[테크다이브] 성큼 다가온 `자율 주행 시장`…전기차 무선 충전 중요해진 이유

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[테크다이브] 성큼 다가온 '자율 주행 시장'…전기차 무선 충전 중요해진 이유

디지털데일리 발행일 2024-05-14 16:32:37

배태용 기자

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[디지털데일리 배태용 기자] 얼마 전 전기차⋅배터리 업계에는 괄목할 만한 소식이 있었지요. 중국 당국이 미국 전기차 기업 테슬라를 대상으로 한 데이터 안전 검사에서 외자기업 최초로 '적합' 판정을 내린 것입니다.

테슬라가 중국에서 '완전 자율 주행(Full Self-Driving·FSD)' 시험 테스트를 허용한 것으로, 중국 내 완전자율주행 소프트웨어 도입 가능성이 커진 것을 의미합니다. 이번 중국 당국의 검사 통과 판정을 받은 업체는 테슬라를 비롯해, BYD(비야디)와 리오토(리샹), 로터스, 호존(Hozon·허중), 니오 등 6개사 76개 차종입니다.

검사 통과로 테슬라가 중국에서 수집한 데이터의 미국 이전 등 관련한 다른 협의도 급물살을 타며 사실상 타결 단계에 들어선 것으로 평가됩니다. 자율주행 기술에 필요한 알고리즘 훈련을 위해선 중국에서 수집한 지형, 지리 등의 주행 중 얻은 관련 데이터를 미국으로 이전할 수 있어야 하기 때문입니다.

중국에서 완전 자율주행 자동차가 상용화된다는 것은 글로벌 전기차 시장에도 매우 중요한 의미를 지닙니다. 다른 국가 간의 경쟁을 유발해 완전 자율 시장의 글로벌 도입을 촉진할 수 있는 계기가 되기 때문이지요. 중국 시장에서의 완전 자율 주행 시장이 성공적으로 안착하면 미국, 유럽 등도 도입을 서두를 겁니다.

이렇게 완전 자율 주행 시대가 성큼 다가오고 있는 가운데, 전기차 충전 문제도 중요한 과제로 떠오르고 있습니다. 전기차 충전도 손 하나 대지 않고 완료해야 비로소 완전 주행이 완성된다는 것인데요. 이러한 이야기가 나오는 데엔 현재 상용화된 전기차 충전기가 매우 무겁고 불편하다는 것이 자리하고 있습니다.

급속충전기의 경우 짧은 시간 내에 다량의 전압을 출력해 전기차를 충전시켜야 하다 보니, 고압 전류 출력을 위한 산업용 케이블을 사용합니다. 이뿐만 아니라 안정성 문제로 케이블 내부에는 냉각수도 탑재해야 해, 성인 남성이 양손으로 들어도 무거울 정도입니다. 노약자나 여성 등 특정 사용자들은 혼자서 들기 힘들다는 게 공통된 의견입니다.

이 때문에 인간의 개입 없이 스스로 목적지까지 이동할 수 있다고 한들, 이에 맞는 충전 인프라가 구축되지 않는다면, 2% 부족한 '완전 자율 주행' 시대가 열리는 것이나 마찬가지란 말이 나오는 겁니다. 다행인 것은 전기차⋅배터리 업계가 완전 자율 주행 시장에 다가가는 것과 어깨를 맞추기 위해 충전기 업계도 힘을 쓰고 있다는 것입니다.

미래차 시대에 걸맞는 충전 방법은 크게 무선 충전, 로봇 팔 인프라가 꼽힙니다. 먼저 전기차 무선 충전은 일반적으로 ▲자기유도 방식 ▲자기 공진 방식으로 두 가지 방식으로 나뉩니다. 방식마다 장단점이 있으며, 상황에 따라 적합한 방식이 달라집니다.

자기유도 방식은 전류가 흐르는 도선 주위에 자기장을 생성하고, 이 자기장이 인접한 도선에 전류를 유도하는 원리를 이용합니다. 전기차 무선 충전에서는 충전 패드에 전류를 공급해 자기장을 생성하고, 이 자기장이 차량 하부에 설치된 수신 코일에서 전류를 유도해 배터리를 충전하는 것이지요. 이 방식은 비교적 단거리에서 효율적으로 에너지를 전달할 수 있으며, 주차 시 자동으로 충전 과정이 시작되는 편리함을 제공합니다.

자기 공진 방식은 두 코일이 같은 주파수로 공진할 때 에너지 전달 효율이 최대화되는 원리를 이용합니다. 이 방식은 자기유도 방식보다 더 긴 거리에서도 에너지를 효과적으로 전달할 수 있어, 충전 패드와 전기차 간의 정확한 정렬이 덜 중요하게 됩니다. 자기 공진 방식은 또한 더 높은 전력 전송을 가능하게 하여, 충전 시간을 단축할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

단거리 충전과 저렴한 비용이 중요한 경우 자기유도 방식이 적합하며, 장거리 충전과 빠른 충전 시간이 중요한 경우 자기 공진 방식이 적합합니다.

전기차 무선 충전 기술은 편리함과 효율성으로 많은 기대를 받고 있지만, 아직 상용화 단계까지는 이르지 못하고 있습니다.

자기 간섭, 충전 거리 제한, 에너지 손실 등으로 인해 충전 효율이 아직 만족스럽지 못한 데다 고출력 전력 전송 시 발열, 전자파 노출 등 안전성에 대한 우려가 존재하기 때문입니다. 또한 무선 충전 시스템 구축 및 유지 관리 비용이 유선 방식 대비 높다는 것도 또 하나의 이유입니다.

이러한 한계점을 극복하기 위해서는 무선 충전 기술의 효율성을 개선하고, 인프라 구축 비용을 절감하는 동시에, 국제적으로 통용될 수 있는 표준을 마련하는 것이 중요합니다. 기술 혁신과 함께 표준화 작업이 진행되고 있으며, 이는 무선 충전 인프라의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대됩니다.