EV 충전 속도: 전기 자동차를 충전하는 데 얼마나 걸리나요?

가솔린 자동차에서 배터리 전기차로의 전환은 기존 운전자에게 중요한 전환으로, 심도 있는 논의가 필요합니다. 이러한 변화에는 새로운 용어를 배우고 새로운 운전 습관을 익히는 것이 포함되며, 이는 주로 전기차의 독특한 특징과 동력원에 의해 영향을 받습니다. 기존 자동차와 달리 전기차는 회생 제동, 원페달 주행, 다양한 충전 옵션과 같은 고유한 기능을 제공합니다. 운전자는 부드럽고 효율적인 주행 경험을 위해 이러한 차이점에 적응해야 합니다. 배터리 관리, 충전 인프라, 그리고 에너지 소비의 복잡성을 이해하는 것은 전기차의 이점과 성능을 극대화하는 데 매우 중요합니다.

환경적 요인(파리 협정에서 언급된 바와 같이) 외에도, 전기차 지지자들은 전용 충전소까지 차를 몰고 갈 필요 없이 집에서 충전할 수 있다는 점에 기대를 걸고 있습니다. 하지만 전기차 충전은 주유기를 눌러 연료를 가득 채우는 것처럼 간단하지 않습니다. 5분도 채 걸리지 않습니다. 전기차를 완전히 방전된 상태에서 완전히 충전하는 데는 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. 이는 전기차 회의론자들에게 여전히 가장 큰 장애물입니다. 이는 목적지까지 주행 거리가 충분하지 않을 것이라는 두려움, 즉 "주행 거리 불안"과도 관련이 있습니다.

전기차를 운전하게 되면 주행 거리, 배터리 용량, 그리고 충전 속도에 따라 운전 습관이 결정됩니다. 거의 모든 기능과 액세서리는 전기차 배터리에 따라 달라진다는 점을 기억하세요. 충전 속도를 측정하는 업계 표준은 없지만, 전기차를 완전히 충전하는 데 걸리는 시간을 대략적으로 파악하면 주행 거리 불안을 극복하고 더욱 효율적인 운전 습관을 기르는 데 도움이 될 수 있습니다.

EV 충전기 유형 및 충전 속도

대부분의 경우, 전기차 충전 장비(EVSE), 즉 EV 충전기의 종류에 따라 전기차 배터리 충전 속도가 결정됩니다. 전기차 충전에는 레벨 1, 레벨 2, 그리고 DC 고속 충전의 세 가지 레벨이 있으며, 각 레벨마다 플러그 유형, 전력 요구량, 충전 속도가 다릅니다.

1층 (일반 가정용 콘센트)

레벨 1 전기차 충전기는 제조사나 딜러에서 제공하는 경우 무료로 제공되는 충전기입니다. 테슬라와 같은 일부 자동차 제조사는 고객에게 무료 충전기 제공을 중단했습니다. 충전 속도가 느리기 때문에 트리클 충전기라고도 불리는 이 충전기는 1.3kW에서 2.4kW 사이의 출력, 즉 시간당 약 3마일(약 4.8km)의 주행거리만 제공합니다. 레벨 1 충전기의 장점은 표준 120V NEMA 5-15 콘센트에 연결할 수 있다는 것입니다. 하지만 이로 인해 충전 용량이 제한됩니다.

하루에 약 40마일(약 64km)을 주행한다면 레벨 1 충전기로 밤새 충전하기에 충분할 수 있습니다. 그렇지 않은 경우 더 강력한 EVSE가 필요할 수 있습니다.

레벨 2(240볼트 가정용 및 공공 충전기)

레벨 2 전기차 충전기는 공공 충전의 속도와 가정용 충전의 편의성의 중간 지점에 위치합니다. 플러그인 방식과 유선 방식 두 가지 유형으로 제공됩니다. 레벨 1 충전기와 마찬가지로 휴대용 레벨 2 충전기는 일반 가정용 콘센트(NEMA 14-50, 대형 가전제품에 사용하는 콘센트와 동일)에 꽂아 사용할 수 있습니다. 3kW에서 9.6kW의 전력을 공급할 수 있으며, 이는 시간당 최대 36마일(약 56km)의 주행 거리를 추가로 주행할 수 있다는 것을 의미합니다.

집에서 더 빠른 충전을 원하시면 유선 레벨 2 충전기를 선택하실 수 있습니다. 하지만 추가 부하를 감당하려면 기존 전기 시스템을 업그레이드해야 할 수도 있습니다. 유선 충전기의 최대 충전 속도는 미국에서는 19.2kW, 유럽에서는 22kW로, 시속 최대 75마일(약 120km)의 주행 거리를 제공합니다. 벽면 장착형 또는 거치대 부착형으로 제공됩니다.

DC 고속 충전

DC 급속 충전기는 가장 빠르고 강력한 전기차 충전기이지만, 대부분의 운전자에게는 필수품이라기보다는 사치품에 가깝습니다. AC 전원을 끌어와 전기차에 장착된 충전기에서 DC 전원으로 변환하는 대신, DC 충전기는 차량 배터리에 직접 직류를 공급하여 충전 속도를 크게 높입니다. 일반적인 주유소처럼 DC 충전기도 전용 충전소에 설치되어 있어 운전자가 빠르게 충전할 수 있습니다. DC 충전기는 최대 350kW의 전력을 공급할 수 있어 시속 240마일(약 394km) 이상의 주행 거리를 제공할 수 있어, 차량으로 충전하는 것도 가능합니다. DC 충전기를 사용하면 30분 이내에 완전 충전된 전기차의 0%에서 80%까지 충전할 수 있습니다! 더 자세한 내용은 AC 충전과 DC 충전에 대한 글을 참조하세요.

하지만 전문가들은 잦은 급속 충전은 배터리 성능 저하와 관련이 있으므로, 필요할 때만 고속 충전기를 사용할 것을 권장합니다. 충전기는 전력 소모량이 많기 때문에 많은 열을 발생시켜 장기적으로 배터리 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

충전 속도에 영향을 미치는 요소

충전 수준 외에도 외부 환경 조건, 배터리 용량, 배터리가 얼마나 방전되었는지 등 다른 요소가 충전 속도에 영향을 미칠 수 있습니다.

배터리 크기 및 차량 모델

배터리 용량이 클수록 가장 빠른 충전기를 사용하더라도 충전 시간이 더 오래 걸립니다. 예를 들어, 일반적인 60kWh 전기차 배터리는 7.4kW 레벨 2 충전기를 사용하여 방전 상태에서 완전히 충전하는 데 8시간이 걸립니다. 반면, 80kWh 배터리를 같은 충전기로 충전하는 데는 10~12시간이 걸립니다.

전기차의 배터리 용량은 모델에 따라 다릅니다. 예를 들어, 테슬라 모델 S 2019는 스탠다드 레인지(Standard Range), 롱 레인지(Long Range), 퍼포먼스(Performance)의 세 가지 트림으로 제공됩니다. 스탠다드 레인지는 75kWh 배터리를 탑재하고 있으며, 7.4kW 충전기를 사용하여 완전히 충전하는 데 약 10시간이 소요됩니다. 반면, 롱 레인지와 퍼포먼스 트림은 모두 100kWh 배터리를 탑재하고 있습니다. 동일한 7.4kW 충전기로 이러한 대용량 배터리를 충전하면 완전히 충전하는 데 13시간 이상 소요됩니다. 이러한 배터리 용량과 충전 시간의 차이는 잠재적 구매자가 이상적인 차량 모델을 선택할 때 고려해야 할 중요한 요소입니다.

배터리 충전 상태

충전 상태(SOC)는 전기차 배터리의 방전 또는 충전 상태를 나타냅니다. 이는 배터리가 얼마나 빨리 또는 느리게 완전히 충전될 수 있는지 파악하는 데 매우 중요합니다. 배터리가 거의 방전된 상태라면 초기 단계에서는 재충전 속도가 더 빠릅니다. 배터리가 100% 또는 80%에 가까워지면 배터리 과열을 방지하기 위해 충전 속도가 느려집니다. 따라서 휴대폰과 마찬가지로 나머지 20%가 처음 80%보다 충전 시간이 더 오래 걸릴 수 있습니다.

전기차와 스마트폰 모두 리튬 이온 배터리를 사용하는데, 이는 열 축적을 방지하고 사용자와 전기차의 안전을 보장하기 위해 자연스럽게 충전 속도를 늦춥니다. 따라서 전기차를 80%에서 완전히 충전하려면 시간이 다소 걸릴 수 있습니다.

온도 조건

리튬 이온 배터리는 온도 변화에 민감합니다. 극심한 더위나 추위는 배터리 효율과 충전기 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 추운 계절에는 리튬 이온 배터리 내부의 화학 반응이 느려집니다. 이를 방지하기 위해 일부 전기차에는 리튬 이온을 "활성" 상태로 유지하는 배터리 히터가 내장되어 있습니다. 한편, 따뜻한 계절에는 이러한 열이 배터리 성능을 더욱 저하시킬 수 있습니다. 이러한 이유로 전기차 충전기는 과열을 방지하기 위해 전력을 조절하는데, 이는 결국 충전 속도를 저하시킵니다. 추운 날씨에서 전기차의 효율성에 대한 자세한 내용은 저희 기사에서 확인하세요.

충전 장비 및 인프라

이전 섹션에서 논의했듯이, 충전 장비는 전기차와 플러그인 하이브리드차의 충전 속도에 영향을 미치는 가장 큰 요소 중 하나입니다. 레벨 1 충전기의 최대 충전 속도는 일반적으로 1.3kW에서 2.4kW입니다. 일반적인 60kwh 전기차를 사용하는 경우, 완전히 충전하는 데 25시간에서 45시간이 소요됩니다.

2단계 충전기는 3kW에서 19.2kW까지 정격 출력이 적용되며, 60kWh 전기차 배터리를 충전하는 데 3~20시간이 소요됩니다. 반면, DC 급속 충전기는 최대 정격 출력이 60kW에서 360kW입니다. 150kW 급속 충전소는 동일한 배터리를 30분 만에 완전히 충전할 수 있습니다. 그러나 이러한 속도는 차량의 배터리 관리 시스템에 따라 달라집니다. 차량의 배터리 관리 시스템은 충전 상태에 따라 최적의 충전 속도를 결정하기 때문에 전기차의 두뇌 역할을 하는 것으로 널리 알려져 있습니다.

EV 충전 커넥터의 차이는 시간당 주행 거리에 상당한 영향을 미칩니다. 북미에서 판매되는 대부분의 EV는 교류 충전에는 J1772 커넥터를, 급속 충전에는 복합 충전 시스템(CCS)을 사용합니다. 그러나 닛산 리프와 같은 일부 모델은 직류 충전에 일본산 차데모(CHAdeMO) 커넥터를 사용합니다. 테슬라는 모든 충전 레벨에서 단일 커넥터인 슈퍼차저를 사용합니다. 최근 포드와 GM과 같은 주요 자동차 제조업체들은 테슬라의 슈퍼차저 기반 시스템으로 전환할 계획을 발표했는데, 이는 전기차를 위한 더욱 통합적이고 효율적인 충전 인프라로의 전환을 시사합니다.

인기 EV 모델의 실제 충전 시간

아래는 일부 인기 있는 EV 모델이 충전 수준에 따라 시속 몇 마일의 주행거리를 ​​얻을 수 있는지 자세히 나타낸 표입니다.

충전 시나리오: 얼마나 걸릴까?

집에서 전기 자동차를 충전하면 공공 충전소에서 충전하는 것과 다른 결과가 나올 수 있습니다.

야간 홈 충전(레벨 1 및 2)

레벨 1 충전(120볼트 콘센트):가벼운 일상 주행에 적합한 레벨 1 충전은 시간당 약 2~8km(2~5마일)의 주행 거리를 제공합니다. 즉, 대용량 배터리를 완전히 충전하는 데 30시간 이상이 걸릴 수 있으므로, 하루 64km(40마일) 미만으로 출퇴근하고 밤새도록 차량을 충전해 둘 수 있는 운전자에게 가장 적합합니다.

레벨 2 충전(240볼트 콘센트):장거리 통근이나 더 빠른 충전을 원하는 사람들에게 레벨 2 충전은 집에서 편리하게 사용할 수 있는 솔루션입니다. 일반적으로 시간당 10~25마일(약 16~40km)의 주행 거리를 늘려 대부분의 전기차를 8~10시간 만에 밤새 완전히 충전할 수 있습니다. 레벨 2 충전기를 설치하려면 240V 콘센트가 필요할 수 있으며, 전문 설치가 필요한 경우가 많습니다.

도로 여행을 위한 공공 고속 충전(DC 고속)

DC 고속 충전소(레벨 3):장거리 주행 시 DC 고속 충전은 획기적인 변화를 가져올 수 있습니다. 전기차 모델과 충전 용량에 따라 15~30분 만에 160~200마일(약 160~240km) 이상 주행할 수 있습니다. 테슬라 슈퍼차저나 350kW 공용 충전기와 같은 고출력 충전소를 이용하면 짧은 휴식으로 충전하고 빠르게 다시 주행할 수 있습니다.

충전 정지 계획:DC 급속 충전소는 일반적으로 주요 고속도로와 인기 지역에 위치하므로 PlugShare 및 ChargePoint와 같은 경로 계획 앱을 사용하면 근처 충전소를 찾고, 실시간 가용성을 표시하고, 예상 충전 시간을 계산하는 데 도움이 될 수 있습니다.

직장 및 공공 목적지 충전

레벨 2 직장 충전:많은 회사에서 직원들에게 레벨 2 충전소를 제공하여 시간당 약 20~25마일(약 32~40km)의 주행 거리를 제공합니다. 대부분의 전기차는 이 정도면 하루 종일 출퇴근하기에 충분하므로, 근무 시간 중에 전기차를 충전해 두면 집에서 충전할 필요 없이 충전된 배터리를 편리하게 유지할 수 있습니다.

공공 목적지 요금 청구:2단계 충전기는 쇼핑센터, 헬스장, 호텔, 주차장 등에서도 흔히 찾아볼 수 있습니다. 이러한 장소는 충전 속도가 적당하기 때문에 몇 시간만 충전해도 시내 주행에 충분한 주행 거리를 확보하거나, 집으로 돌아가기 전에 완충 상태에 가까워질 수 있습니다.

충전 시간 최적화를 위한 팁

배터리가 부족하지만 방전되지 않은 경우 충전:더 빨리 충전하려면 일반적으로 배터리 잔량이 10~20% 정도일 때 충전하는 것이 좋습니다. 배터리가 비어 있을 때 더 빨리 충전되기 때문입니다.

정기적으로 100% 충전하지 마세요:배터리 잔량이 마지막 20%에 도달하면 충전 속도가 느려집니다. 완전히 충전할 필요가 없다면 대기 시간을 줄이고 배터리 수명을 보호하기 위해 80~90% 정도에서 충전을 멈추세요.

온도 조절 설정 사용:극한의 날씨에서는 전기차 배터리를 미리 예열(예열 또는 냉각)하면 충전 속도가 향상될 수 있습니다. 많은 전기차는 특히 고속 충전기에 연결하기 전에 앱을 통해 온도 설정을 관리할 수 있도록 합니다.

충전 중지를 미리 계획하세요:ChargePoint, PlugShare 또는 전기차 기본 앱을 사용하여 충전소 위치를 확인하고 혼잡 시간대를 피하세요. 충전 계획을 세우면 대기 시간을 줄이고 충전소 정차를 최소화하면서 가장 효율적인 경로를 찾을 수 있습니다.

가능하다면 가정용 레벨 2 충전기에 투자하세요:매일 장거리를 운전한다면 집에 레벨 2 충전기를 설치하면 공공 충전기에 대한 의존도를 줄여 시간을 절약할 수 있습니다.