전기차(EV)로의 급속한 이행이 진행되고 있는 가운데 자동차 대기업과 스타트업이 보다 효율적으로 EV를 충전하기 위해 로봇과 비접촉 충전과 같은 신기술을 개발하고 있다. 쇼핑 주차 시 운전기사가 없어도 충전할 수 있다.
EV는 환경 규제와 기술 진보에 따라 가격이 저렴해지고 출력이 증가하여 전기의 소비 효율이 개선되었다. 이를 위해 투자자들은 EV의 미래에 돈을 투자하고 있다.
EV메이커나 충전 스타트업, 배터리 설계 회사 등 EV 생태계 스타트업에 2020년의 투자액은 111억달러에 이르렀다.
투자자들이 특히 큰 관심을 보이는 것은 충전을 다루는 스타트업이다. 적절한 충전 인프라 구축이 EV 보급의 열쇠를 쥐고 있기 때문이다. 소비자가 EV구입을 주저하는 이유의 하나는, 항속 거리에의 불안, 즉 목적지에 도착할 때까지 충전을 할 수 없는 것이 아닌가 하는 불안이다.
각 회사는 충전속도 향상과 충전 인프라 확충에 힘쓰고 있으며 충전 프로세스의 자동화에도 주목하고 있다. 충전이 자동화되면 상용 EV를 보유한 기업은 업무를 효율화할 수 있고 개인 EV 소유자는 더욱 편리해져 언젠가는 자율주행차가 언제 어디서나 충전할 수 있는 환경이 된다. 자율주행차의 실현 가능성에 회의적인 시각도 있지만 기업들은 완전 자율주행차의 실용화에 대비하고 있다.
이에 따라 스타트업과 기존 회사들은 로봇팔에서 자율이동로봇에서 무선충전기술에 이르기까지 자동충전시스템 개발에 주력하고 있다.
■ 자동 EV 충전이란?
자동 EV 충전이란 로봇과 컴퓨터 비전, 무선충전 기술을 활용해 사람이 거치지 않고 EV를 충전할 수 있는 시스템이다.
■ 이것이 왜 중요한가?
EV회사와 충전 스타트업은 자동주행 EV가 보급될 미래를 내다보고 대량의 EV를 자동으로 충전할 수 있는 기반 구축에 주목하고 있다.
자동운전차가 완전히 실용화되지 않은 단계에서도 자동충전 시스템이 구축되면 EV 소유자와 상용 EV 운전자의 편리성이 높아질 것이다.
■ 어떤 시스템이 있는가?
- 충전로봇
- 많은 기업이 로봇팔과 자율이동로봇을 이용한 로봇충전시스템 시제품을 추진하고 있다. 이런 시스템에서는 컴퓨터 비전이나 자기위치 추정(로컬라이제이션) 기술을 활용하고 있으며 무선충전시스템처럼 EV가 정확한 장소에 정차할 필요는 없다.
- 〈로봇 팔〉
- 몇몇 기업은 EV를 자동적으로 식별하고 충전장치를 장착하는 로봇팔 개발에 힘쓰고 있다. 이런 시스템에서는 컴퓨터 비전과 소프트웨어 소재를 사용해 로봇을 유연하게 만드는 소프트 로보틱스를 활용해 치밀한 작업에 필요한 유연성과 적응성을 구현하고 있다. 미 EV 대기업 테슬라가 개발중인 충전 로봇 팔 「로보틱스 네이크」는 미디어에 크게 보도되고 있다.
- 산업용 로봇회사인 독일 쿠카(Kuka)와 네덜란드 충전 스타트업 록시스(Rocsys)도 로봇팔을 자동으로 EV에 장착할 수 있는 비슷한 시스템을 개발하고 있다. 록시스는 이번에, 네덜란드의 EV버스 메이커, Ebusco와 공동으로, 차고에서 EV버스에 완전 자동적으로 충전할 수 있는 시스템을 개발하는 계약을 맺었다.
- 미국에서는 EV충전 인프라를 취급하는 일렉트리파이가 2019년 8월에 로봇팔을 사용해 EV를 자동 충전하는 고속충전 스테이션의 판매를 개시한다고 발표했다. 로봇팔은 EV고속충전시스템 개발을 전문으로 하는 스타트업, 테이블오토에서 구입한다.
- <자동 이동 로봇
- 자율이동 로봇은 입체나 평면, 지하주차장 등 다양한 시설에서 이용할 수 있어 충전 유연성이 크게 높아진다. 이런 이동로봇을 사용하면 어느 주차장이나 주차공간에서나 충전이 된다.
- 운전자가 없어도 EV에 자동적으로 접속해 충전할 수 있는 로봇 개발을 추진하는 기업도 있다. 예를 들어 중국아이웨이즈(AIWAYS)는 일반 충전정거장이나 집, 기업에서 앱을 이용해 부를 수 있는 자율이동 로봇을 개발하고 있다.
- 독일의 폭스바겐(VW)등이 개발하는 시스템에서는, 자율 이동 로봇이 축전 장치를 자동으로 옮겨 EV에 접속한다. EV에 축전장치가 연결되면 로봇은 다른 축전장치를 다음 EV에 전달하기 시작한다.
VW시스템은 모바일앱이나 차량사물통신(V2I)으로 작동된다.
2. 무선충전
고급차에 계속 탑재되고 있는 무선 충전은 운전자가 무선 충전 패드 위에 차를 정지시켜 충전을 실시한다. 각사는 주로 비접촉 충전 시스템(인덕티브 충전)이나 접촉 충전 시스템(컨덕티브 충전)을 다루고 있다.
<비접촉 충전 시스템(인덕티브 충전)>
미국 와이트리시티(WiTricity)와 플러그리스(Plugless), 모멘텀 다이내믹스(Momentum Dynamics), 레조넌트 링크(Resonant Link) 등 EV용 무선충전을 하는 기업의 상당수는 차량과 충전장치를 물리적으로 접속할 필요가 없으며 자계를 활용해 충전하는 비접촉식 충전을 채택하고 있다.
와이트리시티는 2020년 10월 3,400만달러를 조달했다. 와이트리 시티는 약 10~25센치 떨어진 지점에서 정차중의 EV를 충전할 수 있는 충전 코일을 개발하고 있다.
와이트리시티의 시스템은 이미 중국에 보급되어 있다. 중국은 지난해 5월 이 회사 시스템을 국가 표준규격으로 채택했다. 동사는 대기업 자동차 메이커와도 연달아 제휴하고 있다. 현대차는 고급차 브랜드 제네시스의 EV세단에 와이트리시티 무선충전 기술을 적용했다. 독일 BMW는 고급 세단 「5시리즈」의 플러그 인 하이브리드 모델 「530e」에 와이트리 시티의 무선 충전 패드를 사용하고 있다.
비접촉 충전 시스템의 또 다른 기업은 볼보가 출자한 「모멘텀 다이내믹스」다. 모멘텀은 자율주행차나 노선버스, 상용트럭, 산업용 차량 등 다양한 EV에 사용할 수 있는 모듈식 비접촉 충전 플랫폼을 다루고 있다.
모멘텀은 현재 EV버스에 주력하고 있다. 미국 워싱턴주의 대중교통 기관 「링크 트랜싯」과 공동으로 EV노선 버스를 위한 무선 충전 시스템(출력 200킬로와트)을 개발했다.
<접촉 충전 시스템(컨덕티브 충전)>
오스트리아의 「이즈 링크」 등은 접촉 충전 시스템의 개발에 주력 하고 있다. 접촉 충전에서는 차량과 충전 장치가 물리적으로 연결되어 있어야 한다.
그러나 이즈링크의 기술은 완전하게 자동화되고 있으므로, 차외에 가동 부품을 탑재할 필요는 없다. 시스템이 무선접속을 통해 확인, 인증 과정을 마치면 차량은 자동으로 충전패드에 연결된다.
이즈링크는 자동접촉충전 시스템 개발을 위해 중국의 신에너지차 기술혁신센터(NEVC)와 제휴했다.With a favorable regulatory backdrop in place and tech advancements making electric vehicles(EVs)more affordable, powerful, and efficient, investors are betting on an electric future. Funding to startups in the EV ecosystem— which includes vehicle OEMs, charging startups…www.cbinsights.com전기 자동차(EV)의 급속한 이행이 진행되는 가운데, 자동차 대기업, 스타트 업 기업이 보다 효율적으로 충전하기 위해서 로봇, 비접촉 충전이라는 새 기술의 개발에 움직이고 있다.쇼핑으로 주차중에 운전사가 아니더라도 충전을 끝마치고 www.nikkei.com