1. 개요
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| 아이오닉 5의 V2L |
V2L이란 Vehicle to Load의 약자로 전기자동차에 탑재된 배터리의 전력을 외부로 끌어다 사용할 수 있는 기술이다.[1] 일반 가정용 전자기기를 전기차에 꽂아 사용할 수 있다. V2L은 통합 충전 시스템과 차량 충전관리 시스템을 통해 별도의 추가 장비 없이 외부로 전력을 공급할 수 있다.[2]
전기차에서 사용되는 V2L 기술은 V2G(Vehicle-to-Grid) 기술이라고도 한다. 이 기술은 전기차와 전력망 간의 양방향 전력 흐름을 가능하게 하는 기술이다. 전기차 배터리는 충전 시 전력망에서 전력을 소비하고, 방전 시 전력망에 전력을 공급할 수 있다. 이 기술을 통해 전기차는 이동식 에너지 저장 장치로서 전력망의 피크 부하를 줄이고, 재생 가능 에너지의 변동성을 완화하는 역할을 한다.
예를 들어, 전력 수요가 낮은 시간대에는 전기차 배터리를 충전하고, 전력 수요가 높은 시간대에는 전기차 배터리의 전력을 전력망에 공급한다. 이를 통해 전력망의 피크 부하를 줄이고, 전력 공급의 안정성을 확보할 수 있다. 여기서 V2G 파일럿 프로젝트가 탄생하였는데, 이는 전기차의 배터리를 활용하여 전력망의 피크 부하를 줄이고, 재생 가능 에너지의 변동성을 완화한다.
이 과정에서 KVL[3]을 적용하여 전력망 내 전압 균형을 유지하고, 각 전기차의 배터리 셀 간의 전압을 모니터링한다. 이를 통해 전력 공급의 안정성을 확보하고, 배터리의 수명을 연장할 수 있다. 또한 전기차가 전력망에 전력을 공급할 때, 전력망 내 여러 노드간의 전압 균형을 유지하여 전력망의 안정성을 높인다. 사용되는 또다른 법칙으로 KCL[4]이 있는데, 이는 전기차 충전소에서 여러 충전기가 동시에 작동할 때, 각 충전기와 충전소 전체의 전류 흐름을 관리한다. 이를 통해 각 충전기의 전류를 균형있게 분배하고, 과부하를 방지할 수 있다.
옴의 법칙을 활용하여 전기차 배터리 충전 및 방전 시 저항을 최소화 할 수도 있는데, 저항이 높을수록 에너지 손실이 증가하므로, 충전기와 배터리 간의 저항을 낮추는 것이 중요하다. 예를 들어, 높은 전도성과 내구성을 지닌 팔라듐을 전기차 충전 포트 및 접속 재료에 도금하여 저항을 최소화하고, 이를 통해 충전 효율을 높일 수 있다.
코드를 꽂을 수 있는 파워 아웃렛(돼지코 모양)이 차량 외부에 1개 설치되어 있으며, 선택 사양으로 내부에 추가할 수 있다. 배터리 최대 용량의 80%까지 사용 가능하다.[5]
이전에도 내연기관 자동차에 12V 파워 아웃렛이 종종 적용되었고, 통상적인 가전제품에 전력을 보급할 수 있는 본격적인 V2L은 2018년 닛산이 전기차인 리프에 처음 적용했으나 별도의 시설이나 인버터가 필요한 V2G(Vehicle-to-Grid)에 가까웠고(#) 상용차가 아닌 승용차에서 별도의 장치나 시설 없이 비교적 단순한 텀블러 크기의 어뎁터나 차체에 달린 콘센트만으로 3.6kW급 전기를 사용할 수 있게 한 것은 2021년 출시된 아이오닉 5이다.
현재 시판되는 차량 중에선 2024년 출시된 쉐보레 실버라도 EV가 10.2kW 수준의 가장 큰 용량을 제공하고 있다. # 이외에도 BYD 아토 3, 미쓰비시 아웃랜더 PHEV, MG ZS EV, 볼보 EX90, GMC 시에라 EV, 캐딜락 에스컬레이드 IQ, 르노 5 E-테크 일렉트릭, BYD T4K, 이티밴, KGM 토레스 EVX, KGM 코란도 EV 등의 차량에서도 브랜드마다 조금씩 다른 명칭으로 V2L과 유사하거나 동일한 기능을 제공하고 있다. #, 테슬라 파워셰어(11.5kW)
일본 지방 정부[6] 10곳에서 BYD와 협약을 체결하여 자연재해가 발생할 경우 전력 공급을 지원한다. #
현대자동차그룹 최초로 전기자동차가 아닌 차종에 V2L이 적용된 차종은 팰리세이드 LX3 하이브리드다.
2. 시스템
2.1. 통합 충전 시스템
통합 충전 시스템은 고전압 배터리와 보조배터리 모두 충전이 가능하도록 개발되었다. 기존 단방향으로만 충전 가능했던 OBC를 개선하여 양방향 전력변환이 가능하다.2.2. 차량 충전관리 시스템
차량 충전관리 시스템은 고전압 배터리에서 통합 충전 시스템으로 전력이 이동하는 것을 관리해 준다.3. 보도 자료
4. 관련 문서
[1] 일부 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차에서도 V2L을 지원한다.[2] 한국전기자동차협회 김필수 회장은 심야 전기를 충전하여 사용하는 'V2L'이 편법이라고 주장한다. # 그러나 수요에 상관없이 생산해야 하는 심야전기를 생각하면 오히려 편법이 아닌 권장되어야 하는 행위이다. 당장 전기차를 보급할 때 거론되던 장점 중 하나가 낭비되는 심야 전기를 저장해두었다가 낮에 사용하는 것이라는 걸 생각해보자. V2L은 그저 이동에 쓰느냐, 생활에 쓰느냐의 선택권을 줬을 뿐이다.[3] 키르히호프의 전압 법칙: 회로의 임의의 폐회로에서 모든 전압 강하의 합은 그 회로를 가로지르는 전압 상승의 합과 같다는 법칙. 즉, 전압의 보존 법칙이다.[4] 키르히호프의 전류 법칙: 회로의 임의의 접점에서 들어오는 전류의 합은 나가는 전류의 합과 같다는 법칙. 즉, 전류의 보전 법칙이다.[5] 설정에 따라 배터리의 20~80%까지 사용범위를 정할 수 있다.[6] 한국으로 생각하면 지방자치단체로 생각하면 된다.