이제 전동화 모빌리티는 승용차만의 영역이 아닙니다. 점점 더 많은 전기 트럭, 버스 및 기타 대형 차량이 도로에 등장하면서, 한 가지 사실이 분명해지고 있는 점은 충전 기술이 이에 발맞추어 발전해야 한다는 점입니다. 이 지점에서 메가와트 충전 시스템(MCS) 이 등장합니다. MCS는 대형 전기차를 위한 고전력 도체식 DC 충전의 국제 표준입니다. 이 표준은 1 MW 이상의 충전 속도로 대용량 배터리 팩을 합리적인 시간 안에 충전할 수 있도록 설계되었습니다. 이를 위해 MCS 표준은 최대 3,000 A의 전류와 최대 1,250 V의 전압을 명시하여 최대 3.75 MW의 전력 수준을 지원합니다. 원래는 대형 상용차용으로 설계되었지만, 그 잠재력은 항공우주, 해양, 농업 분야까지 확장될 수 있습니다. 승용차 충전과 마찬가지로, 전기차(EV)와 충전 스테이션(EVSE, electric vehicle supply equipment) 간의 스마트한 통신은 MCS에서도 핵심적인 요소입니다. MCS에서는 이 통신이 ISO 15118-20 프로토콜과 10BASE-T1S Automotive Ethernet 기술을 기반으로 이루어집니다. 이 두 가지 기술은 모두 당사의 Smart Charging Solution에서 지원됩니다.
동시에 전력 인프라, 다시 말해 전력망과의 연계는 특히 MCS 맥락에서 점점 더 중요한 요소가 되고 있습니다. 이를 해결하기 위해 ISO 15118-20 통신 프로토콜은 동적 충전(dynamic charging)이라 불리는 부하 조정 모드를 도입하였습니다 . 이 모드는 충전 스테이션이 현재 전력망 상태에 따라 유연하게 반응할 수 있도록 합니다. 반대로 ISO 15118-2에서 이미 정의된 예약 충전(scheduled charging) 모드는 차량의 요구를 우선합니다.
과제: MCS 충전에서의 통신 검증
신뢰할 수 있는 메가와트 충전을 보장하기 위해 EV와 충전 스테이션 간의 통신은 철저히 검증되어야 합니다. 이 사용 사례에서는 전기 트럭과 같은 대형 차량의 EV 통신 컨트롤러(EVCC, electric vehicle communication controller) 테스트에 초점을 맞춥니다. 이를 위해 충전 스테이션의 통신 컨트롤러( SECC, supply equipment communication controller )가 제어된 테스트 환경에서 시뮬레이션됩니다. 이를 통해 개발자는 실제 충전 스테이션에 접근하지 않고도 충전 과정에서 EVCC의 동작을 검증하고 세밀하게 조정할 수 있습니다.
당사의 Smart Charging Solution은 MCS 환경에서 EVCC와 SECC 간의 통신 및 전기적 인터페이스를 정밀하게 시뮬레이션하고 제어할 수 있도록 합니다.
해결 과제
메가와트 충전 개발자에게 EVCC 테스트는 복잡한 도전 과제입니다. MCS 통신은 엄격한 타이밍 요구사항과 높은 데이터 속도를 가진 ISO 15118-20 및 10BASE-T1S 와 같은 복잡한 프로토콜과 기술을 포함합니다.
실제 MCS 충전 스테이션은 초기 개발 단계에서 거의 사용이 불가능하여 현실적인 조건에서 테스트하기 어렵습니다. 또한 다양한 EVSE 구성과의 상호운용성을 보장하고 엣지 케이스를 시뮬레이션해야 하는 점은 복잡성을 더욱 높입니다. 개발자는 컨트롤러의 강건성을 확보하기 위해 광범위한 충전 동작, 결함 조건 및 엣지 케이스를 시뮬레이션해야 합니다. 적절한 툴이 없다면 이러한 도전 과제는 개발 속도를 늦추고 비용을 증가시키며 시장 출시를 지연시킬 수 있습니다.
dSPACE 솔루션
MCS 테스트의 도전 과제를 해결하기 위해 dSPACE는 관련 충전 통신과 전기적 인터페이스 검증을 위한 강력한 엔드 투 엔드(end-to-end) 솔루션을 제공합니다. 당사의 Smart Charging Solution은 실제 충전 인프라에 의존하지 않고도 EV와 충전 스테이션 간의 통신 및 전기적 인터페이스를 시뮬레이션하고 제어할 수 있게 합니다.
전형적인 테스트 구성에는 Smart Charging Plug Simulator MCS , DS5366 Smart Charging Interface , SCALEXIO HIL 시스템 이 포함됩니다. 이 시스템들은 메가와트 충전 시스템의 SECC 측을 에뮬레이션하고 MCS 작동에 필요한 신호를 제공합니다. 즉시 사용 가능한 ControlDesk 레이아웃은 MCS 특화 테스트 케이스 실험을 단순화합니다. 이 구성으로 당사의 솔루션은 결함 조건에서도 현실적이고 재현 가능한 테스트 시나리오를 가능하게 합니다. 또한 당사의 솔루션은 ISO 15118-2에서 정의된 플러그 앤 차지(PnC) 기능과 ISO 15118-10에서 정의된 10BASE-T1S Automotive Ethernet을 지원하여, 고전력 수준에서 빠르고 안전하게 충전해야 하는 대형 전기차 테스트에 이상적입니다.
다양한 ECU 개발 단계에서 충전 통신 테스트를 지원하기 위해 dSPACE 솔루션은 ISO 15118-20에서 공식적으로 요구하는 TLS 1.3 암호화부터 ISO 15118-2에서 정의된 TLS 1.2, 그리고 암호화를 적용하지 않는 테스트 시나리오까지 유연한 암호화 옵션을 제공합니다. 더불어 dSPACE 솔루션은 ISO 15118-2 및 ISO 15118-20에서 정의된 예약 충전 모드뿐 아니라 ISO 15118-20에서 새롭게 도입된 동적 충전 모드도 지원합니다.
실제 전력 측면에서 dSPACE는 MCS 전용 전력 수준 충전 테스트 시스템 도 제공합니다.
이 엔드 투 엔드 테스트 솔루션을 통해 개발자는 개발 프로세스를 가속화하고 상호운용성을 보장하며, 강건하고 미래 지향적인 MCS 충전 시스템을 더 빠르게 시장에 출시할 수 있습니다.
