더 뉴 니로 플러그인 하이브리드 충전 방법 정리

 

사실 더 뉴 니로 플러그인 하이브리드(이하 니로 플하)만의 충전 방법은 아니고, 전기차 전반에 해당되는 충전 방법이다. 다만내 차가 니로 플하이므로 차 후기를 쓰는겸 정리해보려고 한다.

일단 결론은, 니로 플하는 완속충전밖에 안되고 이게 최고라는 것이다...

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1. 단위

먼저 단위를 정리해보자.

킬로와트시(kWh)는 전기에너지의 양을 의미한다. 원래의 의미는 한시간동안 어떤 kW가 생성/사용한 에너지의 양인데, 그렇다면 kW가 무엇인지 알아야하므로, kWh를 먼저 알아놓는게 편할 것 같다. 단위는 1kWh가 3600kJ에 해당하는데, 1시간이 3600초라서 '3600'이라는 숫자가 나온 것이고, kWh와 kJ이 같은 개념이라는 것을 이해하면 된다. 줄(J)은 에너지의 양이라고 생각하면 되는데 더 간단히 말하자면 1L나 40L의 석유를 태울 때 나오는 에너지의 양을 kWh 또는 kJ로 표시한다고 이해하면 될 것이다. 같은 방법으로 음식을 태울때 나오는 에너지의 양을 kJ또는 Cal(킬로칼로리)로 표시하고(뱃속에서 천천히 태우는게 소화), 핵폭탄을 폭발시켰을 때 나오는 에너지의 양도 kJ같은 단위로 표시한다. 우리가 전기차를 탈 때 kWh라는 단위는 기름이 몇L인지와 같다고 생각하면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

충전기로 따지면 충전기의 충전량이 50kWh라고 한다면 50kWh의 에너지를 배터리에 넣었다고 생각하자. 기름 넣은 것과 똑같은 의미다. 이 때에는 시간의 개념이 없다.

 

킬로와트(kW)는 일을 나타내는 단위이다. 다르게 말하면 단위 시간(1초)동안 사용/충전하는 전기에너지이다. 용량뿐 아니라 시간의 개념이 함께 들어가 있다. 예를 들면 50kW는 7kW보다 같은 시간동안 약 7.1배 더 빨리 충전할 수 있다는 말이다. 급속충전기는 50kW급이 많고, 완속 충전기는 7kW이 많으므로 단순히 계산하면 급속 충전기가 7.1배 더 빠르게 전기를 충전한다고 생각하면 된다. 이 때에는 시간의 개념이 함께 들어가 있으므로, 50kW와 7kW 중 어떤게 더 많이 넣었냐는 질문에는 시간이 있어야 정확히 답변할 수 있다. 50kW로 1초 충전해봤자, 7kW로 하루종일 충전한 것보다 충전된 에너지양 자체는 적을 수 밖에 없다.

충전기로 따져보자. 50kW의 급속충전기로 1시간을 충전하면 이론상 50kWh가 충전된다. 7kW의 완속충전기로 1시간을 충전하면 7kWh가 충전되고, 7.14시간 정도를 충전가면 50kWh가 충전된다. 즉, 시간만 더 투자하면 같은 양을 충전할수는 있다. 주유소로 굳이 생각해보면 주유구의 지름이라고 생각해도 될 것 이다. 기름을 얼마나 빨리 넣는지를 kW로 표현할 수 있을 것이다. 물론 차가 얼마나 전기를 빨리 쓰는지의 출력도 kW로 쓸 수 있다.

 

2. 완속? 급속?

전기차 또는 플러그인 하이브리드 차량의 배터리를 충전하려면 두가지 충전 방법에 대해서 알아야 하는데, 첫 번째가 완속 충전이다. 말그대로 (급속에 비해서) 느리게 충전한다. 반대말로는 급속 충전이 있다. 기름을 차에 넣는 것과는 다르게, 급속/완속 충전은 에너지를 채우는데 걸리는 시간이 길기 때문에(=운전을 못하므로) 충전에 걸리는 시간이 중요하다.

위에서 언급했듯이 완속은 7kW급이 많은데 회사마다 세부적으로 차이가 있긴하다.

급속은 50kW급도 있고, 100kW급도 있는데 중요한 것은 충전속도가 계산과 완전 같지는 않다는 것이다. 배터리 수명이나 안전성과 관련하여, 약 80%정도 이상이 되면 충전속도가 감소하므로 50kW 충전기에 1시간 충전한다고 50kWh가 완전히 다 충전되지는 않는다(급속 충전속도는 소프트웨어적으로 제어하므로 회사마다, 차종마다 양상이 모두 다르다).

확실한 것은 7kW급과 50kW급은 약 7.1배 차이가 나므로, 급속충전 30분할 정도를 완속충전은 3시간 30분 정도가 걸린다는 것이다. 이정도면 잠깐 충전해야할 일이 있는 경우는 큰 체감차이가 날 수 밖에 없지만, 반대로 밤에 충전을 시작해서 하루종일 꽂아놓는 상황이면 완속충전도 좋은 선택일 수 있다는 것이다. 

그리고 급속 충전은 충전기를 운영하는데 몇가지 제약사항이 있어서 이동형 충전기가 없고, 곳곳에 설치된 공용급속충전기로 충전을 해야한다(EV infra 앱 참고). 또한 급속 충전기의 종류도 DC차데모, DC콤보 등 몇가지가 있어서 미리 알아보아야 한다.

3. 이동형?고정형?공용?비공용?부분공용?

일단 공용과 비공용에 대해서 구분을 하자면, 공용 충전기는 행정복지센터나 이마트 같은 곳에 있는, 카드만 갖다대면 아무나 충전할 수 있는 충전기이다. 보통 시간제한이 있는 곳이 많다. 급속 충전기는 대부분 공용으로 알고 있다. 비공용 충전기는 개인이 집에 설치한 충전기(=내꺼)이거나, 아니면 아파트 단지 등에 설치되어 주민만 이용할 수 있도록(=부분공용) 외부에는 따로 표시되지 않는 충전기이다. 비공용이라고 하긴 했지만, 아무에게나 오픈된 공용이 아니라는 말이다. 주인에게 허락맡고 꽂아보면 보통 충전은 된다. 물론 이 때도 충전기에 카드 등을 대서 충전을 결제해야한다.

이동형 충전기는 개인이 들고다닐 수 있도록 만든 충전기인데 대부분 출력이 낮은 편이라서 고정형에 비해 더 오래 걸린다. 보통 3kW급이니까 고정형 충전기에 비해 절반 정도의 속도라고 보면 된다. 이것도 몇가지가 있는데 파워큐브 같은 회사에서 판매하는 제품과, 그냥 220V에 꽂아서 쓸 수 있는 휴대용 긴급 충전기가 있다(아이오닉이나 니로EV의 옵션). 220V에 꽂아서 쓰는 충전기는 그냥 세월아네월아 천천히 충전되고, 다른 전기제품이랑 동일하게 취급되기 때문에 누진세가 적용된다. 즉, 시골 부모님댁에서 급할 때는 써도 되는건데, 이걸 주력으로 충전한다면 엄청난 배터리 용량을 채우느라 시간도 엄청 걸리고, 누진세 때문에 전기세가 엄청 나온다는 말이다. 그래서 옵션으로 안사도 되고, 쓸일도 실제로는 거의 없다. 이동식으로 충전할거면 파워큐브 같은 회사의 이동형 충전기를 사야 우리가 원하는 방법으로 싸게 충전할 수 있다. 이 제품들은 개인정보를 등록해서 사용하는 방식이다.

고정형 충전기는 말그대로 고정되어 있다는 말이다(즉, 공용도 있고 비공용도 있다). 보통 이 경우에는 7kW급이 많아서 이동형충전기보다 빠르게 충전할 수 있는 장점이 있다. 시골 가정집에도 고정형 충전기를 설치할 수 있는데 별도의 신청과정이 필요하긴 하지만 업체의 전기차 요금제를 적용하고, 누진세를 걱정안해도 되므로 꼭 설치하는 것이 좋다.

난 운좋게도 아파트 단지에 파워큐브의 완속 공용충전기가 있어서 항상 사용하고 있다.

4. 니로 플하의 충전방식?

니로 플하는 급속 충전이 불가능하다. 즉, 완속으로만 가능하므로 선택지는 줄어든다. 7kW급 고정형 충전기로 충전시 완충까지 약 2시간 30분~3시간 정도가 걸린다. 니로 플하의 리튬이온배터리는 8.9kWh의 용량인데, 단순계산이면 2시간도 안걸려야 하지만 안전성을 위해서 제한한 것 같다. 예전, 부모님 집에서 휴대용 220V충전기로 충전해보니 3시간30분 정도가 걸린 걸 보면, 이건 느려서 안전하니까 괜찮은 듯 하다.

5. 충전금액?

이건 너무나 상황이 다양해서, 몇가지를 정리해야 할 것 같다. 일단 220V 휴대용 충전케이블은 누진세가 적용되므로 일반적인 충전방법으로 적용하기엔 부적절하다. 물론 이렇게 충전해도 되겠지만 스탠드형 에어컨의 한시간동안의 소비전력이 2kWh 내외, 전기오븐이 2.8kWh라는 점을 생각한다면, 꽤나 8.9kWh는 가정에서 매일 쓰기엔 많은 소비량인 셈이다. 그냥 업체를 통해서 공용/비공용 충전기에서 충전하는 게 훨씬 좋을 것 같다.

업체는 여러가지가 있겠지만, 파워큐브의 설치형 공용충전기의 가격은 다음과 같다. 

 

엑셀로 대략 만들어봤어 보았다. 만들고나서 보니 단위를 못적었는데, 부가세 포함하여 원/kWh이다. 또한 2020년 6월에 해당하는 요금이고, 앞으로는 더 비싸질 것이므로 주의해야 한다.

표를 보는 법은 일단 부하별시간대에서 충전하는 월과 시간을 확인해서 계절이 언제인지, 어떤부하시간대인지 확인한다. 그 후 그 계절의 부하시간대별 단가를 위의 표에서 확인한다. 그리고 그 단가와 충전량을 곱하면 나온다.

예를 들어 6월 어느날 18시부터 20시30분까지 충전을 한다면,여름철 중간부하 시간대에 해당하므로 1kWh에 70원(고압기준. 7kW급으로 완속충전시 고압으로 취급하는 듯 하다)의 단가가 적용된다. 따라서 8.9kWh 정도를 완전충전한다면 613원이다. 5월 어는날 19시부터 22시까지 8kWh를 충전한다면, 봄,가을철 중간부하 시간에 해당하므로 1kWh당 43원의 단가를 적용받고, 총 344원을 충전하는 셈이다. 

 

만약 일반 가정에서 휴대용 케이블로 충전한다고 하면 '충전량 * 가정에서의 전력량요금' 으로 계산하면 될 것이다. 다만 이렇게 할 경우 누진세가 적용(가장 싼 첫 100kWh까지는 60.7원/kWh이다) 되므로 가정에서 긴급하게 충전할 일이 아니면 꼭 별도의 전기차 충전시설을 설치하여 충전하자.

주소는 https://www.ev.or.kr/portal/buyersGuide/chargerSetup?pMENUMST_ID=21549

저공해차 구매보조금 지원 : 저공해차 통합정보 누리집

여기서 정보를 참고하면 된다.

6. 니로 플러그인 하이브리드의 충전방식

주변 정보를 더 많이 쓴 것 같은데, 니로 플러그인 하이브리드의 충전방식은 완속충전만 가능하다. 7kW급 완속충전기 또는 2~3kW급인데, 주로 공용충전기로 사용가능한 것들은 7kWh급 완속충전기이며 완충까지 약 2시간 30분 ~3시간 정도 소요된다. 2~3kWh급은 3시간 30분 정도 걸린다. 충전기의 출력은 2배 이상인데 시간이 왜 절반이 아닌 이유를 추측한다면 위에서 말한 것 처럼 안정성을 위해 소프트웨어적으로 제어하는 것 같다.

급속충전기는 사용할 수 없으므로 EVinfra 와 같은 충전 어플을 사용할 때 완속 충전기를 꼭 확인하자. 의외로 완속은 없고 급속만 있는 곳이 많다. 만약 회사에서 정기적으로 충전할 필요가 있다면 미리 회사와 얘기를 해보는 것이 좋을 것이다.

※급속충전기를 변환 젠더를 이용해서 완속으로 충전할 수는 있지만, 순수 전기차 이용자에게는 피해가 될 수 있으니 되도록 안쓰는 것이 좋다.

 

7. 평균 충전 금액

매일 출퇴근을 하면서 대략 기록을 보면 8.9kWh를 모두 쓰는 경우는 잘 없었다. 니로 플하는 15% 이하일 때 EV모드가 해제되고, HEV모드로 전환되며 엔진이 개입해서 배터리가 10%이하로는 거의 내려가지 않기 때문이다. 완전방전이 불가능 하지는 않아 보이는데 아주 저속을 유지하며 집에 계속 가면 전기를 다 쓰겠지만 작정하고 실험하는 경우가 아니면 그런 경우도 잘 없고, 가다서다를 반복하는 시내주행이 많아도 회생제동과 엔진의 개입으로 10~15% 정도를 유지하면서 집에 도착하기 때문이다.

충전기록을 보며 충전을 가장 많이 했을 때가 8.69kWh 였는데 밤새 블랙박스가 작동하면서 배터리를 꽤 써서 이렇게 많이 충전한 것 같다. 9.01kWh인 적이 있는데 배터리 용량보다 많이 쓸리가 없으므로 이 날도 블랙박스가 전기를 꽤 많이 써서 이렇게된 듯 하다. 

어쨌거나 블랙박스를 쓰는 것 까지 포함해도 넉넉잡아 완충에는 거의 8.9kWh정도를 사용한다고 가정한다(정말 다쓰진 않지만..). 완속고압충전기(7kW)를 사용 시 금액은 파워큐브의 경우 위의 표와 같은데, 보통 퇴근 후에 충전을 시작한다고 가정하면 '중간 부하' 시간대에 충전한다고 할 수 있다. 전기세는 계절별로도 다른데, 계절당 개월을 고려해서 연간 평균월간전력요금을 계산하면 경부하는 40.2원, 중간부하는 56.1원, 최대부하는 63.1원이 나온다(가격*계절별 개월수 / 12).

즉 매일 8.9kWh를 중간부하시간대에 충전한다면  하루에 488원이 된다. 실제로는 8.9kWh보다 적게 쓰니 배터리를 15%남기고 도착(7.6kWh사용)했다고 할 수도 있다. 표를 만들어보면

위와 같은 일일 완전충전요금(?) 표가 만들어진다. 예를 들어 경부하 시간대에 고압완속충전기에서 8.9kWh를 충전하면 357.5원, 7.6Wh를 충전하면 305.3원이고, 최대부하시간대에 완충시 561.4원 ~ 479.4원이다. 이 표의 금액은 계절당요금을 평균냈으므로 여름이나 겨울은 좀 더 나올 것이고, 봄,가을은 조금 적게 나올것이다.

내가 8.7kWh를 충전할지, 7.6kWh를 충전할지 어떻게 알수있냐는 질문을 할 수도 있는데, 이는 실제 충전 량이 조금씩 다르므로 충전비용 범위를 계산하기 위해서다. 한가지 계산을 더해봤다.

위의 표는 일주일 운전횟수에 따른 한달 금액을 계산한 표다. 한달을 30일로 잡고, 만약 일주일에 5일을 운전했을 때와 7일을 운전했을 때 월간 충전금액이 얼마나 나올지를 각각 계산한 표다. 오른쪽은 최대~최소값을 평균내었는데 난 이것이 중요하다고 본다. 사용량이 가장 적은 경우인 일주일에 5일 출퇴근 시 7.6kWh를 소모한 상황과, 가장 많은 경우인 일주일에 7일 출퇴근 시 8.9kWh소모를 평균내어보면 이 값이 아마도 플러그인 하이브리드로 생활할 때 평균적으로 소모할만한 전기비용일 것이기 때문이다.

생각해보자. 우리가 한달에 한번 차를 타며 1km만 사용할 수도 있는 극단적인 최소값이 있다. 또한 일주일에 3번씩 10km씩 타는 사람도 있을 것이다. 그러나 이 값은 위의 방법대로 비용을 계산할 수는 있겠지만 펄하의 사용패턴을 고려해볼 때 비용계산에 유의미한 최소값은 아니다. 적어도 일주일에 5일간 출퇴근하는 경우가 가장 일반적이고, 이 때 완전히 전기로만 갔을 떄의 충전비용을 구하기 때문이다. 만약 배터리용량(8.9kWh)이상으로 주행을 한다면 기름을 쓰므로 이 때는 기름값도 고려해야 한다. 그러나 계산의 편의성을 위해서 기름을 거의 쓰지 않고 적당히 잘 달려서 사실상 전기로만 갔을 때의 비용을 계산한다. 만약 기름값도 고려한다면 위의 표에서 + 기름값(리터당기름값*이동거리/연비)을 하면 된다. 만약 평일 출퇴근 때만 니로를 타고, 아주 운 좋게도 전기모드로 달려서 15%만 남기고 집에 도착해서 7.6kWh만 충전을 했을 때(블랙박스도 전기를 거의 안썼을 때), 이 때가 최소값이 된다.

최대값은 평일내내 출퇴근+주말 내내 전기모드로만 놀러다니는 경우다. 이 경우에도 순수전기주행가능거리 이상은 기름값만 더해주면되는데, 위 표는 '전기로만 갔을 때'의 계산식이므로 한달(30일)내내 8.9kWh를 충전했을 때가 최대값이다.

우리는 대략 이 최소값과 최대한 사이에서 충전할 것이다. 즉 평일 5일 내내 출퇴근을 하고, 주말 중 하루는 적당히 이마트에 가며 전기를 좀 더 쓸 수도 있을 것이고 주말 내내 멀리나가서 완충을 2번 다 해야할 수도 있을 것이다. 아니면 일주일 내내 회사에 출퇴근 하며 매일매일 완충하는 주도 있을 것이다.   

따라서 각 부하별 월평균 충전비는 고압에서 경부하 8633원, 중간부하 12054원, 최대부하 13558원이고, 이 값을 기준으로 최소값~최대값 사이로 충전할 것이다.

만약 "저는 일주일에 3번만 출퇴근하고, 그것도 거리가 10km밖에 안되는데요?"라고 질문할 수도 있을 텐데, 그럼 최소값을 낮게 잡으면 된다. 최대값은 동일할 것이다. "저는 일주일 5일 출근에 매일 거리가 100km입니다" 라고 한다면 위에서 말한 것 처럼 대략 40km정도는 전기료로 계산하고, 60km에 해당하는 거리는 연비를 이용하여 기름값을 계산해서 더하면 된다.

말이 엄청 길어졌다. 정리하자면 파워큐브 공용 고정형 고압완속충전기(7kW)에서 충전하면 매일 경부하 시간대에 충전했을 때 대략 8633원이고 최대 10725원을 낼 것이다. 운이 좋다면 8633원보다 적게 낼 수도 있겠지만 보통 6541원 이상은 나올 것이다. 마찬가지 방법으로 중간부하 시간대에 매일 충전하면 14974원에서 9134원 사이의 충전비가, 아마도 12054원에 가까운 값을 낼 것을 예측할 수 있다. 물론 차량 운행이 훨씬 적다면 더 이 값보다 훨씬 낮게 나올 것이고, 주행거리도 더 길고 충전도 자주 한다면 더 많은 금액이 나올 것이다. 위의 상황은 하루 한번 퇴근 후 충전을 기준으로 했기 때문이다.

각각의 부하별 금액이 다른데 이것의 평균은 왜 안냈냐고 생각할 수 있다. 왜냐하면 대부분 규칙적으로 생활하므로 어느정도 비슷한 시간대에 충전을 하기 때문이다. 

만약 비공용 완속 저압 이동식 충전기(3kW)로 충전한다면 고압에 비해서 조금 더 비싼 요금을 낼 것이다. 금액은 위의 표를 참고하면 된다.

계산은 이렇게 했는데, cubecharger앱을 통해 나의 5월 실제 충전금액을 보면(공용 충전기-이용내역) 6875원이 나왔다. 나는 보통 중간부하대에 충전했고 5월은 봄가을이라 충전단가도 저렴한 달이었다. 또한 올해 5월은 회사 휴일이 많아서 예상보다 싸게 나왔다.

 

8. 끝맺음

니로 플하로 전기로만 가면 내연기관 차량에 비해 참 싸게 갈 수 있다는 것을 계산으로 알아보았다. 물론 전기차도 이런 계산법으로 싸게 갈 수 있다는 것을 알 수 있다. 완속 충전 단가가 똑같기 때문이다. 다만 기본 차량가격이나 유사시 기름으로 갈 수 있느냐 등을 고려해보면 플러그인 하이브리드는 기존의 가솔린/디젤 차량이나 순수 전기차 사이에서 양 쪽을 장점을 둘 다 가지고 운행 할 수 있다는 장점이 있다.

 

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20.07.06. 파워큐브의 충전 단가가 변경되어서 위의 계산이 바뀌었다. 바뀐 계산은 아래 포스팅을 참조하면 된다.

https://corianders.tistory.com/247

파워 큐브 충전 단가 변경! + 니로 플하 충전 비용 비교 + 전기차 충전의 미래