[전기차] CCU (Charging Control Unit)

[전기차] CCU (Charging Control Unit)

전기차의 충전 시스템은 단순히 전력을 공급하는 것이 아닙니다. 고도의 제어와 통신이 필요한 복합적인 시스템이죠. 이 과정에서 핵심적인 역할을 하는 것이 바로 충전 제어 유닛 CCU (Charging Control Unit)입니다. CCU는 충전기와 차량 간 통신을 주도하고, 충전 과정을 안전하고 효율적으로 관리하는 장치이죠. 이번 글에서는 최선 전기차의 필수인 이 CCU에 대해서 알아보겠습니다.

• CCU (Charging Control Unit)
• CCU (Charging Control Unit)의 기능
• CCU (Charging Control Unit)의 종류
• CCU (Charging Control Unit)의 제조사별 명칭
• CCU (Charging Control Unit) 관련 약어
• CCU (Charging Control Unit)의 고장 증상
• CCU (Charging Control Unit)의 수리 비용
• 마치며

 

CCU (Charging Control Unit)

CCU (Charging Control Unit)은 차량내 충전 관련 장치들과 외부 충전기 간의 통신과 전력 흐름을 제어하는 제어 유닛입니다. 차량 내부에서 충전 과정을 총괄하고 제어하며, 충전 인렛, 온보드 충전기 (OBC) , 배터리 관리 시스템 (BMS) , 그리고 외부 충전기 (EVSE) 간의 통신 및 전력 흐름 제어를 담당합니다. 교류(AC)와 직류(DC) 충전에 모두 관여하며, 충전 전략의 실행과 모니터링, 오류 보호 기능까지 포함하고 있죠.

 

CCU (Charging Control Unit)의 기능

 

• 충전기와 통신 (EVSE와 ISO 15118/IEC 61851 기준 통신)
  차량이 어떤 방식으로 충전할지 충전기와 협상하며 충전 조건을 설정합니다.
• AC/DC 충전 모드 전환 제어
  외부 충전기의 타입에 따라 내부 충전 경로를 설정합니다.
• 충전 중 안전 제어
  과전류, 과전압, 접지 이상 등 상황 발생 시 충전을 중지하거나 제한합니다.
• OBC 및 BMS와 연동
  실시간 배터리 상태 정보(BMS)를 기반으로 충전 전압·전류를 결정합니다.
• 통신 프로토콜 변환 및 중계
  차량 내부 CAN 통신과 외부 충전기의 PLC 통신 간의 프로토콜 중계 역할을 수행합니다.

참고

• ISO 15118 - 차량과 충전기 간의 통신을 정의하는 국제 표준(차량-충전기 간 고수준 통신(High-Level Communication, HLC)표준 (스마트 디지털 통신에 초점이 맞춰짐)
• IEC 61851 - 전기차의 전도성 충전 시스템에 대한 국제 표준 시리즈 전기적 안전, 기본적인 통신 신호, 그리고 충전 모드와 같은 더 근본적이고 필수적인 요구사항을 다룸

 

CCU (Charging Control Unit)의 종류

표준화된 종류로 구분되진 않지만, 제조사에 따라 다양한 형태로 설계됩니다. 어떤 충전 표준과 기능을 지원하는지에 따라 구분해 보면 다음과 같습니다.

 

지원하는 충전 표준 및 방식

• AC 충전 전용 CCU - 기본적인 AC 충전(Mode 2, Mode 3)을 위한 통신(PWM 신호 등) 및 제어를 담당합니다. 온보드 충전기와 연동하여 AC-DC 변환 과정을 관리합니다.
• DC 충전 지원 CCU - AC 충전 기능 외에 DC 급속 충전(Mode 4)을 위한 통신 및 제어 기능을 포함합니다. CCS(PLC 통신), CHAdeMO, GB/T 등 지원하는 DC 표준에 따라 통신 프로토콜 처리 기능이 다릅니다. 배터리로 직접 연결되는 DC 전력 흐름과 BMS와의 연동을 관리합니다.
• AC/DC 통합(CCS 등) 지원 CCU - AC 및 DC 충전을 모두 하나의 시스템으로 관리할 수 있는 CCU입니다. CCS 표준에 따른 복합적인 통신(PWM 및 PLC)을 처리하고, 연결된 충전기의 종류에 따라 AC 충전 경로(온보드 충전기 경유)와 DC 충전 경로(배터리 직결)를 전환하거나 제어하는 역할을 합니다. NACS 등 다른 통합 표준을 지원하는 CCU도 포함됩니다.

지원하는 스마트 충전 기능

• 기본 충전 제어 CCU - 기본적인 충전 시작/중지, 전류/전압 제어 등 필수 기능만 제공합니다.
• 고급 스마트 충전 CCU - ISO 15118 표준 기반의 플러그 앤 차지(Plug & Charge), V2G(Vehicle-to-Grid), V2L(Vehicle-to-Load), 스마트 충전 스케줄링, 전력 부하 분산 등 추가적인 스마트 기능을 지원합니다. 이러한 기능은 CCU의 처리 능력과 통신 모듈 성능에 따라 달라집니다.

통합 수준

• 독립형 CCU - 충전 제어만을 전담하는 별도의 제어 장치입니다.
• 통합형 CCU - BMS, VCU(차량 제어 장치) 등 다른 차량 내 제어기에 CCU 기능이 통합된 형태입니다. 부품 수와 배선 단순화에 유리할 수 있습니다.

 

CCU (Charging Control Unit)의 제조사별 명칭

제조사	명칭	구성
현대/기아	CCU (Charging Control Unit)	충전 통신, V2L, OBC 제어 포함
테슬라	Onboard Charger Controller	OBC 일체형, 충전 통신 포함
BMW	Charge Control Unit	통신 및 충전 제어 분리형
GM	HPCM (Hybrid Powertrain Control Module)	충전·주행 통합 제어
르노	EVCC (Electric Vehicle Charge Controller)	충전 통신 전용 제어
아우디	Charge Manager / Onboard Charging Module	충전 통신 + OBC 통합형
벤츠	ECU (Electric Charging Unit)	충전 모니터링 및 제어 전담

 

CCU (Charging Control Unit) 관련 약어

약자	풀네임	한국어
CCU	Charging Control Unit	충전 제어 유닛
EVSE	Electric Vehicle Supply Equipment	전기차 충전기
OBC	On-Board Charger	온보드 충전기 (차량 탑재형 AC→DC 변환기)
BMS	Battery Management System	배터리 관리 시스템
V2L	Vehicle to Load	외부 기기로 전력 공급 기능
V2G	Vehicle to Grid	전력망으로 전력 회송 기능
CAN	Controller Area Network	차량 내 통신 프로토콜
PLC	Power Line Communication	전력선 통신

 

CCU (Charging Control Unit)의 고장 증상

• 충전이 시작되지 않음 - 충전기와의 통신 오류 또는 CCU 통신 회로 불량
• 충전 중 중단 - 과전류/과전압 오류 감지 후 CCU에서 충전 중단
• AC 충전은 되나 DC 충전 불가 - DC 커넥터 통신선 또는 전환 릴레이 고장
• V2L 작동 안 됨 - CCU의 V2L 릴레이/회로 이상 또는 BMS 상태 오류

 

CCU (Charging Control Unit)의 수리 비용

고장 증상	예상 원인	수리 방법	수리 비용
충전기 연결 후 충전 안 됨	CCU 통신 회로 불량	CCU 교체	60만 ~ 120만
DC 충전 불가	DC 충전 통신선 또는 릴레이 고장	통신라인 수리 또는 릴레이 교체	20만 ~ 50만
V2L 동작 안 됨	V2L 릴레이 또는 제어 회로 고장	회로 수리 또는 CCU 교체	40만 ~ 80만
통합형 PEB 내장형 CCU 고장	통합 모듈 내 CCU 고장	PEB 전체 교체	150만 ~ 250만

 

마치며

CCU는 전기차 충전 기능의 중추 역할을 하는 핵심 제어 장치입니다. 단순 통신만을 담당하는 초기 형태에서 진화해, 최근에는 OBC, DC-DC 컨버터와 통합되거나 V2L/V2G 같은 양방향 기능까지 포함하는 고도화된 형태로 발전하고 있습니다. CCU의 신뢰성과 성능은 전기차의 충전 속도와 안전성, 에너지 활용성에 직접적으로 영향을 미칩니다. 그래서 평소의 관리가 중요한 부품입니다. 그래서 평소에 조심해야 할 몇 가지 규칙이 있는데요. 아래의 네 가지를 꼭 지켜주세요!

• 신뢰 가능한 충전기 사용하기
• 충전 도중 기어 조작 금지 - 기어 조작시 충전 프로토콜 통신이 중단됩니다.
• 충전 중 강제 커넥터 제거 금지
• V2L 자주 사용하는 경우 발열 점검 필요

[전기차] 전자식 쿨런트 밸브(Electronic Coolant Valve)

 

[전기차] CCS (Combined Charging System)