고출력 무선 충전과 "걸으면서 충전하기" 사이에는 얼마나 큰 차이가 있을까요?

머스크는 예전에 다음과 같이 말한 적이 있습니다.초고속 충전소250킬로와트와트 및 350킬로와트 출력으로는 전기차 무선 충전이 "비효율적이고 부적합"하다는 평가를 받고 있습니다. 이는 무선 충전이 단기적으로는 상용화되지 않을 것임을 시사합니다.

하지만 이 발표 직후 테슬라는 독일의 무선 충전 회사인 위페리온(Wiferion)을 7,600만 달러(약 5억 4천만 위안)에 인수한다고 발표했습니다. 2016년에 설립된 위페리온은 자율 주행 시스템과 산업 환경을 위한 무선 충전 솔루션에 주력하는 회사로, 산업 부문에 8,000대 이상의 충전기를 설치한 것으로 알려져 있습니다.

예상치 못했지만, 예상했던 일이기도 하다.

지난 투자자의 날 행사에서 테슬라의 글로벌 책임자인 레베카 티누치는 다음과 같이 말했습니다.충전 인프라가정과 직장을 위한 잠재적인 무선 충전 솔루션에 대한 아이디어를 제시했습니다. 생각해 보면 무선 충전은 에너지 보충 시스템에서 필수적인 부분이며 조만간 성숙 단계에 접어들 것입니다. 따라서 테슬라가 위페리온(Wiferion)을 인수하여 선점하는 것은 합리적인 선택입니다. 공개된 정보에 따르면 위페리온 기술은 산업 장비와 로봇에 주로 사용되며, 향후 테슬라의 자동차 생산 설비나 휴머노이드 로봇 "옵티머스 프라임"에 탑재될 가능성이 있습니다.

테슬라만 그런 것은 아닙니다. 전기차 분야에서 세계적인 선두주자인 중국 역시 무선 충전 기술 연구에 박차를 가하고 있습니다. 2023년 7월 말, 지린성 창춘에 설치된 120미터 길이의 고출력 동적 무선 충전 도로에서 무인 신에너지 차량이 특별히 표시된 내부 도로를 매끄럽게 주행했습니다. 차량 계기판에는 "충전 중"이라는 메시지가 표시되었습니다. 계산에 따르면, 이 차량이 주행 후 충전한 전력량으로 약 1.3km를 주행할 수 있습니다. 지난해 1월에는 청두에서 중국 최초의 무선 충전 버스 노선이 개통되기도 했습니다.

신에너지 산업에서 테슬라는 하나의 모범 사례로 자리매김했습니다. 일체형 다이캐스팅 기술부터 4680 대형 원통형 배터리 셀에 이르기까지, 기술, 제품 혁신 방향 등 모든 행보가 하나의 표준으로 여겨지고 있습니다. 이러한 전기차 무선 충전 기술의 도입이 해당 분야의 성숙을 촉진하고 일반 가정에도 무선 충전 기술이 널리 보급되는 데 기여할 수 있을까요?

전자기 유도 방식과 자기장 공명 방식, 어떤 무선 충전 기술이 더 나을까요?

사실 무선 충전 기술은 새로운 것이 아니며, 기술적 진입 장벽도 높지 않습니다.

원칙적으로 무선 충전은 주로 전자기 유도 전력 전송, 자기 공명 전력 전송, 마이크로파 전력 전송 및 전기장 결합 무선 전력 전송을 이용합니다.자동차에 사용되는 무선 충전 방식은 일반적으로 전자기 유도 방식과 자기장 공진 방식이 있으며, 자기장 공진 방식은 정적 무선 충전과 동적 무선 충전으로 나뉩니다. 전자기 유도 방식은 보통 전원 공급 코일과 전력 수신 코일 두 부분으로 구성됩니다. 전원 공급 코일은 도로 표면에 설치되고, 수신 코일은 차량 섀시에 통합됩니다. 전기차가 지정된 위치에 도달하면 배터리가 충전됩니다. 에너지가 자기장을 통해 전달되므로 전선 연결이 필요 없어 전도성 접점이 노출될 염려가 없습니다.

현재 위의 기술은 휴대폰 무선 충전에 널리 사용되고 있지만, 전송 거리가 짧고 위치 제약이 심하며 에너지 손실이 크다는 단점이 있어 미래 자동차에는 적합하지 않을 수 있습니다. 거리가 1cm에서 10cm로 늘어나더라도 에너지 전송 효율은 80%에서 60%로 떨어져 전기 에너지 낭비가 발생합니다. 자기장 공명무선 충전이 기술은 전원 공급 장치, 송신 패널, 차량 수신 패널 및 제어 장치로 구성됩니다. 전원 공급 장치의 송신단이 차량 수신단의 전기 에너지를 동일한 공진 주파수로 감지하면, 자기장의 동일 주파수 공진을 통해 공기 중으로 에너지가 전달됩니다.