전기차를 충전하기 위해서는 전기차용 보조배터리, 자율주행 충전 로봇, 이동식 충전기 등 다양한 형태의 장비 또는 시설이 필요하다. 여기서 나아가 배터리 자체를 새로 교체하는 배터리 교체 방식과 주차 및 주행 중 차를 충전할 수 있는 무선 충전 기술이 주목받고 있다. 그중에서도 무선 충전 기술은 상용화만 된다면 획기적으로 충전 편리성을 높여줄 수 있을 것으로 기대되는 기술이다.

[글] 박재희 에디터

사람들이 전기차 구매를 주저하는 가장 큰 이유 중 하나는 충전 문제 때문이다. 충전만 수월해진다면 전기차 시장은 지금보다 더욱 급속도로 확대될 것이다. 하지만 도로 위를 달리면서 자동으로 충전할 수 있는 시대가 온다면 어떨까?

무선 충전 기술은 기본적으로 도로 및 주차면 아래 설치한 충전 송신기와 차량에 탑재한 수신기를 상호 연결해 무선으로 전기차를 충전하는 기술이다. 이를 위해 여러 자동차 브랜드 및 기업들은 오래전부터 무선 충전 기술 개발에 몰두하고 있다.

실제로 퀄컴은 2017년에 이미 100m 길이의 테스트 트랙에 무선충전 시스템을 깔고 최대 20kW의 급속충전을 받아 르노 전기차가 시속 100km로 달리는 실험에 성공한 적이 있고, 닛산은 무려 2011년에 리프의 무선 충전 테스트 영상을 공개하기도 했다. 
 

이스라엘의 스타트업 일렉트리온은 2023년 완공을 목표로 미국 미시간 주정부, 포드 등 다양한 협력 기관과 함께 디트로이트에 약 1.6㎞ 길이의 ‘공공 무선 충전 도로’를 구축하고 있다. 또한 일렉트리온은 스웨덴 고틀랜드섬에 설치된 1.65km 길이의 무선 충전 도로를 개발하기도 했다.

일렉트리온은 도로 아래에 구리 송전 코일을 설치하는 방식으로 충전 도로를 구현했는데, 충전량 테스트 결과에 따르면 최대 60km/h 속도로 200m를 주행했을 때, 평균 70kW의 충전 속도 결과를 얻었다. 이는 일반적인 완속 충전기가 7kW의 충전 속도를 가진 것을 고려하면, 결코 느린 속도가 아니다.

다만, 무선 충전 도로에서 보내는 전자기를 전기차에서 끌어들일 수 있어야 하기 때문에 특정 전자기 유도 충전 시스템을 설치한 전기버스, 리튬이온배터리를 이용하는 전기트럭 등만 충전할 수 있다고 알려졌다. 
 

콘티넨탈도 2018년 관련 기술을 공개했다. 콘티넨탈의 무선 충전 시스템은 정확도와 정밀도를 높이기 위한 ‘자기 위치 시스템’ 기반 마이크로 내비게이션 기술이다. 야외에 설치된 충전 패드 위에 눈, 비, 낙엽 등 이물질이 쌓이더라도 배터리 위치를 정확하게 찾아 충전하는 기술이다.

대표적으로 제네시스는 지난 2월부터 제네시스 강남과 수지, 현대모터스튜디오 고양 3개소에 각각 1기씩 무선 충전기를 설치하고 시범 사업을 진행하고 있다. 이를 포함해 주요 거점에 총 23기의 충전기와 22대(GV60 및 GV70 전동화 모델)의 차량으로 고객에게 무선 충전 경험을 제공하고 있다.

제네시스가 제공하는 무선 충전 서비스의 전력은 11kW로 GV60 기준(77.4kWh), 10% 잔량의 배터리를 80%까지 충전하는 데 약 4~5시간밖에 소요되지 않는다. 즉, 무선 충전은 일반적인 충전 과정의 간소화와 더불어 완속 충전(7kW 급) 대비 충전 속도까지 빠르다는 장점을 가지고 있는 것이다.
 

현대자동차는 현재 설치한 무선 충전기 수를 향후 75개까지 확충해 2023년까지 사업 실효성 검증 및 운영 체계 구축을 위한 데이터를 확보할 계획이라고 밝힌 바 있다. 국내에서는 현대자동차와 함께 카이스트의 셔틀버스, 대덕특구의 순환노선 무선 충전 전기버스, 서울대공원의 순환노선 등이 무선 충전 전기차로 운행되고 있다.

무선 충전의 근본적 필요성을 따져보면, 충전 자리의 부족이 자리하고 있다. 무선 충전 기술이 있다면 꼭 고정된 충전소에서 충전을 할 필요가 없고, 충전소 부족에 시달릴 필요도 없기 때문이다. 하지만 아직 무선 충전 기술이 상용화되기까지는 시간이 남았다. 그런데 이 점을 파고들어 최근에는 주차장 천장에 충전기를 설치하는 대안이 떠오르고 있다.

일반 주차면 위에 이동이 가능한 전기차 충전기를 설치하면, 별도의 전기차 충전 구역이 없어도 자유롭게 충전이 가능하다는 게 골자다. 레일에 걸려있는 충전기를 이동시켜 설치하면 그만이기 때문이다.
  

국내에서는 전기차 충전 분야로 두각을 나타내고 있는 대영 채비(CHAEVI)를 비롯해 몇몇 기업들이 해당 시스템을 연구하고 상용화하는데 박차를 가하고 있다. 무엇보다 최근에 지어진 주차장이 아니더라도 어디든지 설치 가능하다는 이점이 있다.

내연기관차와 비교해 전기차의 가장 큰 약점은 충전 시간임을 부정할 수 없다. 무선 충전이 상용화되기까지 규격 통일과 인프라 구축 등 넘어야 할 산이 많지만, 전기차 오너들에게 전에 없던 편리함과 사용 경험을 제공한다는 점에서 무선 충전 기능은 미래 모빌리티의 모습을 바꿀 혁신적인 기능임에 분명하다.

전기차 오너들, 상용화만 기다린다는 역대급 꿀 기능?
글 / 다키포스트
ⓒ DAKI POST, 무단 전재 및 재배포 금지
콘텐츠 관련 문의 : dk_contact@fastlabs.co.kr