무선(無線) 시스템은 유선(有線)이 가진 번거로움을 해소하기 위해 탄생했다. 과거 유선으로만 통신이 가능했던 전화기는 어느새 무선 전화기로 변신하여 사람들의 주머니나 가방 속에서 선 없는 자유를 누리고 있다.
시기적으로는 통신보다 조금 늦었지만, 충전도 마찬가지다. 전선이 있어야만 충전할 수 있었던 과거와 달리 최근에는 무선으로 충전하는 방식이 주목을 끌고 있는데, 대표적으로는 스마트폰을 무선으로 충전하는 기술이 꼽힌다.

자기유도 방식의 무선충전 시스템

무선충전 시스템을 탑재한 BMW社의 전기자동차가 오는 7월 공식 출시된다. 자사의 ‘530e iPerformance’ 모델부터 적용되는 이 무선충전 시스템은 독일을 시작으로 영국과 일본, 그리고 중국 및 미국 등에 판매될 예정이다.
자기유도(inductive charging) 방식의 무선충전 시스템은 충전 용량이 3.2kW이며, 완전히 충전하는데 걸리는 시간은 3시간 30분 정도라는 것이 BMW社 측의 설명이다.
무선충전 시스템은 그동안 다양한 방식의 충전 시스템들 가운데서도 가장 편리하고 효율적인 방식으로 기대를 모았다. 전기자동차 사용자들이 꼽는 여러 가지 불편한 사항들 중에서도 유선으로 충전하는 방식이 항상 상위권을 차지해 왔기 때문이다.
전기자동차 사용자들의 불편사항을 살펴보면 하차 후 벽에 설치된 전기줄을 뽑아서 콘센트를 차에 꼽아야 하지만, 깜빡잊고 집에 들어가거나 사무실로 들어가는 경우가 의외로 많은 것으로 나타났다.
충전하지 못한 사실을 뒤늦게 파악한 뒤에는 다시 충전할 시간이 없어서 차를 사용하지 못하는 해프닝이 가끔씩 발생하게 되면서, 전기자동차가 가진 불편함을 몸으로 체험하게 된다는 것이 전기자동차 사용자들의 불만사항 중 하나다.
반면에 BMW社의 무선충전 시스템은 정해진 주차장소에 세워두기만 하면 충전이 되는 터라 전기줄을 뽑아서 꼽는 번거로움이나 충전해야 하는 사항을 잊어버려 낭패를 당할 필요가 없다는 장점을 갖고 있다.
이와 관련하여 BMW社의 관계자는 “휘발유나 경유로 움직이는 자동차에 연료를 넣는 것보다도 간단하다”라고 소개하며 “충전을 위해 어떤 조작도 할 필요 없고, 충전이 시작되자마자 계기판에 충전 상황이 고스란히 나타나기 때문에 운전자는 안심하고 하차할 수 있다”라고 설명했다.

국내에서는 도로주행 기반 무선충전 버스 시범사업 진행

BMW社의 무선충전 시스템은 충전소 역할을 하는 그라운드패드(GroundPad)와 차량의 차체 하부에 고정된 카패드(CarPad)로 구성되어 있다. 그라운드패드와 카패드가 가까워지게되면 자기장이 생성되는데, 이 때 전자기 유도가 발생하며 전력이 충전된다.
관계자의 설명에 따르면  충전패드는 차가 밟고 지나가도 손상되지 않을 정도로 단단하게 설계된 것으로 나타났다. 다만 그라운드패드는 이물질이나 불순물이 감지될 경우 충전이 즉시 종료되기 때문에 충전이 제대로 진행되지 않는다면 이물질이 묻었는지 여부를 확인해야 한다는 것이 제조사측의 설명이다.
문제는 안전성이다. BMW社의 발표에 따르면 충전 시의 그라운드패드와 카패드 거리는 8cm 정도로서 매우 짧기 때문에 전자파 및 누전 위험성은 거의 없는 것으로 밝히고 있지만, 눈이나 비가 많이 오게 되면 예상 밖의 결과가 나올 수도 있다고 전문가들은 경고하고 있다.
한편 BMW社처럼 상용화 단계는 아니지만, 국내에서도 무선으로 충전하는 자동차들이 시범적으로 운행되고 있어 눈길을 끌고 있다. 바로 경상북도 구미시에서 운행되고 있는 무선충전 방식의 전기버스다.
구미시에서 시범운행 중인 무선충전 전기버스는 KAIST가 지난 2009년에 개발한 ‘자기공진형상화(SMFIR)’ 기술을 바탕으로 하고 있다. SMFIR는 미국 타임지가 ‘2010년을 빛낸 세계 50대 발명품’에 선정하기도 했고, 2013년에 개최된 다보스포럼에서는 ‘세계 10대 유망기술’로 뽑히기도 했다.
이 전기버스의 무선충전은 BMW社의 방식과는 근본적으로 다르다. BMW社의 전기자동차는 주차를 했을 때 충전하는 방식이지만, 구미시에서 운행되고 있는 전기버스는 달리면서 충전을 한다.
도로에 매설된 급전선로에서 발생하는 자기장을 차량하부에 장착된 집전장치를 통해 전기에너지로 변환한 다음, 이를 동력으로 차량을 구동하는 신개념 교통수단인 것.
세계 최초의 도로주행 기반 충전방식인 만큼 전 세계에서 이를 견학하려는 사람들이 몰려들고 있어 구미시는 즐거운 비명을 지르고 있다. 싱가포르에서는 투자자들이 대거 방한하여 무선충전 전기버스를 직접 시승하고 충전 인프라를 직접 눈으로 확인하는 등 신기술을 체험하는 기회도 가졌다.
이에 대해 구미시의 관계자는 “전기자동차의 배터리 용량을 늘리기 위한 경쟁이 전 세계적으로 치열하게 전개되고 있지만, 우리의 경우는 아예 이런 경쟁을 무의미하게 만들어 버릴 도로주행 기반 무선충전 기술로 새로운 시장을 만들어나가고 있다”라고 말했다.