결합충전

결합충전(CCS, Combined Charging Systems)은 DC 콤보 방식을 사용하는 전기차 충전 표준 규격이다. 1개의 충전구로 완속충전·급속충전을 할 수 있고, 급속충전 속도가 빠른 것이 장점이다. 하지만 무게가 무겁고, 주파수 간섭이 발생할 경우 충전 정보를 원활히 제공할 수 없다는 단점이 있다. 북미 시장을 제외한 글로벌 시장에서 가장 높은 점유율을 가지고 있다.

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상세

CCS는 완속충전 시 사용하는 AC 충전기와 급속충전 시 사용하는 DC 충전기의 핀이 하나의 충전 표준에 있다는 뜻을 가진 전기차 충전 규격이다. 글로벌 전기차 시장은 국제자동차기술자협회(SAE International)의 주도하에 CCS 충전방식이 대세를 이뤄 왔다. 테슬라(tesla)를 제외한 거의 모든 전기차 제조사와 충전기 관련 업체들이 전기차에 적용하고 있는 CCS 충전규격은 전기차를 충전하기 위한 표준화된 충전 프로토콜로 교류(AC)는 물론 직류(DC) 충전을 모두 지원한다. 완속충전은 물론 고용량의 급속충전이 가능할 뿐 아니라 다양한 충전 인프라와 호환을 할 수 있는 것이 장점이다. 또한 CCS 프로토콜에는 충전소와 차량 간의 통신 기능도 포함되어 있어 인증, 청구, 실시간 데이터 교환과 같은 고급 기능을 사용할 수 있다. 이러한 통신은 안전하고 효율적인 충전을 보장하고 스마트 그리드 통합 및 수요 관리가 가능한 것이 특징이다. 흔히 주변에서 볼 수 있는 전기차 충전기의 커넥터 대부분의 모양이 다르긴 하지만 이러한 CCS 충전규격을 갖추고 있다. CCS 충전 커넥터는 완속충전을 위한 AC 커넥터와 급속충전을 위한 DC 커넥터로 구성된다. 충전 커넥터의 형상에 따라 CCS 타입1과 CCS 타입2, AC3상, 차데모, GB/T 등으로 구분된다. 대한민국과 미국에서는 흔히 DC콤보1, 유럽의 경우 DC콤보2 타입이 충전 커넥터로 주로 사용되고 있다. 글로벌 충전기 시장에서 CCS는 유럽 시장을 중심으로 성장할 전망이다. 글로벌 시장조사업체 프리시던스 리서치(Precedence Research)에 따르면 CCS의 전 세계 점유율(금액 기준)은 2021년 38.7%에서 2027년 48.0%로 뛸 전망이다.

비교

NACS

NACS와 CCS 방식의 가장 큰 차이는 충전구 모양 등 외관에서 드러난다. 충전포트의 사이즈와 중량 기준 CCS 대비 NACS가 컴팩트하고 가볍다. CCS는 완속충전 역할을 하는 핀 부분의 하단부에 급속충전 역할을 하는 핀이 붙은 형상이기 때문에 사이즈가 크다는 단점이 있다. 이에 반해 NACS는 완속충전용 AC용 핀과 DC용 핀이 한 쌍에서 해결되기 때문에 상대적으로 콤팩트하다는 장점이 있다. 또한, 테슬라 슈퍼차저는 수냉식 냉각시스템과 충전기와 차량간 소통을 담당하는 Pilot 핀들 (PE, CP)의 사이즈도 최적화하여 전체적으로 CCS 대비 사용자 편의성을 개선했다. 전기차 충전기의 작동 방식에도 양측은 큰 차이를 보인다. 통신 방식은 크게 전력선통신(PLC)과 계측 제어기 통신망(CAN)으로 나뉘는데, PLC는 차와 충전기뿐만 아니라 계량기, 전기배전계통과 연결돼 원격점검 등이 가능하다. 그러나 CAN은 충전기와 차량 간 통신에 그쳐 확장성이 떨어진다는 단점이 있다. 차량 배터리에서 외부 전원을 뽑아쓸 수 있는 V2L(Vehicle to Load)도 CAN 방식에서는 사용하기 어렵다. 현재 CCS를 따르는 전기차 메이커는 PLC를 채택한 반면 테슬라는 대다수가 CAN으로 이뤄진다. CAN 방식의 한계를 절감한 테슬라는 PLC가 가능한 슈퍼차저를 늘리는 중이다.

그리고 충전 커넥터가 다양한 CCS와 달리 NACS는 독자적인 전용 충전 커넥터를 사용하므로 일반적인 CCS 충전규격인 DC콤보나 차데모와 같은 표준 충전기 커넥터와 호환되지 않는다. 이 때문에 테슬라 운전자들이 공용 전기차 충전소 급속충전을 하려면 별도의 호환 어댑터를 구비해야 한다. 하지만 미국에는 일반 전기차 충전소보다 훨씬 많은 1만 2,000여개의 슈퍼차저 전용 충전소가 존재한다. 이전보다 충전 속도가 빠른 V3 슈퍼차저까지 등장하여, 단일 충전커넥터임에도 불구하고 충전 인프라와 충전 속도면에서 CCS 규격보다 사용 편리성이 월등하다는 평가를 듣고 있다. 이 때문에 최근 미국 자동차 업계를 중심으로 기존 CCS 충전 인프라를 대신해 테슬라의 NACS 규격을 도입하겠다는 업체들이 늘어나고 있다. 포드(Ford)는 2023년 5월 말 테슬라와의 제휴를 통해 2024년 초부터 포드 전기차 소유자가 테슬라의 슈퍼차저 충전네트워크를 사용할 수 있도록 별도의 호환 어댑터를 보급하고 있다. 여기에 더해 2025년 이후 출시되는 차세대 전기차에 CCS 충전규격 대신 NACS 충전커넥터를 탑재할 것이라고 발표했다. 제너럴모터스(GM)도 2023년 6월 초, 2025년부터 신형 전기차에 NACS 커넥터를 장착하고 2024년 초부터 슈퍼차저를 이용할 수 있게 할 것이라고 밝혔다. 이외에도 많은 전기차 제조사와 충전 인프라 관련 업체들이 NACS 규격을 새롭게 도입할 예정이라고 밝히고 있다. 이러한 추세로 보면 적어도 미국에서는 테슬라 NACS가 CCS 규격을 대신해 새로운 표준 전기차 충전규격으로 자리 잡을 가능성이 높은 실정이다. 미국 정부가 전기차 보조금 지원과 관련해 인플레이션 억제법에 따라 전기차 보조금을 받을 수 있는 충전기는 반드시 CCS 연결을 지원해야 한다고 규정하고 있지만, 국제자동차기술자협회가 CCS의 대안으로 NACS 커넥터 보급을 지원하기 위해 노력할 것이라고 밝혔기 때문이다.

CCS 핀 배치도

타입	종류	명칭	역할
CCS1	L1	AC 단상	교류 전류 이동
CCS2	L1	AC 1상	교류 전류 이동
	L2	AC 2상	교류 전류 이동
	L3	AC 3상	교류 전류 이동
	N	중성선	교류 회로의 복귀 경로
공통	PP	Proximity Pilot	차량 커넥터 상태 확인
	CP	Control Pilot	충전 전류 상태 확인
	PE	접지	접지
	DC +	DC 양전류	직류 전류 이동
	DC –	DC 음전류	직류 전류 이동

참고자료

• 김혜란 기자, 〈테슬라 vs 현대차, 충전방식 표준화 경쟁···"전력선 통신 다양화 등 관건"〉, 《아주경제》, 2023-06-26
• 김아롱 칼럼니스트, 〈(아롱 테크) 차 보다 뜨거워진 충전 전쟁 '테슬라 슈퍼차저 vs DC콤보' 승자는?〉, 《오토헤럴드》, 2023-06-29
• 〈테슬라 충전 규격 NACS와 CCS 비교〉, 《기어트렌드》, 2023-06-22

같이 보기

• 낙스

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