앞으로 전기차도 무선충전의 시대가 열립니다.
유선충전기로 충전하는데 한참 씨름하며 케이블을 연결하는 불편함을 없앤 전기차의 무선충전방식은 이미 상용화 도입단계까지 와 있다고 합니다.
해서 기사를 통해서 전기차 무선 충전의 기술 계발이 어디까지 와있는지 한번 살펴보았습니다.
무선충전 방식
무선충전 기술은 전기 에너지를 전자기파 형태로 변환해 전선 없이 에너지를 부하로 전달하는 것을 말합니다.
전기차 무선충전 방식은 크게 세 가지로 나눠집니다.
1. 자기공진방식
2. 자기유도방식
3. 전자기파방식
일반적으로 자기장을 이용한 무선충전을 하는데 크게 ‘자기유도 방식’과 ‘자기공진 방식’으로 나눠지며 전기차 충전방식으로 이 2가지 방식으로 얘기가 되고 있습니다.
1. 주차 면에서 자기장을 일으켜 차에 전기가 유도되는 원리를 이용하는 자기유도 방식
자기유도 방식은 송신부 코일에서 자기장을 발생시켜 수신부 코일에 전기가 유도되는 원리를 이용해 전력을 전달하며, 시스템 소형화에는 유리하지만 전송 거리가 짧은 게 단점이 있습니다.
하지만 전송 반경이 넓어 충전기 위에 딱 맞게 주차하지 않아도 충전할 수 있습니다.
이 무선충전이 상용화된다면 주차하는 것만으로도 충전할 수 있어 충전소를 찾아 헤맬 필요가 없다고 합니다.
더욱이 충전기와 씨름할 필요는 더더욱 없다고 하네요.
2. 주차 면과 차 사이의 자기공명 현상을 이용해 에너지를 보내는 자기공명 방식
자기공진 방식은 코일 사이의 자기공진 현상을 이용해 에너지를 전송하는 방식으로, 두 개의 소리굽쇠가 서로 공명해 소리를 내는 것처럼 두 코일을 자장에서 공명하도록 파장을 맞춰 전력을 전송합니다.
자기공진 방식의 에너지 전송 거리가 상대적으로 길어 최근에는 업체들이 이 방식에 집중하고 있습니다.
자기공진 방식도 송·수신부 간에 공진 주파수가 일치해야 높은 효율로 에너지를 전달할 수 있고, 전력 전송 거리가 길어진 만큼 전송 효율은 떨어질 수 있다는 단점이 있습니다.
하지만 최근의 무선충전 효율은 케이블을 직접 연결하는 유선 방식과 거의 차이가 나지 않을 정도까지 발전했다고 합니다.
최근에는 80∼90% 이상의 충전 효율을 보인다는 게 자동차 업체들의 설명입니다.
효율을 높이려면 주차면 바닥 패드와 자동차에 달린 충전용 패드가 정확히 마주하게 위치를 조정하는 게 중요한데요 이에 무선충전 기술은 정밀 자율주차 기능과 함께 개발되고 있다고 합니다.
3. 무선충전 도로 건설
요즘 떠오르는 새로운 무선충전 기술로 도로에 충전 시스템을 깔아 달리면서 충전하는 방식이 있습니다.
도로 아래에 전력을 공급하는 선로를 깔고 전기차 바닥에 전력을 받을 수 있는 집전판을 달아 달리는 중에도 충전할 수 있도록 하는 것입니다.
이 무선 충전 도로의 경우는 도로를 뜯어 코일을 설치하는 등 인프라 구축 비용이 천문학적 이라고 합니다.
또 큰 전력의 전자파가 발생하여 인체에 유해하거나 전자제품 오작동 가능성도 우려도 있고, 정전기로 인한 피해 가능성도 나온다고 합니다.
하지만 세계 각국에서는 무선 충전을 하면서 달릴 수 있는 무선 충전 도로를 계획하고 있습니다.
9년전 이미 무선충전 테스트 공개
최초의 양산형 전기차 ‘리프’를 선보인 닛산, 9년 전 2011년 리프의 무선충전 테스트 영상 공개
최초의 양산형 전기차 ‘리프’를 선보인 닛산은 무려 9년 전인 2011년 리프의 무선충전 테스트 영상을 공개했다고 합니다.
납작하고 커다란 충전기 위에 차를 세우기만 하면 플러그를 꽂지 않고도 충전이 된다는 거였습니다.
닛산, 2018년 기술 개발 마쳤지만 기술 상용화에 신중을 기하는 사이 여러 자동차 회사 무선충전 기술 뛰어들어
닛산은 두 방식 중 자기유도 방식을 쓰는데, 전송 반경이 넓어 충전기 위에 딱 맞게 주차하지 않아도 충전할 수 있습니다. 하지만 닛산은 2018년에 기술 개발은 마쳤음에도 상용화를 하지 못하였습니다.
닛산이 전기차 무선충전 기술 상용화에 신중을 기하는 사이 여러 자동차 회사가 무선충전 기술 개발에 뛰어들었습니다.
현대차그룹, 2019년 1월 자동주차 시스템과 결합한 무선충전 기술 공개, 전기차 스스로 무선충전기깔린 주차공간으로 찾아가 충전하는 기술, 아직은 아이디어 단계
대표적으로 현대차그룹은 2019년 1월 자동주차 시스템과 결합한 무선충전 기술을 공개했습니다.
주차장 입구에 차를 세운 후 내리면 차가 스스로 무선충전기가 깔린 주차 공간으로 찾아가 주차를 마치고 충전하는 기술입니다.
충전이 끝나면 다른 차가 충전할 수 있도록 그곳을 빠져나와 비어 있는 주차 공간을 찾아간다고 하네요.
하지만 이 기술 역시 아이디어 단계라 상용화되기엔 이르다고 합니다.
전기차 무선충전 기술 아직 상용화 안되었지만, 플러그인하이브리드 자동차(PHEV)의 무선충전 기술 이미 상용화
전기차 무선충전 기술은 아직 상용화되지 않았지만 플러그인하이브리드 자동차(PHEV)의 무선충전 기술은 이미 상용화됐습니다.
BMW는 2018년 미국과 유럽 도시에 PHEV 무선충전 시스템을 설치했습니다.
커다랗고 납작한 무선충전 패드 위에 차를 세우면 주차 면에서 발생하는 자기장이 전기를 만들어 배터리를 충전한다고 합니다.
3시간 30분이면 9.2㎾ 배터리를 100%까지 충전할 수 있다는 게 BMW 관계자가 말했습니다.
하지만, 충전 패드 위에 정확히 차를 세워야 한다
참으로 ‘신박’해 보이는 이 기술엔 맹점이 있있습니다.
바로 충전 패드 위에 정확히 차를 세워야 한다는 점이었습니다.
그래서 BMW는 차 안 디스플레이에서 빨간색과 녹색으로 주차 가이드라인을 보여주며 정확히 세우도록 유도하지만, 제대로 주차하느라 여러 번 들락거리다 보면 “차라리 충전 케이블을 꽂는 게 편하겠어”라는 말이 나온다고 하네요.
한편, 미·중, 무선충전 도로 건설, 이스라엘 텔아비브 2km도로 600m 구간 무선충전 가능선로 작업 진행
요즘 떠오르는 새로운 무선충전 기술은 도로에 충전 시스템을 깔아 달리면서 충전하는 방식이 있습니다.
도로 아래에 전력을 공급하는 선로를 깔고 전기차 바닥에 전력을 받을 수 있는 집전판을 달아 달리는 중에도 충전할 수 있도록 한 것인데요.
이미 미국과 중국에서는 이런 도로를 개발 중이라고 합니다.
이스라엘 텔아비브에서는 2㎞ 도로 중 600m 구간에 무선충전이 가능한 선로를 까는 작업을 진행하고 있다고 합니다.
무선충전 도로 우리나라 카이스트 2009년 처음 개발, 충전효과 떨어진다는 이유로 활용 저조
사실 무선충전 도로는 우리나라 카이스트에서 2009년 처음 개발했다고 합니다.
이후 경북 구미에 2013년 세계 처음으로 무선충전 버스 차로가 건설됐지만, 충전 효과가 떨어진다는 이유로 제대로 쓰이지 못하고 있다고 하네요.
이스라엘 텔아비브-야파 자치구
민관 협력 프로젝트를 통해 무선충전 전기버스의 시범 운행
이스라엘의 서부 도시이자 경제 중심지인 텔아비브가 세계 최초로 무선충전 전기 도로를 활용한 대중교통 운영에 돌입할 예정이라고 합니다.
2020년 09월 22일(현지 시각) CNN에 따르면 텔아비브-야파 자치구는 민관 협력 프로젝트를 통해 무선충전 전기버스의 시범 운행을 준비 중인 것으로 드러났습니다.
전기차 무선충전 기술을 연구하는 일렉트레온(ElectReon)과 단버스(Dan Bus Company), 정부 및 민간 예산 사용해 프로젝트 진행중
사업에 참가하는 것은 전기차 무선충전 기술을 연구하는 일렉트레온(ElectReon)과 단버스(Dan Bus Company)로, 일렉트레온 측은 구체적인 액수를 명수하지는 않았지만 정부 및 민간 예산을 사용해 프로젝트를 진행 중이라고 밝힌 바 있습니다.
현재 텔아비브 시, 텔아비브 대학 철도역에서 클라츠킨 터미널까지 1.2마일(약 2km)에 걸쳐 공사를 진행 중, 시범운행 약 2개월 소요, 별 문제 없으면 정기적 운행 돌입 예정
현재 텔아비브 시는 텔아비브 대학 철도역에서 클라츠킨 터미널까지 1.2마일(약 2km)에 걸쳐 공사를 진행 중이다. 실제로 충전 기능이 있는 전기 도로는 0.37마일(약 0.6km) 가량이 될 예정이라고 합니다.
텔아비브 시에 따르면 시범 운영은 약 2개월이 소요될 것으로 예상되며, 별다른 문제가 없다면 바로 정기적인 운행에 돌입할 예정이라고 합니다.
이르면 2022년부터 전기차 무선충전 대중화
전기차와 소비자 기기용 차세대 무선 충전 기술을 개발 중, 이르면 2022년 무선 전기차 충전 대중화 예상
우리나라 2022년이면 무선으로 전기차를 충전하는게 대중화될 것으로 예상하고 있습니다.
2020년 11월 08일(현지시간) 경제전문방송 CNBC는 현재 여러 스타트업(창업초기기업)과 대학에서 전기차와 소비자 기기용 차세대 무선 충전 기술을 개발 중이라며 2022년이면 주차 상태에서 차량을 전선없이 전력을 채울 수 있게될 이라고 보도했습니다.
스탠퍼드대, 무선충전 팔길이 60cm 떨어진 거리에도 충전 가능
기존의 무선 충전은 일정한 거리를 요구하지만 지난 4월 스탠퍼드대가 공개한 기술은 팔길이 정도의 거리에서도 가능한 것으로 알려졌습니다.
스탠퍼드대 연구진은 과거에는 송신기로 보내는 전력 중 10%만이 전달됐으나 신기술로는 60cm 떨어진 거리에서 증폭기로 10W를 보낼 경우 92%가 전달이 가능하다고 설명했습니다.
무선충전 기술 개발업체 와이트라이시티, 전기차 충전 기술 상용화 가능 밝혀
또다른 무선충전 기술 개발업체 와이트라이시티의 앨릭스 그루젠 최고경영자(CEO)는 기술 개발이 “길고 험난하다”면서도 전기차 충전 기술은 상용화가 가능할 것이라고 밝혔습니다.
중국, 와이트라이시티 개발한 충전용 자기코일, 전국 무선충전 표준으로 채택
중국은 지난달 와이트라이시티에서 개발한 충전용 자기코일을 전국 무선충전 표준으로 채택했습니다.
이 기술로 전기스포츠카나 스포츠유틸리티차량(SUV)을 1.2~3m 거리에서 충전할 수 있다고 그루젠은 밝혔습니다.
무선 충전, 국제 표준화 작업 진행 중 / 시장규모 연간 30% 성장, 2025년 270억달러(약 32조3400억원)로 커질 것으로 전망
CNBC는 무선 충전의 국제 표준화 작업도 진행 중이며 앞으로 시장 규모가 연간 30% 성장하면서 2025년이면 270억달러(약 32조3400억원)로 커질 것이라고 전하고 있습니다.
와이트리시티, 2019년 퀄컴으로부터 EV의 무선 충전 "퀄컴 할로" 등
여러 기술플랫폼과 지적 재산권(IP)자산을 사들여
와이트리시티, 2019년 퀄컴으로부터 EV의 무선 충전 "퀄컴 할로" 등 여러 기술플랫폼과 지적 재산권(IP)자산을 사들여
와이트리시티는 지나 2019년에 퀄컴으로부터 EV의 무선충전 ‘퀄컴 할로’ 등 여러 기술플랫폼과 지적재산권(IP)자산을 사들였으며 이 분야의 시장리더로 자리잡고 있습니다.
특히 와이트리시티는 현재 무선충전분야의 1000개 이상의 특허를 보유하고 있는데요.
EV를 보다 편리하게 하는 EV용 무선충전기술은 이미 여러 자동차제조업체들이 개발을 추진하고 있다고 합니다.
충전패드위에 차를 주차하는 것만으로 충전이 가능하게 된다면 매우 쾌적한 모빌리티를 구현할 수 있습니다.
2019년 10월 한국 그린파워, 미국 와이트리시트와 기술이전 계약 맺어
한국 무선전력 전문기업 그린파워가 한국 전기자동차(EV)시장의 무선충전시스템 구축을 위해 미국 와이트리시티(WiTricity)와 기술이전 계약을 2019년 10월에 맺었습니다.
미국의 엔지니어링 기업인 와이트리시트, 그린파워와 기술 라이선스, 기술이전 계약 체결
무선 전력 전송을 위한 장치를 제조하는 미국의 엔지니어링 기업인 와이트리시트가 그린파워와 기술 라이선스와 기술이전 계약을 체결했다고 밝혔습니다.
그린파워, 와이트리시티의 드라이브 11레퍼런스 디자인 기반 제품 생산
양사의 합의에 따라 그리파워는 와이트리시티의 혁신적인 기술과 EV 무선충전시스템의 레퍼런스 디자인을 활용할 수 있게 됐다고 하네요.
그린파워는 기존의 플러그인 EV충전기와 같은 수준 이상의 효율과 속도로 11kW의 전력을 공급하는 와이트리시티의 드라이브(DRIVE)11 레퍼런스 디자인을 기반으로 제품을 생산하게 된다고 하네요.
와이트리시트, 특허받은 자기공명기술을 사용해 무선 전력 솔루션을 개발
와이트리시트는 특허받은 자기공명기술을 사용해 무선 전력 솔루션을 개발해왔으며 최근 퀄컴 할로(Qualcomm Halo) IP 포트폴리오를 인수한 후 자동차 제조업체 및 티어(Tier) 1 공급 업체에게 EV 무선 충전 기술을 제공하는 업체로 자리 매김했습니다.
조정구 그린파워 대표는 "우리는 무선 충전이 EV시장의 성장을 위한 핵심 기능이자 촉매제가 될 것으로 기대한다"면서 "우리는 와이트리시티와 협력해 와이트리시티의 특허기술을 활용하여 EV 무선 충전시스템을 가능한 빨리 시장에 출시하게 된 것을 자랑스럽게 생각한다"고 말했다.
그린파워 2021년 출시되는 전기차, 세계 최초 상용기술 적용
드디어 그린파워가 2021년 출시되는 전기차에 세계 최초로 상용기술을 적용한다고 합니다.
아직까지 전기차 무선충전기술 세계 5~6곳뿐이라고 합니다.
아직까지 전기차 무선충전기술 세계 5~6곳뿐
그린파워는 2009년부터 전기차용 무선충전 장치 개발에 착수했습니다.
급성장하는 글로벌 전기차 시장에서 무선충전 관련 시장을 선점하기 위해서라고 합니다.
전기차 무선충전 기술을 갖춘 업체는 미국 와이트리시티 등 세계적으로도 5~6곳뿐이라고 하네요.
전기차의 전면 아래로 바둑판 크기 플라스틱판이 오도록 주차, 자동으로 배터리 충전
그린파워가 개발한 장치는 운전자가 전기차의 전면 아래로 바둑판 크기 플라스틱판이 오도록 주차하면 자동으로 배터리 충전이 이뤄지는 구조라고 합니다.
플라스틱판 아래 매설된 전기선(코일)이 자기장을 발생시키고, 전기차 아래 수신장치를 통해 전기로 전환해 배터리를 충전한다고 합니다.
미쓰비시 그룹, 무선충전의 선구자업체인 미국 와이트리시티(Witricity)의 자금조달 라운드에 투자자로 참가
미쓰비시 그룹, 무선충전의 선구자업체인 미국 와이트리시티(Witricity)의 자금조달 라운드에 투자자 참가
미쓰비시(三菱)그룹은 최근 전기자동차(EV) 무선충전의 선구자업체인 미국 와이트리시티(Witricity)의 자금조달라운드에 투자자로 참가했다고 포브스재팬 등 외신들이 2일(현지시각) 보도했습니다.
이에 와이트리시티는 앞으로 무선충전 기술개발을 지속하면서 지적재선 포트폴리오를 확대해 EV와 광범위한 모빌리티시장에 있어서 무선충전의 보급에 투자할 계획이라고 밝혔습니다.
와이트리시티는 “미쓰비시는 EV의 무선충전이 도시 인프라로서 중요하다고 생각하고 있으며 미쓰비시의 투자는 스마트시티의 미래와 모빌리티에 있어서 무선충전의 역할에 관한 비전을 반영한 것”이라고 말했다.
미국 국제자동차기술자협회(SAE), EV의 무선충전을 위한 새로운 표준규격을 발표
이에 앞서 미국 국제자동차기술자협회(SAE)는 EV의 무선충전을 위한 새로운 표준규격을 발표했으며 이에 따른 새로운 대책을 세우고 있습니다.
스마트폰업계에서는 최근 수년간 무선충전이 보급되고 있지만 무선충전기술은 앞으로 EV에도 도입될 전망이라고 합니다.
출처
전기車 ‘무선충전 시대’ 눈앞…운전자 내리면 알아서 충전구역으로 이동
http://www.munhwa.com/news/view.html?no=2019042301031739176001
스스로 충전하고 주차까지, 도로 달리며 충전도 - 2020.10.12
http://economychosun.com/client/news/view.php?boardName=C26&t_num=13609682
이스라엘, 세계최초 '달리며 충전하는' 전기차 도로 시범 운영 - 2020.09.23
[글로벌-Biz 24] 그린파워, 미국 와이트리시티와 전기차 무선충전시스템 기술이전 계약 - 2019.10.24
"전기차도 스마트폰처럼 무선충전" - 2020.07.30
https://www.hankyung.com/economy/article/2020073067511
[글로벌-Biz 24] 미쓰비시, 전기차 무선충전업체 미국 와이트리시티에 출자 - 2020.11.03
이르면 2022년부터 전기차 무선충전 대중화
https://www.fnnews.com/news/202006091145004435