비싼 장면 유도식 충전기를 도로에 설치하는 비용에 비하면 르노 캉구의 개조 비용은 저렴하다. 

전기차 주행가능거리에 대한 걱정은? 더 가볍고 합리적인 가격의 전기차에 필요한 것은? 전기차 충전소 건설을 위한 값비싼 비용은? 도로를 따라 충전하는 무선 충전 전기차는 앞에서 언급한 모든 질문의 대답일 수 있다. 지난 5월 비바람이 부는 어느 날, 무선 충전 전기차는 또 다른 것을 입증했다. 기술 타당성이다. 파리 인근에 있는 프랑스 육군의 시험장에 100미터 길이의 시연 주행 도로가 자리 잡았다. 전기 미니밴 르노 캉구 두 대가 시속 105킬로미터로 달리면서 도로에 매립된 전기 유도식 충전 패드로부터 전력 20킬로와트를 끌어왔다. 이 정도 전력이면 배터리를 조금씩 충전하면서 실내 온도 조절까지 감당하기 충분한 양이다. 

무선 및 통신 전문 회사인 퀄컴은 헤일로 정전식 유도 충전 시스템을 이용해 무선으로 충전하는 기술을 개발했다. 헤일로는 주차 상태일 때만 작동된다. 휴대용 컴퓨터 크기의 패드를 차 섀시와 바닥에 부착하고 800볼트 이상 직류 전력망을 사용한다. 차 바닥에 있는 패드가 도로 위의 패드와 일직선을 이루면 85킬로헤르츠 주파수의 교류 자기장을 생성한다. 이후 차의 측면이 교류를 직류 축전지 전압으로 변환시킨다. 자동차 밑으로 이물질이 들어가거나 쇳조각이 패드 위에 떨어지면 물체 인식 후 전력을 차단한다. 이러한 방식은 미래에나 볼 수 있는 환상이 아니다. 헤일로 시스템은 메르세데스 벤츠의 차세대 S 클래스 플러그인 하이브리드 모델의 옵션으로 들어갈 예정이다. 

유도식 충전율은 하이브리드 차를 위한 3.7킬로와트에서 대형 버스를 위한 250킬로와트까지 목적에 따라 조절할 수 있다. 패드를 거쳐 전송되는 에너지의 효율은 90퍼센트가 넘는다. 전압 변환 과정에서 시스템상의 손실이 발생하며(이는 유선 충전의 경우에도 마찬가지다) 주행 중 충전 시스템일 경우 더 큰 손실이 생긴다. 

주행 중 무선 충전은 자동차가 움직인다는 점, 도로의 차선 중앙에 수많은 충전 패드가 자리 잡는 점만 빼면 헤일로와 똑같이 작동한다. 퀄컴의 시연용 도로는 독립된 전원을 공급받는 25미터의 구간 네 개로 이뤄졌다. 각 구간은 중심 회선과 자기로 연결된 14개의 기본 배열 네트워크(BAN, Base Array Network) 블록으로 구성된다. 통신 장비가 결제를 위해 차를 확인하면 BAN 블록이 순차적으로 전원을 공급한다. 차를 감지하면 1000분의 3초 이내에 켜지고 차가 지나가면 즉시 꺼진다. 이런 방식의 도로는 고속도로 주행 속도로 달리는 차 두 대에 20킬로와트를 전달할 수 있다. 단, 두 차 사이가 약 25미터 떨어져야 하고 차선 중앙으로부터 20센티미터 너비를 벗어나지 않는 선에서 달려야 한다. 두 대의 간격이 더 좁더라도 충전은 가능하지만 각 구간에 부담을 주기 때문에 충전율이 낮아진다. 시연에 사용된 캉구는 10킬로와트 수신 패드 두 개를 앞뒤에 싣고 있으며 도로 위 패드로부터 17.3센티미터 간격을 두고 작동한다. 

이 프로젝트의 목표는 고속에서 충전율을 80퍼센트까지 끌어올리는 것이다. 목표는 거의 달성됐지만 연구진은 패드 사이 작동 간격을 17.3센티미터보다 넓히길 원한다. 패드 위에 아스팔트를 덮어야 하고 SUV나 CUV의 지상고가 17.8~20.3센티미터나 되기 때문이다. 

충전 패드가 부착된 간선도로와 고속도로가 확장되면 전기차의 주행가능거리에 대한 걱정을 없애고 배터리의 크기 역시 줄일 수 있다. 충전 패드를 부착하는 비용은 1000달러 미만이 될 거다. 도로에 들어가는 예상 비용은 아직 공개되지 않았다. 하지만 충전 요금을 징수해 일부 비용을 충당할 것으로 보인다. 

무선 충전 도로의 등장에 그다지 설레지 않는다. 하지만 이 기술은 자동차 공유와 자율주행이 이루어지는 미래와 잘 어울린다. 자율주행 전기차가 스스로 충전하는 가장 쉽고 효율적인 방식이기 때문이다. 조만간 수소 충전소 네트워크보다는 전기가 흐르는 도로에 투자해야겠다. 
글_Frank Markus 

모터트렌드, 자동차, 전기주행