전기차(EV) 시장이 일시적인 성장 둔화 국면에 접어들었지만, 충전 인프라와 에너지 저장 시스템(ESS)을 둘러싼 기술적 요구조건이 빠르게 고도화되고 있는 가운데 양방향 충전, 초고출력, 그리드 연계 테스트가 핵심 과제로 부상하고 있다.

지난 29일 온라인으로 열린 ‘키사이트 월드 테크 데이(Keysight World Tech Day)’ 웨비나에서 키사이트테크놀로지스 오토모티브 솔루션 엔지니어 문종원 차장은 ‘미래 EV 인프라를 위한 테스트 과제와 해결 전략’을 주제로, 전기차 충전 기술이 단순한 전력 공급을 넘어 에너지 인프라의 핵심 요소로 진화하고 있다고 강조했다.

문 차장은 “EV와 충전기는 더 이상 독립적인 장치가 아니라, 전력망(Grid)과 결합된 하나의 에너지 시스템으로 바라봐야 한다”고 설명했다.

이에 따라 충전 인프라와 ESS에는 기존보다 훨씬 복합적인 기술 검증과 테스트가 요구되고 있다.

가장 큰 변화는 충전 방식의 진화다.

기존 EV 충전은 그리드에서 차량으로 전력이 흐르는 단방향 구조(V1G)가 일반적이었다.

반면에 최근 ISO 15118-20 표준을 중심으로 차량에서 그리드로 전력을 되돌려 보내는 양방향 충전(V2G, Vehicle to Grid)이 본격적으로 논의되고 있다.

이 경우 전기차는 단순한 소비자가 아니라 분산형 에너지 자원(DER)으로 기능하게 된다.

태양광, 풍력, ESS와 함께 전력 수급 안정화에 기여하는 새로운 에너지원이 되는 셈이다.

이러한 변화는 충전기와 차량에 새로운 기술적 요구조건을 부과한다.

우선 그리드와의 통신을 위한 표준 준수가 필수적이다. IEEE 2030.5, SunSpec, DNP3 등 전력망 통신 프로토콜과의 연동 테스트가 필요하며, 지역별로 상이한 그리드 코드(Grid Code)에 대한 적합성 검증도 요구된다.

UL 1741, IEEE 1547과 같은 인터커넥션 표준은 EV 충전기와 차량이 전력망에 안전하게 연결되고 분리될 수 있는지를 판단하는 핵심 기준이다.

특히 ‘안티 아일랜딩(Anti-Islanding)’ 테스트는 ESS와 태양광 인버터 분야에서 이미 중요하게 다뤄져 온 항목으로, V2G 확산과 함께 EV 분야에서도 필수 테스트로 떠오르고 있다.

이는 전력망이 끊어진 상황에서도 차량이나 충전기가 독립적으로 전력을 공급하지 않도록, 정해진 시간 내에 출력을 차단하는지를 검증하는 시험이다.

안전과 직결되는 만큼, 향후 EV 충전 인프라 구축에서 반드시 충족해야 할 기술 요건으로 꼽힌다.

출력 증가 역시 중요한 과제다.

배터리 용량 확대와 함께 충전 시간 단축 요구가 커지면서, DC 초급속 충전과 메가와트급 충전(MCS, Megawatt Charging System)이 현실화되고 있다.

상용 트럭, 버스, 중장비, 선박 등 대형 운송수단을 겨냥한 MCS는 최대 1,500V, 수천 암페어에 이르는 전력을 다루기 때문에, 기존 충전기와는 차원이 다른 전력·열·안전 관리 기술이 필요하다.

이에 따라 고전압·대전류 환경에서도 안정적으로 동작하는 테스트 시스템과 시뮬레이션 기술이 필수 요소로 부상하고 있다.

사용자 편의성을 높이기 위한 기술도 충전 인프라의 중요한 요구조건이다.

플러그 앤 차지(Plug & Charge)는 차량을 연결하는 것만으로 인증과 결제가 자동으로 이뤄지는 기술로, ISO 15118 기반의 보안 통신과 인증 체계가 핵심이다.

이를 구현하기 위해서는 충전기와 차량 간 암호화 통신, 인증서 관리, 상호운용성 테스트가 선행돼야 한다.

문 차장은 “EV 충전 인프라는 이제 전력, 통신, 소프트웨어, 안전 규제가 복합적으로 얽힌 영역”이라며 “차량과 충전기, 그리드, 에너지 저장 시스템을 아우르는 엔드투엔드 테스트 역량이 경쟁력을 좌우하게 될 것”이라고 말했다.

전기차 충전 인프라가 에너지 생태계의 중심으로 이동하면서, 이를 뒷받침할 기술적 요구조건과 검증 체계의 중요성은 앞으로 더욱 커질 전망이다.