전기차 배터리 무선 충전 기술, 지금 어디까지 왔을까?

전기차 보급이 세계적으로 확산되면서 전기차 배터리 충전 방식은 기술 발전의 핵심 과제로 떠올랐습니다. 초기에는 가정용 완속 충전과 고속도로 급속 충전이 중심이었지만, 여전히 긴 충전 시간과 부족한 충전소 인프라가 문제로 지적되고 있습니다. 이러한 한계를 해결할 대안으로 등장한 것이 바로 EV 무선 충전 기술입니다. 차량을 주차만 해도 충전할 수 있다는 점에서 사용자 편의성을 크게 높일 수 있고, 자율주행차나 차량 공유 서비스 같은 미래 모빌리티 환경에서는 사실상 필수 기술로 평가받고 있습니다. 그러나 무선 충전은 아직 초기 단계에 있으며, 기술적 성숙도와 인프라 구축 비용, 효율성 문제 등 여러 도전 과제를 안고 있습니다. 그럼에도 불구하고 글로벌 기업들은 무선 충전 기술 개발과 표준화를 적극적으로 추진하며 차세대 충전 방식을 선도하고 있습니다. 이 글에서는 WiTricity, InductEV, Electreon 같은 주요 기업 사례를 중심으로 EV 무선 충전 기술이 어디까지 발전했는지 살펴보고자 합니다.

 

 

전기차 배터리 무선 충전 기술의 원리와 글로벌 현황

무선 충전의 기본 원리는 유도 결합 방식입니다. 지면에 설치된 1차 코일과 차량 하부의 2차 코일이 자기장을 통해 전력을 전달하는 구조로, 전기차 배터리에 필요한 전기를 비접촉 방식으로 공급할 수 있습니다. 초기 기술은 효율이 낮아 실용화가 어려웠지만, 최근에는 최적 조건에서 85~95% 수준의 효율을 달성하며 상용화 가능성이 점점 높아지고 있습니다. 미국 디트로이트에서는 세계 최초의 무선 충전 도로가 실험 중이고, 독일과 스웨덴에서는 전기버스 노선에서 주행 중 무선 충전을 테스트하고 있습니다. BMW와 메르세데스 벤츠는 자사 차량에 적용 가능한 무선 충전 키트를 개발했고, 현대차 역시 국내외에서 무선 충전 기술 실증 사업을 추진 중입니다. 또한 SAE J2954 같은 국제 표준이 마련되면서 차량 제조사와 충전 인프라 기업 간 호환성 문제도 점차 해결되고 있습니다. 글로벌 흐름을 보면, EV 무선 충전은 더 이상 공상 과학이 아닌 실제 산업화 단계에 진입했다고 볼 수 있습니다. 다만, 이 기술이 대중적으로 확산되기 위해서는 전기차 배터리와의 최적화, 인프라 구축 비용 절감이 핵심 과제가 됩니다.

 

전기차 배터리 무선 충전 기술의 선두 주자, WiTricity: 혁신과 실용의 조화

 

전기차(EV) 보급이 빠르게 확대됨에 따라 전기차 배터리 충전 방식에 대한 혁신 역시 절실해졌습니다. 그 중에서도 무선(무접촉) 충전 기술은 케이블 연결의 번거로움을 제거하고 충전 편의성을 극대화할 수 있는 미래 지향적인 솔루션으로 주목받고 있습니다. 현재 무선 충전 기술 면에서 가장 앞선 기업은 WiTricity입니다.

WiTricity: 기술적 리더십의 상징

WiTricity는 2007년 MIT에서 스핀오프된 혁신 기업으로, 자기 공진(magnetic resonance) 기반의 무선 전력 전송 기술을 개발해왔습니다. 이 기술은 차량 하부와 지면에 설치된 코일 간에 비접촉 방식으로 고효율 전력 전달을 가능하게 합니다 .

실제로 WiTricity는 국제 표준인 SAE J2954뿐만 아니라 중국, ISO 등 다양한 글로벌 전기차 무선 충전 기준 마련에서 중추적 역할을 맡아왔습니다.

실증 사례와 특허 전략

WiTricity의 기술은 다양한 브랜드 및 업계 파트너와 협력하며 실용성을 입증해 왔습니다. 현대차 Genesis GV60는 WiTricity의 무선 충전 시스템을 최초로 기본 탑재한 전기차로, 시장에 실질적인 선례를 남겼습니다. 또 2022년에는 미국 디트로이트의 스마트 주차 실험실에 무선 충전 시스템을 설치하는 등 실전 환경에서 기술을 테스트했습니다. 

특허 측면에서도 WiTricity는 매우 공격적인 전략을 펼치고 있습니다. 2019년에는 Qualcomm Halo의 관련 특허와 기술을 인수하여 자사의 기술적 기반을 한층 강화했으며, 이 과정에서 특허 포트폴리오도 대폭 확장되었습니다.

 

 

WiTricity vs. 기타 경쟁사: 전기차 배터리 기술 중심의 비교

InductEV: 고성능 동적 충전 특화

InductEV는 고출력 무선 충전 기술로 알려져 있으며, 버스 등 상업 차량을 대상으로 정류형(Static) 충전뿐 아니라 정차 중 순간 충전(rapid charging) 솔루션을 실증 중입니다. 해당 시스템은 멈춰있는 시간 1분당 약 3마일 주행 범위를 충전할 수 있어 실용성이 높습니다. 다만, WiTricity처럼 글로벌 표준화를 주도하고 자사 기술을 다양한 OEM에 제공하는 수준은 아닙니다.

Electreon: 주행 중 충전(동적 충전) 선도

이스라엘 기반의 Electreon은 전기도로 기술을 선도하는 기업입니다. 디트로이트에 구축된 실험용 도로 구간에 차량이 주행하면서 무선 충전하는 시스템을 설치했으며, 이는 자동차가 충전소를 찾아다니지 않아도 충전될 수 있다는 가능성을 보여줬습니다.

다만, WiTricity는 실내외 다양한 설정에서의 정적 충전 실용화를 중심으로 표준 및 산업 적용 면에서 더 넓은 영향력을 가진 기술적 기반을 보유 중입니다.

 

 

전기차 배터리 관점에서 기술적 의미

WiTricity 기술은 전기차 배터리 충전 방식에 있어 큰 전환점을 제시합니다. 무선 방식은 충전 편의성을 극대화할 뿐 아니라, 사용자가 매번 케이블을 연결할 필요 없이 보다 일상적이고 자연스러운 충전 경험을 제공합니다. 특히 정밀하고 고효율적인 전력 전송이 가능해지면, 전기차 배터리의 수명 관리와 안전성 유지가 용이해집니다.

WiTricity는 효율이 90% 이상인 수준에서의 전력 전달을 실현하고 있으며, 이는 유선 충전에 거의 필적하는 수준입니다.

또한 다양한 재질(아스팔트, 시멘트 등) 위에서도 사용 가능하다는 점은 현실 적용 면에서 큰 강점입니다.

 

 

전기차 배터리 무선 충전의 장점과 극복해야 할 한계

EV 무선 충전의 가장 큰 장점은 편의성입니다. 사용자는 주차만 하면 자동으로 충전이 시작되므로 케이블을 연결하거나 충전 대기 시간을 걱정할 필요가 없습니다. 특히 자율주행차나 공유 차량 서비스 같은 새로운 모빌리티 환경에서는 무선 충전이 사실상 필수적인 기술이 될 수 있습니다. 충전 편의성이 높아지면 전기차 보급 확산에도 긍정적인 영향을 미칩니다. 그러나 한계점도 분명합니다. 우선 인프라 설치 비용이 높아 공공 충전소나 개인 주택에서 적용하기 어렵습니다. 또한 충전 효율이 유선보다 낮아 동일한 전력을 공급하려면 더 긴 시간이 소요될 수 있습니다. 충전 코일의 정렬 상태가 조금만 어긋나도 효율이 크게 떨어지고, 발열 문제가 발생하면 전기차 배터리 성능 저하나 안전 위험으로 이어질 수 있습니다. 이 때문에 무선 충전 기술은 단순히 충전 효율을 높이는 것을 넘어, 전기차 배터리 관리와 안전성을 함께 개선해야 하는 복합 과제를 안고 있습니다. 최근에는 AI 기반 정렬 제어 기술, 발열 제어 시스템, 스마트 충전 알고리즘이 도입되며 문제 해결을 시도하고 있지만, 상용화까지는 시간이 필요합니다.

 

전기차 배터리 무선 충전이 그리는 미래와 전망

앞으로 EV 무선 충전 기술은 단순히 충전 편의성을 넘어 교통 인프라 혁신의 핵심이 될 것입니다. 도로 자체에 충전 기능을 탑재한 ‘전기도로’가 상용화되면 장거리 주행 시 충전 걱정이 사라지고, 전기차 배터리 용량을 줄일 수 있어 차량 무게 감소와 생산 비용 절감으로 이어질 수 있습니다. 이는 곧 자동차 가격 인하, 주행 거리 증가, 탄소 배출 절감 같은 긍정적 효과로 연결됩니다. 또한 AI와 IoT가 결합된 스마트 충전 네트워크가 구축되면, 차량과 전력망이 데이터를 실시간으로 교환하여 가장 저렴하고 효율적인 시간에 충전을 수행할 수 있습니다. 궁극적으로 무선 충전은 단순히 전기차 배터리를 충전하는 방식을 혁신하는 수준을 넘어, 에너지와 교통을 통합하는 스마트 모빌리티 생태계의 중심 기술이 될 것입니다. 아직 인프라 구축 비용과 효율 문제라는 장벽이 존재하지만, 향후 5~10년 내에 기술이 성숙하고 정책적 지원이 더해진다면 EV 무선 충전은 전 세계 도로 위에서 흔히 볼 수 있는 모습이 될 가능성이 높습니다. 결국 무선 충전은 단순한 편의 기능이 아니라, 전기차 배터리 패러다임 자체를 바꾸는 게임 체인저로 자리 잡을 것입니다.