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[Tech 스토리] 전기차도 스마트폰처럼 '충전 중'

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기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 정승원 기자 = 바야흐로 전기차 시대입니다. 전기차는 지난해 국내에서 누적 등록 대수 20만대를 돌파했으며 올해 10월 기준으로는 36만대를 넘어섰습니다. 새로운 전기차가 출시되면 사람들의 관심도 뜨겁습니다. 자동차 뉴스에도 전기차 신차가 보조금을 얼마나 받을 수 있는지, 1회 충전 주행거리가 얼마나 되는지 등이 자주 다뤄집니다. 그만큼 이제 도로에서 전기차의 파란 번호판을 보는 것은 어려운 일이 아닙니다.

전기차는 종종 '달리는 스마트폰'으로 비유되기도 합니다. 각종 무선 업데이트(Over The Air, OTA)와 함께 자율주행 등 첨단 기술이 적용되기 때문입니다. 충전기술도 마찬가지입니다. 전기차 배터리를 완속, 급속 충전하는 데 이어 '무선충전'도 개발 중입니다. 전기차에서 중요한 점은 역시나 충전 인프라인데 케이블을 사용한 유선 충전이 아닌 무선충전으로 전기차를 빠르게 충전할 수 있다면 그만큼 전기차 보급에 영향을 미치기 때문일 것입니다.

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[사진= 제네시스]

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국내에서 전기차 무선충전 기술에 앞서 나가고 있는 곳은 현대자동차의 프리미엄 브랜드 제네시스입니다. 제네시스는 전용 전기차 GV60과 파생 모델인 G80 EV, GV70 EV 등의 전기차 라인업을 보유하고 있습니다. 특히 첫 전용 전기차인 GV60은 무선충전 기술이 지원됩니다.

제네시스의 무선충전 기술은 고객 편의에 초점을 맞췄습니다. 기존 유선 충전 방식이 운전자가 내려서 충전기를 충전구에 꽂는 과정을 거쳤다면 제네시스 무선충전은 충전 패드 위에 주차를 하고 차량 내에서 몇 가지 조작만 하면 됩니다.

무선충전의 기술적인 방법론을 이해하기 위해서는 제네시스 무선충전 시스템이 어떻게 구성되는지부터 알아야 합니다. 제네시스의 무선충전 시스템은 충전기 역할을 담당하는 PCS(Power Control Station), PCS와 연결해 바닥에 설치하는 무선 충전 패드인 GA-R(Ground Assembly Resonator), 전기차의 앞차축 하단부에 적용하는 VA(Vehicle Assembly)로 구성됩니다.

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제네시스 무선충전기 [사진= 제네시스]

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GV60이 무선충전 패드 위에 위치하면 PCS는 배터리 충전을 위한 전력을 85kHz의 고주파로 변환해 GA-R에 공급합니다. GA-R은 PCS로부터 전달받은 고주파 전류를 공진시켜 무선 전력 전송을 위한 자기장을 발생시킵니다. 공진은 특정 주파수에 에너지를 집중시키는 것으로 이렇게 만들어진 전력은 GV60 하부에 장착한 VA를 통해 차량으로 전달된 뒤 컨버터를 거쳐 배터리에 저장됩니다.

충전기 위 이물질이 있거나 충전기에 이상이 있을 경우 충전기의 LED 컬러로 이상 유무를 확인할 수 있습니다. LED가 노란색이면 패드 위에 이물질이 있다는 뜻이며 적색 LED가 점멸할 경우 패드의 기능 에러가 발생한 것이니다. 이 때에는 충전기 전원 버튼을 눌러 재가동하면 됩니다.

충전 성능은 11kW로 GV60 기준(77.4kWh)으로 완충까지 약 8시간이 소요되며 이는 현재 제네시스 전기차 고객에게 공급중인 유선 홈 충전기와 유사한 속도입니다. 제네시스의 무선충전 서비스는 시범 테스트를 진행 중입니다. 전국적으로 23기의 무선충전기를 설치하고 GV60과 GV70 EV 모델 등 무선충전 기능이 적용된 차 22대를 운영할 예정입니다. 시범 서비스는 내년 6월까지 진행됩니다.

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[사진= 제네시스]

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쌍용자동차도 산업부 국책과제로 전기차 무선충전 플랫폼을 개발 중입니다. 쌍용차는 지난 21~22일 서울 코엑스에서 개최된 '2022 전파산업 진흥주간' 행사에 무선충전 플랫폼 기술을 선보였습니다. 무선충전 플랫폼을 이용해 자사의 전기차인 코란도 이모션을 충전한 것입니다.

'전기차 무선 충전 플랫폼'은 61.5kWh 리튬이온 폴리머 배터리를 탑재한 코란도 이모션에 22kW 무선 충전 시스템을 적용해 충전합니다. 충전은 3시간 정도 소요되며 유선 충전 시스템의 케이블 무게로 인한 고객 불편함 등을 해소할 수 있을 것으로 기대됩니다. 쌍용차는 무선충전 시간을 단축할 수 있는 기술을 추가로 개발 중이며 추후 급전선로를 통해 주행 중에도 충전될 수 있는 새로운 혁신 기술도 개발하고 있습니다.

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[사진= 쌍용자동차]

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해외에서는 볼보자동차가 실제 도시에서 무선충전 기술을 테스트하고 있습니다. 볼보자동차는 지난 3월 스웨덴 예테보리에서 순수 전기 소형 SUV인 XC40 리차지의 무선충전 기술을 통합 시행하는 테스트에 돌입했습니다. 충전방식은 제네시스와 유사합니다. 무선충전은 무선충전 패드가 설치된 스테이션 내 차량을 주차하면 충전 패드가 차량을 인식해 에너지를 보내고 차량이 에너지를 수신하는 방식으로 진행됩니다.

무선충전 패드를 통해 제공되는 충전 가능한 전력량은 40kw 이상으로 충전속도는 유선 11kW의 AC 완속 충전기 대비 약 4배 이상 빠르며 50kW DC 급속 충전기를 사용한 속도와 유사한 수준입니다.

볼보자동차는 북유럽 지역의 가장 큰 택시회사인 카본라인(Cabonline)과 협업해 XC40 리차지 모델을 택시로 사용할 예정입니다. 테스트는 1일 12시간 이상, 연간 10만km를 주행하며 3년 간 진행됩니다.

전기차 시장은 이미 치열한 경쟁 중입니다. 글로벌 완성차 브랜드들은 각자 자사의 전기차 라인업이 몇 대인지, 전기차가 얼마나 혁신적인지, 1회 충전 시 주행거리는 얼마나 되는지 등을 알리려고 집중합니다. 더 많은 전기차가 보급될수록, 더 많은 사람이 전기차를 탈수록 함께 치열해질 전기차 무선충전 기술의 경쟁도 흥미로운 볼거리가 될 것 같습니다.

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[사진= 볼보자동차코리아]

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