전 세계 운송 산업이 저탄소 및 전동화로 전환함에 따라, 대형 운송 차량, 선박, 항공기, 건설 기계 등 대형 장비에 필요한 초고출력 충전 수요가 점점 더 커지고 있습니다. 최대 3.75MW의 충전 출력을 제공하는 메가와트 충전 시스템(MCS)은 이러한 분야의 전동화를 이끄는 핵심 기술로 자리매김했습니다. MCS는 충전 시간을 획기적으로 단축할 뿐만 아니라, 고강도 및 고빈도 운전 시나리오의 요구 사항을 충족하여 친환경 에너지 전환 실현에 중요한 역할을 합니다.
대형 차량의 배터리 용량은 승용차보다 수십 배나 큰 경우가 많아 기존 충전 방식으로는 대형 기계 장비의 빠른 에너지 보충 요구를 충족하기 어렵습니다. 따라서 유럽 CCS 표준 DC 충전과 비교했을 때, 이상적으로는 충전 전력을 10~15배 높여야 합니다(그림 1 참조). 현재 MCS는 충전 전압과 전류를 높여 45분 만에 대형 차량 배터리를 80% SOC까지 충전할 수 있으며, 이를 위해서는 최대 3.75MW의 전력이 필요하고 이는 장거리 주행 시 법정 휴식 시간과도 부합합니다.
GB/T, CHAdeMO, CCS, NACS 표준과 비교했을 때, MCS는 충전 시간을 4.2배에서 15배까지 단축합니다. 기술적으로 MCS는 CCS에서 파생되었지만, 몇 가지 측면에서 두 기술 간에는 상당한 차이가 있습니다.
충전 인터페이스 및 저수준 통신
IEC TS 63379에 정의된 MCS 인터페이스는 최대 3000A의 전류를 전송하고 1250V의 전압을 지원할 수 있으며, 최고 전력 시나리오에서는 액체 냉각이 필수적입니다.
MCS 저수준 통신 표준은 IEC 61851-23-3(2026년 출시 예정)입니다. MCS에서 파일럿 핀을 제어하는 것을 충전 활성화(CE)라고 하며, 5V DC 전압을 사용하고 PWM은 사용하지 않습니다. CCS의 PP 핀과 마찬가지로 MCS는 삽입 감지(ID)에 5V DC를 사용하며, 보조 전기 장비에 12V/24V 전원을 공급할 수도 있습니다.
1. 고수준 통신: 10BASE-T1S 다지점 통신
고수준 통신은 ISO 15118-20 및 그 개정판 1(ISO 15118-20 Amd-1)을 기반으로 하며, Amd-1은 MCS에 추가 서비스 ID를 도입합니다. 통신 구조는 TLS, TCP/IP, 이더넷을 사용하는 CCS와 유사하지만, 물리 계층은 ISO 15118-10에 명시된 10BASE-T1S를 채택합니다. 10BASE-T1S는 10Mbps 대역폭의 반이중 방식 단일 트위스트 페어 이더넷이며, IEEE 802.3cg 규격에 기반한 차동 맨체스터 코딩(DME)을 사용합니다. MCS 고수준 통신은 전력선 통신(PLC)이나 연결 상태 감지를 위한 SLAC(신호 레벨 감쇠 특성) 처리가 필요하지 않습니다.
2. PLCA 통신 메커니즘
표준 이더넷의 지점 간 통신과 달리 10BASE-T1은 다중 지점 연결 및 PLCA(물리 계층 충돌 방지) 메커니즘을 지원합니다. EVSE(전기차 충전 설비) 인프라는 코디네이터 역할을 하며, 노드 ID 0과 전기차 ID 1(드롭 노드 1)을 할당합니다. ISO 15118-10에 따르면, 통신 버스는 센서 데이터, 전류, 온도 및 플러그와 소켓의 기타 정보 전송과 같은 작업을 최대 6개의 추가 노드(드롭 노드)에서 지원할 수 있습니다. PLCA는 통신 프로세스를 더욱 최적화하고, 여러 노드 간 데이터 전송 효율을 향상시키며, 충전 프로세스의 각 단계에서 정보의 동기화 및 안전성을 보장합니다.
MCS 개발 및 테스트
MCS의 표준화는 아직 완료되지 않았지만, 차량 제조업체와 인프라 구축을 위한 충전 시스템 개발은 이미 시작되었습니다. 초기 단계의 시뮬레이션 및 테스트는 설계 오류를 방지하고, 수정 시간을 단축하며, 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있습니다.
Vector가 개발한 MCS 시뮬레이션 테스트 솔루션은 EVCC/SEC 데스크톱 수준의 기능 및 통신 개발 테스트, 일관성 및 상호 운용성 테스트, 메가와트 수준의 성능 전력 테스트, EV/EVSE 실제 차량 및 파일 데이터 수집 및 분석을 포괄하여 다양한 차원의 엔지니어 적용 시나리오를 충족합니다(그림 4).
다양한 지역의 MCS/CCS/OCPP/GBT/CHAdeMO 프로토콜을 충족하는 전기차/전기차 충전기 분석, 시뮬레이션 및 테스트 소프트웨어 플랫폼.
이는 소프트웨어에 내장된 보안 통신 모듈로, TLS 1.2/1.3 암호화, PnC 보안 인증서 템플릿, 그리고 주체 신뢰 루트 상호 연결 인증을 지원합니다.
차세대 지능형 충전 보드는 CCS(PLC)/MCS 하드웨어 가이드 회로 시뮬레이션을 제공하며, 물리 계층 오류 시뮬레이션도 지원합니다.
통신 인터페이스 카드는 10BASE-T1S를 지원하여 MCS 고수준 통신 및 MultiDrop 다중 지점 연결을 가능하게 합니다.
최대 충전 전력 3.84MW, 1500V의 테스트 벤치를 제공할 수 있으며, 여기에는 180kW 메인 제어 모듈과 확장을 위한 추가 전원 랙이 포함됩니다.
표준 ISO 15118 테스트 케이스 라이브러리 및 소스 코드 환경(vTESTstudio)을 제공하여 테스터가 표준화된 범위를 넘어 사용자 지정 테스트 시퀀스를 신속하게 구현할 수 있도록 합니다.
중량물 운송 전동화의 핵심 기술인 MCS의 표준화, 신뢰성 및 유연성은 산업 발전 과정에 직접적인 영향을 미칠 것입니다. 향후 표준 개선과 시험 장비의 업그레이드가 지속됨에 따라 MCS는 물류, 항만, 항공 및 건설 기계 분야에 널리 적용될 것으로 기대됩니다.
적절한 개발, 시뮬레이션 및 테스트 도구를 활용함으로써 시스템의 복잡성과 잠재적 위험을 효과적으로 관리할 수 있습니다. Vector가 제공하는 시스템은 높은 유연성과 확장성을 갖추고 있으며, MCS에서 규정한 최대 충전 전력에서의 성능 테스트를 지원합니다. 또한, 툴체인은 다른 충전 표준도 원활하게 지원하여 다양한 프로젝트의 요구 사항을 충족합니다. Vector는 관련 표준화 위원회에 적극적으로 참여하고 있으며, 최신 MCS 표준화 프로세스에 맞춰 솔루션을 신속하게 조정합니다.
게시 시간: 2026년 9월 21일
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