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| 전기차 무선충전 시대가 다가오고 있다. 사진은 제네시스 수지 전시장에서 GV60이 충전 중인 모습. /사진=현대차 |
주유는 1분, 충전은 하루 종일?
장기적으로 내연기관차는 없어지고 전기차와 같은 친환경 자동차가 자리 잡을 예정인 가운데 소비자들이 가장 중요하게 생각하는 전기차 구매 요소는 1회 충전에 얼마만큼 갈 수 있는 지 여부와 충전 소요시간, 충전의 편리성 등이다.
현재 출시된 전기차는 1회 완충시 짧게는 대략 200여km부터 길게는 500km 이상 주행이 가능하다. 이는 전기차의 배터리 성능이나 날씨, 도로 환경 등에 따라 1회 완충시 대전이나 부산까지 주행할 수 있는 거리다.
전기차 도입 초반에는 1회 완충시 어느 정도 주행할 수 있는지가 관건이었다면 최근의 소비자들은 충전 소요시간과 편리성 등도 주목한다. 대체로 급속 충전시 1시간 이내에 80%까지 충전이 가능하지만 기름을 가득 채우는 데 1분도 채 안 걸리는 내연기관차에 비하면 아직 전기차의 충전 속도는 소비자들을 만족시키기에는 턱없이 부족한 것이 현실이다.
이처럼 긴 충전 시간을 단축시켜줄 수 있는 대안으로 떠오른 것이 무선충전이다. 기존의 충전 방식은 운전자가 전기차충전소를 찾아 연결 잭을 꽂아 긴 시간 대기해야 한다.
무선 충전은 아파트나 회사, 대형마트의 주차장과 도로 정지선 아래에 무선충전 코일을 깔아 주차나 정차 시 수시로 배터리를 충전할 수 있게 해준다. 고속도로를 타고 서울과 지방을 오갈 때에도 휴게소 주차장에 차를 대면 잠시 쉬어가는 20~30분 동안에도 전기차 충전이 가능하다.
차에서 내려 충전 책을 꽂지 않고 주차만 하면 자동으로 무선 충전이 진행되는 만큼 편리성도 크게 향상 될 것으로 기대된다.
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| 전기차 무선충전 시대 전환에 속도가 붙었다. /사진=이미지투데이 |
자동차 무선충전 방법은 크게 ‘세가지’
궁금한 점은 덩치가 큰 자동차가 어떻게 연결 잭을 꽂지 않고도 무선으로 충전을 할 수 있는 지 여부다. 현재 사용되는 무선 충전 방식은 ▲자기공진 ▲자기유도 ▲전자기파 등 크게 세가지로 분류된다.
자기공진 방식은 코일이 맞닿지 않아도 충전할 수 있는 방식이다. 송신부 코일에서 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성해 동일한 공진주파수로 설계된 수신부 코일에만 에너지가 집중 전달돼 충전이 되는 기술이다. 쉽게 말해 충전 코일과 전기차 배터리가 최대 10여m 이내의 거리에 있고 주파수만 같으면 충전이 가능한 방식이다.
자기유도 방식은 현재 스마트폰 무선충전에서 사용하는 기술이며 송·수신 코일끼리 자기유도 현상을 이용하는 원리다. 다만 무선충전 거리가 짧아 송·수신 매개체가 가깝게 밀착해야하는 단점이 있다. 스마트폰을 무선충전 패드에 올려놔야만 충전이 시작되는 원리를 생각하면 쉽다.
전자기파 방식은 수백m 거리에 떨어진 충전기가 수백 MHz에서 수 GHz 대역의 주파수를 사용해 원격 전력을 보내면 센서가 전기에너지를 수집하는 원리다. 전송 거리가 수백m~수㎞ 안팎으로 길고 고출력으로 이용할 수 있는 장점이 있지만 거리가 먼만큼 전송효율은 10~50%로 낮고 전자파 문제 등 넘어야 할 산도 많다.
전기차 무선충전, 어디까지 왔나
사람들이 손에 쥘 수 있는 크기인 스마트폰의 무선 충전은 이미 보편화 된지 오래다. 덩치가 큰 전기차의 무선 충전은 아직 걸음마단계다. 최근 각 제조업체들은 앞 다퉈 전기차 무선충전 기술에 집중한다.
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| 이제 전기차도 무선충전을 하는 시대가 다가오고 있다. /사진=이미지투데이 |
제네시스는 강남, 수지, 현대모터스튜디오 고양 등 3개소 등 주요 거점 등에 무선 충전 인프라 시스템을 구축하고 무선 충전 기능을 추가한 시범 사업용 GV60을 통해 관련 사업 데이터를 축적할 계획이다.
제네시스 디자인 정체성이 반영된 무선 충전기는 바닥에 설치된 충전 패드 위에 차를 주차하는 것만으로도 전기차 충전이 가능한 기술이다. 충전 성능은 11kW로 GV60 기준(77.4kWh) 완충까지 약 8시간이 소요된다. 이는 현재 제네시스 전기차 고객에게 공급중인 유선 홈 충전기와 유사한 속도이다.
이밖에 ‘마이 제네시스’ 애플리케이션(앱)을 통해 충전소 위치 및 사용 정보 확인, 충전 대기표 발급 등의 기능을 지원함으로써 제네시스 고객을 위한 차별화된 서비스도 제공한다.
BMW는 2018년 7월 플러그인 하이브리드(PHEV) 530e i퍼포먼스 모델에 무선충전 옵션을 리스 형태로 제공하며 무선충전 인프라 구축에 시동을 걸었다.
기술기업 콘티넨탈은 같은해 2월 자동 무선충전 시스템을 공개했다. 이 시스템은 정밀도를 높인 ‘자기(Magnetic) 위치 시스템’ 기반의 마이크로 내비게이션 솔루션이다. 충전 패드 위에 눈이나 낙엽이 덮여 있어도 배터리를 정확히 감지하는 기술이다.
미국에서는 퀄컴 헤일로(Qualcomm halo)가 도로주행 시에도 무선으로 충전하는 기술을 개발해 상용화를 추진 중이다. 국내에서는 카이스트 셔틀버스, 대덕특구 순환노선 무선충전 전기버스, 서울대공원 순환노선 등도 운행 중이다.
전기차 솔루션 개발공급업체 이비올의 이후경 대표는 “어느 산업이든 사용자가 편리한 쪽으로 발전하기 때문에 전기차 충전 역시 유선→ 무선 이동은 방향성이 확실하다”고 강조했다.
