[ESG경제=김민정 기자] 친환경 에너지전환 정책이 전 세계적으로 확대되며, 전기와 수소로 운행되는 자동차들을 발견하기가 한결 쉬워졌다.

전기차, 전기버스의 시대가 되면서 이슈로 떠오른 것이 전기자동차 무선 배터리 관리 솔루션이나 무선 충전 시스템 등이다.

상용화 나선 전기자동차 무선 충전 시스템

전기차의 무선 충전 시스템은 자동차 충전 시 필요한 구리선 등, 무거운 부품과 배터리 무게를 가볍게 만들 수 있고, 주행거리를 늘리는 데도 효과적인 시스템으로 꼽힌다.

사실 충전시간 단축과 충전과정의 편리함은 전기자동차 분야에서 가장 먼저 해결되어야 하는 과제로 거론돼 왔다. 매일 여러 회 충전케이블을 전기자동차에 직접 꽂아야 하는 불편함과 우천 및 야간 시에는 매우 위험하다는 지적도 있다.

이에 수십 kW급의 전력을 전송할 수 있는 자기공명 방식의 전기자동차 무선 충전 시스템이 이미 개발되어 시제품이 제작되고 있고, 이를 통해 충전시간을 대폭 단축시킬 수 있다는 전망이 나온다.

우리나라에서는 오는 7월부터 대전시에서 ‘무선 충전 전기버스(On-Line Electric Vehicle, OLEV)’를 운행한다. 이는 2009년 카이스트 무선전력전송 연구단 등이 개발한 ‘자기공진형상화기술(Shaped Magnetic Field In Resonance, SMFIR)’일 이용한다.

이 기술은 송신부에서 진동하는 자기장을 생성, 송신부와 동일한 공진 주파수로 설계된 수신부로 보내 에너지를 전달할 수 있는 원천 기술이다. 2010년 타임지 세계 50대 발명품, 2013년 세계경제포럼(WEF) 10대 미래 유망 기술에 선정됐다.

자기공진형상화기술은 버스가 달리는 도로에 전선을 매립해 자기장이 형성되는 송신부를 구성하고, 버스 하단에는 수신부인 고효율 집전 장치를 설치해 송신부에서 생산된 자기장을 전력으로 변환하는 것이다. 이렇게 되면 도로와 차량 하부 간 거리가 약 20cm일 때 전력 전달 효율은 유선 충전 대비 약 85%에 달하게 된다.

이 원천 기술이 적용된 버스는 운행 중이거나 정차 시 저절로 전력이 보급되므로 충전소를 찾거나 오랜 시간 대기할 필요가 없다. 배터리 역시 1/5 정도로 작아지므로 차량의 무게나 가격부담도 덜 수 있다.

전기차 무선 배터리 관리 솔루션 개발 박차

전기자동차의 무선 충전 시스템 외에도 전기차 무선 배터리 관리 솔루션 개발도 활발하다. 미국의 엔지니어링 기업 ‘와이트리시티’는 2030년까지 1억 2천만개 이상의 전기 자동차가 주행 할 것이며, 그 때까지 충전 인프라에 500억 달러 이상이 투자 될 것이라고 추산했다.

최근에는 제너럴모터스(GM)를 비롯해 완성 전기차 업계들이 전기차 무선 배터리 관리 시스템 개발에 역량을 집중하고 있는 것으로 알려졌다.

GM은 자동차 부품 기업인 비스테온과 무선 배터리 관리 솔루션을 개발했다. 해당 기술은 LG에너지 솔루션과 함께 개발한 2세대 얼티엄 배터리에 탑재되며, 내년부터 쉐보레 볼트EV 등의 전기차 모델에서 선보일 것으로 기대된다.

Industry Growth Insights(IGI)는 최근 글로벌 차량용 무선 충전 시장에 대해 최신 연구 결과를 발표했는데, 여기서는 글로벌 차량용 무선 충전 시장에 뛰어든 기업들로 삼성전자를 비롯해 독일 자동차 부품 업체인 Hella, Zens, 반도체 회사인 인피니온 테크놀로지스, 무선 전력 솔루션 개발기업인 파워매트 테크놀로지 등이 거론됐다.

또 미국 무선 전화통신 연구 및 개발 기업인 퀄컴 테크놀로지, 애플, 모조 모빌리티, 파워 스퀘어, 에어 차지 등도 전기자동차 무선 충전 시장에서 실적을 낼 것으로 기대했다.