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EV 온보드 충전기(OBC)를 선택하는 것은 단순히 사용 가능한 최고 충전 전력을 선택하는 것이 아니라 차량 시스템 엔지니어링 결정입니다. OBC는 차량 내부에 설치되며 충전 소스의 AC 전력을 고전압 배터리용 제어된 DC 전력으로 변환합니다. 전력 등급, AC 입력 구성, DC 출력 전압 범위, 효율성, 열 설계, 통신 인터페이스, 패키징 및 안전 요구 사항은 모두 차량 플랫폼과 일치해야 합니다.
EV 제조업체, 상업용 차량 개발자 및 시스템 통합업체의 경우 올바른 온보드 충전기는 충전 시간, 배터리 아키텍처, 목표 시장 충전 인프라, 사용 가능한 설치 공간, 냉각 기능, 비용 및 장기적인 신뢰성의 균형을 맞춰야 합니다. 한 플랫폼에는 6.6kW OBC가 적합할 수 있지만, 다른 플랫폼에는 11kW, 22kW 또는 통합 OBC/DC-DC 시스템이 더 적합할 수 있습니다.
이 가이드에서는 공급업체 선택 및 RFQ 전에 주요 OBC 사양을 정의하는 방법을 설명하여 엔지니어링 및 조달 팀이 전력 정격에만 초점을 맞추는 대신 전체 차량 아키텍처에 맞는 온보드 충전기를 선택할 수 있도록 돕습니다.
배터리 용량, 목표 AC 충전 시간, 차량 듀티 사이클, 사용 가능한 충전 인프라에 따라 OBC 전원을 선택하세요.
OBC를 선택하기 전에 필요한 DC 출력 전압 범위와 함께 AC 입력 전압 및 위상 구성을 확인하십시오.
차량 시스템 수준에서 열 관리, 효율성, 패키징, IP 보호, 통신, 진단 및 안전 요구 사항을 평가합니다.
차량에 고급 충전 기능이 필요한지 또는 통합 또는 양방향 아키텍처를 포함하여 기존 제조업체의 OBC 기술 .
공급업체에 명확한 기술 사양이나 RFQ를 제공하면 공칭 kW 등급으로만 선택하는 대신 OBC를 차량에 맞출 수 있습니다.
OBC 전력 등급을 비교하기 전에 온보드 충전기와 외부 충전 장비를 구별하는 것이 중요합니다. OBC는 EV에 장착되는 전력 변환 장치인 반면, EVSE는 차량 외부에서 AC 전원과 충전 통신을 제공합니다. 이 가이드에서 차이점을 더 자세히 검토할 수 있습니다. 온보드 및 오프보드 EV 충전.
AC 충전 중에 충전소는 차량이 수용할 수 있는 것보다 더 많은 전력을 공급할 수 있습니다. 이러한 상황에서 OBC는 AC 충전 전력에 대한 주요 제한 사항 중 하나로 남아 있습니다. 예를 들어, 7kW급 OBC가 장착된 차량을 호환되는 22kW AC 충전 지점에 연결해도 차량은 22kW로 충전되지 않습니다. 차량은 OBC, 배터리, 열 조건, 충전 프로토콜 및 제어 전략의 한도 내에서만 충전됩니다.
일반적인 EV OBC 전력 수준에는 약 3.3kW, 6.6kW, 7kW, 11kW 및 22kW가 포함되며, 특정 상업용 및 특수 차량 애플리케이션에 사용할 수 있는 더 높은 전력 솔루션이 있습니다. 올바른 등급은 사용 가능한 충전 기간 내에 배터리로 반환해야 하는 에너지의 양에 따라 달라집니다.
OBC 전력 수준 |
일반적인 AC 아키텍처 |
잠재적인 차량 적용 |
선택 고려 사항 |
|---|---|---|---|
3.3kW |
단상 |
더 작은 배터리 플랫폼과 특수 EV |
상대적으로 간단한 열 요구 사항으로 충전 전력을 낮춥니다. |
6.6kW / 7kW급 |
일반적으로 단상 |
승용차, 경상용차, 유틸리티 EV |
충전 속도, 비용, 패키징 및 인프라 호환성의 균형을 유지합니다. |
400V 클래스 AC 시장에서는 일반적으로 3상 |
승용차, 차량, 상용차 플랫폼 |
더 빠른 AC 턴어라운드와 호환 가능한 3상 인프라를 사용할 수 있는 경우에 유용합니다. |
|
22kW |
일반적으로 3상 |
대용량 배터리 또는 활용도가 높은 차량 프로그램 |
열 관리, 패키징, 차량 전기 아키텍처에 더 많은 주의가 필요합니다. |
OBC 출력이 높을수록 자동으로 더 좋아지는 것은 아닙니다. 충전 전력이 증가하면 구성 요소 비용, 질량, 포장 부피, 냉각 수요, 전자기 호환성 및 시스템 복잡성에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 선호되는 솔루션은 불필요한 시스템 오버헤드를 생성하지 않고 차량의 필수 충전 창을 충족하는 전력 수준입니다.
유용한 1단계 추정치는 다음과 같습니다.
대략적인 AC 충전 시간 = 배터리에 필요한 에너지 ¼ 유효 충전 전력.
예를 들어 약 50kWh를 배터리에 공급해야 하는 경우 이상적인 계산에 따르면 6.6kW에서는 약 7.6시간, 11kW에서는 4.5시간이 소요됩니다. OBC 효율, 배터리 온도, 충전 상태, 배터리 관리 제한, 보조 부하, 공급 조건, 충전 제어 전략 모두가 배터리에 전달되는 유효 전력에 영향을 미치기 때문에 실제 충전 시간은 더 길거나 다를 수 있습니다.
충전전원만으로는 OBC 선택이 불가능합니다. 충전기의 DC 출력은 견인 배터리의 작동 전압 범위와 일치해야 합니다. 차량 프로그램은 다양한 고전압 아키텍처를 사용할 수 있으며 OBC는 충전 프로세스 전반에 걸쳐 필요한 최소 및 최대 배터리 전압을 지원해야 합니다.
사양을 준비할 때 엔지니어링 팀은 공급업체에 공칭 배터리 전압과 전체 작동 전압 범위를 제공해야 합니다. 이를 통해 OBC 제조업체는 현실적인 조건에서 토폴로지, 반도체 선택, 효율성, 절연 요구 사항, 열 동작 및 제어 전략을 평가할 수 있습니다.
배터리 용량은 보충해야 할 에너지 양을 결정하지만, 듀티 사이클은 해당 에너지를 얼마나 빨리 복원해야 하는지를 결정합니다. 밤새 주차된 승용차용 EV는 더 긴 AC 충전 시간을 견딜 수 있는 반면, 상업용 차량, 셔틀, 물류 차량 또는 산업용 EV는 교대 근무 사이에 더 빠른 처리 시간이 필요할 수 있습니다.
이러한 이유로 11kW 이상의 OBC는 저전력 충전기가 기술적으로 배터리를 충전할 수 있는 경우에도 일부 차량 프로그램에 의미 있는 작동 값을 제공할 수 있습니다. 반대로, 대상 충전 인프라가 필요한 AC 전력을 공급할 수 없는 경우 더 높은 전력 OBC를 설치하면 이점이 거의 없습니다.
사용 가능한 그리드 전압, AC 위상, 커넥터, 충전 표준 및 인프라가 지역마다 다르기 때문에 목표 시장은 OBC 설계의 중요한 부분입니다. 한 시장을 겨냥한 충전기가 자동으로 다른 시장에 적합하다고 가정해서는 안 됩니다.
단상 충전은 많은 주거용 및 경량 애플리케이션에서 흔히 사용되는 반면, 3상 AC 충전은 다양한 유럽 및 상업용 충전 환경에서 널리 사용됩니다. 11kW OBC는 일반적으로 400V급 3상 충전이 가능한 3상 작동용으로 구성되는 반면, 저전력 OBC는 단상 입력을 중심으로 설계되는 경우가 많습니다.
OEM 선택에서 중요한 질문은 단순히 '단상 또는 3상?'이 아니라 OBC가 지원하는 입력 전압 및 위상 범위가 차량이 의도하는 시장의 충전 인프라와 일치하는지 여부입니다.
전력 변환으로 생성된 열은 차량의 열 시스템 내에서 관리되어야 합니다. OBC 전력 밀도, 작동 환경, 설치 공간, 듀티 사이클, 차량 아키텍처에 따라 설계에서는 액체 냉각, 공기 냉각 또는 기타 열 솔루션을 사용할 수 있습니다.
차량 엔지니어는 kW 정격만으로 냉각 방법을 지정하는 대신 냉각수 가용성, 입구 온도, 유량, 주변 온도, 장착 위치, 주변 열원 및 최악의 충전 기간을 고려해야 합니다. 이는 까다로운 환경에서 작동하는 상용차와 특수 EV에 특히 중요합니다.
통합 솔루션은 또한 차량의 개별 전력 전자 모듈 수를 줄일 수 있습니다. 랜드월드가 제공하는 통합 충전 시스템입니다 . 적합한 차량 아키텍처를 위해 OBC 및 DC/DC 변환과 같은 기능을 결합할 수 있는
차량 포장 공간이 제한되어 있기 때문에 전력 밀도가 중요합니다. 최종 OBC를 선택하기 전에 최대 허용 치수, 장착 방향, 커넥터 액세스, 중량 목표, 냉각 인터페이스 및 서비스 요구 사항을 정의하십시오.
기술적으로 유능한 OBC는 차량 패키지를 광범위하게 재설계해야 하는 경우 여전히 적합하지 않을 수 있습니다. RFQ 초기에 치수 제약 조건을 제공하면 공급업체가 표준 제품을 사용할 수 있는지 또는 맞춤화가 필요한지 여부를 평가하는 데 도움이 됩니다.
OBC 효율성은 충전 손실, 열 발생, 냉각 요구 사항 및 전반적인 차량 에너지 성능에 영향을 미칩니다. 그러나 단일 피크 효율 수치는 전체 작동 범위에 걸친 성능을 설명하지 않습니다.
따라서 엔지니어링 팀은 AC 입력 전압, 배터리 전압, 충전 전력 및 온도의 대표적인 조합에서 효율성을 검토해야 합니다. 추가 배경 정보는 Landworld의 설명을 참조하세요. 온보드 충전기 효율성.
필요한 보호 수준은 OBC가 차량에 설치된 위치에 따라 다릅니다. 사양에서는 먼지, 물, 진동, 기계적 충격, 습도, 염분 노출, 열 순환 및 기타 자동차 환경 조건에 대한 내성을 정의해야 할 수도 있습니다.
외부 충전 장비에 대한 인클로저 등급을 적용하는 대신 OBC는 실제 차량 설치 위치와 프로그램의 환경 검증 요구 사항에 따라 평가되어야 합니다.
OBC는 그리드 측과 차량 고전압 시스템 모두에 연결되는 고전력 스위칭 컨버터이기 때문에 전자기 호환성이 주요 개발 고려 사항입니다. 또한 설계에는 비정상적인 입력 조건, 과전압, 과전류, 과열, 절연 오류 및 기타 정의된 오류 사례에 대한 적절한 전기 보호가 필요합니다.
적용 가능한 EMC, 전기 안전 및 차량 승인 요구사항은 하나의 범용 인증 목록에 의존하기보다는 목표 시장 및 차량 카테고리에 따라 식별되어야 합니다.
자동차 OBC는 독립적으로 작동하지 않습니다. 일반적으로 충전 명령, 상태 정보, 결함 데이터, 전압, 전류, 온도 및 진단 정보를 다른 차량 컨트롤러와 교환합니다.
공급업체를 선택하기 전에 필요한 CAN 통신 아키텍처, 메시지 세트, 전송 속도, 웨이크업 동작, 진단, 오류 처리, BMS 및 VCU와의 인터페이스를 정의하십시오. 필요한 경우 개발 단계에서 소프트웨어 및 프로토콜 사용자 정의에 대해 논의해야 합니다.
필요한 충전 통신은 차량 시장, 커넥터 시스템 및 충전 아키텍처에 따라 다릅니다. 일부 플랫폼에는 기존 AC 충전 기능만 필요한 반면, 다른 플랫폼에는 고급 스마트 충전 또는 양방향 기능이 필요할 수 있습니다.
따라서 OBC 자체와 더 넓은 EV 충전 생태계를 구별하는 것이 유용합니다. 이 개요는 다양한 EV 충전 유형은 AC 및 DC 충전 아키텍처의 차이점에 대한 추가 컨텍스트를 제공합니다.
일부 EV 플랫폼의 경우 OBC를 고전압-저전압 DC/DC 변환기와 통합하면 개별 모듈 수를 줄이고 패키징을 단순화하며 보다 중앙 집중화된 열 및 전기 통합을 지원할 수 있습니다.
그러나 통합은 차량에 필요한 전력 수준, 이중화 전략, 서비스 가능성, 패키징, 열 아키텍처 및 비용을 기준으로 평가해야 합니다. Landworld는 또한 다음과 같은 통합 제품에 대한 지침을 제공합니다. 2-in-1 11kW OBC 및 3kW DC/DC 시스템.
차량 프로그램이 V2L, V2H 또는 V2G와 같은 기능을 지원하도록 의도된 경우 아키텍처 단계에서 양방향 전력 변환을 고려해야 할 수 있습니다. 양방향 OBC는 특정 양방향 충전 아키텍처에 대한 차량 측 전력 변환 기능을 제공할 수 있지만 OBC만으로는 완전한 V2H 또는 V2G 시스템을 만들 수 없습니다.
차량 제어, BMS 전략, 충전 장비, 통신 프로토콜, 그리드 상호 연결 요구 사항, 보호 장치 및 지역 규정이 모두 포함될 수 있습니다. 따라서 양방향 기능은 전체 차량 및 충전 시스템 요구 사항으로 지정되어야 합니다.
양산형 EV OBC는 차량 수명주기 전반에 걸쳐 반복되는 전기, 열, 기계적 스트레스 하에서 작동합니다. 따라서 공급업체 평가에는 명목 사양 이상의 내용이 포함되어야 합니다. 온도 순환, 진동, 습도, 전기적 스트레스, EMC, 절연, 보호 기능 및 장기간 작동에 대해 OBC가 어떻게 검증되는지 문의하십시오.
또한 공급업체의 자동차 품질 관리 역량, 추적성 프로세스, 생산 테스트, 변경 제어 프로세스 및 차량 수준 검증 지원을 검토합니다.
OEM 및 상업용 프로젝트의 경우 보증 평가는 단순히 보증 기간을 비교하는 것이 아니라 정의된 작동 조건, 고장 분석, 청구 처리, 기술 대응, 예비 제품 전략, 생산 수명주기 및 엔지니어링 지원에 중점을 두어야 합니다.
또한 공급업체는 프로토타입 통합, 검증, 파일럿 생산 및 대량 생산 중에 기술적인 질문을 지원할 수 있어야 합니다.
Landworld Technology는 독립형 OBC, DC/DC 컨버터 및 통합 충전 시스템을 포함하여 전기 자동차 플랫폼을 위한 자동차 전력 전자 솔루션을 개발합니다. 그것은 온보드 충전기 포트폴리오는 다양한 전력 수준과 차량 애플리케이션을 포괄합니다.
사용 가능한 구성을 비교하는 엔지니어링 팀을 위해 Landworld는 전용 서비스도 제공합니다. 온보드 충전기 제품 카테고리입니다 . 다양한 차량 전력 아키텍처를 위한 솔루션을 갖춘
고객은 카탈로그 전력 등급에서만 OBC를 선택하는 대신 공급업체와 함께 입력 전압, 출력 전압, 통신, 냉각, 기계 포장, 환경 요구 사항 및 차량 애플리케이션을 평가할 수 있습니다.
올바른 OBC는 배터리, 차량 아키텍처, 충전 환경, 열 시스템 및 생산 요구 사항을 하나의 완전한 시스템으로 충족하는 OBC입니다.
차량 프로그램에는 커넥터, CAN 통신, 펌웨어 로직, 기계 인터페이스, 냉각, 입력/출력 전압 범위 및 보호 전략의 차이가 필요한 경우가 많습니다. 자체 개발 능력을 갖춘 공급업체는 표준 제품을 특정 차량 플랫폼에 맞게 조정해야 할 때 보다 효과적으로 대응할 수 있습니다.
Landworld는 EV 애플리케이션을 위한 전력 전자 기술을 개발하고 제공합니다. 모듈식 및 통합 충전 솔루션입니다 . 다양한 시스템 요구 사항에 맞는
다음에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. Landworld의 회사 및 제조 역량 . 기술 평가를 시작하기 전
명확한 초기 사양을 통해 OBC 공급업체는 적합한 제품을 보다 신속하게 식별하고 불필요한 기술 반복을 줄일 수 있습니다. EV OBC 문의에서는 최소한 다음 정보를 제공해야 합니다.
사양영역 |
제공할 정보 |
중요한 이유 |
|---|---|---|
차량 적용 |
승용차용 EV, 상업용 EV, 오프로드 EV, 특수차량 등 |
작동 환경 및 듀티 사이클 정의 |
배터리 시스템 |
공칭 전압, 최소/최대 전압, 배터리 용량 |
필요한 DC 출력 범위 및 충전 프로필을 결정합니다. |
충전 전원 |
필요한 OBC 정격 전력 및 목표 충전 시간 |
전력 변환 요구 사항 정의 |
AC 입력 |
전압, 주파수, 단상/3상 요구 사항 |
목표 충전 시장과의 호환성 보장 |
열 시스템 |
냉각방식, 냉각수 조건, 주위온도 |
지속적인 전력 및 신뢰성에 영향을 미칩니다. |
의사소통 |
CAN, BMS/VCU 인터페이스, 진단, 충전 프로토콜 |
차량 통합에 필요 |
기계적 제약 |
최대 크기, 무게, 장착 위치, 커넥터 요구 사항 |
포장 타당성 결정 |
프로젝트 요구사항 |
프로토타입 수량, 연간 수량, SOP 시기, 목표 시장 |
상업 및 생산 계획 지원 |
이러한 매개변수가 명확해지면 적합한 비교를 수행할 수 있습니다. Landworld EV 온보드 충전기 또는 Landworld 엔지니어링 팀에 문의하세요 . 차량별 OBC 요구 사항에 대해 논의하려면
EV 온보드 충전기를 선택하려면 6.6kW, 11kW 또는 22kW 정격을 비교하는 것 이상이 필요합니다. OBC는 전체 차량 전기 아키텍처의 일부로 선택되어야 합니다. 배터리 전압 및 용량, AC 입력 조건, 목표 충전 시간, 차량 듀티 사이클, 냉각, 포장, 통신, 안전, 환경 보호 및 생산 요구 사항 모두가 최종 선택에 영향을 미칩니다.
EV OEM 및 차량 통합업체의 경우 공급업체를 선택하기 전에 이러한 매개변수를 정의하면 대형화, 호환성 문제, 열 문제, 패키징 충돌 및 불필요한 개발 변경을 방지하는 데 도움이 됩니다. 아직도 가능한 사양을 비교하고 계시다면 랜드월드의 온보드 충전기 FAQ는 EV 충전 시스템 평가에 대한 추가 기술 정보를 제공합니다.
예, 충전 커넥터, 통신, 전압 및 기타 시스템 요구 사항이 호환된다면 가능합니다. 그러나 차량은 22kW에서는 충전되지 않습니다. 실제 AC 충전 전력은 배터리, 열, 공급 및 제어 제한과 함께 OBC의 약 7kW 용량으로 제한됩니다. 정격이 높은 AC 충전 포인트는 차량의 OBC가 설계된 것보다 더 많은 전력을 수용하도록 강제할 수 없습니다.
11kW OBC는 일반적으로 약 400V 3상 충전 인프라를 사용하는 시장에서 3상 AC 작동용으로 구성됩니다. 그러나 정확한 입력 아키텍처는 OBC 설계 및 목표 시장에 따라 다릅니다. 공급업체의 기술 사양에서 지원되는 AC 전압, 주파수, 위상 구성 및 전류 제한을 항상 확인하십시오.
배터리 용량, 필요한 AC 충전 시간, 목표 시장 그리드 아키텍처, 차량 듀티 사이클, 열 시스템, 패키징 공간 및 시스템 비용을 비교하십시오. 야간 충전이 가능한 경우 6.6kW OBC로 충분할 수 있는 반면, 호환 가능한 3상 인프라를 사용할 수 있고 더 빠른 차량 회전이 중요한 경우 11kW OBC는 AC 충전 시간을 줄일 수 있습니다.
최소한 배터리 공칭 및 작동 전압, 필요한 충전 전력, AC 입력 요구 사항, 대상 차량 애플리케이션, 냉각 조건, 통신 인터페이스, 설치 공간, 환경 요구 사항 및 예상 프로젝트 볼륨을 제공하십시오. 보다 완전한 차량 정보를 통해 공급업체는 보다 정확한 추천을 할 수 있습니다.
통합 시스템은 차량 프로그램에 고전압 배터리 충전과 저전압 DC 전력 변환이 모두 필요하고 통합이 패키징, 배선, 열 관리 또는 시스템 비용에 도움이 되는 경우 유용할 수 있습니다. 최종 결정에서는 서비스 가능성, 중복성, 전력 요구 사항, 열 아키텍처 및 차량 수준 설계 제약 조건을 고려해야 합니다.
아니요. 더 높은 전력의 OBC는 AC 충전 시간을 줄일 수 있지만 비용, 냉각 수요, 패키징 요구 사항 및 시스템 복잡성을 증가시킬 수도 있습니다. 대상 충전 인프라가 추가 AC 전원을 제공할 수 없는 경우 정격이 높아도 실질적인 이점이 거의 제공되지 않을 수 있습니다. 최고의 OBC는 차량의 실제 충전 및 작동 요구 사항에 맞는 크기입니다.
