충전하지 말고 교환하세요, 배터리 스와핑

충전하지 말고 교환하세요, 배터리 스와핑

대학생신재생에너지기자단 23기 신지연

 

이미 시작된 전동화 시대, 핵심은 충전

3월 31일부터 4월 9일까지 고양시 킨텍스에서 진행된 ‘2023 서울모빌리티쇼’가 누적 관람객 51만 명을 기록하며 성황리에 막을 내렸다. 서울모빌리티쇼는 신차와 콘셉트카를 포함하여 다양한 차를 전시하고 시승 체험을 할 수 있는 국내 최대의 자동차 박람회이다. 이번 쇼에는 기아, 미니, 비엠더블유, 제네시스, 테슬라, 포르쉐, 현대자동차 등 완성차 브랜드와 항공 모빌리티 브랜드가 대거 참여하며 이후 모빌리티 시장의 방향성을 제시했다. 현대와 기아는 전동화 모델만 전시하는 등 대부분의 기업들이 전기차 모델에 중점을 두며 자동차 시장이 완전히 전동화로의 전환을 시작한 것을 알 수 있었다.

[자료 1. 2023 서울모빌리티쇼]

출처 : 머니S

전기 자동차나 전기 이륜차 전시에서 눈에 띄는 것은 다양한 충전 인프라와 스테이션을 함께 전시하여 직접 체험해 볼 수 있도록 한 것이다. 충전 시간이 전기차 선택에 있어서 소비자에게 중요한 고려 사항 중 하나인 만큼 급속 충전과 다양한 충전 인프라 사업에 힘을 쓰는 모양새였다.

작년 LS와 한화솔루션이 전기차 충전 사업으로의 진출을 선언한 이후 LG전자까지 스마트폰이나 태양광 패널 사업 같은 부진 사업을 정리하고 전기차 충전 시장으로 뛰어드는 등 전동화 시대에서 충전은 핵심 중 하나로 자리 잡고 있다.

 

충전 대신 교체하는 배터리 스와핑 시스템

이처럼 배터리를 충전하는 것에 집중하고 있는 전기차 시장에서, 발상을 전환한 새로운 기술이 떠오르기 시작했다. BSS(배터리 스와핑 시스템)은 배터리를 충전하는 대신 배터리 교환 스테이션에서 배터리를 교체하는 방식으로, 배터리를 충전하는 데 걸리는 시간을 크게 단축하는 방법이다. BSS를 이용하면 원할 때 언제든지 가까운 BSS에 방문해 완충된 배터리로 교체할 수 있으며, 이륜차의 경우 배터리 장착까지 1분도 채 걸리지 않는다. 전기 이륜차 보급 확대의 가장 큰 걸림돌이었던 배터리 충전 시간을 크게 줄임으로써 시장을 확대할 수 있는 유용한 키가 된 것이다.

[자료 2. EVOGO의 BSS 스테이션]

출처 : 글로벌이코노믹

전기차에 배터리 스와핑 기술을 채택하고 있는 EVOGO의 경우, 배터리 스와핑 스테이션을 100% 무인으로 운영하고 있다. 배터리는 한 번 교체 시 약 200~600km 정도 주행이 가능하며, 차량의 종류에 따라 개당 200km의 주행거리를 가지는 배터리를 1개에서 3개 장착할 수 있다. 세차장 같은 외관을 가진 스테이션에 차를 운전해 들어가면 스테이션 내의 기계장치가 차 하단부에서 자동으로 배터리를 교체해 주는 시스템이다.

 

전기 이륜차에 활발하게 적용되는 BSS

지난 ‘2022 인터배터리‘에서는 LG에너지솔루션이 국내 배달서비스의 성장 트렌드에 맞는 전기 스쿠터용 배터리를 선보였다. 배달 서비스 업체 요기요와 협업하여 라이더들이 타는 전기 스쿠터에도 BSS를 적용한 배터리를 장착했다. 기존 배터리 충전 시스템의 경우 충전하는 데 많게는 3시간이 걸리는데, 배달업 종사자는 이 시간 동안 배달을 하지 못하면 매출 피해로 이어지기 때문에 배터리 충전 문제가 전기 이륜차 보급 확대의 큰 걸림돌로 작용했었다. 하지만 BSS를 통하면 이미 충전이 끝난 배터리로 1분 안에 교체가 가능하기에 국내 전기 이륜차 시장을 확대하여 대기오염 물질을 절감할 수 있다. 

[자료 3. LG에너지솔루션의 전기스쿠터 BSS 전시]

출처 : 조선비즈

전기 이륜차 시장에 이토록 배터리 스와핑 시스템이 활발하게 적용되는 데는 이유가 있다. 차종에 관계없이 배터리 교환이 가능하려면 배터리 규격의 표준화가 필요한데, 전기 이륜차의 경우 제조사가 많지도 않고 단가도 낮아 전기차보다 쉽게 접근할 수 있기 때문이다. 또한 소비자들이 충전 시간을 단축하고 한 번 충전 대비 많은 이동거리를 원하게 됨에 따라 배터리 용량을 크게 만들어야 했는데, 전기 이륜차는 자동차처럼 차체를 크게 만드는 것에 한계가 있기 때문에 이와 같은 문제를 해결하기 위해 다른 방식으로 접근한 것이 BSS인 것이다.

 

BSS, 전기 자동차에도 적용될 수 있을까

앞서 소개한 EVOGO의 경우처럼 중국에서는 이미 배터리 스와핑 시스템이 전기차에도 적용되고 있다. 하지만 국내 전기차 시장에서 배터리 스와핑 시스템을 적용하는 데는 몇가지 어려움이 있다.

현재는 배터리 충전 시간보다 배터리 교체 시간이 훨씬 짧기 때문에 BSS가 전기 자동차 시장에서도 매력적인 기술로 자리매김할 수 있지만, 급속 충전 기술력이 나날이 증가함에 따라 배터리 교체 시간과 충전 시간이 비슷해지는 때가 온다면 배터리 교체보다는 충전을 선택하게 될 것이라는 전문가들의 의견이 따르기 때문이다. 또한 구조 상 배터리 교체가 쉽고, 배터리 규격을 표준화하기 쉬운 전기 이륜차와 달리 전기 자동차는 상대적으로 구조가 더 복잡하고, 제조사 역시 다양하기에 BSS를 적용하기에 약간의 어려움이 있다.

[자료 4. 발상을 전환한 배터리 스와핑 시스템]

출처 : 에이빙뉴스

그럼에도 배터리 충전이라는 틀에서 벗어나 배터리를 교체하는 방식으로 발상을 전환한 것에 대해서는 배터리 스와핑 시스템의 가치를 높게 살만하다. 기존과 완전히 다른 방향의 새로운 기술을 선보임으로써 전기 이륜차 시장을 개척하는 데 도움이 되었기 때문이다. 이처럼 다양한 발상과 분야의 기술들이 활발하게 연구되는 전기차 시장이 앞으로 어떻게 변화하게 될지 그 귀추가 주목된다.

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전기차에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "버려지는 에너지를 모으는 전기차?", 22기 박재욱, 22기 정이진, https://renewableenergyfollowers.org/3969

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3. "전기차, 한파에는 방전차?", 22기 박도원, https://renewableenergyfollowers.tistory.com/3903

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참고문헌

[이미 시작된 전동화 시대, 핵심은 충전]

1) 김창성, ""누적 관람객 51만명"… 마스크 벗은 '2023 서울모빌리티쇼' 성공적인 굿바이", 머니S, 2023.04.10,

https://moneys.mt.co.kr/news/mwView.php?no=2023040916403942191&code=w0404

2) 동효정, ""누적 관람객 51만명"… 서울모빌리티쇼 폐막", 뉴시스, 2023.04.09,

https://newsis.com/view/?id=NISX20230409_0002259443&cID=13001&pID=13000 

[충전  대신 교체하는 배터리 스와핑 시스템]

1) 김세업, "CATL, 중국 남동부 푸젠성 샤먼에서 최초의 EVOGO 배터리 교체 서비스 출시", 글로벌이코노믹, 2022.04.20,

https://news.g-enews.com/ko-kr/news/article/news_all/202204201300549260e8b8a793f7_1/article.html?md=20220420130237_U 

2) 하영선, "전기차 배터리도 이젠 교체해 사용한다..CATL, EVOGO 서비스 ‘주목’", 데일리, 2022.04.22,

http://www.dailycar.co.kr/content/news.html?type=view&autoId=43904 

[전기 이륜차에 활발하게 적용되는 BSS]

1) 서영길, "LG엔솔, '인터배터리 2023' 참가…BSS·LFP배터리 등 선봬", 포쓰저널, 2023.03.15,

http://www.4th.kr/news/articleView.html?idxno=2035645 

2) 이윤정, "LG엔솔, 전기 이륜차 배터리 충전·교환 사업 가시화", 조선비즈, 2022.06.27,

https://n.news.naver.com/mnews/article/366/0000823497

[BSS, 전기 자동차에도 적용될 수 있을까]

1) 정은지, " [전기차 시대] 배터리 교체 시스템 국내 도입 가능성 사실상 '제로'...이유는?", 녹색경제신문, 2022.04.26,

http://www.greened.kr/news/articleView.html?idxno=295321