전기차의 가장 큰 약점은 짧은 주행거리와 부족한 충전 인프라입니다. 주행거리가 짧으면 그만큼 충전을 자주 해야 하는데, 충전기기가 부족하다 보니 다툼이 끊이질 않습니다.

그래서 대안으로 등장한 기술이 ‘무선충전기술’입니다. 스마트폰을 무선충전패드에 올려놓으면 충전이 되듯, 전기차를 주차장 바닥에 설치된 충전 패드 위에 올려두면 충전이 되는 원리입니다. 친환경 모델만 생산하겠다는 장기 플랜에 발맞춰 운전자에게 도움 될 기술을 적용한 점에 대해선 높은 점수를 줄 만합니다.

볼보는 이 기술을 양산차에 적용하기 전, 스웨덴 제2의 도시 ‘에테보리’에서 마지막 담금질을 진행합니다. 적용 차량은 소형 전기 SUV, XC40 리차지이며, 결과에 따라 볼보의 전기차 미래를 예측하는 데이터가 될 것입니다.

이를 위해 볼보는 북유럽 지역의 최대 택시회사인 ‘카본라인(Cabonline)’과 손을 잡고 테스트 카를 택시로 사용할 예정입니다. 무선충전 테스트는 하루 12시간 이상 진행되며, 3년간 30만 km를 달릴 예정입니다.

어찌 보면 가혹 조건에 해당되는 환경에서 테스트에 임하는 것인데, 양산차에 적용해도 무방할 만큼 완성도가 높다는 것을 짐작해 볼 수 있겠습니다.

수준 높은 무선충전 기술

볼보가 적용한 무선충전 기술은 미국에서 개발됐습니다. 

펜실베니아주 말번에 위치한 ‘모멘텀 다이나믹스(Momentum Dynamics)’에서 개발된 기술로, 단순 충전기 개발업체가 아닙니다. 고전압 무선 송전 분야의 세계적인 권위자이며, 글로벌 반도체 기업 ‘텍사스 인스투르먼트’ 이력이 있는 ‘존 밀러 박사’ (John Miller, PhD)와 전자기학 전문가 J. 패트릭 레일리(J. Patrick Reilly) 등 전문가 집단으로 구성된 하이테크 기업입니다.

이 기술은 무선 충전 패드가 설치된 스테이션 내 차량을 주차하면, 충전 패드가 차량을 인식해 에너지를 보내고 차량이 에너지를 수신하는 방식으로 진행됩니다. 이를 위해 전기차에는 구리선이 감긴 수신 패드가 바닥에 부착되고, 주차공간 바닥엔 역시 구리선이 감긴 송신 패드가 설치됩니다. 

XC40 리차지의 경우, 차량과 충전 패드 간 정확한 접촉을 위해 ‘360도 카메라 시스템’이 올바른 주차 포지션을 안내합니다. 

그렇다면 무선 충전은 얼마나 빠를까요? 알려진 바로는 40킬로와트 이상으로, 좀 빠른 수준의 완속 충전기인 11킬로와트 보다 4배가량 빠릅니다. 모멘텀 다이나믹스에 따르면, 이론상 초고속 충전기보다 빠른 450킬로와트까지 높일 수 있습니다.

현재 현대차의 초고속 충전소 ‘E-pit’의 충전 속도는 350킬로와트 급으로, 10%에서 80% 충전까지 18분이 걸리는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 볼보 전기차에 장착된 무선 충전기술을 개선하면 이론상 18분 보다 더 빠르게 충전할 수 있습니다.

무선충전, 정말 괜찮을까?

이 기술을 활용하면 좋을 분야는 승용 외에도 상용차 부문이 있습니다. 전기버스에 적용하면 효과적인데, 일정 시간마다 출발하는 정기 노선은 대기하는 시간이 시내버스보다 길기 때문에 비교적 짧은 시간에 배터리를 완충할 수 있습니다.

비슷한 이유로 택배 트럭 역시 짐을 싣고 내릴 때 무선충전을 진행해, 배터리가 항상 가득 찬 상태를 유지할 수 있습니다. 그밖에 택시도 긴 대기시간을 고려해 도로에 무선충전패드를 깔아 놓으면 충전소를 따로 방문하지 않아도 됩니다.

모멘텀 다이나믹스는 이미 2018년에 전기버스를 제작해, 200킬로와트 급 초고속 충전기술을 적용했습니다. 또, 미국 워싱턴 주 일부 버스 정류장에 시범 적용하여 기술의 가능성을 입증했습니다.

당시 결과를 살펴보면 매시간 7분~10분 정도 배터리를 충전할 기회가 있었으며 충전량은 75% 수준을 유지했습니다. 덕분에 평소 배터리 용량의 2배 정도의 효과를 거둬, 503킬로미터 혹은 그 이상을 주행할 수 있었습니다. 그밖에 날씨 영향을 전혀 받지 않아 겨울에도 배터리 잔량 걱정을 하지 않아도 됐습니다.

내용을 종합해 보면, 주정차를 할 수 있는 공간에 무선 충전 패드를 설치할 경우 사실상 모든 전기차들이 주행거리 문제로 고생하지 않아도 된다는 결론에 다다르게 됩니다. 우리나라에 도입한다면 고속도로 휴게소, 아파트, 대형마트, 오피스 건물 등 주차시간이 다소 긴 곳에 넓게 설치하면 됩니다.

이 기술은 새로 만든 주차장이 아니어도 쉽게 설치할 수 있기 때문에 충전 인프라 확충에 큰 도움이 될 것입니다.

에디터 한마디

볼보는 2030년까지 배기가스 제로를 목표로 하는 ‘예테보리 그린 시티 존’ 이니셔티브에 참여하고 있습니다. 이를 위해, 실제 도시 환경에서 전기차와 관련된 각종 첨단 기술을 끊임없이 연구하고 적용 중입니다.

‘안전의 대명사’였던 볼보가 과거에 머물지 않고 ‘전기차의 대명사’가 될 수 있을까요? 미래 전기차 시장에서 볼보의 명성이 계속되길 기대해 봅니다.

“와, 이거 괜찮은데?” 볼보 XC40 리차지 신기술
글 / 다키 포스트
ⓒ DAKI POST, 무단 전재 및 재배포 금지
콘텐츠 관련 문의 : dk_contact@fastlabs.co.kr