전기차 무선충전 시대

전기차 무선충전 원리

무선으로 전기를 충전하는 것을 다소 신기하게 바라보시는 분들을 종종 만날 수 있는데 간단히 원리를 설명하면 다음과 같다. 전기가 흐르는 도선에서는 도선을 감싸는 방향으로 자기장이 발생한다. 반대로 도선을 감싸는 자기장이 있다면 도선에 전기가 흐르게 된다. 이것을 전자기유도현상이라고 하는 데, 무선충전기의 송신부 도선에 전기를 흐르게 하여 발생한 자기장이 무선충전기 수신부의 도선까지 영향을 미쳐 무선충전기 수신부 도선에 전기가 흐르게 되는 것이다. 이렇게 전달된 전기를 충전하면 무선충전이 되는 것이다. 무선충전 수신부는 차량에, 무선충전 송신부는 주차장 바닥에 위치한다.

 

무선충전이 조금 생소하게 느껴질 수도 있지만, 이미 우리 삶에는 무선으로 충전하는 기기들이 제법 있다. 전동칫솔이 그렇고, 최신 스마트폰은 옵션으로 무선충전기를 판매하고 있다. 전동칫솔은 물에 젖거나 습도 때문에 발생할 수 있는 감전 위험을 예방하기 위한 것이고 스마트폰 무선충전은 편리함이 우선이다.

 

정말 아무도 모르게 대중화된 무선충전 기술을 한 가지 더 소개한다. 다름 아닌 누구나 지갑액 가지고 다니는 RFID 방식의 교통카드, 신용카드나 보안카드(사원증)가 바로 그것이다.

RFID(Radio Frequency Identification) RFID태그는 RFID칩과 안테나로 구성되며 고유 정보를 무선으로 단말기에 전송할 수 있다. RFID 리더기에서 흘리는 전자기파를 RFID 카드 내부 코일에서 수신하여 얻어진 전원으로 RFID 칩에 변경된 정보를 저장하고 RFID 리더기와 통신을 할 수 있는 것이다.

 

전기자동차에도 매번 전원케이블이나 충전커넥터를 차에 연결하는 것보다 무선충전기를 주차장 바닥에 매설하고 주차하기만 하면 충전이 되는 편이 훨씬 더 편리한 것은 당연한 이치이다. 편리함에 있어서 무선충전이 유선충전보다 편리한 것은 두말할필요가 없고, 아마 지금까지 나온 자동차 사용법 가운데에서도 가장 편리한 방식이라고 생각한다. 하지만 편리함은 큰 비용을수반하게 되는데 우선 설치비가 압도적으로 많이 들고, 차량에도 무선충전기 수신부가 장착되어야 하므로 차량가격 상승요인이 있다. 그리고 유선충전보다 10% 이상 전력손실이 발생하는 단점이 있다. 그리고 21세기의 새로운 공해 중 하나인 전자파(전자파는 전자기파의 줄인 말이다.)공해의 우려가 크다. 휴대폰에서 발생하는 전자파가 인체에 해로워 정부에서 이를 규제하고 시험결과를 측정·공표하고 있는데 전기자동자용 무선충전기에서 발생하는 전자파는 그 양과 강도에 있어 휴대폰과는 차원을 달리할 정도로 크다.

 

지금까지 소개한 전자기유도방식 무선충전에서 전자파를 줄인다는 것은 전자기파를 줄여 충전을 덜하겠다는 것과 마찬가지이기 때문에 근본적으로 전자파 문제에서 벗어나기 힘든 면이 있었으나, 자기공명방식은 전자파를 안전한 수준으로 낮추면서도 충전효율을 향상시킨 기술로 상용화를 앞두고 있다.