V2G 특집 시리즈 (II): "결정론적" V2G 시스템 아키텍처에 대한 심층 분석

이전 V2G 주제 시리즈(1) "상용화의 해에 중국과 유럽은 서로 다른 기술 경로를 택했다"에서는 중국과 유럽의 V2G 차이점과 차량 네트워크 상호작용의 거시적 배경 및 상업적 잠재력을 살펴보았습니다. 산업이 '심해 영역'에 진입함에 따라 기술 구현의 일관성이 대규모 상용화를 위한 핵심 병목 현상이 됩니다.

V2G의 핵심은 충전과 방전이 아니라 자동차를 전력망 자산으로 활용하는 것입니다. 이번 호에서는 유럽에서 성숙한 V2G 솔루션이 갖춰야 할 핵심 기술 요소들을 자세히 살펴보겠습니다.

V2G(차량-전력망) 애플리케이션에서 통신 프로토콜은 전기 자동차, 충전소, 전력망 운영자 및 전기 자동차 관련 이해관계자 간에 안정적이고 안전하며 표준화된 데이터 교환을 가능하게 하므로 매우 중요합니다. 이러한 프로토콜은 전체 통신 체인에 걸쳐 적용되며, 전기 자동차와 충전소 간의 양방향 전력 전송을 위한 고급 통신을 구현하는 데 사용됩니다.

ISO 15118-20은 2022년에 발표되어 양방향 충전의 기반을 마련했으며, 2027년 1월부터 새로 건설되는 모든 공공 및 민간(모드 3) 충전소에 의무적으로 적용될 예정입니다. ISO 15118-20은 전기 자동차와 충전소 간의 상세한 협상 메커니즘을 추가했으며, 여기에는 동적 가격 책정 및 전력망 혼잡 관련 신호가 포함됩니다.

ISO 15118-20은 V2G 기능을 구현하기 위한 유일한 법적 발전 경로입니다. 기존 ISO 15118-2와 비교하여 새로운 표준은 핵심적인 위치를 차지하며, 기술적 혁신은 주로 다음과 같은 사항에 반영되어 있습니다.

• ◉ 양방향 전력 흐름 제어(동적 제어):보다 정밀한 P(유효전력) 및 Q(무효전력) 조절을 통해 전력망 주파수 응답을 지원합니다.
• ◉ 다단계 보안 암호화:공공 전력망에 연결된 차량 자산의 네트워크 보안을 보장하기 위해 더욱 엄격한 TLS 1.3 프로토콜과 상호 인증서 인증을 도입합니다.
• ◉ 플러그 앤 차지:V2G 시나리오에서 신원 인증은 요금 청구뿐만 아니라 차량을 "이동식 에너지 ​​저장 장치"로 신뢰하는 기반을 구축하는 데에도 필요합니다.

3계층 아키텍처의 엔지니어링 재구조화

V2G의 핵심은 단순히 "차량+케이블"로 구성된 하드웨어 스택이 아니라, 계통 연계 시스템 하에서 분산 발전 시스템을 재구성하는 것입니다. 적합한 계통 연계형 V2G 시스템은 세 가지 계층의 협력 기능을 갖춰야 합니다. 첫째, 전기 계층(에너지 교환): AC/DC 양방향 변환기의 고효율 및 저고조파(THD<3%) 구현이 중요합니다. 둘째, 제어 계층(알고리즘 응답): 주파수 강하 제어 및 고장 내성(FRT) 알고리즘의 현지 구현에 중점을 둡니다. 셋째, 시스템 계층(인증): "차량-케이블" 조합의 전반적인 적합성 인증을 확보해야 하며, 이는 유럽 시장 진출에 필수적인 요건입니다.

'결정론적' 제어 구축: 세 가지 핵심 알고리즘

3. 솔루션 수준 응용: V2G 통합 플랫폼의 아키텍처 설계

산업적 깊이를 갖춘 V2G 솔루션은 단순히 "충전소+차량" 솔루션이 아니라, EV-EVSE-CPO-EMS로 구성된 폐쇄형 생태계를 구축하는 것입니다.

4. 결정론적 V2G 시스템 아키텍처

첫 번째 엔지니어링 결정 사항은 인버터를 어디에 설치해야 하는가입니다. 이는 인증 절차와 기술적 책임 범위를 결정합니다.

5. 인증 및 접근 권한

의사 결정권자에게 있어 제품이 검토를 통과할 수 있는지 여부는 표준 시스템에 대한 이해도에 달려 있으며, 여기에는 다음 사항들이 포함됩니다.RfG (EU 2016/631), EN 50549-1, 그리고EN 50549-10.

6. 산업 분석: 2026년은 전환점이 되었습니다

V2G(차량 대 네트워크) 경쟁은 성능 경쟁이 아니라 제어 정확성과 규정 준수 심도 경쟁입니다. ISO 15118-20을 지원하는 하드웨어 플랫폼을 우선시하고 시스템 엔지니어링 접근 방식을 채택하는 것이 진정한 기술적 해자입니다.