IEC 62196
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1. 개요
IEC 62196은 전기차 충전 시 사용되는 플러그, 소켓 아울렛, 차량 커넥터 및 인렛의 규격을 정의하는 국제 표준이다. 이 표준은 전기차 충전 기술의 발전에 따라 여러 차례 개정되었으며, IEC 62196-1, IEC 62196-2, IEC 62196-3, IEC TS 62196-3-1, IEC TS 62196-4, IEC 62196-6 등 다양한 세부 규격으로 구성되어 있다. 각 규격은 교류(AC) 및 직류(DC) 충전 방식, 커넥터 유형, 전압 및 전류 정격, 기계적 및 전기적 요구 사항 등을 다루며, 전기차 충전 시스템의 안전성과 호환성을 확보하는 데 기여한다.
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| IEC 62196 | |
|---|---|
| IEC 62196 | |
 | |
| 개요 | |
| 개발 기관 | 국제전기기술위원회(IEC) |
| 정식 명칭 | 플러그, 소켓-아울렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛 - 전기 자동차 전도성 충전 |
| 영어 명칭 | Plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets - Conductive charging of electric vehicles |
| 용도 | 전기 자동차 충전 커넥터 표준 |
| 표준 | |
| 종류 | 1형 (SAE J1772) 2형 (VDE-AR-E 2623-2-2) 3형 (EV 플러그 얼라이언스 제안) CCS 1형 (콤보 1) CCS 2형 (콤보 2) 차데모 Guobiao Standard 2023 (GB/T) |
2. 역사
전기자동차(EV) 충전 기술의 발전에 따라 IEC 62196 표준은 여러 차례 개정되었다. 초기에는 AC 충전을 중심으로 규격이 만들어졌으나, DC 충전 기술이 발전하면서 관련 내용이 추가되었고, 충전 용량과 안전 요구사항도 지속적으로 강화되었다.
특히 유럽에서 널리 사용되는 CCS 콤보(Combined Charging System) 규격은 다음과 같이 발전해왔다.
- CCS 1.0: 최대 80 kW 고속충전
- CCS 2.0: 최대 350 kW 고속충전
IEC 62196 시리즈는 여러 부분으로 구성되어 있으며, 주요 파트의 제정 및 개정 역사는 다음과 같다.
- IEC 62196-1 (일반 요구 사항): 2003년 제1판이 발행되어 AC 및 DC 충전의 기본적인 플러그, 소켓 등의 요구 사항을 정의했다.[7] 당시 주로 아브콘(Avcon) 및 마레샬 일렉트릭(Maréchal Electric)에서 제작한 스프링 장착 접점 방식 커넥터가 사용되었다. 2011년 발행된 제2판에서는 DC 충전의 최대 전압이 1500 V로 상향 조정되었고,[8] 2014년 제3판에서는 콤바인드 충전 시스템(CCS)에서 사용되는 결합 인터페이스 개념이 추가되었다.[9] 가장 최신인 2022년 제4판에서는 접촉 재료, 온도 상승 테스트, 내구성 테스트 등 요구 사항이 강화되고 DC 최대 전류가 800 A로 상향되었다.[10]
- IEC 62196-2 (AC 충전): 2011년 제1판이 발행되어 Type 1, Type 2, Type 3 등 AC 충전용 커넥터의 구체적인 규격을 정의했다.[15] 2016년 제2판에서는 Type 2 커넥터에 선택적으로 안전 셔터를 추가할 수 있도록 개정되었으며,[1] 2022년 제3판이 발행되었다.[2]
- IEC 62196-3 (DC 충전): 2014년 제1판이 발행되어 차데모(CHAdeMO, 구성 AA), GB/T(구성 BB), CCS(구성 EE 및 FF) 등 DC 충전용 커넥터 및 인렛의 규격을 정의했다.[3] 2022년에 제2판이 발행되었다.[4]
이 외에도 특정 기술 요구 사항을 다루는 기술 규격(TS) 및 추가 파트들이 발행되었다.
현재까지 발행된 IEC 62196 시리즈의 주요 부분들은 다음과 같다.
- IEC 62196-1: 일반 요구 사항
- IEC 62196-2: AC 핀 및 접촉 튜브 부속품의 치수 호환성 및 상호 교환 요구 사항
- IEC 62196-3: DC 및 AC/DC 핀 및 접촉 튜브 차량 커플러의 치수 호환성 및 상호 교환 요구 사항
- IEC TS 62196-3-1: DC 충전을 위한 열 관리 시스템과 함께 사용하도록 설계된 차량 커넥터, 차량 인렛 및 케이블 어셈블리
- IEC TS 62196-4: 클래스 II 또는 클래스 III 적용을 위한 DC 핀 및 접촉 튜브 부속품의 치수 호환성 및 상호 교환 요구 사항
- IEC 62196-6: 전기적 분리에 의존하는 보호 기능이 있는 DC EV 공급 장비용 DC 핀 및 접촉 튜브 차량 커플러의 치수 호환성 및 상호 교환 요구 사항
또한, 2024년 4월 기준으로 추가적인 부분들이 준비 중이다.
- IEC TS 62196-7: 차량 어댑터 (예상 출판일 2024년 11월)
2. 1. IEC 62196-1
IEC 62196-1은 전기자동차(EV)와 충전소 간의 인터페이스에 대한 일반적인 설명과 EV 충전에 사용되는 플러그, 소켓 아웃렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛에 대한 일반적인 기계적 및 전기적 요구 사항 및 테스트를 제공한다. 이 표준의 다른 부분에서 다루는 특정 디자인에 대해서는 설명하지 않는다.제1판 IEC 62196-1:2003[7]은 2003년에 발행되었다. 이 판은 정격 전압 및 정격 전류가 다음과 같은 전기 자동차의 AC 및 DC 충전을 위한 플러그, 소켓 아웃렛, 커넥터, 인렛 및 케이블 어셈블리에 적용되었다.
- AC: 최대 690 V, 최대 250 A
- DC: 최대 600 V, 최대 400 A
이 표준의 제1판에 따라 제작된 일반적인 커넥터와 인렛은 스프링 장착 버트 접점을 사용했으며, 아브콘(Avcon) 및 마레샬 일렉트릭(Maréchal Electric)에서 제작했다.
제2판 IEC 62196-1:2011[8]은 2011년에 발행되었다. 주요 변경 사항 중 하나는 DC 충전을 위한 커넥터, 인렛 및 케이블 어셈블리의 최대 전압이 1500 V로 증가한 것이다. 이 판의 개발은 AC 충전을 위한 핀 앤 슬리브 접점의 여러 구성을 설명하는 IEC 62196-2의 제1판과 조정되었다.
제3판 IEC 62196-1:2014[9]는 2014년에 발행되었다. 중요한 추가 사항은 콤바인드 충전 시스템(Combined Charging System)에서 사용되는 "결합 인터페이스"에 대한 일반적인 설명이었다. 이 판의 개발은 DC 충전을 위한 커넥터와 인렛을 설명하는 IEC 62196-3의 제1판과 조정되었다.
제4판 IEC 62196-1:2022[10]는 2022년에 발행되었다. 이 판은 접촉 재료 및 도금에 대한 추가 요구 사항을 포함하고, 추가 측정 지점을 포함하도록 온도 상승 테스트를 변경하며, 열 응력 및 안정성, 기계적 마모 및 남용, 오염 물질 노출을 처리하기 위한 액세서리에 대한 추가 테스트를 포함한다. IEC 62196-1:2022의 정격 AC 및 DC 전압 및 전류는 다음과 같다.
- AC: 최대 690 V, 최대 250 A
- DC: 최대 1,500 V, 최대 800 A
2. 2. IEC 62196-2
IEC 62196-2는 IEC 62196-1을 확장하여, IEC 61851-1에 설명된 모드 1, 2, 3에서 전기자동차의 AC 충전에 사용되는 플러그, 소켓 아울렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛의 구체적인 설계를 다룬다. 이 표준은 서로 다른 제조사의 제품 간 호환성을 확보할 수 있도록 상세한 규격을 포함한다.[2]IEC 62196-2는 다음과 같은 세 가지 주요 구성(Type 1, Type 2, Type 3)을 정의하며, 각 구성은 서로 다른 형태와 치수를 가진다.
- 제어 파일럿 접점 없이 최대 16A의 단상 충전
- 최대 32A의 단상 충전
- 최대 63A의 삼상 충전 (Type 2 및 3만 해당)
각 설계는 수 커넥터와 암 커넥터를 포함하며, 일반적으로 다음과 같이 구성된다.
1. 전기차 충전 설비(EVSE, 충전기)의 (암) "소켓 아울렛"
2. 케이블 한쪽 끝의 (수) "플러그"
3. 케이블 반대쪽 끝의 (암) "커넥터"
4. 전기차 자체의 (수) "차량 인렛"
충전기는 케이블이 영구적으로 부착된 "테더링(tethered)" 방식일 수 있으며, 이 경우 커넥터와 차량 인렛만 사용된다. 반면, 유럽에서는 케이블을 분리하여 사용할 수 있는 "언테더링(untethered)" 방식의 충전기도 제공되며, 이 경우 네 가지 인터페이스가 모두 사용된다.
| 전원 공급 | 미국 | 유럽 연합 | 일본 | 중국 |
|---|---|---|---|---|
| 1상 AC (62196.2) |  Type 1 (SAE J1772) |  Type 2[12] (독일, 영국 등)  Type 3 (이탈리아, 프랑스 등; 현재는 거의 사용되지 않음) | -- Type 1 (SAE J1772) |  GB/T 20234.2 |
| 3상 AC (62196.2) | -- Type 2 (SAE J3068) | Type 2 | ||
| DC (62196.3) |  EE (CCS Combo 1) |  FF (CCS Combo 2)[12] |  AA (CHAdeMO)[12] |  BB (GB/T 20234.3)[13] |
 ChaoJi (예정) | ||||
표준에서 정의하는 각 타입의 개요는 다음과 같다. 상세한 내용은 각 하위 섹션에서 다룬다.
- Type 1: 흔히 '야자키 커넥터' 또는 'SAE J1772 커넥터'로 불리며, 단상 충전만 지원한다. 주로 미국과 일본에서 사용된다.
- Type 2: 'Mennekes 커넥터'로 알려져 있으며, 단상 및 삼상 충전을 모두 지원한다. 유럽 연합의 표준 커넥터로 지정되어 공공 충전소에 의무적으로 설치된다.
- Type 3: '스카메(Scame) 커넥터'라고도 불리며, 접촉 방지용 셔터가 특징이다. 과거 일부 유럽 국가에서 사용되었으나 현재는 Type 2로 대체되는 추세이다.[14]
IEC 62196-2 표준은 여러 차례 개정되었다.
- 제1판 (IEC 62196-2:2011)은 2011년에 발행되었다.[15]
- 제2판 (IEC 62196-2:2016)은 2016년에 발행되었으며, Type 2 구성에 선택적으로 셔터를 추가할 수 있도록 변경된 점이 주요 특징이다.[1]
- 제3판 (IEC 62196-2:2022)은 2022년에 발행되었다.[2]
2. 2. 1. Type 1 (J1772)
Type 1 커넥터는 차량 커플러(차량 커넥터 및 차량 인렛)로 구성된다.
원래 설계는 제조사 야자키에서 만들었고, SAE J1772 표준에 처음 명시되었기 때문에 흔히 '야자키 커넥터' 또는 'J1772 커넥터'로 불린다.
이 커넥터는 둥근 모양이며, 올바른 방향으로 연결하기 위해 차량 인렛에 홈이 파여 있다. 5개의 핀으로 구성되는데, 구체적으로는 AC 도체 2개, 보호 도체 1개, 그리고 2개의 신호 핀(제어 파일럿 기능, 근접 감지 기능)이다. 제어 파일럿 기능은 IEC 61851 부록 A를 따르며, 근접 감지 기능은 보조 스위치를 사용하고 IEC 61851 부록 B에 따라 별도의 전류 코딩은 없다. 차량 인렛에 삽입 시 커넥터에 달린 기계적 래치로 고정된다.
IEC 62196-2 표준에서는 이 커넥터의 최대 작동 전류를 32A로 규정하고 있다. 다만, SAE J1772 표준을 따르는 미국에서는 최대 80A까지 허용된다.
Type 1 커넥터는 단상 충전만 지원하며, 주로 미국과 일본에서 널리 사용된다.
2. 2. 2. Type 2 (Mennekes)
Type 2 구성은 IEC 61851-1에 설명된 대로 모드 3 충전을 지원하는 플러그와 소켓 아울렛, 그리고 모드 2 및 3 충전을 지원하는 차량 커플러(차량 커넥터 및 차량 인렛으로 구성)로 이루어진다. (이 구성 내에서 IEC 62196-2는 모드 1용 커넥터와 모든 모드 1, 2, 3용 인렛도 설명하지만, 실제로는 거의 사용되지 않는다.)이 커넥터는 원래 독일의 Mennekes사가 디자인했기 때문에 흔히 "Mennekes 커넥터"라고 불린다. 커넥터는 한쪽 면이 평평한 둥근 하우징 형태를 가지며, 최대 7개의 핀과 슬리브 접점을 포함한다. 이 핀들은 최대 4개의 AC 도체, 1개의 보호 도체, 그리고 2개의 신호 핀으로 구성된다. 신호 핀은 제어 파일럿 기능(IEC 61851-1 부록 A)과 동시 근접 감지 및 전류 코딩(IEC 61851-1 부록 B)에 사용된다. 설계상, 접점은 표준화된 테스트 핑거로 만질 수 없도록 보호된다. 표준의 두 번째 판부터는 접점 보호를 강화하기 위해 셔터를 선택적으로 추가할 수 있게 되었다. 커넥터가 차량 인렛에 삽입되면, 인렛에 부착된 잠금 장치에 의해 고정된다. 소켓 아울렛 역시 플러그를 제자리에 고정하기 위해 동일한 방식의 잠금 장치를 사용한다.
IEC 62196-2는 이 구성을 최대 63A의 작동 전류를 가지는 것으로 설명하며, 단상 응용 분야에 한해서는 최대 70A까지 허용한다.
현재의 Type 2 구성은 2009년에 발표되어 2012년에 철회된 초기 독일 표준 VDE-AR-E 2623-2-2에서 제시된 Mennekes의 제안과는 차이가 있다. 초기 제안과 비교하여 핀과 슬리브가 인렛과 커넥터 사이에서 서로 바뀌었고, 치수도 약간 변경되었다. 이는 IEC 62196-2:2011의 독일어 버전이 사용 가능해지면서 변경된 것이다.
또한, 중국 표준인 GB/T 20234.2에 설명된 커넥터는 Type 2와 유사하지만 다른 디자인을 가지고 있다.
유럽 연합 내에서는 규정에 따라 모든 공공 AC 충전 스테이션에 Type 2 소켓 아울렛 또는 Type 2 커넥터를 의무적으로 갖추도록 요구하고 있다.
2. 2. 3. Type 3 (Scame)
이 구성은 일반적으로 소켓 콘센트와 플러그로 이루어진다.
원래 디자인이 제조업체인 스카메(Scame)에서 만들어졌기 때문에, 흔히 ''스카메 커넥터''라고 불린다. 일반적으로 3C형은 충전 인프라(차량 제외)에서 사용되는데, 이는 접촉을 막는 셔터를 제공하여 유럽 12개국에서 공공 접근이 가능한 EVSE에 대한 요구 사항을 만족시키기 때문이다.[14]
타원형 몸체를 특징으로 하며, 올바른 방향으로 꽂을 수 있도록 양쪽이 평평하다. 최대 4개의 AC 도체, 보호 접지 도체, 그리고 근접 감지 및 전류 설정(IEC 61851-1 부록 B에 따름)에 사용되는 1개 또는 2개의 신호 핀, 그리고 필요한 경우 제어 파일럿 기능(IEC 61851-1 부록 A에 따름)을 위한 핀까지 최대 7개의 핀과 슬리브 접점을 갖는다. 차량 인렛에 삽입하면 커넥터의 돌출부가 차량 인렛을 덮는 캡에 의해 제자리에 고정되는데, 이는 IP44 등급의 IEC 60309 커넥터 결합 방식과 비슷하다. 소켓 콘센트에서도 같은 방식으로 플러그를 제자리에 고정한다.
2. 3. IEC 62196-3
IEC 62196-1을 확장하는 이 표준은 IEC 61851-1 및 IEC 61851-23에서 설명하는 모드 4 방식에 따라 전기자동차의 직류(DC) 충전에 사용되는 차량 커넥터와 인렛의 구체적인 설계를 다룬다.[3][4] 이 표준은 서로 다른 제조사의 제품 간 호환성을 보장하기 위해 충분히 상세하게 기술되어 있다.[3][4]초판인 IEC 62196-3:2014는 2014년에 출판되었으며,[3] 제2판인 IEC 62196-3:2022는 2022년에 출판되었다.[4]
이 표준은 여러 구성(Configuration)으로 구분되며, 각 구성은 커넥터와 인렛으로 이루어진다. 주요 구성은 다음과 같다.
- 구성 AA: 일반적으로 '차데모(CHAdeMO)' 커넥터로 알려져 있다.
- 구성 BB: 중국에서 주로 사용되는 방식으로, GB/T 20234.3 표준과 관련 있다.
- 구성 EE: 일반적으로 'CCS1' 또는 'Combo1' 커넥터로 알려져 있으며, Type 1 커플러를 확장한 형태이다.
- 구성 FF: 일반적으로 'CCS2' 또는 'Combo2' 커넥터로 알려져 있으며, Type 2 커플러를 확장한 형태이다.
구성 CC와 DD는 표준 제정 과정에서 논의되었으나 최종 공개 버전(IEC 62196-3:2014)에는 포함되지 않았으며, 향후 사용을 위해 예약되어 있다.[3]
2. 3. 1. CHAdeMO (AA)
AA 구성은 일반적으로 "차데모 커넥터"로 알려져 있는데, 이는 차데모 조직에서 설계하고 사용하기 때문이다. 원래 디자인은 일본 표준 JEVS G105-1993에 처음 게시되었다.
이 커플러는 IEC 61851-23에 따른 시스템 A와 IEC 61851-24 부록 A에 따른 CAN 통신을 구현하는 DC 충전 스테이션과 함께 사용하도록 설계되었다. 주로 일본 및 일본에서 설계된 전기자동차가 많은 국가에서 사용된다.
2. 3. 2. GB/T (BB)
GB/T (BB) 구성은 중국의 직류 (DC) 급속 충전 표준 중 하나이다. 이 방식은 IEC 61851-23 표준에 따른 시스템 B와 IEC 61851-24 부록 B에 따른 CAN 통신을 구현하는 DC 충전 스테이션과 함께 사용하도록 설계되었다. 동일한 기술 내용은 중국의 국가 표준인 GB/T 20234.3에서도 다루고 있다.2. 3. 3. CCS Combo 1 (EE)
구성 EE는 Combined Charging System(CCS) 내에서 사용되는 방식으로, Type 1 커플러를 확장한 형태이기 때문에 일반적으로 "CCS1 커넥터" 또는 "Combo1 커넥터"로 알려져 있다.
이 방식은 IEC 61851-23 표준에 따른 System C를 구현하고, IEC 61851-24 부록 C 및 ISO 15118-3 표준에 따라 전력선 통신(PLC)을 이용하는 DC 충전 스테이션과 함께 사용하도록 설계되었다. 주로 미국에서 사용되며, 해당 기술은 SAE SAE J1772 표준에도 동일하게 기술되어 있다.
2. 3. 4. CCS Combo 2 (FF)
FF 구성은 "CCS2 커넥터" 또는 "Combo2 커넥터"로 통칭되는데, 이는 Type 2 커플러를 확장하여 콤보 충전 시스템(CCS) 내에서 사용되기 때문이다.
이 구성은 IEC 61851-23에 따른 시스템 C를 구현하며, IEC 61851-24 부록 C 및 ISO 15118-3에 따른 PLC 통신을 사용하는 DC 충전소에서 사용하도록 설계되었다.
CCS Combo 2는 글로벌 표준으로, 유럽 연합 내에서는 규정에 따라 모든 공공 DC 충전소에 의무적으로 설치되어야 한다. 또한 인도에서도 사용된다.
2. 4. IEC TS 62196-3-1
이 IEC 기술 규격은 IEC 62196-3에 따른 차량 커넥터 및 차량 인렛에 열 관리가 적용될 경우, 매우 작은 도체 단면적의 케이블과 함께 사용하는 방법을 설명한다. 열 관리는 열 센서를 이용하여 케이블 조립체의 온도 상승을 제한하기 위해 전류를 조절하는 방식이다.초판인 IEC TS 62196-3-1:2020은 2020년에 발행되었다.
2. 5. IEC TS 62196-4
IEC TS 62196-4는 국제전기기술위원회 (IEC)의 기술 규격(Technical Specification, TS)으로, IEC 62196-1 표준을 확장하여 IEC 61851-3 시리즈에 명시된 회로를 이용한 직류 (DC) 충전에 사용되는 플러그, 소켓 아울렛, 차량 커넥터, 차량 인렛의 구체적인 설계를 다룬다. 이 표준에서는 감전 보호를 위해 이중 절연 또는 보강 절연 방식을 적용하며, 최대 작동 전압은 직류 120V, 정격 전류는 최대 60A까지 지원한다. 주요 적용 대상은 경형 전기 자동차 (L-category)이며, 2022년에 제정되었다.2. 6. IEC 62196-6
IEC 62196-1을 확장한 기술 규격으로, IEC 61851-25에 명시된 회로를 통해 직류(DC) 충전에 사용되는 플러그, 소켓 아울렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛의 구체적인 설계를 다룬다. 감전 보호는 전기적 분리를 통해 이루어지며, 최대 작동 전압은 공칭 전류 100A에서 120V이다. 주로 경형 전기차(Light Electric Vehicle, LEV)에 적용되며, 2022년에 제정되었다.[17]3. 기타 부품
IEC 62196 시리즈는 플러그, 소켓 아웃렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛 등 전기 자동차의 전도 충전에 필요한 다양한 부품에 대한 규격을 포함하며, 다음 파트들이 출판되었다.
- '''IEC 62196-1''': 플러그, 소켓 아웃렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛 – 전기 자동차의 전도 충전 – 파트 1: 일반 요구 사항
- '''IEC 62196-2''': 플러그, 소켓 아웃렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛 – 전기 자동차의 전도 충전 – 파트 2: AC 핀 및 접촉 튜브 부속품의 치수 호환성 및 상호 교환 요구 사항
- '''IEC 62196-3''': 플러그, 소켓 아웃렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛 – 전기 자동차의 전도 충전 – 파트 3: DC 및 AC/DC 핀 및 접촉 튜브 차량 커플러의 치수 호환성 및 상호 교환 요구 사항
- '''IEC TS 62196-3-1''': 플러그, 소켓 아웃렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛 – 전기 자동차의 전도 충전 – 파트 3-1: DC 충전을 위한 열 관리 시스템과 함께 사용하도록 설계된 차량 커넥터, 차량 인렛 및 케이블 어셈블리
- '''IEC TS 62196-4''': 플러그, 소켓 아웃렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛 - 전기 자동차의 전도 충전 - 파트 4: 클래스 II 또는 클래스 III 적용을 위한 DC 핀 및 접촉 튜브 부속품의 치수 호환성 및 상호 교환 요구 사항
- '''IEC 62196-6''': 플러그, 소켓 아웃렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛 – 전기 자동차의 전도 충전 – 파트 6: 전기적 분리에 의존하는 보호 기능이 있는 DC EV 공급 장비용 DC 핀 및 접촉 튜브 차량 커플러의 치수 호환성 및 상호 교환 요구 사항
또한, 2024년 4월 기준으로 다음 파트가 준비 중이다.
- '''IEC TS 62196-7''': 플러그, 소켓 아웃렛, 차량 커넥터 및 차량 인렛 - 전기 자동차의 전도 충전 - 파트 7: 차량 어댑터 (예상 출판일 2024년 11월)
참조
[1]
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Clean Vehicles Partnership
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[15]
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간행물
IEC TS 62196-4:2022
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