온실가스 배출 제한과 환경 규제 강화 등으로 전 세계적인 자동차 산업 패러다임이 변화를 맞고 있다. 저공해 고효율 친환경 자동차가 주목을 받으면서 전기자동차 시장이 급속히 확대되고 있는 것이다.

시장 조사업체인 카운터포인트리서치 자료에 따르면 전 세계 전기차 판매량이 지난해 151만 대로 집계됐으며, 에너지 조사 기관 블룸버그 뉴에너지파이낸스(BNEF)는 2040년에 전기차가 신차 판매량의 55%를 차지하고, 전 세계 자동차 판매의 33%를 전기차가 점유하게 될 것으로 전망했다.

친환경 자동차 패러다임 변화, 전기차 급증

이처럼 친환경 전기자동차의 수요가 급증하고 있는 글로벌 트렌드를 보여주는 전시회 ‘EV 트렌드 코리아 2019’가 삼성동 코엑스에서 2일부터 5일까지 나흘간 열렸다. 여기서는 차량 전시와 시승 체험 뿐 아니라 세미나와 포럼을 통해 국내 전기자동차 보급 확대를 위한 다양한 의견들이 제기됐다.

전기자동차는 내연기관과 전기모터 두 종류의 동력을 조합하여 구동하는 하이브리드차(HEV)와 외부 전기를 배터리에 충전하여 구동하는 플러그인 하이브리드차(PHEV), 배터리와 전기모터의 동력만으로 구동하는 전기자동차(EV), 그리고 수소탱크를 통해 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생성하는 연료전지가 내연기관을 대체하는 수소연료전기차(FCV)로 구분된다.

이는 기존 내연기관에 전기모터와 배터리의 역할이 어느 정도 개입되느냐에 따라 나뉘는 것인데, PHEV는 배터리의 전기 동력으로 주행하다가 배터리 방전 시 내연기관 엔진을 보조로 사용할 수 있기 때문에 현재 가장 각광을 받고 있는 전기자동차다.

하지만 100% 전기에너지로만 주행하는 EV는 내연기관 자동차에 비해 소음과 진동이 없고 배기가스도 전혀 발생하지 않기 때문에 향후 친환경 자동차 시장에서는 EV 판매가 확대될 전망이다.

EV 활성화, 충전 인프라 구축이 관건

PHEV와 EV 모두 배터리 충전으로 구동되는 것이기 때문에 이번 전시회에서는 특히 배터리와 충전 인프라 시장에 관심이 모아졌다. 이에 대해 이항구 산업연구원 선임연구위원은 “1회 충전 시간 단축과 1회 충전 시 주행거리를 늘리는 배터리 기술 개발이 필요하다”며 “겨울철에 효율이 떨어지는 문제점 개선에도 노력이 필요하다”고 말했다.

또한 “전기차 평균 배터리 용량은 지속적으로 향상되어 최근 50kWh~100kWh가 일반적이다. 지난해 전기승용차 배터리 총용량이 전년의 40GWh보다 81% 증가한 72.3GWh로 증가했다”며 “향후 국내 전기차 배터리 기술은 2021년 3세대에서 2025년 4세대로 이동 중이고 1회 충전 시 500km 주행이 가능하게 된다”이라고 덧붙였다.

전기자동차 인프라 시장과 관련해서는 김규옥 한국교통연구원 박사가 “전기자동차의 활성화는 제도 개선과 인프라 구축에 좌우될 것”이라고 말했다. 국내 충전기 제조업체인 시그넷 EV 이충렬 이사도 “전기자동차의 수용성을 높이기 위해서는 충전시간 단축과 충전 편의성 향상 등을 위한 충전 인프라 구축이 필요하다”고 밝혔다.

이 같은 전기자동차 인프라 구축에서 가장 문제가 되는 것이 충전소다. 이를 해결하기 위해 실사용 패턴을 기반으로 한 연구를 진행한 최웅철 국민대 교수는 “전기차를 갖게 되면서 가장 좋은 것은 주유소에 가지 않아도 된다는 것”이라며 “실제로도 초소형 또는 완속의 개인용 충전기 사용 비중이 높기 때문에 전기차 충전시설이 주유소처럼 많아질 필요는 없다”고 주장했다.

그렇다고 해서 대규모 충전소가 필요 없다는 것은 아니다.

최 교수는 “내연기관 차량 운전자들이 주유소 이용 시 느끼는 수준의 상황을 전기자동차 운전자도 느낄 수 있도록 해야 하기 때문”이라며 “다만 적절한 규모와 위치를 선정하기 위해서는 실제 사용 패턴과 빅데이터를 기반으로 알고리즘을 구현해 분석하는 것이 필요하다”고 덧붙였다.

전기차 충전소에 무인충전 로봇 등장

이처럼 배터리 충전이 전기자동차 산업의 관건이기 때문에 이번 전시회장에서도 다양한 충전 관련 기술들이 선을 보였다. 특히 눈에 띠었던 것은 세계 최초의 방식이라는 (주)모던텍의 ‘무인충전 로봇 시스템’이었다.

이를 이상민 연구1팀 차장은 “고용량, 고전압의 충전기로부터 사용자를 보호하기 위해 무인충전 로봇을 개발했다”며 “충전건의 무게가 무겁기 때문에 여성이나 노약자들에게 특히 유용할 것”이라고 소개했다. 또한 이 차장은 “전기차 버스 회사나 대규모 충전소에서 레일을 활용하여 여러 대를 동시에 충전할 수 있도록 효율성을 극대화하여 국내외 특허등록을 마쳤다”고 덧붙였다.

이 밖에도 이번 전시회에서는 실시간 스스로 배터리 상태를 최적화하는 스마트 배터리 관리 시스템으로 배터리 수명과 효율을 극대화한 에디슨 모터스처럼 국내 중견, 중소기업들의 전기자동차 관련 자체 기술력을 확인해 볼 수 있었다.