도로 위의 코일로 운전 중에 EV 충전 가능

EV의 주요 문제 중 하나는 충전을 위해 차를 세우고 멈춰야 한다는 것입니다. 사용 가능한 고속 DC 충전기가 없는 경우 배터리가 충전될 때까지 몇 시간 동안 기다려야 할 수 있습니다.

이는 실제 숫자로 도로를 주행하기 시작한 이래로 전기 자동차의 주요 버그베어였습니다. 그러나 새로운 무선 충전 설정을 사용하면 이동 중에도 충전을 할 수 있습니다.

수년에 걸쳐 도로를 달리는 전기 자동차에 전력을 공급하거나 충전하기 위한 많은 제안이 이루어졌습니다. 대부분은 자기 코일을 통한 유도 전력 전송을 사용하여 오늘날 일반적으로 전화를 충전하는 방식과 유사합니다. 이론은 간단하다. 전력은 도로의 코일에 전달된 다음 움직이는 차량의 코일에 의한 유도를 통해 수집됩니다.

하지만 이러한 아이디어를 개념에서 현실로 옮기는 것은 어렵습니다. 전기 자동차를 충전하려면 수십에서 수백 킬로와트에 이르는 엄청난 전력 수준이 필요합니다. 그리고 휴대폰은 충전 패드 위에 깔끔하게 올려놓을 수 있지만, EV는 일반적으로 도로를 안전하게 탐색하기 위해 상당한 지상고를 요구합니다. 게다가 자동차는 매우 빠른 속도로 움직이기 때문에 이러한 동적 조건을 처리할 수 있는 유도 충전 시스템에는 노반에 반복적으로 묻혀 있는 엄청난 수의 코일이 필요합니다.

이러한 어려움에도 불구하고 아이디어는 현실 세계에서 제한적으로 입증되었습니다. 온라인 전기자동차(OLEV)는 한국과학기술원(KAIST)에서 개발해 2009년 셔틀버스의 동력으로 사용됐다. 2016년까지 시스템이 서서히 4개 노선으로 확대돼 유도전력을 이용해 버스가 무선 충전된다. 버스 경로를 따라 도로에 송신기가 묻혀 있습니다.

버스에 사용되는 2세대 시스템은 85%의 전력 효율로 17cm의 공극을 통해 100kW의 전력을 무선으로 전송합니다. 이는 단일 차량에 장착된 여러 개의 전력 픽업 코일을 사용하여 달성됩니다. 시스템이 이 수준에서 작동할 수 있도록 최적의 코일 형상과 전기 매개변수를 찾기 위해 많은 연구가 진행되었습니다. 노면에서 전력을 공급받는 버스는 더 작은 배터리를 사용하여 돌아다닐 수 있어 무게를 줄이고 효율성을 높일 수 있습니다. 이 시스템은 버스 노선 도로의 5~15%에 묻혀 있으며, 차량 감지 시스템은 사용하지 않을 때 유도 코일의 전원을 차단합니다. 이후 일부 경로가 폐쇄되었지만 KAIST에서는 이 기술을 사용하여 셔틀 서비스가 여전히 운영되고 있습니다.

다른 회사들도 이 분야에서 노력하고 있습니다. Startup Magment는 "자기 시멘트"의 합성어로 명명되었으며 인디애나주 교통부와 함께 특수 유도 도로 시연을 진행하고 있습니다. 세부 사항은 부족하지만 회사는 보다 비용 효율적이고 효율적인 무선 충전 도로 시스템을 생산하기 위해 강자성 재료를 시멘트와 혼합하는 특별한 방법을 개척하고 있습니다. 회사는 이 시스템을 지게차나 전기 스쿠터와 같은 비도로 용도에도 사용할 계획입니다.

또 다른 눈에 띄는 기업은 스웨덴 고틀란드에서 파일럿 프로그램을 운영하고 있는 이스라엘 기업 Electreon입니다. 2020년 12월 처음 배치된 이 프로젝트는 1.65km 길이의 도로 시험 구간에서 40톤 트럭을 성공적으로 운행했습니다. 도로 표면에 묻힌 구리 코일을 사용하면 최대 80km/h의 속도로 움직이는 차량에 약 70kW의 전력을 전달할 수 있습니다. 이 회사는 또한 디트로이트의 미시간 중앙 터미널 근처에 설치될 Ford Motor Company의 시설을 포함하여 전 세계에서 다른 파일럿 프로그램을 진행하고 있습니다.

이러한 시스템의 문제는 여전히 비용입니다. 우선, 송전선과 화려한 코일을 도로 표면에 묻어두는 것 자체에는 애초에 많은 비용이 듭니다. 새로운 도로를 건설할 때 비용이 많이 들며, 나중에 하드웨어를 설치하기 위해 기존 도로를 파야 하는 경우에는 더욱 그렇습니다. 스웨덴의 한 프로젝트에 대한 추산에 따르면 Electreon과 같은 무선 시스템의 비용은 새 구축 시 km당 200만 달러 정도가 될 것으로 나타났습니다. 이 비용은 단순한 레일이나 가공선과 같은 보다 전통적인 전력 전송 방법보다 설치 비용이 약 2배 더 높지만 부팅에 필요한 전력은 훨씬 적습니다. 후자는 이미 전 세계 여러 지역의 트럭 테스트에서 그 가치를 입증하고 있습니다.