배터리 교환식 전기차의 가능성과 필요성 전망

소비자 수용성, 표준화, 안전성 등 단기 해결이 어려운 문제를 안고 있는 배터리 교환식(Battery Swapping) 전기차에 대한 가능성은 얼마나 될까.

배터리 교환식 전기차는 충전시간, 전력부하관리, 배터리 회수 등 문제를 보완할 수 있다고 평가된다. 한국자동차연구원 이서현 선임연구원는 최근 보고서를 통해 배터리 교환식에 대해  전망했다.



배터리 교환식 전기차는 전기차 유선충전 방식의 단점을 보완하는 기술로 거론됐다. 전기차 충전방식으로 현재 유선충전이 일반적으로 사용되나, 충전시간 등 단점을 보완하는 대안으로서 교환소에서 배터리 모듈 또는 팩을 교환하는 배터리 교환식(Battery Swapping)이 검토되고 있고 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 없다. 

또한 배터리 교환·구독 서비스에 대한 소비자 수용성, 표준화, 안전성 등 문제도 단기 해결이 어렵다. 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 존재한다. 특히 배터리 교환을 반복하는 과정에서 결합부가 손상 및 노후되어 안전 문제가 발생할 가능성이 있다. 

한편 대형전기상용차의 경우 배터리 교환식 도입 가능성이 높다고 평가되나 실제 필요성은 주요국의 운전자 법정 의무 휴식시간 규정 등에 따라 달라질 전망이다.

중국 CATL은 QiJi를 통해 대형상용차 배터리를 수 분 내에 교환할 수 있어 수익을 높일 수 있다고 주장하나 충전시간이 단축되어도 법정 의무 휴식시간으로 인해 운전자의 편익에는 큰 차이가 없을 수 있다. 

미국 유럽에서 개발 중인 대형전기상용차 급속충전 규격은 의무 휴식시간 내 70% 이상 충전을 목표하는데, 이들 규격이 출시되면 유선충전과 교환식 간 가동률 차이는 크지 않을 전망이다. 다만 의무 휴식시간 규정은 운전자에만 적용되므로 법인 소유의 대형전기상용차를 교대하여 운전한다면 배터리 교환식을 도입함으로써 급속충전을 도입했을 때보다 더 높은 가동률을 달성할 수도 있다. 

이서현 선임연구원은 “배터리 교환식은 유선충전의 단점을 보완하는 기술로서 가능성이 있으나, 현행 기술 시장 여건 등을 고려할 때 필요성은 제한적일 수 있다”며, “전기이륜차의 경우 전 세계적으로 배터리 교환식이 보편화되고 있으므로 우리나라 기업도 배터리 교환식 전기이륜차 및 그 교환소 보급, 교환 서비스 운영 등에서 새로운 사업 기회를 창출할 수 있다. 그러나 배터리 교환식 전기차(e4w)를 보급하기 위해서는 여러 난제를 해결해야 하며, 주요국의 현행 법 제도상 배터리 교환식 대형상용차의 도입 필요성 또한 제한적일 수 있다”고 주장했다.