[전기차] V2L / V2G 모듈

[전기차] V2L / V2G 모듈

전기차는 최근 단순한 이동 수단을 넘어서 에너지 플랫폼으로 변화하고 있습니다. 그 중심에는 외부 장치로 전기를 공급하는 V2L(Vehicle to Load), 그리고 전력망에 다시 전기를 보내는 V2G(Vehicle to Grid) 기능이 있습니다. 이 기능은 차량에 있는 고전압 배터리에 저장된 직류(DC)를 외부에서 사용할 수 있는 교류(AC) 전력으로 변환하는 기술을 기반으로 합니다. 이 기능을 하는 핵심 부품이 바로 V2L / V2G 모듈입니다.

V2L / V2G 모듈

• V2L / V2G 모듈의 기능
• V2L / V2G 모듈의 종류
• V2L / V2G 모듈의 제조사별 명칭 및 통합 여부
• V2L / V2G 모듈 관련 약어
• V2L / V2G 모듈의 고장 증상
• V2L / V2G 모듈의 수리 비용
• 마치며

 

V2L / V2G 모듈

• V2L(Vehicle to Load) - 차량의 배터리의 전기를 일반 가전 제품 등에 공급하는 기능
• V2G(Vehicle to Grid) - 차량의 잉여 전력을 다시 전력망으로 송전하는 기능

앞서 말했듯이 이 두 기능 모두 고전압 배터리의 에너지를 외부로 전달하는 장치입니다. 그러기 위해서 제어와 변환 장치가 필요하며 그 역할을 수행하는 부품이 V2L / V2G 모듈입니다.

V2G를 지원하는 고속충전기, V2G를 이용하여 차량의 전력을 판매할 수 있습니다.

V2L / V2G 모듈의 기능

 

• 전력 출력 변환 - DC 고전압 → AC 220V(또는 DC 외부 출력)로 변환
• 출력 전류 제어 - 사용 중인 부하 전력을 감지하고 적정 수준으로 조절
• 보호 회로 내장 - 과전류, 단락, 온도 과열 시 출력 차단
• 통신 - BMS 및 CCU와 연동해 전력 출력 허용 여부 판단
• 역전류 방지 - 전력 역류로 인한 배터리 손상을 막음 (특히 V2G에서 중요함)

 

V2L / V2G 모듈의 종류

V2L / V2G 모듈은 표준화된 종류로 딱 잘라나누기는 어렵습니다. 대신 주로 제공하는 기능의 범위와 시스템 구성 방식에 따라 구분해 보겠습니다.

 

지원하는 기능의 방향성

• V2L (단방향 AC 출력) 모듈:가장 기본적인 형태입니다. 차량의 DC 배터리 전력을 외부에서 사용할 수 있는 AC 전력(예: 220V)으로 변환하여 공급하는 기능만 수행합니다. 전력망으로 다시 보내는 기능(V2G/V2H)은 없습니다. 주로 차량 내부에 탑재되어 콘센트 형태나 충전 포트 어댑터 형태로 제공됩니다.
• V2G/V2H(양방향 AC 입출력) 모듈 차량 배터리 전력을 AC로 변환하여 외부로 보내는 것(방전)뿐만 아니라, 외부 AC 전력을 받아 차량 배터리를 충전하는 것(충전)까지 양방향으로 전력 변환 및 제어가 가능한 모듈입니다. 전력망과 연동하여 충전/방전 시점을 제어하고, 전력망 요구사항(주파수, 전압 동기화 등)을 맞춰야 하므로 V2L 전용보다 훨씬 복잡하고 고도화된 기술을 요구합니다. [V2H(Vehicle-to-Home)는 V2G의 일종으로, 전력을 가정으로 공급하는 것에 초점을 맞춘 기능입니다]

시스템 구성 방식 (모듈의 위치)

• 온보드 (On-board) 방식 - V2L/V2G 기능을 위한 인버터 및 제어 회로가 차량 내부에 탑재된 형태입니다.
  • V2L의 대부분은 온보드 방식입니다.
  • 일부 V2G/V2H 차량도 온보드 양방향 인버터를 탑재합니다. 이 경우, 차량이 충전/방전 인렛(CCS 등)을 통해 외부 전력 시스템(V2G 충전기, V2H 시스템 등)과 연결됩니다.
• 오프보드 (Off-board) 방식 - V2G/V2H 기능을 위한 양방향 인버터 및 제어 회로가 차량 외부에 있는 충전기 또는 별도의 장치에 탑재된 형태입니다. 차량은 고전압 DC를 외부 장치로 보내고(DC 충전 포트 사용), 외부 장치가 이 DC를 받아 AC로 변환하여 전력망이나 가정으로 공급합니다. 이 경우 차량 자체에는 양방향 AC 변환 모듈이 필요 없고, DC를 외부로 보낼 수 있는 회로만 있으면 됩니다.

지원 전력 용량

• 소용량 (수 kW급) - V2L 기능 등 일반 가전제품이나 공구 사용에 적합합니다.
• 중용량~대용량 (수십 kW급 이상) - V2H(가정 백업) 또는 V2G(전력망 참여) 기능에 적합하며 더 높은 출력과 안정성을 요구합니다.

지원 AC 형태

• 단상 AC 출력 - 일반적인 가정용 전원(220V) 공급에 사용됩니다.
• 삼상 AC 출력 - 일부 산업용 장비나 삼상 전력을 사용하는 시스템에 공급하기 위해 필요할 수 있습니다.

 

V2L / V2G 모듈의 제조사별 명칭 및 통합 여부

제조사	모듈 명칭 또는 위치	비고
현대/기아	PE 시스템 내 인버터에 V2L 기능 내장	차량 외부 커넥터(V2L 케이블)로 연결
테슬라	V2L/V2G 공식 미지원	최근 모델 일부에 테스트 중
BMW	V2L/V2G 미탑재 또는 실험적 도입 단계
GM	Ultium Power Switch에 V2L/V2G 기능 포함 예정	V2G 시범 운영 중
르노	PEB 내 통합 또는 외부 출력포트 제공	일부 모델에 한정
벤츠	Intelligent Thermal Management와 별도로 개발 중	미공개 또는 시범 차량 존재
아우디	Premium Platform Electric(PPE)에서 일부 기능 통합	RS e-tron GT 등에서 시범 적용

 

V2L / V2G 모듈 관련 약어

약자	풀네임	한국어
V2L	Vehicle to Load	차량 전력을 외부 기기로 공급
V2G	Vehicle to Grid	차량 전력을 전력망으로 송전
BMS	Battery Management System	배터리 관리 시스템
PEB	Power Electronics Box	전력전자 통합 모듈
CCU	Charging Control Unit	충전 제어 장치

 

V2L / V2G 모듈의 고장 증상

• V2L 케이블 연결했는데 출력이 없음 - 릴레이 오작동 또는 모듈 손상
• 가전기기 연결 시 전원 불안정 - 인버터 내부 정류 회로 문제
• 차량 측 경고등 점등 후 출력 차단 - PEB 과열 또는 통신 오류
• V2G 기능 활성화 실패 - CCU 또는 BMS와의 통신 문제

 

V2L / V2G 모듈의 수리 비용

고장 증상	예상 원인	수리 방법	수리 비용
외부 출력이 되지 않음	릴레이 회로 불량 또는 내부 단락	V2L 회로 수리 또는 모듈 교체	30만 ~ 80만
출력 중 전기 불안정	인버터 전력 변환 회로 손상	인버터 회로 수리	50만 ~ 120만
통신 불량으로 V2L/V2G 작동 불가	CCU/PEB 내부 통신 회로 문제	진단 후 관련 회로 수리	40만 ~ 100만
통합형 인버터/PEB 불량	전체 통합 모듈 문제	PEB 전체 교체	150만 ~ 300만 이상

 

마치며

최근 캠핑 등의 야외 활동이 많아지면서 V2L과 V2G의 기능이 많이 필요로 해 졌습니다. V2L / V2G 모듈의 기능만 있으면 어느 곳이든 전력을 확보해서 여러 장치들을 안정적으로 사용할 수 있기 때문에 V2L, V2G는 전기차를 단순한 차량을 넘어서 이동하는 전력 인프라로 작동할 수 있게 해주는 것이죠. 차량의 성능에 직접적인 영향을 주는 기능을 하는 것은 아니지만 인간의 삶에 편리함을 추가하는 중요한 기능을 담당하고 있죠. 그래서 전기차가 단순한 이동 수단을 넘어 삶의 효율적인 동반자가 될 수 있도록 돕는 중추적인 역할을 하는 장치입니다.

 

[전기차] CCS (Combined Charging System)

 

[전기차] 전자식 쿨런트 밸브(Electronic Coolant Valve)

 

[전기차] CCU (Charging Control Unit)