회 국제전기전자학회 미국비영리안전 시험인증기관 와유럽의 국제전기표준회의 일본의 일본전기차협회규격 등에서서로다른형태의규격이제시된상황 표준화는업체상호간의협력과경쟁 자국산업육성및보호 기업별 지역별이해관계가복잡하게얽혀있어해결이쉽지않지만충전인프라가부족한상황에서호환성마저충족되지않는다면전기차사용에큰불편을초래하게되므로미국과유럽등에서는충전인프라에대한표준화를지속적으로시도하고있음 전기차관련표준화는기술개발진행속도가빨라표준화의급격한증가가예상되며 자동차선진국간기술표준선점경쟁이점차심화되고있는상황임 세계가하나의표준으로통용되는 시대에국제표준의선점은선택이아닌생존의문제로대두 - 23 -
그림 분야별전기차표준화담당기관 은전통적으로전기자동차성능및안전등을위한표준 전기자동차용어 전기자동차안전사양 리튬팩및시스템에의한전기자동차테스트사양 하이브리드자동차연비배출및연료소비측정방법 은전기자동차이차배터리의성능및수명등과관련된표준진행 전기자동차추진을위한이차전지의성능및수명테스트방법 리튬이온전지성능테스트방법 신뢰성및 등 는전기자동차와충전기간인터페이스의커플러등에관한표준 플러그 소켓 아우트렛 커플러등의전압 전류에따른형상표준 플러그 소켓 아우트렛 커플러등의핀및 표준 는전기자동차충전시스템과관련된표준 급속충전기와전기자동차간통신프로토콜 배터리교환시스템 충전시스템일반요구사항및전압전류표준 시스템 급속충전시스템표준 컨덕티브충전시스템등 - 24 -
3.2 표준화현황및전망 3.2.1 국제표준화동향 충전인터페이스 통신방식 리튬이차전지성능 안전성분야의국제표준선점을위해독일 미국 일본등이범국가적차원경쟁치열 등국제표준화기구에서전기자동차보급핵심요소인배터리및충전시스템중심표준화진행 전기충격안전 에너지소비율 연비 측정분야표준화담당 배터리 충전시스템등전기부품분야표준화담당 전기자동차는 전기전자 기계 화학등융합산업으로국제표준개발도 와 간공동작업반 형태로진행 충전커넥터 전기전자장치 와플러그 소켓 간공동 통신방식 직렬데이터통신 전기자동차 및전기자동차 간공동 독일 일본등전기자동차선도개발국가에서는 및 임원수임에대한노력치중 국제표준화기구임원 의장 간사 명중 명은유럽 미국이 명활동 일본은국제표준안제안활성화로프로젝트리더분야진출활발 - 25 -
우리나라는 전기자동차분야에국제표준안 종제안 표 국가별국제표준화기구임원수임현황 충전시스템분야에서는독일 일본 미국중심으로국제표준화가논의 배터리분야에서는일본 이스라엘중심으로국제표준화추진 표 국가별전기자동차국제표준안개발현황 기준 - 26 -
3.2.2 국외동향 미국 미국은포괄적이고 견고하고 간소화된표준및적합성평가배경의개발을촉진하고국제기구들과의표준조정과조화를극대화하기위해표준화로드맵을개발중 초안개발중 미국은로드맵을위하여 가지도메인으로구성 자동차 인프라 지원서비스 하여아키텍처를구성 자동차는에너지저장장치 구성요소부품 사용자인터페이스로구성 인프라스트럭처는통신 충전시스템 설치등으로구성 지원서비스는교육및훈련으로구성 그림 미국의전기구동자동차배치에대한분야및관련주제영역 - 27 -
미국의대표적인 기관인 는광범위한 문제를다루고있으며 충전의경우 에반영하였고 현재 충전을통합시키기위해 충전커플러표준 을개정중이다 는전력품질관련표준인 를완료할예정이며 자동차 그리드및자동차 오프보드충전기통신과관련된문서에대한작업을하고있으며 과 시리즈문서와 및 와 와의협력을추진중또한무선충전표준인 에대한작업을하고있음 그림 전기자동차 담당분야 에는전기자동차 연료전지차분야표준이 종이있으며 전지 통신표준등 종이개발중 - 28 -
표준현황 Project Title Date J1715 J1772 J2836/2 J2836/3 Hybrid Electric Vehicle (HEV) & Electric Vehicle (EV) Terminology SAE Electric Vehicle and Plug in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler Use Cases for Communication between Plug-in Vehicles and the Supply Equipment (EVSE) Use Cases for Communication between Plug-in Vehicles and the Utility Grid for Reverse Power Flow J2836/4 Use Cases for Diagnostic Communication for Plug-in Vehicles Use Cases for Communication between Plug-in J2836/5 Vehicles and their customers Communication between Plug-in Vehicles and off-board J2847/2 DC Chargers Communication between Plug-in Vehicles and the J2847/3 Utility Grid for Reverse Power Flow J2847/4 Diagnostic Communication for Plug-in Vehicles J2847/5 Communication between Plug-in Vehicles and their customers J2894/1 J2894/2 J2907 J2908 J2931/1 Power Quality Requirements for Plug In Vehicle Chargers - Part 1: Requirements Power Quality Requirements for Plug In Vehicle Chargers - Part 2: Test Methods Power rating method for automotive electric propulsion motor and power electronics sub-system Power rating method for hybrid-electric and battery electric vehicle propulsion Power Line Carrier Communications for Plug-in Electric Vehicles J2931/2 Inband Signaling Communication for Plug-in Electric Vehicles J2931/3 PLC Communication for Plug-in Electric Vehicles Plug-In Electric Vehicle (PEV) Interoperability with J2953 Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) J2954 Wireless Charging of Electric and Plug-in Hybrid Vehicles 표 진행현황 하이브리드위원회 - 29 -
Document Title Status Recommended Practice for Measuring the J1711_201006 J1715_200802 J1718_200811 Exhaust Emissions and Fuel Economy of Hybrid-Electric Vehicles, Including Plug-in Hybrid Vehicles Hybrid Electric Vehicle (HEV) & Electric Vehicle (EV) Terminology Measurement of Hydrogen Gas Emission from Battery-Powered Passenger Cars and Light Trucks During Battery Charging (Cancelled Nov 2008) Revised Revised Canceled J1772_201001 J1773_200905 J2293/1_200807 J2293/2_200807 SAE Electric Vehicle and Plug in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler SAE Electric Vehicle Inductively Coupled Charging Energy Transfer System for Electric Vehicles--Part 1: Functional Requirements and System Architectures Energy Transfer System for Electric Vehicles - Part 2: Communication Requirements and Revised Reaffirmed Revised Revised Network Architecture J2344_201003 Guidelines for Electric Vehicle Safety Revised Use Cases for Communication Between J2836/1_201004 Plug-in Vehicles and the Utility Grid Issued J2841_201009 J2847/1_201006 Utility Factor Definitions for Plug-In Hybrid Electric Vehicles Using Travel Survey Data Communication between Plug-in Vehicles and the Utility Grid 표 제정현황 하이브리드위원회 Revised Issued - 30 -
Project Title Date J1798 Recommended Practice for Performance Rating of Electric 10.2.04 Vehicle Battery Modules J2758 Determination of the Maximum Available Power from a 10.3.31 Rechargeable Energy Storage System on a Hybrid Electric Vehicle J2929 Electric and Hybrid Vehicle Propulsion Battery System 10.1.22 Safety Standard Lithium-based Rechargeable Cells J2936 Vehicle Battery Labeling Guidelines 10.3.02 J2946 Battery Electronic Fuel Gauging Recommended Practices 10.5.26 Recommended Practices (RP) for Transportation and J2950 Handling of Automotive-type Rechargeable Energy 10.7.26 Storage Systems (RESS). J537 Storage Batteries 07.9.26 표 진행현황 배터리위원회 Document Title Status J1495_2005 Test Procedure for Battery Flame Retardant Venting Systems Reaffirmed J1797_2008 Recommended Practice for Packaging of Electric Reaffirmed Vehicle Battery Modules J1798_2008 Recommended Practice for Performance Rating of Reaffirmed Electric Vehicle Battery Modules J2185_1997 Life Test for Heavy-Duty Storage Batteries Revised J2288_2008 Life Cycle Testing of Electric Vehicle Battery Modules Reaffirmed J2289_2008 Electric-Drive Battery Pack System: Functional Guidelines Revised J2380_2009 Vibration Testing of Electric Vehicle Batteries Revised J240_2007 Life Test for Automotive Storage Batteries Revised J2464_2009 Electric and Hybrid Electric Vehicle Rechargeable Energy Storage System (RESS) Safety and Abuse Testing Revised Determination of the Maximum Available Power J2758_2007 from a Rechargeable Energy Storage System on a Issued Hybrid Electric Vehicle J2801_2007 Comprehensive Life Test for 12 V Automotive Storage Batteries Issued J537_2000 Storage Batteries Revised 표 제정현황 배터리위원회 - 31 -
는 시리즈와 를간행한다 스마트그리드상호운용성위원회 년 월에형성된 는적용가능한표준 현재이용가능한표준의격차 그리고진화하는스마트그리드에대한새표준화활동에대한우선순위를확인하기위한공공참여과정에전체스마트그리드공동체 의이해관계자를참여시킨다 는미국국립표준기술원 가 년도에너지독립및안보법 에따라책임을수행하는것을지원한다 내에는특정분야에속하는전문가작업그룹이있다 전기자동차대그리드의상호작용이중요한문제로결정되었기때문에 년에자동차대그리드상호운용성을분석하기위하여 년에자동차대그리드분야전문가작업그룹 이생겼다 는전기자동차 충전시스템 전력그리드및사용자사이의상호작용과통신과관련된상호운용성요구및표준격차에대한전략적인관점을제공한다 에는도로매핑 보안 프라이버시 저장수단으로서의 로밍및규제의 개하위그룹이있으며 형성되고있는서브미터문제에대한추가적인하위그룹이있다 가이러한분야중어느하나에서라도중대한장애물이나격차를확인하면 우선실행계획 이형성된다 - 32 -
이러한전술적인 는표준관련도전과제를극복하는과정에서이해관계자와 에게도움을주고이들을조정한다 최초의 관련 는 에대한공통정보에중점을둔 이었다 이 는세개의 표준 을 에서승인하면서 년에폐쇄되었다 표준화된급속충전커넥터와통신에대한필요성을포함하는급속충전문제를다루기위해새 가생성되고있는과정에있다 는 에서 의범위를벗어난것으로확인한문제들을 로되돌리고전기자동차인프라표준화요구및격차에관한정보를공유할수있다 다시 는 의작업을알리고 의개발을촉진할수있는표준화요구및격차를확인할수있다 최근미국표준협회 에서는자국의전기자동차관련표준화를위해전기자동차표준패널 을발족하고표준화영역을아래와같이차량영역 개작업반과기반시설영역 개작업반 지원서비스영역 개작업반을구성하였다 차량영역 에너지저장시스템작업반 차량부품작업반 차량사용자인터페이스작업반 기반시설영역 충전시스템작업반 기반시설통신작업반 기반시설설치작업반 지원서비스영역 교육및훈련작업반 - 33 -
독일 독일은국제적수요를충족할수있는전기교통에대한독일의비전을실현할표준의필요사항 전략적그리고기술적위주의표준화로드맵개발 독일의전기차국가플랫폼 전기교통에대한기존의표준화사양 현재활동 활동에필요한분야 지속적인국제협력활동 전기교통에대한전략적권고사항에대한개요제공 그림 권고사항이행을위한스케줄 미래전기자동차시장선점을위해범국가적으로충전시스템 이차 전지등표준화추진 다임러 폭스바겐등업계 독일자동차제조자협회 중심으로 국가표준 을제정하고 리튬이차전지 충전커넥터 충전소간 통신방식등 표준화를주도 충전커넥터국제표준안 은일본 미국에서개발중인내용에 독일자국의표준을뒤늦게반영하여양쪽표준병행추진 - 34 -
에서진행되는전기자동차의안전 리튬이차전지 전기커넥터 충전소간의통신방식등국제표준화를주도 등전기자동차관련 표준 종제정 전지기술이우수한일본보다앞서 표준을주도 다임러벤츠등업계와 자동차제조자협회 중심으로 전기자동차 전기전자장치 분야를주도 최근 에서 전기충격에대한인명보호 관련 개정을제안하였으나 일본의반대로작업진행이지연 다임러 폭스바겐등완성차업체전문가가표준화를주도하며 보쉬 컨티넨탈등부품업계의전문가참여도활발함 의장수임등일본보다먼저그린카표준을선점 플러그인하이브리드자동차 등의개발단계부터차량에탑재되는리튬이차전지시스템의성능 안전성표준화 차량과재충전스테이션사이의통신 전기커넥터등의기술개발과표준화를동시에진행하면서 이를국제표준으로연계 충전소간통신 커넥터등의국제표준안을 에제안 차량용축전지를비롯한리튬이온축전지에사용되는소재 형상은현재기술수준상주류가확정되지않은상황으로서 소재 형상별로성능 안전성 내구성에일장일단이있어각업체들이연구개발에매진 - 35 -
유럽에선독일의다임러를중심으로 미국에서는제너럴모터스 가독자적인충전방식을개발 에서는일본이제안한일반가정에서사용하는전기자동차용저전압충전방식에대해검토하였으나 독일이독자안을내놓자결국두방식을병행표준으로채택 일본 산업계와정부가전기자동차의시장확대를고려하여국제표준선점을중요요소로인식하고충전시스템 배터리표준화활동강화 충전기보급및충전시스템표준화추진을위해닛산 미쓰비시자동차 후지중공업 도쿄전력등제휴 전기자동차충전방식의자국기술을국제표준에반영하기위해도요타 도쿄전력등 개기업이모여 차데모협의회 를구성 일본의전기자동차표준화는 의선도하에 년에대부분의국내표준이제정 아래표참조 년말부터본격화된 국제표준화가독일 프랑스주도하에급속도로진행됨에따라이의중요성및긴급성을파악 년말에 자동차기술분야국제표준화 안 을수립 자동차기술회 는자동차연구소 와함께합동위원회를수립 전기자동차와충전스테이션간의충전및통신과관련된국제표준에일본표준을반영하여적극적으로참여 - 36 -
제정표준현황 표준화항목 규격명칭 전지 성능충전기의효율 전기자동차 충전기효율실험법 전지 전지 충전기 충전 스테 이션 운용 급속충전충전방식규격 납전지 심야전력저장용 스탠드운용 충전시의통신 인덕티브충전시스템 컨덕티브충전시스템 타규격 검토필요 형상충전커넥터 에코스테이션충전 커넥터형상 가정용성능 운용 형상가정용충전장치가정용 충전장치제정필요 표 충전인프라분야 표준화항목규격명칭 외부충전 외부충전 일회충전주행거리 와교류충전전략 차량 성능 연비 배출 가스 주행성능 소비율시험헙 연비 배출가스시험법 분최고속등 최고속 제정필요 제정필요 제정필요 안전 차량에너 지원 과충전보호 이격거리등충전시의안전 수소발생량측정 규격화중단 개정필요 제정필요 법등 진행중 - 37 -
기능안전 조작성 진행중 개정 공통부분을포함하는방침으로제안예정 고전압안 전 감전보호배터리의과전류차단 진행중 개정 의 공통부분을 포함하는 방침으로제안예정 충돌안전 보안기준화움직임 충돌시의감전보개정호 전기안전 의 전해액누출등 진행중공통부분을포함하는방침으로제안예정 표 차량시스템분야 차량 전기자동차 하이브리드차 전지 전지 전지 전지 전지 외부충 외부충 전없음 전있음 전지 외부충 전없음 외부충 전있음 외형단위 및구조 제정 필요 제정필요제정필요 용량시험방법 제정필요 타규격사용가능 제정필요 에너지밀도시험방법 제정필요 타규격사용가능 제정필요 입출력밀도시험방법 제정필요 타규격사용가능 제정필요 동적방전용량 제정필요 타규격사용가능 제정필요 타규격사용가능 제정필 요 - 38 -
직류내부저항산출방법 타규격사용가능 타규격사용가능 타규격사용가능 타규격사용가능 제정필요 용량보존특성시험방법 타규격사용가능 제정필요 타규격사용가능 제정필요 수명시험방법 제정필요 제정필요 제정필요 제정 필요 충전효율시험방법용어 배터리 안전규격인용규격 제정필요 제정필요 소형 전지 표 배터리분야 성능평가시험방법 추진전략 년 월 도요타 닛산 미쯔비시의선도로구성된협의체에서는전기자동차와충전스테이션간의급속충전프로토콜 참조 을기준하여급속충전기의상표를 로정함 이를기반으로국내보급확산및국제표준화선점을목표 의특징은 전력을공급하는라인과충전기 차량간사이에통신에사용하는신호선을추가하고 통신을통해충전절차를제어 - 39 -
그림 통신충전절차 도쿄전력주도로도요타 닛산 미쓰비시 후지중공업이가세하여급속충전기표준화그룹인 차데모 를결성함 차데모는영어로충전과주행 의합성어이며일어로 차한잔마실동안에충전한다 는의미를담고있음 일본이세계전기차충전인프라표준규격을선점하려는포석으로출범한 에는총 개회사와단체가급속충전기개발에참여중임 또한차데모에는총 개외국회사들이참여하는데국내업체로는삼성전기 시그넷시스템 한국전력이참여하고있음 도쿄전기가개발한차데모시스템은단 분내에전기차의충전용량 를채울수있다 현재세계적으로개발된급속충전시스템가운데일본의차데모만이실제주행에적용됐다는점에서표준화의주도권을확보할수있을것으로예상 - 40 -
미국은일본이독자개발한차세대전기차급속충전시스템기술표준인 차데모 를도입하여 년애리조나 캘리포니아 텍사스 테네시 오레건 워싱턴주에서일본의전기차급속충전시스템기술표준인차데모를적용한주행시험을각각가질예정 총 억만달러 약 억원 의예산을투입 대의급속충전시스템을구축할예정임 국내에독점적시장지위를가진국내완성차업계는현대기아차는차데모에참여하지않음 미국완성차업체들역시참여하지않았음 미국자동차업계로선일본이주도하는전기차급속충전기표준이확산되는상황이반갑지않은상태임 그러나미국계전력및에너지회사들은참여하고있음 반면 유럽자동차업계는일본표준을적극받아들여서세계전기차시장에서영향력확대를꾀하고있음 독일의자동차부품회사보쉬 프랑스의푸조시트로엥등은이번일본차데모출범식에참여하면서적극적인협력의사를밝힘 중국계업체로는홍콩전력회사 가유일하게가입했다 차데모는당초중국전기차업체 등에참여를권유해지만거부당한것으로알려졌다 중국은그동안이동통신 가전분야에서자국표준을고집했듯이전기차도독자적인충전표준을주장할것으로보임 은스마트그리드의상호접속및상호운용성을규정짓는기본이되는표준가이드로공공전기사업과같은사회기반시설확충시로드맵기능을한다 또한스마트그리드시스템의활용및적용을구상하고있는제조업계종사자 관련학계담당자 관련법규를제정중인정부기관 스마트그리드와관련한추가적인표준화기준을구상중인표준개발기구등에서사용될전망이며 스마트그리드의상호접속및상호운용성을규정짓는시스템의시스템 이랄수있는기반표준이다 - 41 -
와 는스마트그리드사업분야중자동차기술분야에서전략적제휴를위한 를교환했으며스마트그리드환경에서전기차인프라구축을위한협력체계를수립함 와 는이미플러그인전기차 전기차양방향전력전송 전력 스마트그리드등표준개발에중요한역할을담당해오고있으며새로운표준개발을위해노력중임 한편독일의완성차업체아우디 다임러 포르쉐 폭스바겐 은홈플러그파워라인얼라이언스의충전기술 도입에합의함 홈플러그파워라인얼라이언스 의충전기술은고압케이블을통해데이터를전송할수있으며회로를단순화함 이시스템은저압 높은신뢰성 비용최적화된전력선네트워크가가능하여 이종의장치 가전 스마트미터 전기차등 를현재의전력배선을통해서로연결할수있음 홈플러그 표준은데이터전송능력뿐만아니라미래전기차에필수적인스마트그리드에의통합을지원함 전기차소유자는스마트그리드인프라를이용해밤에생산된값싼전력을전기차에저장한후 피크타임에판매할수있는데 이때전력판매가격은보조금 이포함된높은가격이보장됨 - 42 -
중국 개국유기업이모여국유기업전기자동차산업연맹을설립하고기술개발플랫폼구축및표준화실현 연구개발성과향유계획 교류충전기기술및배터리관리시스템등전기자동차충전소표준화추진 전기자동차연구개발및산업화분야에서독자적 혁신적인성과달성을통해전기자동차발전의유리한조건과우위선점 순수전기자동차 혼합동력전기자동차 연료전자자동차 개유형의 자동차동력시스템기술플랫폼 의연구개발체계구축 년까지전기자동차분야의 건의특허확보 전기자동차관련표준을 건을제정하였으며그중중국국가표준 건 산업표준 건을포함하고있음 월 중국자동차표준화기술위원회 산하 전기자동차기술위원회 에서충전소구축관련 건의기술표준제정 발표 전기자동차컨덕티브 충전인터페이스 전기자동차충전소범용요구사항 전기자동차배터리관리시스템및비차량탑재충전기간통신프로토콜 경형하이브리드자동차에너지소모량측정방법제정 완성차 동력축전지 구동모터등관련제품검사측정및평가 인증능력확보 년까지중국정부는 개도시에서우선적으로전기자동차충전소건설추진 년에중국전역에서전기자동차충전시스템을 대건설할예정이며시장규모는약 억달러규모를예상 - 43 -
3.2.3 국내동향 제주지능형전력망실증사업및환경부보급사업과연계하여 전기자동차상용화일정에차질이없도록충전시스템국가표준화를추진 전기자동차성능 안전및배터리표준화는국제표준안에국가의견을반영하면서필요한표준을도입하는방안으로추진 전기자동차관련국가표준 은충전기및인터페이스분야등 종제정완료 년제정 충전시스템중인렛 커넥터표준화는 년양산체제구축에대비 우리독자표준개발보다국제표준을도입 사용으로추진 전기자동차기술개발과연계하여한국전지연구조합중심으로리튬이차전지표준화기반구축사업추진 전지성능ᐧ안전성평가방법등표준개발 국제표준제안등추진 전지연구조합주관 자동차부품연구원 전기연구원참여 국제표준을선도할핵심기술부재등으로국제표준제안부족 자동차기술개발이선진국형벤치마킹이대부분으로국제표준기술력부족 국제표준은최소 년 지속적인국제활동이필요하나이에대한인력부족현상발생 지적재산권 등의로얄티대응및독자확보부족 표준화사업비부족및산업계의인식부재 정부의지속적인예산부족으로인한국제표준활동제약 표준화는기업의매출및생산성증대 중요한요소임을인식부족 국제표준제정지연및충전인터페이스의다양화로인한상호운용성부재 표준보다보급사업이선행되어표준과산업의괴리발생 충전인터페이스의다양화로인한국내표준선택필요 - 44 -
4. 표준화핫이슈 (Hot Issue) 4.1 충전커플러형상표준다양화 전기자동차보급의가장중요한사항은충전을위한물리적호환성이라할수있음 - 국제표준에서는교류 3종, 직류 2종, 교류 / 직류겸용 2종등다양한형상이논의중에있음 - 아래와같이충전인프라의핵심표준은 1 4 순으로추진해야하나, 충전커넥터에서다양한형상이논의중으로보급사업을추진하는현시점에서의결정이필요함 그림 전기차충전인프라핵심표준 한국의경우교류충전의경우 핀커넥터 를 로추 진하고있으며 직류의경우 핀커넥터 를 단체표준으로제정된상태임 - 45 -
그림 각국의충전커넥터동향 현재교류 직류겸용인콤보타입의커넥터타입이활발하게논의중이며 기존교류타입 핀또는 핀 으로직류충전이가능하게하는방안까지논의되고있어향후커넥터의국제표준방향이더욱혼란스럽게되고있음 충전커넥터채택시고려할점 전력인프라고려 가정에는 단상 건물및산업용은 상으로구성 충전장소 유스케이스 공공기관을대상으로먼저보급이되고있으며 향후가정 직장 휴게소 주차장등다양한유스케이스가존재할것임 산업계의연구개발동향및해외시장 아시아 유럽 북미의상황이다르기때문에산업계의타겟이중요하며 필요에따라 표준을따를수도있음 스마트그리드고려 전기자동차는향후에너지원으로써의활용가치가있으며 특히 고려 - 46 -
4.2 충전통신방식차이 전기자동차와충전기간의통신은데이터통신이필요한모든통신 채널이고려되어야함 그림 전기자동차데이터통신개요 - 현대국제표준에서추진되는통신의범위는전기차와충전기간의통신인터페이스로 2가지방식이논의중 ISO/IEC 15118: V2G Communication Interface로정의하고 Low-level(PWM방식의기본적인통신수단 ), High-level( 과금, 지불, 인증, 보안등다양한부과서비스구현을위한통신수단 ), AC 충전, DC 충전에대한통신을논의 * 현재 15118에서는물리및데이터링크계층에서 PLC 기술을적용예정이며 G3, HomePlug가집중논의되고있으며, 한국의 AMI에적용된 PLC를국제표준으로추가하려는시도중 IEC 61851-24: DC 충전방식에적용하는통신방식으로일본 CHADEMO에서주도하여국제표준으로제안되었으며, 전통적으로차량에널리적용되는 CAN 프로토콜을채택하여국제표준으로진행중 - 47 -
* 현재한국의실증단지및환경부보급사업으로 CAN 방식을 적용하고있으나, 국제표준과의부합화가요구되는상황 그림 A.C. 충전통신과 D.C. 충전통신의메시지구성비교 그림 충전통신국제표준의범위비교 - 48 -
전기자동차충전인프라에대한아키텍처필요 충전인프라는국가기반산업으로국가의정책적인결정이요구됨 유럽의경우자동차에서홈네트워크까지를 로통합하려는움직임이있으나 한국은전기차 충전기는 통신을그외에는회사별또는컨소시엄별로자체솔루션을가지고실증을추진하는상황 충전인프라의범위가스마트그리드와밀접한연계가있으므로추진시스마트그리드환경을반드시고려해야함 국제표준적극대응 에서논의되고있는 기술채택에대해한국독자기술인고속 기술이반영될수있도록산학연관의적극적인대응이요구됨 - 49 -
표준화프레임워크 1. 개념모델및기능설정 1.1 프레임워크개발절차 전기자동차표준프레임워크개발절차는아래그림과같음 개발절차 비전 (Vision) 개념모델 (Conceptual Model) 기능설정 (Functions & Capabilities of future) 표준조사 (Survey existing standards) 갭분석 (Gap analysis) 실행계획 (Action Plan) 구현 (Implementation) 고려사항 국가정책방향, 표준화추진방향 전기차구성도분석, 해외모델비교 모델항목분석, 미래기능정의 주요기구핵심표준분석, 필요성, 효과분석 현재, 미래기술비교, 표준의갭분석 중점표준도출, 전략수립 추진체계, 로드맵, 추진방향설정 1.2 비전및목표 비전 년세계전기자동차 대강국초석제공 목표 표준인프라구축을통한전기자동차상용화지원 - 50 -
1.3 개념모델및기능설정 전기자동차의아키텍처는크게차량도메인 인프라스트럭처도메인 네트워크도메인으로구분할수있다 그림 전기자동차아키텍처 차량시스템도메인은에너지저장장치 차량부품 유저인터페이스 등의서브시스템으로구성될수있음 충전및에너지장치의경우안전 시험방법 셀성능테스트 팩성능테스트 내구성및환경지속성요구사항 배터리관리시스템 배터리및통신을위한공통인터페이스등에대한검토가요구된다 그림 차량도메인참조모델 - 51 -
차량부품의경우차량내부의고전압케이블 와이어링의안전에 관한내용이핵심이며 부품비율 충전악세사리 차량진단 시 스템 부품의상호운용성이중요하게검토되어야한다 안전및성능의경우고객의안전을보장하고개선하기위해서는커뮤니케이션툴사용의개선과지속적인확인이되어야한다 그중에는그래픽심볼 노이즈경고시스템등에대한확인및검토가필요하다 재충전가능한에너지저장시스템 에서공급한전력를구 동력으로변환하여주행 전력망과연계되어있을경우전기자동차에내장된배터리를전 력망의에너지저장장치로활용할수있음 배터리의충방전을위해충전시스템영역과전기및통신연결 이되어있음 인프라스트럭처도메인 인프라스트럭처도메인은충전커플러에서 경계에이르는인프라영역에포함되는기술 장비 구성요소등의사안을다룬다 인프라스트럭처도메인은크게충전시스템 설치 안전등으로구분할수있다 - 52 -
그림 인프라스트럭쳐도메인참조모델 충전시스템은다양한충전방식에대한검토가요구된다 현재 국제적으로접촉식충전 유도식충전 무선충전 배터리교환충 전에대한기술이논의 에서는전력품질 향후 고려시 에대한검토가요구되며 의충전 충전 충전 겸용충전 방식 커넥터 및인렛표준에대한검토가필요하다 또한충전시스템에서는전자기간섭 에대한검토및 등그리드로의역전송에대한검토가함께이뤄져야한다 이는향후 가스마트그리드중요한부분을담당하기위한요구사항이다 전력수급관리를위해사용자를식별하고전기자동차에공급되 는전력을측정하여요금을정산 - 53 -
네트워크도메인 전기자동차의안전성 편의성을위해서는다양한네트워크시스템이요구된다 소비자의안전한충전과가격이저렴한시간대의충전을위한유비쿼터스시스템이요구 향후스마트그리드와연계하여수요반응및부하제어 위치확인및예약을위한텔레메틱스서비스 인증및계량 고객정보교환 그리드로의역전송서비스및부가서비스를제공하깅위한다양한네트워크서비스구축을고려해야한다 관련액터와프로토콜은충전의위치 가정 공공장소등 충 전유형 무선 교환 충전사업자유형등의요구사항 에따라달라질수있다 전기자동차의각종정보를센터에서네트워크를통해관리하고 스마트기기를사용하여접속할수있는환경으로구축 충전시스템과통신하여전력망의상태에따라전력의실시간입 출력량을최적으로관리 - 54 -
그림 네트워크도메인참조모델 그림 전기자동차네트워크시스템예시 - 55 -
2. 국내 외표준조사및분석 2.1 국제 (IEC, ISO) 표준조사 전기자동차관련표준은크게 등에서추진하고있으며 에서는 및 에서전기자동차표준을다루고있다 는전기자동차및전기산업용트럭을다루는위원회로 개의표준이완료되었으며 현재 개의표준이진행중이다 - IEC 61851-1은전기자동차용모든충전장치에대한공통요구사항으로전기적안전, 기계적환경성능, EMC, 기능요구조건, 커넥터및인렛의내구성능등을다루고있음. 최근개정본에는전력선통신기반의파일럿기능이추가되었음 - IEC 61851-21은배전계통의충전장치에접속하기위해전기자동차가갖춰야할기본요구조건으로인체감전이나전기자동차의화재와같은사고를미연에방지하기위해필요한규격임 - IEC 61851-22는전기자동차 AC 충전장치 ( 완속 ) 에대한요구사항으로전기적, 기계적안전성능, EMC 요구사항, 기능및통신요구사항, 안정성등에대한표준을제정하고있음 - IEC 61851-23은 DC 급속충전장치 ( 급속 ) 에대한요구조건으로전기적 기계적안전성능, EMC 요구조건, 기능및통신프로토콜요구조건, 안전성등에대해표준을제정하고있음 - IEC 61851-24는전기자동차와 DC충전장치 ( 급속 ) 간의제어통신프로토콜에대한내용으로통신명세, 아키텍처, 계층별표준및메시지구조등에대해표준을제정하고있음 - 56 -
은이차전지및배터리를다루는위원회로 개의표준이완료되었으며 현재는 개의표준이진행중이다 - 배터리셀의성능시험방법관련해서는 IEC 62660-1이주요기준으로활용가능하며, 안전성시험방법관련해서는 IEC 62660-2 와 SAE J2464 표준활용이가능한것으로판단됨 - IEC 62660-1은리튬이온배터리셀의성능을저장능력, 에너지, 사이클성능, 출력특성, 에너지효율의 5항목으로구분하여평가하는방법을제공 - IEC 62660-2는리튬이온배터리셀의안전성을 기계적 / 열적 / 전기적 으로구분하고해당특성들에대한시험방법을제공함 는산업용플러그및소켓 아웃렛을다루는위원회로 개의표준이완료되었으며 개의표준이진행중이다 은 의요구사항을준하는자동차에사용하는전기자동차용플러그 콘센트 커넥터 인렛및케이블조립품의일반요구사항및시험방법을제공함 은전기자동차용교류용플러그 콘센트 커넥터 인렛등에관한형상호환성및상호교환성을위한요구사항을다룬다 은전기자동차용직류및직류 교류겸용플러그 콘센트 커넥터 인렛등에관한형상호환성및상호교환성을위한요구사항을다룬다 - 57 -
에서는주로 등에서전기자동차표준을다루고있다 은전기자동차의구조적특성및안전 배터리를다루는위원회로 개의표준이완료되었으며 개의표준이진행되고있다 - 배터리팩의신뢰성및안전성시험방법관련해서는 ISO 12405-1, 2 표준개발이진행되고있음 - ISO 12405-1은리튬이온배터리팩 시스템의기본성능, 신뢰성, 안전성을평가하기위한규격으로시험조건및절차가매우까다롭고방대하나향후 UN 수송규정등의법규및규정에서참조될가능성이높으므로관련내용에대해국내에서도지속적으로모니터링하고있음 - 또한, Part 2 문서로고에너지밀도형리튬전지팩 시스템규격초안이동시에개발진행중임 은자동차의전기 전자부품에대한표준화를다루고있으며 와공동으로 이라는통신인터페이스표준화를진행중에있다 - ISO/IEC 15118-1은전기자동차와그리드간의통신인 V2G에서전기자동차-충전장치-그리드간의사용사례 (use cases) 를정의하고표준화작업을진행중 - ISO/IEC 15118-2는프로토콜기술설명과 OSI계층요구사항을작성하고있음 - ISO/IEC 15118-3에서는물리계층과링크계층의요구사항에대해제정하고있음 - ISO/IEC 15118에서명시하고있는표준화 ( 현재 CD상태 ) 내용은현재국내에서검토중인 IEC 61851-24와 SAE J2847.1 (PEV-GRID간통신 ) 과도다소차이점이있으므로국내적용을위한표준화전략이필요함 - 58 -
3. 갭분석및권고사항 3.1 차량도메인 3.1.1 에너지저장장치 배터리의에너지밀도는내연기관의연료에비해낮으므로성능을개선할필요가있음 전기자동차의시장경쟁력을위해서 수준이요구됨 현재배터리가전기자동차에서차지하는원가의비중이 에육박하고있으므로현재 정도의가격을절반이하로낮추는노력이절실하게필요함 배터리의수명은 년이요구됨 최소 회이상의충방전사이클을보장되어야함 배터리의안전성을확보하기위해온도조절을포함한배터리관리시스템이향상되어야함 파괴를하지않고전지팩에서분리할수있는각부품 구성요소에대하여 를고려해야한다 이차수명전지와그리드응용을통합시키는연결과통신인터페이스를규정하는명확한표준으로만가능 비상차단위치및절차에대한표준이존재하지않는다 전지관리시스템을표준개발이필요함 권고사항 현재한국산업표준에는전기자동차용이차전지의시험방법에대한국제표준을부합화한표준 건만제정되어있으므로전기자동차의보급을확산하기위한추가적인표준제정이시급함 국제표준기구에서최근리튬이온전지의성능및안전에관한표준을제정했으므로이를국내표준으로부합화할필요가있음 - 59 -
현재배터리셀크기표준에관한논의가국제표준회의에서진행중이므로배터리제조업체를보유한입장에서이에대한적극참여가요구됨 배터리교환방식에대한기술및표준에대한연구를검토할필요가있음 전지안전의경우 에대한표준검토가요구됨 3.1.2 차량부품 차량내부고전압케이블관련표준은 의표준이있으며 고전압케이블의새로운표준개발시항공우주 선박등과같은운송업계의기준표준을검토해야함 자동차진단은 에유스케이스표준이있으며 에는신호 메시지 시퀀스다이어그램의요구사항포함되어있어이에대한검토가요구됨 효율과관련하여실제주행환경을고려한측정방법이중요함 교통혼잡 혹서 혹한기후 경사지형등을고려해야함 연비와관련하여현재 수준이요구됨 - 60 -
권고사항 최근다양한종류의친환경자동차가개발됨에따라관련기술용어를통일하여사용할필요가있음 에서기술보고서의형태로용어표준이있으므로이를분석해가장적합한국어로대응하여관련국내산업표준를개정해야함 전기자동차의연비및주행거리에관한표준은 가현재최신국제표준 에부합화되어있으나기술된용어를개정할경우이에따라개정할필요가있음 전기자동차의추진시스템인전기모터와전력변환장치의정격용량을측정하는표준은현재미국에서자체적으로선행되고있으므로국내에서도이에참여하여관련기술및표준을확보할필요가있음 3.1.3 유저인터페이스 운전자의언어에상관없이쉽게이해되는범용그래픽기호를사용하면전지연료게이지, 충전상태및건강과같은중요한정보를효과적으로전달하는데도움이될것이다. 그밖의중요한분야에는소유자, 유지보수직원, 심지어는최초대응자에게중요한전지부품을식별하는데적절한기호가포함된다. 전기자동차는소음발생에대한논의가필요하며 특히맹인또는시력이낮은사람을위해소음경고시스템에대한표준개발이필요 전기자동차연료효율배출 라벨링에대한검토가필요함 배터리교환에대한표준은극히제한적으로추진되나 중국에서는용어 일반요구사항 시험규격을포함하여 개표준발표 배터리교환방식에대한안전요구사항에대한표준개발이필요하며 추가적으로전지의기계적특성 치수와데이터교환을위한통신방식에대한표준개발이요구됨 - 61 -
3.2 인프라스트럭쳐도메인 충전기의수가증가합에따라전기공공시설그리드의전력품질에대한표준개발추진이필요 에대한검토가필요 충전기간의물리적인상호운용성확보가요구되며 콤보커플러에대한표준협의가필요함 기존의분산형전원배전계통연계기술기준을고려하여자동차와전력망의연계에관한아래항목의표준화가필요함 플러그형태 충전프로토콜 자동차와충전기반시설의통신규약 최소한의관리로안전을보장할수있는공공용충전규정 배터리재활용표준및규정 전력계통연계관련규정 배터리에서계통으로의전력공급은첨두부하 조절시매우유용하나 운전자에의해선택적으로조절가능해야함 이러한충전량조절시스템은스마트미터가필수적임 에대한표준개발이필요함 에서유일하게추진중 에서는 에서다루고있음 표준개발추진시 전자기펄스 로부터의보호등도고려 와의연계를위하여 표준개발이필요함 - 62 -
3.3 네트워크도메인 3.2.1 텔레매틱스 텔레매틱스는전기차충전관리뿐만아니라스마트그리드시대에큰잠재력을갖고있으나, 현재로서는공공시설네트워크, 자동차네트워크및충전소네트워크사이의상호운용성을위한통신이나 EV 텔레매틱스특징요구사항을정의하는데이용할수있는구체적인표준은없다. SAE 표준 J2931/5, J2836/5 및 J2847/5에서는개별자동차충전관리에대한통신프로토콜및특징을다룰것이다. 하지만이들중어떤표준에서도충전에대한인간-기계인터페이스를다루지않으며충전관리특징집합및상호작용순서에대한표준이나지침은없다. - 예를들어충전에대한입력자료에대한옵션과사용자상호작용시퀀스의수는사용자가자동차를바꿀때직관적이되도록모든자동차사용자인터페이스에걸쳐서균일해야한다. SAE 표준 J2936/5와 J2947/5에서충전관리옵션을제공할것이지만, EV 텔레매틱스특징에대하여 Auto Alliance - Driver Focus 와같은지침을개발할필요가있다. 모든자동차충전제어통신, 청구및수요반응기능을지원하기위하여자동차텔레매틱스정보모델을표준화시켜야한다. 권고사항 충전통신에대한 표준개발이요구됨 충전소 가정내디스플레이및에너지서비스제공업자고객인터페이스에서충전의일정을수립하고충전프로파일 청구이력및수요반응프로그램등록의검토를위한시나리오개발 - 63 -
충전상태에대한그래픽기호표준 충전상태를보여주기위하여기호및표시기의일관된사용을제공하기위한표준개발 정보상호운용성에대한데이터모델표준 에너지서비스제공업자 충전소네트워크및클라우드고객서비스와정보를교환하기위한인터페이스표준개발 3.2.2 충전인터페이스통신 o 전기자동차충전인프라네트워크는 SAE 및 ISO/IEC JWG 15118 표준시리즈에서개발을주도하고있다. 또한 Smart Energy Profile 2.0과 OpenADR(Open Automated Demand Response) 과같은표준도 EV 충전관련통신을다루고있다. o EV와 EVSE 사이의충전관련통신은 SAE J1772와 IEC 61851-1에서표준화되었다. 이통신은 EV가받아들일준비가되었는지와 EVSE가에너지를공급할준비가되었는지를신호하는데사용된다. o EVSE에서는이통신을이용하여 EV가옥내환기를요구하는지를결정하고 EV에서소비해야하는최대허용전류를신호할수있다. 연결, 장비접지연속성및근접감지에대한검증도제공한다. o 현재 SAE는 SAE J1772를넘어서공공시설통신, DC 충전, 역전류흐름, 진단, 고객대 EV/HAN/NAN 및무선충전에대한통신기능을정의하는 EV 통신에대한표준을개발하고있다. o SAE PEV 통신표준은네개의문서로나뉘어진다. 이러한문서는기능을분리하고간결하게정리할수있도록다양하게분리되지만 ( 슬래시시트 ) 원하는기능에따라서로의존한다. J2836 에는각기능에대한사용사례와일반정보가포함되어있다. J2847에는 J2836 에정의된요구사항을사용하고메시지, 시퀀스 - 64 -
다이어그램및그밖의세부사항을추가하는해당슬래시시트가포함된다. 그다음에 J2931에는 J2847의메시지를사용하기위한전력선통신 (PLC: Power Line Communication), 텔레매틱스및단거리전용통신 (DSRC: Dedicated Short Range Communication) 을포함하는다양한매체에대한통신프로토콜이포함된다. J2953은이러한시스템에대한상호운용성기준을확인하는문서이다. 보안은특별히 J2931/7에포함되며 Smart Energy Profile (SEP) 2.0 공공시설요구사항, DC 충전 / 방전, 그리고 ( 자동차-자동차 (V2V: Vehicle-to-Vehicle) 및자동차-무선표지통신과같은통신이되도록계획된 ) 무선충전통신에대한오프보드장치를 PEV가통제하는경우에따라약간달라질수있다. 그림XX에는 SAE 표준들사이의상호작용이나와있다. 이들은 (DC 충전처럼 ) 독립형일수도있고결합형일수도있다 ( 오프보드변환이있는역전력흐름은 J2847/2와 /3 메시지를모두포함한다 ). 이그림에서는상호운용성문서 J2953에포함된다음에마침내는보안문서 (J2931/7) 에포함되는기본문서들 (J2836, J2847 & J2931) 을나타내기위해벤다이어그램 (Venn Diagram) 접근법을사용한다.. 2011년 10월현재 EPRI와기타국가연구소에서는해당기술이 J2931/1의요구사항을만족하는지를확인하기위해 PLC 제품을시험하고있다. 자동차제조업자들이추가시험을계획하고있으며, 현장시험을거친표준이행과 EMC 시험에서는 PEV와 EVSE에대한생산개시와표준의업데이트를일으킬최종결정전에피드백이나올것이다. - 65 -
그림 SAE 문서상호작용 ISO/IEC 공동작업그룹 (JWG: Joint Working Group) 에서는 SAE와동시에 EV 통신표준에대한작업을하고있다. 이 JWG는 ISO/IEC 15118 문서부터시작하여사용사례에대해서는 -1을확인하고메시지세부사항에대해서는 -2를확인한다. ISO/IEC 15118-1은 J2836에해당하고 15118-2는 J2847에, 그리고 15118-3 은 J2931에해당한다. 또한 15118 시리즈에는 J2836 과 J2847의 -1과 -2에해당하는공공시설메시지및 DC 충전도포함된다. 그림 XX에는 SAE 문서와 ISO/IEC 15118 문서사이의관계가나와있다. SAE와 ISO/IEC 표준외에 OpenHAN 요구사항에바탕을두고있는 Smart Energy Profile(SEP) 2.0 규격은 EVSP 및벤더뿐만아니라규제자, 정책결정자, 그리고공공시설별서비스제공업자가확인하는 PEV 관련서비스의상당부분을제공할것으로예 - 66 -
상된다. EV에고유하지않지만이개발중에있는표준은서비스제공업자와 EVSP 사이의통신과에너지관련인프라 ( 예 : 서모스탯, 플러그, 계량기, 디스플레이, EVSE, PEV 등 ) 와관련이있다. 이표준에서는가격책정, 수요반응부하제어 (DRLC: Demand Response Load Control), 분산에너지자원 (DER: Distributed Energy Resources) 제어, 계량, 청구및그밖의기능에사용될통신을규정한다. SAE, SEP 2.0 및 ISO/IEC 사이의조화가진행중에있으며우선과제로확인되었다 SEP 2.0 규격에서 DRLC를다루는것외에도현재오픈스마트그리드사용자그룹 (OpenSG: Open Smart Grid User Group) 에서개발되고있는 Open Automated Demand Response (OpenADR) 2.0은 PEV에고유한통신을포함하며빌딩인프라통신에대하여 SEP 2.0과조화될것으로예상된다. ESP, 그리고가능하다면 EVSP도자동화된수요반응요구사항에 OpenADR을사용할것으로예상된다. 위에서기술하였듯이충전및관련서비스를위한 ESP/EVSP와 EV/EVSE 사이의통신과관련된표준은 SAE, ISO/IEC, SEP 2.0 및 OpenADR 활동에서잘다루고있다. ( 가격책정, 계량, 청구및사용정보등에대한 ) PEV 고객정보와관련된 ESP와 EVSP 와같은엔티티들사이의개방형및상호운용가능기계-기계 (M2M: machine-to-machine) 통신에대하여북미에너지표준위원회 (NAESB: North American Energy Standards Board) 에서는에너지서비스제공자인터페이스 (ESPI: Energy Services Provider Interface) 표준에대한작업을완료하였다. - 67 -
그림 SAE/IEC/ISO 문서상호작용 o EV 충전인프라통신조화 - SAE는 ISO/IEC와조화를한다는목표로 DC 메시지형식에대한작업을하고있다. DC 충전에대한 SAE J2847/2 정보는 IEC 61851-24의부속서 C에포함되고있으며 ISO/IEC 15118-2는부속서 D에포함되고있다. 이러한문서가더욱성숙함에따라이러한부속서는사라지고조화된솔루션이 IEC 61851-24 문서의주요부분에놓을수있을것으로예상된다. 앞으로몇달동안 PLC 시험이계속됨에따라목적을만족시키는방법과공공시설과 DC 충전메시지를양쪽모두공통접근법에가져가게하는방법에대한이해가깊어질것으로예상된다. - 운전자가공공충전장소의위치를확인하고미리사용을예약하게할수있는통신의표준화에대한필요 - 충전장소에서접근제어를지원하는통신을표준화시킬필요도있다. - 68 -
- EV 충전서비스제공업자를위한시장의증거가늘어나고있다. EV 운전자는이러한공급자의가입자가될수있으며제공업자가운영하는공공충전장소에서충전을하는것이허용될수도있다. " 로밍 " EV, 즉기본제공업자이외의제공업자로부터충전서비스를받아야하는 EV를지원하기위한통신을표준화시킬필요가있음 o 충전소위치확인 (EVSE) - 충전소에관한위치외에도용량과상태정보가포함될수있다. 예를들어운전자가 J1772 커넥터를지원하는이용가능한무료충전소를조회할수있는것이다. 충전소에관한정보의일부는정적일것이며 ( 예 : 위치, 유형 ) o 충전소예약 (EVSE) - EV 충전시간이비교적길기때문에미리충전소를예약할수있는능력은 EV 운전자에게유용할수있다. 충전소를예약하는데필요한메시징을표준화시키면운전자가다양한방법 ( 스마트폰앱, 웹사이트등 ) 을사용하여충전소를예약할수있게될것이다. o 로밍 - 로밍시나리오를지원하기위하여 EV/ 운전자, 특정품질의서비스에대한 EV/ 운전자의인가, 충전세션과관련된회계기록의전달및청구 / 지불의정산 / 조정을포함하여로밍의다양한측면에대하여표준화가요구된다. o 접근제어 - 공동주택및빌딩주차장에접근제어표준화를통하여필요한사람에게만충전이가능할수있도록표준화추진 접근제어데이터의표준정의와접근목록을 EVSE에게전달하기위한표준메시징은여러 EVSE 벤더에걸쳐접근제어의이행을쉽게할것이다. 접근목록을 EVSE에게전달할수있는능력은 EVSE의네트워크연결이중단되는상황에서오프라인접근제어확인을가능하게할것이다. - 69 -
4. 우선실행계획 전기자동차표준화의체계적인추진을위해표준문서의개정이나제정이필요 전기자동차프레임워크를통해개념모델 기능설정 기존표준조사및분석을통한우선실행계획을선별 기존의표준문서와현재및미래기술의갭을분석하여표준개발 제정 개정 이필요한아이템 종을도출함 차량도메인 인프라스트럭처도메인 네트워크도메인으로구분하여추진 해결이시급한 개현안을도출 직접적필요성 우선적인전기자동차와의관련성 기존표준의가용성등의기준을통해우선순위를식별 차량도메인 측정방법표준 일회충전주행거리및연비측정방법표준 동력성능평가기준 안전성관련표준 인프라스트럭처도메인 충전방식표준 교류충전스탠드및직류충전기표준 충전인터페이스 네트워크도메인 텔레메틱스 충전인터페이스통신 관련표준 우선실행계획을위한 표준개발기관 선정 전기자동차표준화추진협의회를중심으로 선정 차량도메인 자동차공학회 전지산업협회 자동차공업협회 인프라스트럭처도메인 한국지능형전력망협회 네트워크도메인 자동차공학회 한국지능형전력망협회 후속조치 현시점에서열거된표준에대한개정및개발추진 관련기기및시스템적합성시험및인증에대한표준개발추진 - 70 -
표준화추진전략 1. SWOT 분석및표준화추진방향 국외환경요인 기 회 요 인 (O) 위 협 요 인 (T) 시 장 기 술 표 준 시 장 기 술 표 준 국내역량요인 시 장 기 술 표 준 강점요인 (S) 시장 기술 표준 약점요인 (W) 표 표준화 분석 - 71 -
2. 표준화비전및추진체계 2.1 표준화의필요성 년 체제출범으로표준의패러다임변화 국가간자유로운무역을위한국제표준이사실상국제규제로작용 기반의융 복합기술과통합시스템 의등장으로호환성 및상호운용성 의중요성대두 표준화의목적이과저대량생산을위한호환성 확보에서시장선점 확대를위한국가 기업의경영전략으로변화 표 표준의경제적가치 민간부분의표준이국가및국제표준의기반으로작용 기술혁신가속화와소비자요구다양화로새로운표준제정에효과적으로대응할수있는단체표준의중요성부각 세계각국은민간중심의상향식표준발전패턴정착을위해민간표준활성화적극지원 - 72 -
2.2 표준화비젼 전기자동차관련기술은전세계적인블루오션시장으로급부상특히 지구온난화에대처하기위한 배출감소를위한산업으로발전할것으로예측 충전인프라를포함한전기자동차기술은국내외잘정립된공통표준화에핵심요소기술개발과신제품개발의측면이합쳐질때그기술적 문화적가치를극대화할수있음 를기반으로한텔레매트릭스 차량 융합기술의국제표준화를통한국내기술의세계시장선점및산업활동활성화 기술적인파급효과 전기자동차부품산업의발전과기술개발중복투자방지 표준및인증시스템국제화로기술개발촉진및국제경쟁력강화 국제표준을선도함으로서관련기업의매출및이익극대화 사회문화적파급효과 전기자동차보급촉진으로저탄소사회로의국민생활패턴변화 산업간기술충돌회피로체계적인기술개발환경조성 새로운시장의출현으로고용및일자리창출 활용분야 전기자동차관련산업의기술개발로드맵및보급정책에활용 국가에너지효율향상대책및탄소저감계획수립에활용 표준관련정부 투자계획수립에활용 - 73 -
2.3 추진체계 전기자동차코디네이터 표준화추진협의회 표준화포럼등을통해표준화추진체계구성 운영 표준코디네이터는전기자동차관련국제표준동향및국가정책과제를조사분석 전기자동차표준화업무전반을협의 조정 표준화추진협의회를통해민간차원의표준개발및국제표준화대응전략수립 산업계의견수렴을통한민간수요표준을개발 관련업계컨소시엄및산업계표준전문가등으로네트워크구축 산업계참여활성화 충전시스템의경우현스마트그리드표준화포럼에서추진하여연속성확보 표준화추진협의회 사무국 자동차공학회 운영위원회 ( 산업계 ) 완성차, 배터리업체, 부품업체등 ( 학계및연구계 ) 전기자동차관련대학및관련연구소 ( 정부 ) 전기자동차표준화관련 스마트그리드표준화포럼 차량시스템분과 ( 한국자동차공업협회 ) 배터리분과 ( 한국전지산업협회 ) 충전시스템분과 ( 지능형전력망협회 ) 작업반회원산업계, 학계, 연구계, 협회등 작업반회원 그림 전기자동차표준화추진체계 - 74 -
3. 중점표준화항목 3.1 차량도메인 구분 국제표준 진행여부 중요도 상 중 하 개발시기 표준범위 국내 국제 전기자동차의정보보안 X 상 2013 국제표준 전기자동차의 Service life 배터리 X 중 2016 국내표준 공통 Battery Management System 의모니터링범위 X 하 2015 국내표준 충전상태에서전기차의소 모전력측정방법 X 하 2014 국제표준 전기자동차의용어표준 O 상 2012 국내표준 전기자동차 기능안전 제어시스템의 X 상 2014 국내표준 충돌후전기자동차안전 O 상 2014 국내표준 안전성 전기자동차전기적안전기준완료상 2013 국내표준 전기버스용배터리교환시 스템요구사항 X 중 2012 국내표준 - 75 -
구분 국제표준 진행여부 중요도 상 중 하 개발시기 표준범위 국내 국제 전기자동차의 DC-DC 컨버터 평가방법 X 하 2016 국내표준 전기자동차고전압케이블 의안정성평가 O 상 2016 국내표준 전기자동차고전압커넥터 의안전성평가 O 상 2013 국내표준 전장품 전기자동차구동시스템의출력등급시험방법 EMI/EMC등고전압부품측정방법 X 중 2014 국내표준 X 중 2014 국내표준 전기자동차의고전압전력 분배장치의표준화 X 하 2015 국내표준 전기자동차의 인버터평가방법 모터구동용 X 하 2016 국내표준 전기자동차동력성능평가방법완료중 2013 국내표준 셀사이즈표준 O 중 2013 국내표준 배터리 배터리전압표준 X 중 2016 국내표준 리튬이온배터리팩및시 스템의안전성능요구사항 O 상 2014 국내표준 - 76 -
3.2 인프라스트럭처도메인 공통 구분 국제표준중요도진행여부개발시기표준범위 상 중 하 국내 국제 충전요금부과및사용자인터페이스요구조건 X 상 2015 국내표준 충전기공용부품표준 X 하 2014 국내표준 홈충전시스템요구사항 X 상 2013 국내표준 충전 방식 접촉식충전시스템-AC/DC 전원접속을위한 EV 요구 O 상 2012 국내표준 사항 ( 개정 ) 전기버스용 OLEV 충전시스템 O 상 2013 국내표준 전기차비접촉충전표준화 O 중 2013 국내표준 충전케이블성능및요구사항 X 상 2012 국내표준 인터페이스충전설비 전기차플러그, 소켓-아웃렛, 커플러-일반요구사항 ( 개정 ) 전기차플러그, 소켓-아웃렛, 커플러-AC 치수적합성및상호운용성요구사항 ( 개정 ) 전기차플러그, 소켓-아웃렛, 커플러-DC 및 AC/DC겸용치수적합성및상호운용성요구사항접촉식충전시스템-AC전기차충전설비 ( 개정 ) 전기차차량탑재형충전기의안전요구사항접촉식충전시스템-DC전기차충전설비 ( 개정 ) O 상 2012 국내표준 O 상 2012 국내표준 O 상 2013 국내표준 O 상 2012 국내표준 O 상 2014 국내표준 O 상 2012 국내표준 - 77 -
3.3 네트워크도메인 통신 방식 구분접촉식충전시스템-공동주택용 ( 공동형 / 단독형 )AC충전통신프로토콜접촉식충전시스템-전기차와 DC충전설비간제어통신프로토콜전기자동차와휴대단말기간통신프로토콜전기차와충전시스템간의무선통신인터페이스 국제표준중요도진행여부개발시기표준범위 상 중 하 국내 국제 X 상 2013 국내표준 O 상 2014 국내표준 O 중 2013 국내표준 O 중 2015 국내표준 프로 토콜 전기자동차충전운영시스템 X 상 2012 국내표준, 국제표준 스마트에너지프로파일 X 중 2015 국내표준 V2G 보안 V2G 통신인터페이스-일반정보및유스케이스 V2G 통신인터페이스-네트워크및응용계층요구사항 V2G 통신인터페이스-물리계층및데이터링크계층요구사항전기차충전정보의보안구조및요구사항전기차기반의부가서비스지원을위한유즈케이스 O 상 2012 국내표준 O 상 2012 국내표준 O 상 2013 국내표준 X 중 2013 국내표준 X 하 2016 국내표준 - 78 -
4. 최우선표준화항목세부전략 4.1 차량도메인 4.1.1 전기자동차용어표준 전략목표 / 년도 국내표준 / 2012 표준개발조직 한국자동차공학회 국외대비국내표준화분석에따른전략 와 에서는전기자동차에관한표준이제정되어있으며 우리나라는전동기및제어장치 전지 축전지등전기자동차의부품에관한용어표준이국가표준으로제정 세분화된용어표준의통폐합필요성대두 에서는 으로표준화진행중으로국제표준에누락된용어의정의도포함할필요있음 세부전략 ( 안 ) 국내표준화인프라수준분석에따른전략 자동차표준화에관한국내산업계의참여는미비하나 전기자동차분야특히 용어의통일화에는참여도높음 전기자동차표준화추진협의회를기반으로균형있는의견을제시토록함 국제표준화기여도분석에따른전략 최근 등국제표준화회의에적극참여하여국내의견을개진하는등활발한활동이이루어짐 국제표준에누락된용어의정의를향후국제표준으로의제안을위해해외전문가들과의폭넓은인적네트워크구축이필요함 관련표준화기구 국내기술개발기관 한국자동차공학회 - 79 -
4.1.2 전기버스용배터리교환요구사항 전략목표 / 년도 국내표준 / 2012 표준개발조직 한국자동차공학회 국외대비국내표준화분석에따른전략 자동차배터리교환형시스템에관한국내표준없음 에서이스라엘의주도로표준화를시도하였으나 실패하였고유럽 일본등을중심으로개발중임 국내에서개발중인승용및버스등에배터리를교환할수있는시스템의규격과안전을정의하여국제표준에대응하고향후표준선점의필요성있음 세부전략 ( 안 ) 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 국내의배터리기술은세계적으로선도하고있음 이를국제표준에제안하고선점할수있는전문가부재 완성차회사의개발전략과이를국제표준에반영할수있도록각업체간의의견조율이필요함 국내표준화인프라수준분석에따른전략 전기자동차표준화추진협의회등표준화수행을위한 인프라는구축되어있으나자동차산업계의참여도미비 국제표준화기여도분석에따른전략 최근 등국제표준화회의에적극참여하여국내의견을개진하는등활발한활동이이루어짐 향후국제표준제안등을위해해외전문가들과의폭넓은인적네트워크구축필요 관련표준화기구 ISO/TC22/SC21 국내기술개발기관 한국산업기술시험원 - 80 -
4.2 인프라스트럭처도메인 4.2.1 충전케이블성능및요구사항 전략목표 / 년도 표준개발조직 국내표준 / 2012 제정 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 충전용케이블에대한국내표준개발추진이요구됨 국가표준이없어보급사업에대한명확한기준제공이어려워케이블에대한안전확보가필요 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 국내는표준이없어현재 기준등을준용하여개발하고있으며 케이블회사인 전선 유라코퍼레이션 경신등에서개발하고있음 세부전략 ( 안 ) 국내표준화인프라수준분석에따른전략 년환경부는전기차 대 충전스탠드 대 충전기 대를설치목표로하고있어충전케이블에대한수요는많이발생할것으로판단됨 국제표준화기여도분석에따른전략 국제표준에서도전기차용충전케이블에대한명확한규정이없어국제회의에적극적으로참여하여향후국제표준제정및관련표준개정리딩 관련표준화기구 IEC TC 69 국내기술개발기관 유라코퍼레이션 경신 전선 - 81 -
4.2.2 접촉식충전시스템 : AC/DC 전원접속을위한 EV 요구사항 전략목표 / 년도 국내표준 ( 개정 ) / 2012 표준개발조직 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 의내용으로국내에서는 를부합화한상황이나 현재국제적으로개정중으로국제표준화회의에참석하여국내환경및기술을반영할필요가있음 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 현대자동차에서 개발을주도하고있으며 준중형 연구개발과제를추진하고있어향후국내기술을바탕으로국제표준반영을추진할필요가있음 세부전략 ( 안 ) 국내표준화인프라수준분석에따른전략 년환경부는전기차 대를공공부문에보급할계획으로있으며 향후로드맵등을고려했을때 에대한수요는많이발생할것으로판단됨 국제표준화기여도분석에따른전략 전기자동차를국가적으로보급사업을통해활성화를추진하고있으나 해외시장을선점하기위한표준화에는소홀한입장임 향후국제시장진출및해외시장선점을위해서는각해당표준화회의참석을통한국내기술반영및전문가양성등이필요함 관련표준화기구 IEC TC 69 국내기술개발기관 현대자동차 르노삼성 지엠대우등 - 82 -
4.2.3 접촉식충전시스템 - AC 전기차충전설비 ( 개정 ) 전략목표 / 년도 국내표준 / 2012 표준개발조직 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 에해당하는부분으로현재부합화를통해 로되어있으나 국제표준이개정되고있어이에대한대응전략수립및국내의견제시가필요함 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 충전스탠드는 산전 효성 솔루션등에서개발하고있으며 제주실증단지에서다양한비즈니스모델에대한실증을추진하고있어이를바탕으로한표준반영이요구됨 세부전략 ( 안 ) 국내표준화인프라수준분석에따른전략 년환경부는전기차 대 충전스탠드 대 충전기 대를설치목표로하고있어 충전스탠드에대한수요는많이발생할것으로판단됨 국제표준화기여도분석에따른전략 에서진행되는사항으로많은전문가들이참여를하고있으나 실질적인의견개진보다는동향파악에그치는수준임 전기차전문위원회 전기차표준화추진협의회 표준화포럼등다양한조직의협의를통하여인력양성에대한방안마련이요구됨 관련표준화기구 IEC TC 69 국내기술개발기관 산전 효성 피엔이솔루션등 - 83 -
4.2.4 접촉식충전시스템 - DC 전기차충전설비 ( 개정 ) 전략목표 / 년도 국내표준 / 2012 표준개발조직 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 에해당하는부분으로현재부합화를통해 로되어있으나 국제표준이개정되고있어이에대한대응전략수립및국내의견제시가필요함 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 충전기는 전선 효성 솔루션등에서개발하고있으며 제주실증단지에서다양한비즈니스모델에대한실증을추진하고있어이를바탕으로한표준반영이요구됨 세부전략 ( 안 ) 국내표준화인프라수준분석에따른전략 년환경부는전기차 대 충전스탠드 대 충전기 대를설치목표로하고있어 충전기에대한수요는많이발생할것으로판단됨 국제표준화기여도분석에따른전략 에서진행되는사항으로많은전문가들이참여를하고있으나 실질적인의견개진보다는동향파악에그치는수준임 국제표준을리드못할경우표준회의참석및국가 의견수렴을통해국내기술반영이필요함 관련표준화기구 IEC TC 69 국내기술개발기관 전선 효성 피엔이솔루션등 - 84 -
4.2.5 전기차플러그, 소켓 - 아웃렛, 커플러일반요구사항 ( 개정 ) 전략목표 / 년도 국내표준 / 2012 표준개발조직 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 국내는 시리즈를통합하여 로추진하고있으나 향후 등을고려하여국제표준화와의일치화작업이필요함 세부전략 ( 안 ) 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 충전인터페이스의경우한전 현대자동차의 의결과물을토대로국가표준이정해져있음 유라 경신등에서는유럽형 미국형 콤보등에대한기술개발을검토중에있음 국내표준화인프라수준분석에따른전략 년환경부는전기차 대 충전스탠드 대 충전기 대를설치목표로하고있어 충전기에대한수요는많이발생할것으로판단됨 국제표준화기여도분석에따른전략 에서진행되는사항으로많은전문가들이참여를하고있고 국내의견도많은부분을국제표준에반영하는실적을내고있음 관련표준화기구 IEC TC 69 국내기술개발기관 경신 유라코퍼레이션 전선등 - 85 -
4.2.6 전기차플러그, 소켓 - 아웃렛, 커플러 AC 적합성 ( 개정 ) 전략목표 / 년도 국내표준 / 2012 표준개발조직 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 국내는 시리즈를통합하여 로추진하고있으나 향후 등을고려하여국제표준화와의일치화작업이필요함 세부전략 ( 안 ) 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 충전인터페이스의경우한전 현대자동차의 의결과물을토대로국가표준이정해져있음 유라 경신등에서는유럽형 미국형 콤보등에대한기술개발을검토중에있음 국내표준화인프라수준분석에따른전략 년환경부는전기차 대 충전스탠드 대 충전기 대를설치목표로하고있어 충전기에대한수요는많이발생할것으로판단됨 국제표준화기여도분석에따른전략 에서진행되는사항으로많은전문가들이참여를하고있고 국내의견도많은부분을국제표준에반영하는실적을내고있음 관련표준화기구 IEC TC 69 국내기술개발기관 경신 유라코퍼레이션 전선등 - 86 -
4.2.7 공동주택용교류충전스탠드성능및요구조건 ( 공동 / 단독형 ) 전략목표 / 년도 국내표준 / 2012 표준개발조직 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 충전스탠드의경우 국제표준은우리나라의아파트와같은공동주택용으로는부적합함 요금제도 지하주차장설치에대한고려사항등이국제표준에반영되어야함 세부전략 ( 안 ) 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 국내에서는급속용직류충전장치 완속용교류충전시스템 버스용대용량충전시스템개발중 제주실증단지의운영경험을바탕으로국제표준화를추진하는전략필요 국내표준화인프라수준분석에따른전략 기술개발제품에대한정보를공유하지않으므로이들을대변하여국제표준활동을할수있는대학이나공공연구기관에대한전문표준인력양성필요 국제표준화기여도분석에따른전략 지속적으로국제표준활동할수있는시스템구축이필요하고 국제표준전문가들과지속적인네트워크를구성할수있는방안이필요 관련표준화기구 IEC TC 69 국내기술개발기관 한국전력전력연구원 (KEPRI) - 87 -
4.3 네트워크도메인 4.3.1 전기자동차충전운영시스템 전략목표 / 년도 단체표준 /KS/IEC NP 제안 / 2012 표준개발조직 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 현재환경부 서울시및각지자체에서운영중인충전운영시스템에대한통신방식이상이하여상호호환이불가능한상태로표준개발이시급함 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 전기자동차충전기운영시스템이상용으로운영되는 전례가없는상태에서 제주실증단지를통한기술을적용 세부전략 ( 안 ) 국내표준화인프라수준분석에따른전략 전기자동차충전기를운영시스템과결합하여 보다가치있는데이터로부가가치를창출하는데있어서 기준이되는표준안의제정으로유사한업체의참여를가이드할수있을것으로판단됨 국제표준화기여도분석에따른전략 전기자동차충전기와운영시스템의표준안은국제적으로실례가없는상태에서 제주실증단지의경험이 실제의적용경험으로서 향후국제표준제안등을위해서 해외전문가들과의폭넓은인적네트워크구축이필요하고그바탕이될것으로판단함 관련표준화기구 IEC TC 69 국내기술개발기관 한국전력전력연구원 (KEPRI) / 피앤이솔루션 - 88 -
4.3.2 스마트에너지프로파일 전략목표 / 년도 단체표준 /KS/IEC NP 제안 / 2012 표준개발조직 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 전기자동차의충전과금관리와전력수요예측을위한통신프로토콜로사실표준화기구인 에서개발주도 국내에서는 전파통신기술위원회에서 을단체표준으로제정함 그러나 전기자동차에대한부분을구체적으로접목시키기위해서는 을기반으로하는국내표준필요 세부전략 ( 안 ) 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 스마트그리드솔루션으로 도입및제품화시작 위즈네트는미국 으로부터 소프트웨어솔루션에대한공식라이선스를획득하고이의제품화및공급본격화 국내표준화인프라수준분석에따른전략 스마트에너지프로파일은전기자동차뿐만이아니라스마트그리드를구성하는각요소들간의상호운용을위한프로토콜이므로 관련도메인위원회가모두참여하여표준화를추진할필요가있음 국제표준화기여도분석에따른전략 에서 이릴리즈되면곧바로국제표준으로추진될가능성이높으므로국내기여부분은그리크지않을것으로전망됨 단 국내실정에맞도록지속적인모니터링을통해국내상황을적극적으로반영할필요는있음 관련표준화기구 ZigBee Alliance, IEC TC 69 국내기술개발기관 위즈네트 - 89 -
4.3.3 V2G 통신인터페이스 일반정보및유스케이스 전략목표 / 년도 KS 제안 / 2012 표준개발조직 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 국제표준으로추진되고있는 은올해하반기에 로제정될예정임 국내에서는전기차와스마트그리드간의다양한응용지원을위한유즈케이스가정립되어있지않으므로우리나라실정에맞는국내표준개발이시급함 을준용하되 국내상황에맞게도입하기위해관련산학연의참여를통한국내표준화우선추진 세부전략 ( 안 ) 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 표준을선도하고있는독일은 등의시범프로젝트를통해 응용및서비스에대한기본골격을준비함 국내는 통신없이단순충전기능을우선적으로도입 국내표준화인프라수준분석에따른전략 전기자동차보급및상용화를위해자동차제조사 전력공급사 충전기제조사 건설사등의적극적인참여유도 국제표준화기여도분석에따른전략 은올해제정될예정으로국내기여는어려움 현재의표준내용을면밀히분석하여국내실정에맞는부분은최대한수용하고다른부분에대해서는부분수용을유도 관련표준화기구 ISO/IEC V2G CI JWG 국내기술개발기관 현대자동차, 전기연구원 - 90 -
4.3.4 V2G 통신인터페이스 네트워크및응용계층요구사항 전략목표 / 년도 KS 제안 / 2012 표준개발조직 세부전략 ( 안 ) 한국지능형전력망협회 국외대비국내표준화분석에따른전략 해당표준인 는현재 단계임 당초 충전만을고려했다가 년에 충전까지수용할수있도록프로토콜구조를개편함 국내에서는전기차와스마트그리드간의다양한응용지원을위한유즈케이스및프로토콜구조가정립되어있지않으므로우리나라실정에맞는국내표준개발이시급함 를최대한준용하되 국내상황에맞게도입하기위해관련산학연의참여를통한국내표준화우선추진 국외대비국내기술개발수준분석에따른전략 유럽 미국등은파일럿수준으로표준규격에따른프로토콜스택을구현중에있음 우리나라는관련기술개발이전무한상황임 국내표준화인프라수준분석에따른전략 전기자동차보급및상용화를위해자동차제조사 전력공급사 충전기제조사 건설사등의적극적인참여유도 국제표준화기여도분석에따른전략 독일은현재의 수정본을그대로 투표로추진코자했으나프랑스 중국등의강한반발에의해 년초에추가된부가기능에대한검증절차로인해전체표준화일정이지연될것임 아직 단계이므로현재의표준내용을면밀히분석하여국내실정에맞는부분은최대한수용하고다른부분에대해서는적극적인회의참석및기고서제출을통해국가의견을개진해야함 관련표준화기구 ISO/IEC V2G CI JWG 국내기술개발기관 현대자동차, 전기연구원 - 91 -
5. 중장기표준화로드맵 5.1 차량도메인 - 92 -
5.2 인프라스트럭처도메인 - 93 -
5.3 네트워크도메인 - 94 -
기대효과 Ⅰ. 기술적효과 전기자동차표준화추진전략을통해체계적인표준개발및대응방안마련 전기자동차분야신제품연구개발및국제규격화인식제고및의욕고취 체계적인국제표준화추진을통한신제품개발로전기자동차산업의세계적선두유지가능 기술개발과연계한표준추진을통해기술개발방향설정의주요한요소역할수행으로중장기적기술개발전략수립에용이 Ⅱ. 경제적효과 국제표준제품생산에따른기업의수출증대및매출증대로시장확대 국제표준선도및주도제품의수출촉진을통한기업및국가인지도향상 부품공용화와국제표준제품생산에따른양산체제와신뢰성확보 Ⅲ. 환경적효과 표준정비를통한전기자동차보급활성화로기존화석연료사용대비상당한 감축가능 기존자동차의대체효과측면에서단위주행거리당 는경차대비 의탄소배출저감가능 전기자동차도입으로이산화탄소뿐만아니라 및 저감에기여 - 95 -
첨부 표준개발아이템종합 No. 도메인아이템 세부 분야 주요내용 국제표준 여부 중요도개발시기 표준화범위 관련표준 국제표준개발시작 국제표준개발완료 국제표준단계 1 전기자동차제어시스템의기능안전 안전성 전기차 BMS 및파워제어기능에특화된기능적안전에대한국내기준제시 X 상 2014 국내표준 - - - - 배터리를탑재한전기자동차가충돌후감전, 합선, 배터리의기계적 Not 2 충돌 동차안전 후전기자 안전성 안전과전기적안전을고려한요구사항에관한표준, ISO TC 22 SC O 상 2014 국내 표준 ISO 6469-4 12.1.23 yet determ NP 21에서추진중이며, ISO/NP 6469-4로추진예정임 ined 차량 표준의범위는전기자동차에서사 3 도메인 전기자동차고전압케이블의안정성평가 전장품 용되는고전압케이블의요구사항에대해다루고, 케이블은 -30 ~ 60, 75, 90 또는 105 의사용온도, 내유성 (oil-resistance), 내수성 (water-resistance), 300V 또는 600V O 상 2016 국내표준 IEC/TR 60783 USCAR 21-2 - 1984 IS 급의교류또는직류정격을갖음 4 전기자동차고전압커넥터의안전성평가 전장품 고전압커넥터의기계및전기적안전성을평가하기위한표준, 국내업체의의견을반영하여국제표준으로제정이가능함 O 상 2013 국내표준 IEC/TR 60783 USCAR 25-1, 37-1984 IS - 96 -
5 전기자동차의 정보보안 공통 SAE, Escar 등에서다루어지고있으며, 충전정보보안과같은충전관련사항보다는자동차시스템전반에서의보안과악성코드방지등에대한전반적인부분을다루고있음. 전기자동차의통신및데이터보안이큰이슈로대두됨. ISO 및 SAE에서이문제를다루고있으므로국내에서사전적대응이요구됨 X 상 2014 국제 표준 - - - - 6 전기자동차구동시스템의출력등급시험방법 전장품 구동모터의규격과출력에대한기 준의정립이필요함 SAE 에서제정 한표준을기준으로 ISO 표준에대응 X 중 2014 국내 표준 IEC/TR 60785 - - - 7 EMI/EMC 등고전 압부품측정방 법 전장품 차량탑재형고전압부품에대한 EMI 및 EMC의측정및평가방법이필요함. 기존의 IEC표준과부합하되차량시스템에특화된표준이요구됨 X 중 2014 국내 표준 CISPR D/25 - - - 8 배터리전압표준배터리 전기자동차용배터리팩의전압표 준에대한가이드라인이요구됨 X 중 2016 국내 표준 - - - - 9 전기자동차의배 터리 Service life 공통 배터리시스템및팩의잔여수명, 용량을평가할수있는시험방법에대한표준이요구됨 X 중 2016 국내 표준 - - - - - 97 -
10 전기자동차의 DC-D C 컨버터평가방법 전장품 컨버터의신뢰성과성능그리고기능적안전을평가하기위한표준 X 하 2016 국내표준 - - - - 11 전기자동차의고전압전력분배장치의표준화 전장품 고전압전력분배장치의전기적기계적안전성에대한표준의제정이필요함. 국가표준을제정후국제표준으로제안가능함 X 하 2015 국내표준 - - - - 12 전기자동차의 모터구동용인버 터평가방법 전장품 구동용인버터의성능과효율, 기능적안전성을평가할수있는표준, 국가표준을제정후국제표준으로제안 X 하 2016 국내표준 - - - - 13 B a t t e r y M a n a g e m e n t System 의모니터링범위 공통 BMS의모니터링범위및방법그리고상태를표시하는방법에대한기준이필요함 X 하 2015 국내표준 - - - - 14 충전 전기차의 상태에서 소모 전력측정방법 공통 충전이완료되어 coupler가연결된상태에서소모되는전기에너지를측정하는시험방법과기준에대한표준 X 하 2014 국제표준 - - - - 15 전기자동차 전기적안전기준 안전성 전기자동차의사용및운행시등에사용 자의안전을담보하기위한필요한 기준으로 ISO 6469-3 등에대응 완료상 2013 국내 표준 ISO646 9-2,-3 09.9. 15 11.12.05 IS - 98 -
16 전기자동차동력성능평가방법 전장품 전기자동차의동력성능에대한 국제표준과부합하는국내표준의 제정이필요함 완료중 2013 국내 표준 ISO 8715 01 IS 17 셀사이즈표준배터리 전기자동차용리튬전지팩에장착되는셀의사이즈를표준화하는작업 (IEC 및 ISO에서동시에제안서제출 ) O 중 2013 국내 표준 ISO/IE C 16898 2011.3 Not yet determ ined WD 18 리튬이온배터리 팩및시스템의안 전성능요구사항 배터리 리튬이온을사용하는배터리시 스템을위한안전성능기준 O 상 2014 국내 표준 ISO/NP 12405-3 2011.1 Not yet determ ined WD 19 전기버스용배터리교환시스템요구사항 안전성 전기버스용배터리교환시스템에필요 한안전및시헙방법에관한표준개발 X 중 2012 국내 표준 - - - - 전기자동차부품별용어표준이있 으며, 2005 년에제정된 ISO8713 을 20 전기자동차의 용어표준 공통 부합화한 KS R ISO 8713이있음. 세분화된용어표준을통폐합하고, 국제표준에누락되어있는용 O 상 2012 국내 표준 ISO/TR 8713 2012.3 DTR 어를국가표준으로제정하고추 후국제표준을제안할필요있음. - 99 -
충전 전기자동차직류및교류충전설 21 충전케이블성능및요구조건 인터페이 비에사용되는케이블에관한일 반요구사항및시험방법에관한 X 상 2012 국내표준 - - - - 스 표준 22 홈충전요구사항 시스템 충전방식 단독주택및다세대주택에설치 될홈충전시스템에대한안전및 일반요구사항 X 상 2013 국내표준 - - - - Off-board 충전장치, 충전스탠드, 23 인프 충전요금부과및사용자인터페이스요구조건 공통표준 충전스테이션이나전기자동차내 부에표시되는전기요금, 충전량, 충전상태, 충전시간, 배터리잔량 등에대한표시방법의표준화 X 상 2015 국내표준 - - - - 24 라도 메인 전기자동차충전운영시스템 공통표준 전기자동차의부하감시및과금, 인증을위한운영시스템에관한 표준개발 X 상 2013 국내표준 - - - - 25 충전기공용부품표준 공통표준 Off-board 충전장치, 충전스탠드, 충전스테이션등에사용되는부품이나표시장치등의표준화. 주요대상으로는전력량계, 전자접촉기, 전력용반도체소자 (IGBT 등 ) X 하 2014 국내표준 IEC - - - 26 접촉식충전시스템-AC/DC전원접속을위한EV요구사항 ( 개정 ) 충전방식 1,000V 이하의교류, 1,000V 이하의직류의전기자동차충전시스템에적용되는전도성접속의요구사항. 일반적인시험및충전중전기적안전에대한요구사항 O 상 2012 국내표준 IEC 61851-21 ISO 6469-3 2010-02-01 2012-03-01 2011-12-05 A2CD IS - 100 -
27 전기버스용 OLEV 충전시스템 충전 방식 전기버스용온라인 을위한안전요구사항 충전시스템 O 상 2013 국내 표준 IEC 61980-1 IEC 61980-2 SAE J1773 07-01 2011-2013- 12-01 ANW PWI 28 전기자동차의비 접촉충전표준화 충전 방식 무선충전을위해필요한안전요 구사항을다룬표준개발 O 중 2013 국내 표준 IEC/NP 61980-1 07-01 2011-2013- 12-01 ANW 29 접촉식충전시스 템 -AC 전기차충전 설비 ( 개정 ) A C 충전및 D C 충전 1,000 V 이하의교류전원전압으로전기자동차에전도성으로연결하기위한교류충전설비에관한요구사항 O 상 2012 국내 표준 IEC 61851-22 02-01 2010-2012- 03-01 2CD 30 전기차 차량탑 재형 충전기의 안전요구사항 A C 충전및 D C 충전 전기자동차 On-Board Charger의안전및일반요구사항을다루는표준개발 O 상 2014 국내표준 ISO/NP 17409 Not yet determ ined Not yet determ ined NP 31 접촉식충전시스템-DC전기차충전설비 ( 개정 ) A C 충전및 D C 충전 1500 V 이하의직류전원전압에서전기자동차에접속하여직류로전력을공급하는전도성충전장치및직류충전설비에관한요구사항 O 상 2012 국내표준 IEC 61851-23 2010-07-01 2012-11-01 2CD - 101 -
32 전기차플러그, 소켓-아웃렛, 커플러-일반요구사항 ( 개정 ) 충전인터페이스 제어수단을내장한접촉식충전시스템에사용하도록만들어진전기자동차용플러그, 콘센트, 커넥터, 인렛및케이블조립품의일반요구사항 O 상 2012 국내 표준 IEC 62196-1 2011-10-13 IS 33 전기차플러그, 소켓-아웃렛, 커플러-AC치수적합성및상호운용성요구사항 ( 개정 ) 충전인터페이스 정격전압 500V 이하, 정격전류 3 상 63A, 단상 70A를초과하지않는전기자동차용교류충전에사용되는플러그, 콘센트, 커넥터, 인렛및케이블조립품의요구사항 O 상 2012 국내 표준 IEC 62196-2 2011-10-13 IS 전기차플러그, 소 1500V/250A 이하의직류용, 켓 - 아웃렛, 커플 충전 1000V/250A 이하의교류용, 34 러-DC 및 AC/DC 겸용치수적합성 인터페이 1500V/250A 이하의상용직류및교류의전기자동차용플러그, 콘 O 상 2013 국내 표준 IEC 62196-3 07-01 2010-2013- 12-01 ANW 및 상호운용성 스 센트, 커넥터, 인렛및케이블조 요구사항 립품의요구사항 - 102 -
우리나라의아파트와같은 공동 35 접촉식충전시스템-공동주택용 ( 공동형 / 단독형 )AC충전통신프로토콜 통신 방식 주택에적용하기위한통신방식에대한표준이필요함. 현재 AC 충전에는별도의충전방식이없지만, 공동주택의경우과금및도전등을방지하기위한통신에대 X 상 2013 국내 표준 - Not yet determ ined Not yet determ ined N.A. 한표준개발이필요함 전기자동차충전기가정책적차원 36 네트워크도메인 전기자동차 전운영시스템 충 프로 토콜 에서본격도입되기시작함에따라, 전기자동차충전운영시스템표준화를통한최적의충전인프라시스템구축수행및국내외전기자동차충전사업모델제안시국 X 상 2012 국제 표준 - - - - 내표준시스템으로활용하기위함 스마트그리드의다양한응용 및 37 스마트 프로파일 에너지 프로 토콜 서비스지원을위한응용계층프로토콜로플러그인전기자동차에대한비즈니스오브젝트메시지를비롯하여과금, Demand Response, 미터링, 사용자요금제등에대한 X 중 2015 국내 표준 SEP2.0 (ZigBe eallian ce) Not yet determ ined Not yet determ ined Not yet determ ined 규격을정의함 - 103 -
전기차충전시전력계통및다양 38 전기차충전정보의보안구조및요구사항 보안 및 일반 한네트워크서버들과의통신연결이이루어지므로충전과정에서발생되는정보들에대한보안에대한구조및요구사항을정의 X 중 2013 국내 표준 ISO/IE C1511 8-2 ( 일부 ) - - - 할필요가있음 39 전기차기반의부가서비스지원을위한유즈케이스 보안 및 일반 전기차와네트워크로연결되는다양한엔티티 ( 홈, 자동차, 고객, 등 ) 사이의인터랙션기반으로지원가능한유즈케이스를정의 SAEJ2836-1,2,3,4,5 에대응되는표준임 X 하 2016 국내 표준 SAE J2836 2009 2013 Under discussi on 40 접촉식충전시스템-전기차와 DC 충전설비간제어통신프로토콜 통신 방식 직류충전의경우고압을사용하고있어고객의안전등을위하여통신을통한안전을확보한후충전이필요함 O 상 2014 국내 표준 IEC 61851-24 2010 2014 CD 41 전기자동차와휴대단말기간통신프로토콜 통신 방식 자동차내부네트워크와외부ICT 기기간통신인터페이스 (ISO13185) 표준화로현재국내 ETRI주도로 ISO 국제표준화가상당부분진전되어있음. O 중 2013 국내 표준 ISO 13185-1~3 2008 Part1 (2011) Part2 (2012) Part3 (2013) Part1(P ublised) Part2 (CD) Part3 (NP) - 104 -
전기차충전을위해필요한정보 교환및전력공급기능을분리할 수있도록전기차와충전시스템 (EVSE) 간의무선통신 ( 셀룰라, 42 전기차와충전시스템간의무선통신인터페이스 통신 방식 ZigBee, WiFi 등적용 ) 인터페이스를정의함. 본항목은 CEN /CENELEC에서제안한것으로, ISO/IEC 15118 과부합하는방향 O 중 2015 국내 표준 ISO/IEC 15118 2013 2015 NWIP 으로표준이개발될예정이며, 향후우리나라의기술적기여가 능성이높은분야임 43 V2G 통신인터페 이스 - 일반정보 및유스케이스 V2G EV와 EVSE 사이의충전과정, 과금, 부하수준및충전시최초과정과보안이슈를포함하는일반사항과유즈케이스를정의 O 상 2012 국내 표준 ISO/IEC 15118-1 2009 2012 DIS voting 44 V2G 통신인터페이스 - 네트워크및응용계층요구사항 V2G EV 와 EVSE 사이의메시지, 데이 터모델을포함하는 OSI 계층요 구사항 O 상 2012 국내표준 ISO/IEC 15118-2 2009 2012 CD V2G 통신인터페 45 이스 - 물리계층및데이터링크계 V2G EV와 EVSE 사이의 PLC통신의물 리 / 데이터링크계층요구사항 O 상 2013 국내표준 ISO/IEC 15118-3 2009 2013 CD 층요구사항 - 105 -