전기차의 배터리 충전은 내연기관에서 주유 시간과 비교해 상대적으로 긴 시간을 필요로 합니다. 빠른 속도로 충전하는 방법이 필요한데, 배터리 충전이 아닌 교체를 하는 방법을 이용하는 것입니다.
하지만, 국내에 충전 인프라와 교체 시스템을 이용하는 인프라를 갖추는 일은 간단한 일이 아닙니다. 급속 충전이 가능하다면 교체 시간과 큰 차이가 없을 수도 있기 때문인데, 배터리 스와핑을 알아보고 국내에도 도입이 가능할지 예상해 보겠습니다.
배터리 스와핑(Battery Swapping)
충전 방식이 아닌 배터리를 교환해 충전할 필요 없이 충전된 배터리를 새로 장착해 전기차를 주행할 수 있도록 하는 시스템으로 이미 1912년 GE(제너럴 일렉드릭)에서 상용차를 대상으로 배터리 스와핑 서비스를 제공했었습니다. 표준화되지 않은 배터리 규격과 교체 방식도 자동화되지 않아 무산되었습니다.
글로벌 배터리 교체
테슬라(Tesla)에서 2013년 모델 S에 배터리를 교체하는 배터리 스와핑을 시연했었지만, 테슬라의 초고속 충전 인프라인 슈퍼차저를 위해서 이 계획은 무산됩니다.
현재 배터리 스와핑에 적극적으로 이루어지고 있는 곳은 중국입니다. 중국 정부는 전치가 보급을 위해서 2019년부터 배터리 스와핑을 녹색산업으로 지정해 파격적인 보조금과 배터리 팩 등의 다양한 지원을 하며 육성했습니다.
미국의 스타트업 앰플(Ample)은 새로운 배터리 스와핑 시스템을 보여주며, 배터리 교체 시간을 5분에 교체할 수 있는 시스템을 만들었습니다. 앰플은 일본의 후조트럭(Fuso Truck)과 전기 트럭 배터리 스와핑 시범 프로젝트 협력을 맺고, 중형 전기트럭 e갠터(eCanter)를 개발 중입니다.
교체와 충전 갈림길
배터리 교체를 하려면 표준화된 배터리를 이용한 교체 환경을 만들어야 합니다. 자동차 제조사들은 자신들의 차량에 들어가는 배터리를 결정하지만, 모든 제조사의 표준화를 하는 일은 어렵고, 힘든 일입니다. 또한 배터리 교체소를 만드는 일은 급속 충전소를 만드는 비용보다 2배 이상의 비용이 들어간다고 합니다. 배터리 교체를 유지 관리도 해야 하는 것도 문제가 될 수 있습니다.
급속 충전 기술이 발전하면서 15분에서 20분이면 전기차의 충전을 80% 이상 충전할 수 있는데, 교체 시간이 충분히 매력적인 시간이 될 수 있는지도 생각해 봐야 합니다.
교체 시스템의 장점
급속 충전 시스템은 차량에 내장되어 있어야 하는데, 그 비용도 절약할 수 있고, 가장 큰 절약은 배터리 가격입니다. 차량 가격의 상당 부분을 차지하는 배터리를 교체식으로 할 경우 배터리를 차량 가격에 포함하지 않게 됩니다.
배터리를 최적의 환경에서 충전하고, 관리할 수 있어 폭발의 위험성은 낮추면서 배터리의 성능을 보장할 수 있습니다. 수명을 끝난 배터리는 폐배터리를 일괄 수거해 재활용 / 재사용이 가능한 배터리 순환에도 즉각 반영할 수 있습니다.
국내 도입은
한국무역협회(KITA)에서 발행한 자료에서 배터리 충전 횟수가 잦고 시간당 효율이 중요한 상용차에서는 배터리 스와핑 기술이 적용될 경우 효과가 클 것으로 예상했습니다.
전기차의 보급을 확대할 수 있는 새로운 대안이 될 수도 있어, 정부에서는 지난해 국토교통 규제개혁위원회에서 전기차 가격을 낮춰 초기비용 절감을 할 수 있는 배터리 구독(대여) 서비스 출시를 허용한다는 규제 개정안을 발표했습니다.
그 결과로 현대자동차 사내 스타트업에서 시작된 업체에서 배터리 구독 시스템을 내년 초에 시장에 공개할 예정입니다.
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