첫 충전 스테이션은 어디에, 어떻게 설치되었을까?

1900년대 초 뉴욕 거리에 설치된 General Electric의 Electrant 유닛은 전기차의 도시화 꿈이 현실이 된 첫 번째 구체적인 걸음이었습니다.
1900년대 초 뉴욕 거리에 설치된 General Electric의 Electrant 유닛은 전기차의 도시화 꿈이 현실이 된 첫 번째 구체적인 걸음이었습니다.

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최초의 충전소는 20세기 초 뉴욕 같은 도시에서 General Electric이 제작한 거리형 "Electrant" 유닛, 대리점 및 차고 충전 지점, 부유한 고객들을 끌어들이던 매장 충전소로 설립되었습니다. 세기 초 뉴욕 같은 도시에서 General Electric이 제작한 거리형 "Electrant" 유닛, 대리점 및 차고 충전 지점, 부유한 고객들을 끌어들이던 매장 충전소로 설립되었습니다; 가정용 충전이야말로 진정한 주춧돌이었습니다. 전기 회사들은 가로등 네트워크 위에 인프라를 구축했고, 심지어 배터리 교체도 시도되었지만 - 휘발유의 휴대성이 이 네트워크를 뒤로 밀어냈습니다. 이 페이지는 그 잊혀진 인프라 이야기를 설립부터 현대적 교훈까지 전합니다.

주요 내용

  • 최초의 미국 전기 자동차는 1891년 William Morrison에 의해 만들어졌으며, 시속 14마일 의 최고 속도를 가지고 있었습니다.
  • General Electric은 세기 초 뉴욕을 위해 Electrant 이라는 거리 충전 유닛을 제작했습니다.
  • 현존하는 것으로 추정되는 가장 오래된 차고형 충전소는 Thomas Edison의 1908 년 콘크리트 차고에 있습니다.
  • 배터리 교체 아이디어는 1896년에 제안되었으며, Hartford Electric Light Company가 1910-1924 년 사이에 이를 시행했습니다.
  • 1930년대에 이르러 전기 자동차는 도로에서 크게 사라졌습니다.

콘센트에서 시작된 인프라: 가정 및 차고 충전

전기 자동차의 최초 충전 네트워크는 오늘날의 급속 충전 지도와는 정반대의 논리로 구축되었습니다: 먼저 집, 그 다음 모든 것. 1910년까지 주택 소유자는 자신의 재산에 충전 유닛을 설치하고 밤새 차량을 콘센트에 연결해 둘 수 있었습니다. 벽에 장착된 이 초기 유닛들은 케이블을 차량에 직접 연결했습니다 - 기술적 구조로서 오늘날의 가정용 충전기와 크게 다르지 않습니다. 또한 도시에서는 늘어나는 수리점들이 부가 서비스로 충전을 제공하기 시작했습니다.

이 접근 방식의 기술적 이유는 간단했습니다: 초기 배터리는 용량이 낮고 충전 시간이 길었습니다. Morrison의 1891 년제 6인승 마차에 탑재된 24개의 배터리 셀 은 50마일마다 충전이 필요했습니다. 그런 에너지 균형에서는 "밤에 차를 충전하고 낮에 사용한다"는 모델이 광범위한 공공 네트워크를 구축하는 것보다 훨씬 효율적인 해결책이었습니다.

정류기: 교류에서 직류로 가는 첫 번째 다리

가정용 충전의 핵심 부품은 1902년에 개발된 수증기 정류기였습니다. 전력망의 교류를 배터리에 필요한 직류로 변환하는 이 밸브는 충전 과정을 가정 규모에서 실용적으로 만든 핵심 구성 요소였습니다. 공학적 관점에서 보면, 1900년대 초의 가정용 충전 지점과 현대의 Level 2 유닛 사이의 차이는 기본 기능이 아니라 전력 및 제어 전자 장치에 있습니다.

최초의 공공 충전 지점: Electrant와 도시 차고

공공 분야의 선구적 역할은 General Electric의 몫이었습니다. 세기 초에 이 회사는 뉴욕에서 거리 충전을 제공하는 Electrant 이라는 유닛을 제작했습니다. 그 설계 철학은 놀랍도록 현대적이었습니다: Electrant는 오늘날의 240볼트 Level 2 AC 또는 DC 급속 충전 유닛과 마찬가지로 차량이 주차할 수 있는 거의 모든 곳에 설치될 수 있었습니다. 또한 도심 매장 지역들은 부유한 고객들, 특히 수동 크랭크를 사용하고 싶지 않아던 여성 운전자들을 유치하기 위해 자체 충전소를 설립했습니다. 딜러 충전소 역시 선택지 중 하나였습니다. 일부 모델은 배터리를 탈거할 수 있어 차량을 충전을 위해 차고에 맡길 수 있었습니다.

시각 기록은 이 인프라의 실재를 뒷받침합니다. 1906년 의 사진은 뉴욕의 초기 충전 차고를, 1912년 의 사진은 General Electric제 대형 차량 충전기를 조작하는 작업자를 보여줍니다. 퍼져 있던 네트워크의 정확한 규모에 대한 수치 데이터는 확실하지 않습니다. 1910년대 미국의 공공 충전소 수에 대한 통용되는 주장은 1차 자료로 확인되지 않는 한 사용할 수 없을 만큼 불확실하게 남아 있습니다.

에디슨의 차고: 현존하는 가장 오래된 사례

인프라 이야기의 가장 구체적인 유물은 Thomas Edison이 1908년에 지은 콘크리트 차고입니다. 이 건물은 현존하는 것으로 여겨지는 가장 오래된 차고 형태의 전기차 충전소를 수용하고 있습니다. 에디슨은 전기자동차의 미래를 믿었던 인물이었습니다. Henry Ford와 함께 최소 한 대의 전기 프로토타입을 제작했습니다. 하지만 두 사람 모두 가솔린 엔진의 미래가 더 밝다고 보았고, 에디슨의 더 가벼운 배터리 개발 노력은 계속 지연되었습니다. 니켈-철 배터리가 차량용으로 무겁고 다루기 힘든 납추 전지 팩의 대안이 되겠다는 약속을 도무지 제때 이루지 못했던 것이 그 이유 중 하나였습니다. 또 다른 요인은 더 구조적이었습니다. 도심 밖에서는 전기가 아직 보편화되지 않았습니다.

나는 전기자동차의 미래를 믿었습니다. 하지만 가솔린 엔진의 미래가 더 밝았습니다.
Thomas Edison, 발명가

배터리 교체: 한 세기 전에 시도된 빠른 "주유" 모델

New York'ta bir buz pateni pisti 1900'lerin başında pil değişim istasyonuna dönüştü; fikir çöktü ama bugünkü modellerin şeması çoktan çizilmişti.

충전 시간 문제에 대한 당대의 가장 급진적인 대답은 배터리 교체였습니다. 이 아이디어는 처음에 1896년에 제안되었으며, Hartford Electric Light Company에 의해 1910-1924년 사이에 GeVeCo 배터리 서비스로 실현되었습니다. 이 시기에 차량과 배터리 모두 신속한 교체에 적합하도록 개조되었습니다. 뉴욕에서는 Electric Vehicle Company가 한 걸음 더 나아갔습니다. 실내 아이스링크를 배터리 교체 스테이션으로 바꾼 것입니다. 차량이 들어오면 방전된 배터리가 충전된 세트로 교체된 후 차량이 나갔습니다. 이 사업은 1907년까지 붕괴했지만, 방식 면에서는 오늘날의 배터리 교체 모델과 동일했습니다. 구조적 장애물도 명확했습니다. 예비 배터리는 에너지 단위당 매우 무거웠고, 이는 그 모든 무게를 옮길 물류를 의미했습니다.

전기 회사들은 왜 충전 네트워크를 구축했을까?

초기 충전 인프라의 설계자는 애매한 정부 프로그램이나 자동차 제조업체가 아니었습니다. 전기 회사들이었습니다. 조명과 경량 철도 시스템을 위해 설립된 상업용 전력 생산 및 배전은 전기자동차에 필요한 인프라의 기반을 마련했습니다. 도시 전력망이 확장됨에 따라 충전소가 이 전력망 위에 추가되었습니다. 오늘날 인프라 논의에서 언급되는 "전력망이 준비되었는가"라는 질문의 당시 버전은, 전력망 자체가 없었다는 것이었습니다. 먼저 전력망이 구축되었고, 충전이 그 뒤를 따랐습니다.

이 모델의 한계는 곧 전력망의 한계였습니다. 휘발유는 휴대 가능한 연료였습니다. 통째로 멀리 있는 작은 마을까지 운반될 수 있었습니다. 반면 전기는 생산된 지점에서 일정 거리 이상 떨어진 곳에서는 아직 누구나 이용할 수 있는 서비스가 아니었습니다. 충전망이 도시에만 머문 것은 기술적 실패라기보다, 당시 에너지 배전의 지리적 현실이었습니다.

휘발유 차는 어떻게 앞서게 되었을까?

초기 주유소 역시 사실은 드물었습니다. 20 세기 초 운전자들은 경로를 계획할 때 주유소의 위치를 외워야 했고, 주유소는 1930년대에 보편화되었습니다. 즉, 충전망이 뒤처진 유일한 원인은 휘발유가 아니었습니다. 전기차를 뒤처지게 만든 몇 가지 측정 가능한 요인들이 함께 작용했습니다:

  • 1912년: Charles Kettering의 전기 스타터 모터는 첫 적용 사례인 1912년 캐딜락에서 수동 크랭크를 없앴습니다. 휘발유차의 가장 큰 실용적 단점이 사라진 것입니다.
  • 1908년: 포드의 모델 T는 850달러에 판매되었습니다. 대부분의 전기차는 최소 두 배 비쌌습니다. 1923년에 모델 T는 300달러 이하로 떨어졌고, 전기차는 10배 까지 비쌀 수 있었습니다.
  • 텍사스에서 발견된 값싼 원유는 휘발유 가격을 낮췄습니다. 전기차는 2-3배 까지 비쌀 수 있었습니다.
  • 도로가 도시 밖으로 뻗어나가면서 저속·단거리 전기차는 장거리 여행에 더 이상 적합하지 않게 되었습니다.

결과는 빠르게 나타났습니다. 1930년까지 전기 자동차는 도로에서 대부분 사라졌고, 1935년에는 거의 완전히 사라졌습니다. 충전망은 휘발유망보다 먼저 구축되었습니다. 하지만 그것을 실어 나르던 차량 시장이 사라졌습니다.

비교초기 전기차초기 휘발유차
연료/에너지 인프라가정, 차고, Electrant, 상점 충전소드문 주유소, 1930년대에 보편화
가격 균형 (1908년)모델 T의 최소 두 배모델 T: 850달러
1923년 가격 차이최대 10배 비쌈300달러 이하
주행거리 한계짧은 주행거리, 낮은 속도휴대 가능한 연료로 장거리 주행
핵심 기술1902년 정류기, 배터리 교체1912년 전기 스타터

과도기부터 EV1까지: 충전 기술의 긴 대기

1930년대 이후 충전 인프라 문제는 60년 동안 논의에서 사라졌습니다. 다시 주목받게 된 것은 1996년 캘리포니아의 무공해 차량 의무규정에 대한 대응으로 개발된 GM EV1 이었습니다. 최초의 양산 배터리 전기 자동차로, 약 60마일 주행거리와 80mph 최고 속도를 갖췄습니다. 약 800대의 차량이 1996-2003 년 사이에 로스앤젤레스, 투손, 피닉스에서 임대되었습니다. EV1의 충전 측면에서의 기여는 결코 무시할 수 없습니다: 유도 충전 시스템 - Magne Charge "패들" 기술 - 이론상 80 kW 용량을 제공했으며, 차량은 충전기에 배터리 유형과 충전 상태 정보를 전송했습니다. 생산은 2002년에 중단되었지만, EV1에서 얻은 교훈은 이후 배터리 기술, 소비자 교육, 인프라 개발의 방향을 결정지었습니다.

현대적 계보의 고리는 다음 순서로 완성되었습니다: AC Propulsion의 1997년 산 리튬이온 셀을 탑재한 tzero; 2003년 Eberhard와 Tarpenning의 Tesla Motors 설립; tzero 생산 인수 제안이 거절된 뒤 Tesla에 투자한 Musk; 그리고 2008년 한 번의 충전으로 200마일 주행 가능한 최초의 차량 중 하나로 생산에 들어간 Tesla Roadster입니다. 누적 100만 대의 EV 판매 달성은 최초의 대중용 EV들 이후 8년이 넘어서야 이루어졌습니다. 주목할 만한 기술적 세부 사항: 2011년 이전 미국 충전소 데이터베이스의 모든 유닛은 EV1 같은 1세대 차량에 서비스를 제공하던 "레거시" 충전 장비였습니다.

한 세기 전의 충전망이 현대의 네트워크에 무엇을 가르쳐 줄까요?

가장 두드러진 유사점은 사용 모델에 있습니다: 오늘날에도 한 세기 전과 마찬가지로 차량은 주로 집에서 충전됩니다; 북미에서는 충전의 80% 이상이 가정에서 이루어집니다. 즉, 초기의 "가정 중심" 방식은 무효가 된 것이 아니라 잠시 중단되었다가 돌아온 것입니다. 초기 네트워크의 약점 역시 지금도 똑같이 유효합니다: 차량 없이는 인프라가 살아남지 못하고, 인프라 없이는 차량이 판매되지 못합니다. 그렇기 때문에 현대에도 충전 사용과 인프라 개발 사이의 균형이 여전히 핵심 과제입니다; 직전 연도의 1억 회 이상 충전 세션에 기반한 데이터는 이용이 인프라 개발보다 앞서 있음을 보여줍니다.

공공 부문의 경제성도 초기 시절과 비슷한 성숙 과정을 겪고 있습니다: 초기 급속 충전 네트워크 중 일부는 수익을 냈지만 대다수는 그렇지 못했으며, 급속 충전의 비즈니스 모델은 아직 발전 중입니다. 미국은 2025년에 전년 대비 20% 더 많은 공공 충전 포인트를 추가하며 기록을 세웠지만, 충전 접근성의 보편화는 여전히 EV 판매 확대의 주요 장애물로 지목되고 있습니다. 전기 회사들의 그 첫 사업이 남긴 핵심 교훈은 오늘날에도 유효합니다: 인프라는 차량보다 먼저 구축되어야 하고; 그러나 차량 시장이 인프라를 지탱합니다. 두 세기 전에는 이 균형이 잡히지 못했고 네트워크 하나가 무너졌습니다. 이번에는 차량과 전력망 양쪽에서 훨씬 강한 패를 들고 균형이 잡히고 있습니다.

출처