EV 충전소 OEM용 Digi ConnectCore·XBee 구성
EV 충전소 OEM은 Digi ConnectCore SOM, XBee 무선 모듈, Digi Remote Manager로 연결성과 원격 관리를 갖춘 충전기를 개발할 수 있습니다.
Digi ConnectCore SOM(시스템 온 모듈)과 Digi XBee 무선 모듈은 전기차(EV) 충전소를 설계하는 OEM이 연결성과 원격 관리 기능을 구축할 때 쓰는 Digi의 임베디드 제품군입니다. 이 글은 EV 충전소 시장의 배경과 충전기 용도별 SOM, 개발 도구, 통신 범위별 무선 모듈, 실제 사례인 AddÉnergie를 정리합니다.
시장
EV 충전소 시장은 빠르게 커집니다
전 세계가 배출 제로화를 겨루는 가운데 자동차 산업은 전기 자동차(EV)로 극적으로 전환하고 있습니다. 예를 들어 General Motors는 2035년까지 순수 전기화를 계획하고 있습니다. 캐나다와 유럽의 많은 국가는 이미 2030년에서 2040년 사이에 휘발유 차량을 단계적으로 폐지하도록 명령했습니다.
수백만 대의 내연기관 차량이 전기차로 대체되면 도시와 농촌의 전기차 충전소도 그에 맞게 늘어나야 합니다. 전력망이 필요 없는 태양 전지판을 포함해 사용 가능한 전원이 있는 모든 위치에서 EV 충전을 제공할 수 있어야 합니다. 쇼핑객, 직원, 건물 거주자를 위한 서비스나 편의 시설로서 EV 충전 인프라가 점점 실용화되고 필요해지고 있으며, 전기차 시장을 지원하는 제품과 인프라를 만드는 개발자에게는 큰 기회입니다.
전기 자동차 공급 장비(EVSE, Electrical Vehicle Supply Equipment) 시장 전체가 빠르게 확장되고 있고, 기존 기업과 신생 기업 모두 EV용 충전기를 설계하고 구축합니다. 충전소에는 '모든 조건에 맞는 하나의 크기는 없습니다'. 가정용 저가형 소형 AC 충전기부터 여행 중 충전하는 대용량 DC 고속 충전기까지 요구가 다양하기 때문입니다. 또 대다수 EV 충전소는 인터넷 연결과 IoT 아키텍처를 갖춰, 충전기가 모바일 앱으로 시스템 소유자, 관리자, 운전자와 통신하며 충전소 위치 찾기, 충전 진행 상황 확인, 요금 지불을 지원하는 방향으로 발전하고 있습니다.
EV 충전소 기술을 쓰는 세 가지 시장
- 주거용 건물: 집에 있을 때 EV를 충전합니다. 주택 소유자에게는 하룻밤 사이에 전기차를 완전히 충전할 수 있는 차고지 충전기를 뜻합니다. 아파트와 다세대주택 단지에서는 주차장과 차고에 네트워크로 연결된 충전 시스템이 필요합니다.
- 상업 및 산업 비즈니스: 많은 회사와 단체가 시설에서 서비스나 편의 시설로 충전소를 제공하려 합니다. 소매업뿐 아니라 기업, 호텔, 이벤트 장소가 포함되며 방문객과 직원에 대한 요금 청구를 지원합니다. 실제로 많은 도시에서 신축 건물에 EV 충전소를 포함하도록 요구하고 있습니다(관련 기사).
- 스마트 시티: 도심은 친환경적인 미래를 위한 기반 시설을 적극적으로 구축하고 있으며, 이런 노력은 더 나은 환경 관리와 깨끗한 공기를 지원합니다.
요구 기능
EV 충전기에 필요한 OEM 기능
개발자는 EV 충전소 설계에 강력한 기술력과 네트워크 연결을 넣어야 합니다. 에너지 사용량과 충전 진행 상황 모니터링, 결제 처리, 디스플레이 제어, 충전소 상태 원격 모니터링, 관리할 충전 스테이션의 보안 또는 기능 소프트웨어 업데이트 같은 기능을 지원하기 위해서입니다. 충전소에는 다양한 디지털 정보 공유나 유료 광고용 스트리밍 비디오 기술도 포함될 수 있습니다.
이런 환경에서는 Digi ConnectCore 8 SOM(시스템 온 모듈) 제품군 같은 확장 가능한 개발 플랫폼이 중요합니다. Digi는 OEM이 EV 충전소에 여러 기능을 구축하도록 원격 모니터링과 관리부터 고화질 그래픽 디스플레이, 스트리밍 비디오까지 필요한 것을 지원합니다. Digi 장치는 Digi TrustFence 보안 프레임워크로 구축되어 장치와 데이터의 보안을 지키고, 클라우드 기반 Digi Remote Manager로 원격 장치 관리를 지원합니다.
공통 사양
ConnectCore SOM 제품군의 공통 사양
확장성이 뛰어난 Digi ConnectCore SOM 플랫폼은 전기차 충전소처럼 안전하고 기능을 충실히 갖춘 산업용 제품을 임베디드 개발자가 빠르게 설계하고 개발하도록 만들어졌습니다. 제품군에는 SOM, 완전한 오픈 소스이자 확장 가능한 임베디드 소프트웨어 개발 도구, 사전 인증된 무선 연결, 클라우드 통합, 산업용 어플리케이션을 위한 내장 보안이 들어 있습니다. 핀 호환 플랫폼이므로 시장 요구에 맞게 확장하며 수많은 어플리케이션의 시제품을 빠르게 개발할 수 있습니다.
EV 충전소 개발에 필요한 기능은 다음과 같습니다.
- 사전 인증된 듀얼 밴드 802.11a/b/g/n/ac Wi-Fi 및 Bluetooth® 5 연결
- 신뢰성과 설계의 자유를 위한 초소형 Digi SMTplus® 폼 팩터(40mm x 45mm)
- 충전기를 사용하지 않을 때 에너지를 아끼는 2.5μA 초저전력 모드용 통합 Digi Microcontroller Assist™
- 통합 듀얼 10/100 이더넷 연결
- 셀룰러 모뎀 및 Digi XBee® 무선 통합
- 산업 등급 -40°C ~ 85°C(-40°F ~ 185°F): 실외 EV 충전소에서도 쓸 수 있는 범위
- ConnectCore® SOM으로 설계한 제품의 수명 확보를 위한 10년 이상의 제품 수명 주기와 안정성
모델 선택
충전기 용도별 ConnectCore SOM
모든 ConnectCore SOM은 Digi Embedded Yocto에서 지원됩니다. 제품군과 지원 개발 도구는 아래 이미지와 표로 정리했습니다.
| 모델 | 프로세서 | 용도 |
|---|---|---|
| Digi ConnectCore MP1 | ST Microelectronics STM32MP157 마이크로프로세서 | 원격 어플리케이션을 위해 Wi-Fi로 통신하는 주거용 소형 스크린 충전기 |
| Digi ConnectCore 6UL SOM | NXP i.MX6 UltraLite 마이크로프로세서 | ConnectCore MP1과 유사한 성능과 기능 |
| Digi ConnectCore 8M Nano | NXP i.MX 8M Nano 칩 | 더 크고 정교한 디스플레이와 빠른 응답의 터치 스크린용 그래픽 가속, 상업용 충전 컨트롤러 |
| Digi ConnectCore 8M Mini, 8X | - | Digi Embedded Android로 네트워크 충전기의 어플리케이션과 인터페이스를 간편하게 개발, 8X는 에지 계산용 처리 능력으로 충전기 실시간 에너지 부하 밸런싱에 적합 |
Digi ConnectCore MP1
ConnectCore MP1은 원격 어플리케이션을 위해 Wi-Fi 통신으로 주거용 소형 스크린 충전기에 기능을 제공합니다. ST Microelectronics STM32MP157 마이크로프로세서를 기반으로 합니다.
Digi ConnectCore 6UL SOM
ConnectCore 6UL은 NXP i.MX6 UltraLite 마이크로프로세서를 사용하며 ConnectCore MP1과 유사한 성능과 기능을 갖습니다.
Digi ConnectCore 8M Nano
ConnectCore 8M Nano SOM은 NXP i.MX 8M Nano 칩을 기반으로 합니다. 더 크고 정교한 디스플레이와 빠른 응답의 터치 스크린을 위한 그래픽 가속을 지원하며, 상업용 충전 컨트롤러에 적합합니다.
Digi ConnectCore 8M Mini와 8X
이 SOM은 네트워크 충전기의 어플리케이션과 인터페이스를 간편하게 개발할 수 있도록 Digi Embedded Android를 지원합니다. ConnectCore 8X는 에지 계산을 위한 집약적인 처리 능력이 있어 충전기의 실시간 에너지 부하를 밸런싱하는 데 적합합니다.
개발 도구
SOM 개발을 돕는 소프트웨어와 도구
Digi는 개발 제품의 빠른 시장 출시를 위해 신속한 설계, 개발, 배포에 쓰는 리소스 세트를 OEM과 개발자에게 지원합니다.
- 스마트 IOmux 도구: Digi ConnectCore SOM의 설계 과정을 단순화하려고 만든 도구입니다. 필요한 포트를 연결하고 필요한 기능에 맞게 핀을 구성하는 작업을 단순화하고 앞당깁니다. 개발자가 설계에 추가하거나 뺄 기능이 있고 인터페이스를 고를 수 있도록 사용 가능한 포트를 실시간으로 보여 줍니다. 결과물은 회로도로 바로 옮길 수 있는 설계도와 소프트웨어 개발을 시작하는 Linux 장치 트리입니다.
- Digi Embedded Yocto(DEY) Linux 소프트웨어: Yocto 프로젝트 소프트웨어는 하드웨어 아키텍처와 관계없이 설계자와 개발자가 임베디드 제품용 맞춤형 Linux 기반 시스템을 만들게 돕습니다. DEY는 Digi ConnectCore 제품군을 위한 오픈 소스 Yocto 프로젝트 기반 참조 배포판입니다. 표준 Yocto Project에 없는 소프트웨어 확장과 Digi 하드웨어용 사용자 지정 기능이 있어 OEM 제품이 더 빨리 시장에 나오도록 지원합니다.
- Digi Remote Manager: EV 충전소는 보안을 위해 모니터링해야 하고 제품에 내장된 장치도 주기적으로 업데이트해야 합니다. 그래서 충전소 소유자는 장치 상태를 원격으로 모니터링할 수 있어야 합니다. Digi Remote Manager(Digi RM)는 배포된 장치의 상태에 관한 중요한 정보를 언제 어디서나 볼 수 있는 클라우드 기반 제품으로, 수백 또는 수천 개의 원격 Digi 장치의 설정, 대량 구성, 유지 관리, 지원을 쉽게 합니다.
- Digi TrustFence: Digi의 통합 보안 프레임워크로, 다중 계층 보안을 내장해 개발자가 보안 연결 장치를 빠르게 구축하도록 합니다.
무선 모듈
통신 범위별 XBee 무선 모듈
RF와 셀룰러 라디오를 갖춘 Digi XBee 에코시스템과 개발자 도구 모음은 OEM에게 무선 제품을 빨리 출시할 개발 환경을 제공합니다. Digi XBee 모듈은 Digi ConnectCore SOM 제품군과 빠르고 원활하게 통합됩니다. Digi는 LoRaWAN용 Digi 제품으로 장거리 통신 포트폴리오도 넓혔습니다.
Digi 무선 통신 모듈은 다양한 사용 사례를 지원하도록 모든 Digi XBee 에코시스템 제품이 핀 호환과 소프트웨어 호환이 됩니다. EV 충전소를 구축하는 OEM은 전력 요구 사항, 통신 범위, 프로토콜을 선택할 수 있습니다. 아래는 무선 통신 범위별로 가장 많이 쓰는 무선 모듈입니다.
근거리 통신: Digi XBee RF 모듈
현장 연결이 가능한 주차장부터 콘크리트와 강철로 만든 주차장 내부까지, Zigbee 네트워크 또는 Digi가 직접 특허를 받은 DigiMesh® 네트워크로 가능한 모든 환경에서 무선 통신을 지원합니다. 모듈을 충전기에 장착하면 자체 형성되는 무선 메쉬 네트워크가 만들어지고, 기둥과 벽의 위, 아래, 주변 등 가능한 곳으로 무선 신호를 보내 EV 충전 컨트롤러에 연결합니다.
확장 범위 모듈
비도심지나 시골 환경에서 충전기를 연결하도록 더 먼 거리에서 무선 통신을 지원합니다.
| 모듈 | 범위 |
|---|---|
| Digi XBee-PRO 900HP | 고이득 안테나로 최대 28마일의 현장 범위 |
| Digi XTend 900MHz | 최대 40마일의 가시 범위 |
| Digi XBee-PRO SX 900/868 | 최대 65마일의 현장 범위 |
장거리 통신: Digi XBee LR
최대 10마일 범위의 게이트웨이에 저전력 메시 네트워크로 연결하는 LoRaWAN을 지원합니다.
셀룰러 모뎀
통신을 위한 네트워킹 인프라를 따로 구축하지 않고도 사용 가능한 셀룰러 네트워크에 충전기를 연결합니다. Digi XBee 3 Cellular Cat 1과 Digi XBee 3 Cellular LTE-M/NB-IoT는 Digi Remote Manager에서 관리하는 사전 인증된 셀룰러 통신을 연결합니다.
무선 제품 개발 도구
Digi는 Digi RF와 셀룰러 모듈을 통합한 EV 충전기의 설계, 개발, 배포, 관리를 위해 'Digi XBee Tools'라는 개발자 도구와 리소스를 제공합니다. 전체 기능 범위는 'Digi XBee Tools' 페이지를 참조하세요.
사례
AddÉnergie는 Digi 구성으로 네트워크를 설계
AddÉnergie는 캐나다 퀘벡에 기반을 두고 EV 충전소를 설계, 개발, 운영하는 회사로, EV 운전자와 충전소 소유자에게 충전 제어, 지불, 에너지 관리 서비스를 제공합니다.
운전자가 판독기 앞에 액세스 카드를 인식시키기만 하면 AddÉnergie VERnetwork™ 충전 스테이션을 사용할 수 있습니다. 그러면 충전 스테이션의 잠금이 해제되고, 운전자는 차량에 플러그를 꽂습니다. 충전이 끝나면 충전소가 운전자에게 이메일로 알립니다.
AddÉnergie는 '분주한 도시 환경에서 통신'하는 Digi 기술의 능력을 들어 여러 Digi 구성 요소로 네트워크를 설계했습니다. AddÉnergie 장치에는 Digi XBee 무선 모듈, Digi 게이트웨이, SOM(시스템 온 모듈)이 포함됩니다. 자세한 내용은 Digi 고객 사례에서 볼 수 있습니다.
정리
EV 충전소는 변화하는 운송 인프라
EV 충전소는 진화하는 운송 인프라의 중요한 요소이며, OEM은 새로운 기술로 변화를 이끌고 있습니다. Digi는 신속한 통합, 배포, 관리를 위해 설계한 제품 구성으로 OEM의 시장 출시 목표를 지원합니다.
관련 제품
자주 묻는 질문
EV 충전기 개발에 Digi ConnectCore SOM을 어떻게 고릅니까?
충전기 용도에 따라 고릅니다. 주거용 소형 스크린 충전기에는 ConnectCore MP1, 상업용 충전 컨트롤러에는 터치 스크린용 그래픽 가속을 지원하는 ConnectCore 8M Nano가 맞고, 실시간 에너지 부하 밸런싱에는 ConnectCore 8X가 적합합니다.
Digi ConnectCore SOM은 실외 EV 충전소에서 쓸 수 있습니까?
네, 산업 등급 -40°C ~ 85°C(-40°F ~ 185°F)로 실외 EV 충전소에서도 쓸 수 있는 범위입니다. 제품 수명 주기는 10년 이상입니다.
농촌 지역 충전기는 어떤 XBee 모듈로 연결합니까?
확장 범위 모듈이 맞습니다. XBee-PRO 900HP는 최대 28마일, XTend 900MHz는 최대 40마일, XBee-PRO SX 900/868은 최대 65마일의 범위를 지원합니다.
EV 충전소를 원격으로 관리할 수 있습니까?
네, 클라우드 기반 Digi Remote Manager로 배포된 장치의 상태를 언제 어디서나 확인하고 수백 또는 수천 개의 원격 장치를 대량 구성하고 유지 관리할 수 있습니다.
EV 충전기 개발 구성, (주)테솔 엔지니어가 안내합니다
충전기 용도와 통신 환경에 맞는 Digi ConnectCore SOM과 XBee 구성을 (주)테솔 엔지니어와 상의하세요. 대표번호 031-713-5988
기술 상담 신청참고 자료
- Digi International, 전기차(EV) 충전소용 OEM Digi 자료
- General Motors 2035년 순수 전기화 계획(The New York Times 기사)
- Smart Cities Dive 기사(신축 건물 EV 충전 시설 의무화)
- Digi 고객 사례: AddÉnergie
