전기차 무선충전의 미래
무선전력충전 기술 소개
전기차 무선충전 이해
전기차 무선충전 기술은 전기차를 충전할 때 물리적인 연결 없이 에너지를 전달하는 혁신적인 방식입니다. 이 기술은 주로 자기유도 또는 자기공진을 이용해 작동하며, 전기차의 편의성과 사용성을 크게 향상시킵니다.
1) 자기유도 방식
자기유도 방식은 전류가 흐르는 도선 주위에 자기장을 생성하고, 이 자기장이 인접한 도선에 전류를 유도하는 원리를 이용합니다. 전기차 무선충전에서는 충전 패드에 전류를 공급하여 자기장을 생성하고, 이 자기장이 차량 하부에 설치된 수신 코일에서 전류를 유도하여 배터리를 충전합니다. 이 방식은 비교적 단거리에서 효율적으로 에너지를 전달할 수 있으며, 주차 시 자동으로 충전 과정이 시작되는 편리함을 제공합니다.
2) 자기공진 방식
자기공진 방식은 두 코일이 같은 주파수로 공진할 때 에너지 전달 효율이 최대화되는 원리를 이용합니다. 이 방식은 자기유도 방식보다 더 긴 거리에서도 에너지를 효과적으로 전달할 수 있어, 충전 패드와 전기차 간의 정확한 정렬이 덜 중요하게 됩니다. 자기공진 방식은 또한 더 높은 전력 전송을 가능하게 하여, 충전 시간을 단축시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
3) 기술적 도전과 발전
전기차 무선충전 기술의 주요 도전 과제는 충전 효율, 안전성, 비용 및 표준화입니다. 충전 효율은 무선 충전 시스템의 에너지 전송 효율성을 의미하며, 높은 효율을 달성하기 위해 지속적인 연구와 개발이 이루어지고 있습니다. 안전성은 전자기장의 인체 및 환경에 대한 영향을 최소화하는 것과 관련이 있으며, 이를 위해 엄격한 규제와 테스트가 적용됩니다. 무선 충전 기술의 비용은 초기 설치 비용이 높을 수 있으나, 대량 생산과 기술 발전으로 인해 점점 감소하고 있습니다. 마지막으로, 다양한 제조업체 간의 충전 시스템 표준화는 이 기술의 널리 퍼진 채택을 위해 중요한 요소입니다.
무선충전 기술은 전기차 산업에서 중요한 혁신으로 간주되며, 향후 몇 년 동안 상용화와 기술 발전이 가속화될 것으로 예상됩니다. 이 기술은 사용자에게 더 큰 편의성을 제공하고, 전기차의 널리 퍼진 채택을 촉진할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
무선충전 기업 사례
전기차 무선 충전 기술은 전 세계 여러 기업들에 의해 발전되고 있으며, 이 기술은 차량이 충전 스테이션에 물리적으로 연결되지 않아도 충전할 수 있게 해줍니다. 이러한 기업들 중 몇 가지 예를 들어보겠습니다.
WiTricity - WiTricity는 자기 공진을 사용하여 전기 에너지를 무선으로 전송하는 기술을 개발했습니다. 이 회사는 자동차, 소비자 전자제품, 산업 및 의료 기기 등 다양한 분야에서 무선 전력 전송 솔루션을 제공합니다. WiTricity의 기술은 고효율 무선 충전을 가능하게 하여 전기차의 편리한 충전을 도모합니다.
Qualcomm Halo - Qualcomm은 Halo라는 무선 전기차 충전 기술을 개발하였습니다. 이 기술은 주차된 차량의 바닥과 지상의 충전 패드 사이에서 전력을 무선으로 전송합니다. Qualcomm Halo는 효율적인 에너지 전송을 위해 고주파수의 전자기장을 사용합니다.
BMW - BMW는 i 시리즈 전기차 모델을 위한 무선 충전 패드를 제공합니다. 이 패드는 사용자의 집이나 사무실 주차 공간에 설치할 수 있으며, 차량이 위에 주차되면 자동으로 충전이 시작됩니다. BMW의 이 기술은 무선 충전의 편리함과 사용성을 높이는 데 중점을 둡니다.
Hyundai & Kia - Hyundai Motor Company와 Kia Motors Corporation은 무선 충전 시스템과 자동 발렛 파킹 시스템(AVPS)을 결합한 컨셉트를 공개했습니다. 이 시스템은 전기차가 스스로 충전 스테이션으로 이동하여 충전을 완료하고, 다른 차량이 충전할 수 있도록 주차 공간으로 이동하는 자동화된 절차를 제공합니다. Hyundai와 Kia는 이 기술을 자율주행차량과 함께 상용화할 계획입니다.
현대는 전기차 충전 과정을 더 편리하고 효율적으로 만드는 것을 목표로 무선 전기차 충전 기술 개발에 적극적으로 나서고 있습니다. 주목할 만한 발전은 무선 충전 시스템에 코일 권선을 위한 평판 와이어를 통합한 것입니다. 전통적으로, 무선 충전 시스템은 절연된 "Litz" 와이어를 사용해 왔는데, 이 와이어는 스마트폰 충전과 같은 저전력 애플리케이션에서는 괜찮지만 복잡한 생산 과정 때문에 고출력 애플리케이션에서는 엄청나게 비쌉니다. 현대의 절연 평판 와이어 사용은 더 많은 권선을 더 작은 부피에 포장하여 전력 전송 효율을 향상시키고 비용을 절감합니다. 이 혁신은 또한 큰 에너지 손실 없이 충전 베이스와 수신기 사이의 더 큰 거리를 가능하게 하여 더 강하고 더 정확하게 목표로 하는 자기장을 만드는 데 도움을 줍니다. 이 기술은 잠재적으로 지하 충전 패드에 통합되어 전기차가 단순히 주차하기만 하면 충전할 수 있게 하여 현재 무선 충전 시스템에서 볼 수 있는 정렬 및 효율 문제를 해결합니다.
게다가, 현대 자동차와 기아 자동차는 자동 발렛 파킹 시스템(AVPS)과 결합된 전기 자동차 무선 충전 시스템의 개념을 공개했습니다. 이 시스템은 완전히 충전된 차량을 재배치하여 대기 중인 다른 차량들이 충전할 수 있도록 함으로써 충전 및 주차 장소의 과밀 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다. 이 과정은 스마트폰의 명령에 따라 차량이 자율적으로 빈 무선 충전소로 이동하고, 한번 충전되면 다른 빈 주차 공간으로 이동하는 것을 포함합니다. 이는 다른 차량들이 충전소에 접근할 수 있도록 합니다. 차량, 주차 시설, 충전 시스템 및 운전자는 지속적으로 통신하여 빈 주차 공간의 위치와 차량의 충전 상태를 실시간으로 업데이트합니다. 현대와 기아는 레벨 4 수준의 자율 주행 차량의 2025년 출시와 동시에 이 기술의 상용화를 고려하고 있으며, 2021년부터 다양한 스마트 도시에 자율 주행 차량을 도입하여 2030년까지 완전한 출시를 목표로 하고 있습니다. 현대의 이러한 이니셔티브는 전기 자동차가 도시 환경에서 충전되고 관리되는 방식을 잠재적으로 변화시키는 EV 충전 기술의 중요한 진보를 나타냅니다.
이러한 기업들은 전기차 무선 충전 기술의 선두 주자로, 무선 충전이 전기차 사용의 편의성을 크게 향상시킬 것으로 기대됩니다. 무선 충전 기술은 아직 초기 단계에 있으며, 향후 몇 년 동안 더욱 발전할 것으로 예상됩니다.
무선충전 로봇
몇몇 회사들은 로봇의 사용을 통해 무선 전기 자동차(EV) 충전을 위한 혁신적인 솔루션을 적극적으로 개발하고 배치하여 편의성을 높이고 EV 인프라에 대한 증가하는 수요를 해결하고 있습니다. 여기에 세 가지 주목할 만한 예가 있습니다.
EV 세이프 차지의 ZiGGY: ZiGGY는 EV 세이프 차지가 개발한 이동 로봇으로, EV 충전을 어느 주차장에나 전달할 수 있어, 모든 공간을 효과적으로 충전소로 바꿀 수 있습니다. 이 로봇은 모바일 앱이나 차량 내 인포테인먼트 시스템을 통해 호출될 수 있으며, 충전 후에는 그리드, 배터리 저장 장치 또는 태양 에너지와 같은 다양한 소스로부터 충전하기 위해 기지로 돌아갑니다. ZiGGY는 생산 첫 해 내에 레벨 3으로 업그레이드할 계획으로 레벨 2 충전 속도로 시작할 것으로 예상됩니다. 이 회사는 ZiGY 로봇을 지속적인 기술 지원 및 유지 관리를 포함하는 서비스별 충전(CaaS) 모델로 고객에게 임대할 계획입니다.
Continental and Volterio의 Charging Robot: Continental은 스타트업 Volterio와 협력하여 개인 차고와 미래에 잠재적으로 공공 장소에서 사용하기 위한 완전 자동 충전 로봇을 개발하고 있습니다. 이 시스템은 두 가지 구성 요소로 구성되어 있습니다: 하나는 차량의 차체에 부착되고 다른 하나는 차고 바닥에 배치됩니다. 이 구성 요소는 차량이 주차되면 자동으로 연결되어 정확한 주차 정렬 없이 충전할 수 있습니다. 이 시스템은 사용 편의성과 유연성을 강조하면서 바닥 유닛에 대한 차량 각도를 수정하고 모든 각도를 허용합니다.
EFI 오토모티브의 인덕션 로봇 충전기: EFI 오토모티브는 EV용 인덕션 로봇 충전기를 소개하며 안전과 편의성을 강조했습니다. 이 자율 로봇은 정확한 주차 없이 차량 아래에서 위치를 파악하고 이동할 수 있으며 장애물을 피하고 움직임이 감지되면 멈출 수 있습니다. 무선 인덕션 충전을 제공하여 케이블 취급의 번거로움을 방지하고 여러 차량을 순차적으로 충전할 수 있습니다. 이 솔루션은 앱을 통해 원격으로 제어하여 가정과 비즈니스 애플리케이션 모두에게 충전 불안을 완화하고 편안함을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
이러한 혁신은 전기차 충전을 다양한 환경과 사용자 요구에 보다 쉽고 편리하며 적응할 수 있도록 하는 데 있어 중요한 진전을 보여줍니다. 이는 인프라 문제를 해결하고 사용자 경험을 향상시킴으로써 전기 이동성으로의 전환을 지원하기 위한 기업의 지속적인 노력을 보여줍니다.
