▲ 유선충전 대비 배터리 교환식 전기차의 상대적 장·단점

전기차 유선충전 방식의 단점을 보완하는 기술로 배터리 교환식 전기차가 거론되고 있으나, 현행 기술·시장 여건 등을 고려할 때 한계가 있는 것으로 나타났다.

한국자동차연구원이 발표한 ‘배터리 교환식 전기차의 가능성과 필요성’ 보고서에 따르면 배터리 교환식 전기차는 충전시간·전력부하관리·배터리 회수 등 문제를 보완할 수 있다고 평가되나 소비자 수용성·표준화·안전성 등 단기 해결이 어려운 문제를 안고 있다.

전기차 충전방식으로 현재 유선충전이 일반적으로 사용되나, 충전시간 등 단점을 보완하는 대안으로서 교환소에서 배터리 모듈 또는 팩을 교환하는 배터리 교환식이 검토되고 있다.

대형전기상용차의 경우 일각에서는 주행 경로가 일정하여 배터리 교환소를 특정 구간에만 설치하면 되기 때문에 배터리 교환식이 성공할 가능성이 높다고 평가 되고 있으나, 실제 필요성은 주요국의 운전자 법정 의무 휴식시간 규정 등에 따라 달라질 것으로 보인다.

교환소에서 전력 수요를 고려하여 배터리를 사전에 충전하므로 전력부하관리가 용이해지나 유선충전 방식도 원격제어 기능을 적용하면 충전을 탄력적으로 조절할 수 있어 전력부하관리 능력 개선 가능하지만, 배터리 교환·구독 서비스에 대한 소비자 수용성, 표준화, 안전성 등 문제도 단기에 개선되기는 어려울 전망이다.

또한 규격이 표준화되지 않아 다른 제조사 전기차 간에 배터리 교환소 교차 이용이 어려우며 중국 CATL, 미국 Ample 등이 모듈식 배터리 교환 솔루션을 개발하고 표준화를 추진하고 있으나, 한계가 분명 존재한다.

일반적으로 배터리 교환에는 약 5분이 소요되므로 수십 분 이상이 소요되는 유선충전 대비 충전시간을 단축할 수 있는 큰 장점이 있지만, 최근 현대차그룹, 美 Lucid, 中 Xpeng 등이 800V 아키텍처 적용을 통해 유선 급속충전 속도를 크게 개선하고, 아이오닉5·6 등 현대차그룹 E-GMP 기반 전기차는 약 18분 만에 전기차 배터리 잔량을 10%에서 80%까지 충전이 가능하면서 그 필요성이 점점 약화되고 있다.

전기이륜차(e2w)의 경우 배터리 팩 표준화가 진행되며 배터리 교환식이 보편화된 데 비해 배터리 교환식 전기차(e4w)의 경우 중국 기업 중심으로 투자가 지속되고 있으나 성공한 기업 사례는 아직까지 없다.

다만 전기이륜차의 경우 전 세계적으로 배터리 교환식이 보편화 되고 있어 우리나라 기업도 배터리 교환식 전기이륜차 및 교환소 보급, 교환 서비스 운영 등에서 새로운 사업 기회를 창출할 수 있을 것이라고 보고서는 밝혔다.