여러분은 '주행중 충전'이라는 말을 들어본 적 있으신가요? 전동 모빌리티에 관한 기술이지만 이것이 실용화 된다면 자동차를 충전한다는 것을 잊어버리게 될 수도 있다고 합니다. 도대체 어떤 기술일까요?

배터리를 충전하던 생활에 안녕을 고하다.

예를 들면 바깥에서 이런 일 종종 있지 않나요?
정신차려 보니 스마트폰 배터리가 얼마 남지 않은 경우
"SNS를 확인하고 싶지만 도중에 전원이 꺼지면 필요할 때 곤란할 것 같아"
"보조 배터리를 깜빡 했어. 집에 돌아갈 때 까지 꺼지지 않아야 할 텐데...!"

이렇게 '배터리 부족으로 겪는 불안함'은 스마트폰 뿐만 아닌 다양한 도구에서 일어날 수 있습니다. 노트북이나 무선이어폰에서도 필요할 때 배터리가 부족해 사용할 수 없게 되면 당황스럽죠. 그럼에도 종종 잊어버리게 되는 충전.
매일 많은 기기를 각각 충전해야한다는 점은 역시나 귀찮습니다. 편리한 디바이스가 늘어날 수록 충전의 번거로움도 늘어나게 됩니다.

하지만 예를 들어 우리가 대기중에서 산소를 흡입하는 것처럼 언제 어디에서든지 에너지가 필요한 기계에 넣을 수 있다면 매우 편리해질 것 같지 않나요?

그런 꿈같은 세상은 먼저 전동모빌리티부터 현실이 되려고 하고 있습니다. 그것을 실현시켜주는 것이 EV(전기자동차)의 영역에서 연구가 진행되고 있는 '주행중 충전'이라는 기술 입니다.

길 위에서 보내는 시간의 의미가 바뀐다.

주행 중 충전이란 지면에 심어진 송전장비에 의해 정차 및 주행 중인 EV의 배터리가 자동적으로 충전되는 기술을 말합니다. 이 기술이 실용화된다면 EV는 별도의 충전 없이도 계속 달릴 수 있게 됩니다.

예를 들어 도시에서는 이동 시간의 절반 정도를 신호를 기다리며  정차 상태로 보내는 경우가 있습니다. 만약 신호를 대기하고 있을 때 배터리가 충전된다면 이러한 시간들이 길 위에서 허비하는 시간이 아닌 의미 있는 시간으로 바뀌게 될 지도 모릅니다.

아울러 앞으로 EV의 보급이 추진 될 수록 긴 연휴를 앞두고 주차장에서 충전을 기다리는 EV들로 극심한 정체가 일어나게 될 것이라는 우려도 주행 중 충전이 실현된다면 간단하게 해결될 문제입니다.

또한 현재 상용차 EV의 보급에 걸림돌이 되는 '충전 속도'에 대해서도 버스 정류장이나 택시 정류장에서 자동으로 배터리가 충전 된다면 가동 효율이 높아져 상용EV의 보급도 가속 될 것입니다.
이러한 많은 가능성을 품은 주행 중 충전의 실용화를 목표로 연구개발이 진행되고 있습니다.

'EV가 아니면 할 수 없는 체험'을 만들자.

개발 프로젝트 멤버인 전동화시스템개발부의 타니 케이스케씨와 야마구치 노부히사씨는 '이 기술을 개발하기 위해서는 가솔린 자동차의 상식에 얽매이지 않는, 유연한 발상이 중요하다' 라고 말합니다.

"지금까지 EV 기술개발은 '얼마나 가솔린 자동차와 비슷한가'에 대한 발상이 주류였습니다. 하지만 EV가 더 많은 사람들에게 선택 받기 위해서는 'EV가 아니면 할 수 없는 체험'이나 '가솔린 차량에는 없는 장점'을 추구하고, 누구나 EV를 타고 싶게끔 느끼게 하는 것이 중요합니다."-타니

그러한 생각을 기반으로 추진하고 있는 분야가 주행 중 충전입니다.
주행 중 충전은 우리의 생활에 아래와 같은 다섯 가지 장점을 제공할 것입니다.

첫 번째는 충전에 대한 수고가 줄어드는 점입니다. 주행 중에 충전되기 때문에 구태여 주유소나 EV충전소에 가지 않아도 됩니다. 충전에 걸리는 시간이나 수고에서 해방될 수 있습니다.

두 번째는 '무한으로 주행할 수 있다는 점'입니다. 주행 중 충전 기술이 설치된 도로를 달리는 한, EV는 충전할 필요 없이 무한정으로 달릴 수 있습니다.

세 번째는 '비용저감' 입니다. 전기를 대량으로 모아 둘 필요가 없어지기 때문에 배터리를 컴팩트하게 만들 수 있습니다. 배터리 제작에 드는 고객의 비용을 줄일 수 있기 때문에 EV 가격도 낮출 수 있게 됩니다.

네 번째는 'MaaS(Mobility as a Service)의 가속'입니다. 주행 중 충전 기술은 EV뿐만 아닌 앞으로 실용화될 자동배송로봇이나 드론, 하늘을 나는 자동차 등 다양한 전동 모빌리티에 응용 가능합니다. 

다섯 번째는 '환경에 대한 부하를 줄일 수 있다는 점'입니다. 전기는 모으거나 보내거나 하는 과정에서 많은 낭비가 발생합니다. 그렇기 때문에 가급적 배터리에 모으지 않도록 하거나 보내는 거리를 짧게 하는 것으로, 에너지 낭비를 줄일 수 있습니다. 예를 들면 그 지역에서 생산한 친환경적인 에너지를 지역에 설치한 주행 중 충전 송전망으로 효율 좋게 소비할 수 있다면, 회사 전체에서 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 됩니다.

또한 배터리는 생산 시에 많은 CO2를 배출하기 때문에 배터리가 크기가 작아진다면 생산 과정에서 발생하는 CO2 역시 줄일 수 있을 것입니다.


인프라와 모빌리티를 끊김 없이 연결하다.

EV 사회 인프라에 대한 상식을 바꾸어버릴 지도 모르는 주행 중 충전.
덴소가 개발 중인 기술에는 어떤 특징이 있는 걸까요?
타니씨는 근본적 원리는 핸드폰의 무선충전 기술과 같다고 이야기합니다.

"충전 장비를 도로에 깔고 차가 그 위를 통과·정지 하는 시간에 충전하는 과정 자체는 매우 간단합니다. 여기서 주목할 부분은 에너지 소비를 최소한으로 줄이기 위해 인프라(고속으로 이동 할 수 있는)모빌리티를 동반해 '충전 발생점을 한정 시키는 것'입니다"-타니

"이 기술을 개발하기 위해서는 고도의 시스템 제어가 필요합니다. 우리는 복잡한 모빌리티를 하나의 조화로운 시스템으로 만드는 제어기술의 메가서플라이어 입니다. 모빌리티의 제어에 대한 경험이 많은 덴소야 말로 인프라와 융합되는 시스템을 만들 수 있습니다. 이러한 자부심을 가지고 이 미션에 임하고 있습니다."- 타니

"지금까지 실증 실험을 산학이 협력해 오픈이노베이션 형태로 진행해왔습니다. 2022년부터는 사회 실증도 단계적으로 추진하겠습니다. 2025년 즈음에는 자사 공장 내에서 사용하는 소형 모빌리티를 대상으로 실용화가 시작될 예정입니다. 이 기술은 특히 하루 종일 가동하는 물류센터나 공장 내에서 가동하는 모빌리티와 합이 좋습니다. 충전 시스템이 갖추어진다면 AGV(무인운송차)의 활용 폭이 넓어지고 작업의 비약적인 자동화 및 효율화가 추진될 것입니다."- 야마구치

조금 더 지나면 공장 내 뿐만 아니라 길거리에도 자율주행 모빌리티가 활성화 될 것입니다. 그 경우 다양한 전동모빌리티들을 코드를 꽂아 충전하는 것은 그다지 현실적이지 않습니다. CASE로 불리는 이상적인 모빌리티 사회를 실현하기 위해서는 주행 중 충전과 같은 심리스 충전 시스템이 분명 필요해질 것입니다.

예전에는 코드와 선으로 연결하는 것이 당연했던 전화가 지금은 전파를 통해 무선으로 연결되는 것이 당연하듯 언젠가 에너지를 얻는 방법에도 무선이 당연해지는 그런 미래가 올 지도 모릅니다.

탄소 중립을 실현하기 위해

앞으로 새로운 인프라가 될 주행 중 충전. 이 기술은 일상을 편리하게 만들 뿐만 아니라 탄소중립의 실현에 공헌할 수 있는 가능성도 있습니다. 예를 들면 주행 중 충전으로 만들어진 전기를 가급적 모아두지 않고 그 자리에서 사용하는 에너지의 지역 내 생산과 소비 시스템이 마을 구석구석까지 인프라로 구축된다면, 반드시 사람이 아닌 지구에도 좋은 미래가 펼쳐질 것입니다.

다른 관점에서 제품의 인프라 사이클을 통해 EV를 ‘사용할 때’뿐만 아니라 ‘만들 때’의 탄소 중립을 목표로 하는 것 역시 중요합니다.

“일반적으로 ‘EV는 가솔린을 연소하지 않기 때문에 친환경적이다’라는 인식이 많습니다. 사실은 무조건 그렇다고 말할 수는 없습니다. EV 제조에는 많은 에너지가 필요하고, 가솔린 자동차 제조에 비교해도 많은 CO2를 배출하고 있습니다. 자동차도 가전제품도 우리 모두는 ‘사용하는 때’의 CO2 배출량에 주목하고 있지만 제조업에 종사하는 우리들은 ‘만들 때’의 CO2 배출량에도 주의를 기울여야 합니다. 만드는 사람으로서의 책임이 있기 때문입니다. 사용할 때 배출되는 CO2를 줄이는 노력도 물론 중요하지만 그것만 신경 쓰느라 생산할 때 배출되는 CO2를 간과한다면 탄소중립사회를 실현할 수 없습니다.”-야마구치

덴소는 2035년까지 사업분야에서 탄소중립 실현이라는 야심찬 목표를 세우고 있습니다. 이를 달성하겠다는 각오로 이 프로젝트에 임하는 구성원 모두가 열정을 불태우고 있습니다.

이동의 자유와 환경 보호의 양립을 위해

세상에서 ‘충전’이라는 작업을 없앨 수 있다면 우리는 에너지를 공기처럼 낭비 없이 사용할 수 있게 됩니다.  ‘전기차를 타고싶다’는 사람도 늘어날 것입니다. 또한 사회를 보다 편리하게 만드는 각종 모빌리티 서비스도 늘어날 것입니다. 주행 중 충전은 EV뿐만 아니라 다양한 전동 모빌리티가 활약하는 사회의 기반이 되는 기술입니다.

이에 더해 지속 가능한 에너지를 만들고 사용하는 사회의 기반으로서 큰 역할을 할 것입니다. 사람에게도, 지구에게도 좋은 그런 미래를 현실로 만들기 위해 우리는 주행 중 충전 기술을 개발해 ‘에너지와 모빌리티가 심리스로 연결되는 미래’를 만드는 도전을 앞으로도 이어갈 것입니다.