전기차 주행 중 무선충전 가능해진다, 혼다는 어떻게 달리면서 충전할까
전기차 충전이라고 하면 주차한 차량에 충전기를 연결하는 모습을 떠올리게 됩니다. 그런데 앞으로는 고속도로를 달리는 동안 배터리를 충전하는 방식이 등장할 수 있습니다. Honda가 전기차 주행 중 무선충전을 가능하게 하는 도로 기술을 개발했고, 2027회계연도부터 일본의 실제 도로에서 실증시험을 진행할 계획입니다. Honda Global
휴대전화를 무선충전기에 올려놓는 것과 비슷한 원리를 자동차와 도로에 적용한 것입니다. 다만 자동차는 멈춰 있지 않고 빠르게 움직이기 때문에 훨씬 높은 출력과 정밀한 기술이 필요합니다.
도로가 거대한 무선충전기가 된다
Honda가 개발 중인 기술은 DWPT, 즉 동적 무선전력전송 방식입니다.
도로 안에는 전력을 보내는 장치가 설치되고 자동차 아래에는 전력을 받는 장치가 들어갑니다.
Honda가 차량과 도로 측 송수신 시스템을 개발하고 Taisei는 전원공급시스템, Taisei Rotec은 장치를 도로에 매립하는 기술을 담당합니다. Honda Global
차량이 해당 구간을 지나가면 도로에 설치된 장치에서 자기장을 이용해 전력을 차량으로 전달합니다.
케이블을 연결하지 않아도 전기를 받을 수 있기 때문에 차가 움직이는 중에도 충전이 가능해지는 것입니다.
왜 승용차보다 대형 트럭부터 생각할까
전기 승용차는 배터리가 부족하면 충전소에 세워두고 충전할 수 있습니다.
물론 운전자에게는 불편하지만 충전시간이 조금 길어진다고 차량 운행사업 전체가 중단되는 것은 아닙니다.
대형 화물차는 상황이 다릅니다.
장거리 물류차량은 하루 운행거리가 길고 차량이 멈춰 있는 시간이 곧 사업비용과 연결될 수 있습니다.
더 긴 주행거리를 확보하려고 큰 배터리를 넣으면 차량 무게와 가격이 증가합니다.
Honda가 이 기술을 우선 물류와 운송분야에서 실용화하려는 이유입니다. Honda Global
20톤 트럭이 지나가도 도로가 견뎌야 한다
무선충전만 성공한다고 끝나는 기술도 아닙니다.
도로 밑에 전자장비를 넣으면 그 위로 자동차가 계속 지나갑니다.
Honda와 협력업체들은 약 20톤의 대형 상용차가 반복해서 지나가는 상황을 고려해 송전장치와 포장구조의 내구성을 시험했습니다. Honda Global
올해 말부터는 실제 차량을 이용해 100만 회의 바퀴하중에 해당하는 장기 내구성 평가도 진행할 계획입니다.
비와 눈, 여름의 높은 노면온도, 겨울의 저온 등 실제 도로환경까지 견뎌야 상용화할 수 있습니다.
얼마나 빠르게 충전할 수 있을까
Honda는 향후 대형 상용차 적용을 위해 최대 150kW 수준의 고출력 전력전송을 검증할 계획입니다. Honda Global
150kW는 일반적인 완속충전과 비교하면 매우 높은 출력입니다.
하지만 실제 차량이 받는 에너지는 해당 도로를 얼마나 오래 달리는지, 속도가 얼마나 빠른지, 시스템 효율이 어느 정도인지에 따라 달라집니다.
따라서 150kW라는 숫자만 보고 “몇 분이면 배터리가 완충된다”고 계산하는 것은 정확하지 않습니다.
목적도 완전충전보다는 운행 중 지속적으로 전력을 보충해 충전소에 멈추는 횟수를 줄이는 데 가깝습니다.
모든 고속도로를 뜯어야 할까
상용화에서 가장 큰 문제 가운데 하나가 바로 도로공사 비용입니다.
수천 km의 고속도로 전체에 충전장치를 매립하는 것은 막대한 비용이 필요합니다.
Honda의 시스템은 기존 도로를 일정 깊이 절삭한 뒤 장치를 매립할 수 있도록 설계하고 있습니다. 배선도 단순화해 기존 포장도로와 향후 도로보수 과정에서 설치하기 쉽게 만드는 것이 목표입니다. Honda Global
실제로 상용화된다면 모든 도로보다 물류차량이 많이 다니는 주요 고속도로 구간부터 설치하는 방식이 현실적일 가능성이 큽니다.
전자파 문제는 없을까
강한 전력을 무선으로 보내는 만큼 전자기장 누설도 해결해야 합니다.
Honda는 올해 말부터 구축하는 시험도로에서 DWPT 성능뿐 아니라 전자기장 누설 대책도 함께 평가한다고 밝혔습니다. Honda Global
사람과 다른 자동차가 함께 다니는 공공도로에 설치되는 시설이기 때문에 충전효율만큼 안전기준을 만족하는 것이 중요합니다.
금속물체나 다른 전자장비에 미치는 영향 등도 실제 상용화 과정에서 검증해야 할 부분입니다.
실제 고속도로 시험은 언제 시작하나
Honda와 Taisei 그룹은 2027 일본 회계연도부터 공공도로 실증시험을 계획하고 있습니다.
NEXCO East가 일본 지바현 다테야마 고속도로에서 추진하는 ‘Tateyama Project’에도 참여할 예정입니다. Honda Global
즉 당장 내년에 일본의 모든 전기차가 고속도로에서 충전한다는 의미가 아닙니다.
현재는 시험도로에서 기술을 검증한 단계이고 다음 단계로 실제 공공도로에서 대형 상용차를 이용해 성능을 확인하는 것입니다.
전기차 배터리가 작아질 수도 있을까
주행 중 충전도로가 충분히 구축된다면 자동차가 처음부터 매우 큰 배터리를 싣고 다녀야 할 필요가 줄어들 가능성도 있습니다.
배터리가 작아지면 차량 무게와 원재료 사용량을 줄일 수 있고 차량가격에도 영향을 줄 수 있습니다.
하지만 이것 역시 충전도로가 충분히 구축됐을 때 가능한 이야기입니다.
일부 구간에만 충전시설이 있다면 차량은 여전히 일반도로를 달릴 수 있는 충분한 배터리를 갖춰야 합니다.
결국 자동차보다 도로가 더 크게 바뀌는 기술이다
전기차 주행 중 무선충전의 흥미로운 점은 새로운 전기차 한 대를 만드는 기술이 아니라 도로 자체를 충전시설로 바꾼다는 데 있습니다.
충전소에서 10분을 기다리느냐 20분을 기다리느냐의 경쟁에서 한 단계 더 나아가 아예 멈추지 않고 충전하는 방법을 연구하는 것입니다.
Honda는 2021년부터 DWPT 기술을 개발했고 이번에는 실제 공공도로 시험을 준비할 수준까지 진행했습니다. Honda Global
하지만 앞으로 해결해야 할 문제도 분명합니다. 설치비용과 도로 내구성, 충전효율, 전자기장 안전성, 서로 다른 자동차 제조사 사이의 규격 호환 등이 모두 필요합니다.
따라서 지금 당장 충전소가 사라진다고 볼 단계는 아닙니다.
다만 대형 전기트럭이 충전 때문에 오랫동안 멈춰야 하는 문제를 해결할 방법 가운데 하나가 ‘더 큰 배터리’가 아니라 ‘충전되는 도로’일 수도 있다는 것이 이번 기술의 핵심입니다.
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