배터리 swapping 기술 : 배터리만 교체하면 괜찮을까?

배터리 swapping 기술, 아직 미완성

배터리 충전이냐 교환이냐

안녕하세요! WAB입니다.
오늘은 중국에서 상용화를 위해 노력하고 있는 기술인 배터리 스와핑(swapping; 교환)에 관해서 살펴보겠습니다.

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배터리 스와핑(swapping) 기술이란?

배터리 교환은 방전된 전기차 배터리를 몇 분 만에 완전히 충전된 배터리로 교체할 수 있는 새로운 기술입니다.

교환 절차는 간단한데, EV 소유자가 차량을 재충전해야 할 경우 지정된 배 터리 교환 스테이션에 주차하면 되죠. 그런 다음 로봇 팔이 방전된 배터리를 차량에서 제거하고 완전히 충전된 배터리로 교체할 수 있습니다.

이러한 전체 과정은 약 3분 정도 소요되는데, 운전자는 더 이상 충전 시간에 대한 걱정을 하지 않아도 되기 때문에, 필요할 때 간단히 교환소를 들리기만 하면 되는 것이죠.

더욱이 교체 시간이 충전시간에 비해 굉장히 짧기 때문에 영업차량이나, 장 거리를 여행하는 사람들에게 특히 적합합니다.

마지막으로, 배터리 교환 충전소는 기존 주유소보다 건설 비용이 훨씬 저렴하므로 농촌 지역이나 개발도상국에서 활용하기 굉장히 좋을 수 있습니다. 따라서 이러한 이유로 중국, 인도 등에서 주목하고 있는 기술이기도 합니다.

배터리 스와핑(교환) 기술

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배터리 스와핑(swapping) 기술 방식

 

Battery Swapping 방식에는 자연스럽게 생각 가능하듯이, 자동과 수동의 두 가지 방식이 있습니다.

• 자동화 방식 : 주유소에서 오일을 교체하는 방법과 유사하게 로봇 팔을 사 용하여 배터리를 교체하는 방식이고,
• 수동 방식 : 운전자 또는 근로자가 방전된 배터리를 차량에서 제거한 후 완전히 충전된 배터리를 장착하는 방식입니다.

 

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배터리 스와핑(swapping) 기술 장점

가장 큰 장점은 기존 충전에 비해 충전 시간이 단축된다는 것이겠죠. 기존 납축전지 교환하듯이 갈아 끼우면 되는 겁니다.

이에 따라 사용자가 느끼는 EV 주행 거리와 주행 유연성이 크게 향상될 수 있습니다.

이렇게 배터리 교체는 충전보다 훨씬 빠르기 때문에, 이는 결국 기업 또는 사업자의 비용 절감과 생산성 향상으로 이어질 수 있습니다. 또한, 운전자는 충전을 기다리는 대신 방전된 배터리를 교체하여 사업차량이라면 영업 중단 시간을 줄이고 차량 활용도를 높일 수 있기 때문에 매력적으로 보일 수 있겠죠.

더욱이 전기차 플랫폼을 획일화하면 가능한 부분이지만은, 배터리 탑재 부분의 표준화를 이뤄낸다면, 호환성이 향상되어 시간이나 비용 부분에서 훨씬 효율적인 기술이 될 것입니다. 표준화된 배터리는 다양한 EV 모델에 걸쳐 사용될 수 있으므로 전문 충전소의 필요성이 줄어들고 운전자가 배터리를 직접 교체하는 것도 가능해질 수도 있을 것입니다.

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배터리 스와핑(swapping) 기술 단점

가장 치명적인 단점은, 배터리 교환 스테이션을 구축하고 유지하는 비용입니다.

부피가 큰 EV용 배터리의 보관부터, 무게가 무거워 안전하고 효율적으로 옮기는데 인력만으로는 불가능합니다.

더욱이 이를 충전시켜 놔야 하며, 충전된 배터리의 보관은 방전된 배터리와는 달리 유의해서 취급해야 하기 때문에 비용이 크게 늘어날 수 있죠. 

다른 우려 사항은 기술적 문제와 안전 문제입니다. 차량이나 배터리를 손상시키지 않고 안전하고 신속하게 EV용에 맞는 조건 (전압 등)의 배터리를 교체해야 하기 때문이죠.

또한, 소비자의 채택과 편의성 문제도 있습니다. 본인 소유의 배터리를 누구의 것 인지 모르고, 어떤 상태의 배터리인지도 모르는데, 이를 바꾼다는 것은 전기차 차주 입장에서는 불신이 드는 건 어쩔 수 없겠죠. 불량 배터리를 탑재하고 운전한다는 것은 목숨을 내놓는 것이나 마찬가지니까요.

더욱이 전기차 제조사의 플랫폼이 오픈되어야 배터리를 문제없이 교환할 수 있을 텐데, 이게 과연 현실적으로 가능할까요..? 통합이 된다면 모르겠지만 어려울 거라 봅니다. 물론 OEM에서도 이 점 때문에 자사의 배터리 교환소를 만들 수도 있겠지만, 이렇게 되면 배터리 교환소의 대중화가 어려울 거라, 스와핑 기술의 장점 중 하나가 사라지게 되는 것이죠.

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배터리 스와핑(swapping) 기술 이슈

'23년 7월에 다음과 같은 충격적이고 재밌는(?) 사건이 터졌습니다..!

도로를 달리던 중국 전기차에서 갑자기 배터리 팩이 분리되는 사건이 발생한 것이죠

사고 차량은 배터리 교체식으로 설계된 전기차 카오카오 60 EV인데, '23년 지리홀딩스 산하 카오카오 모빌리티(Cao Cao Mobility)의 첫 번째 모델이었습니다.

배터리 팩이 분리된 사고 차량은 그 즉시 멈춰버렸고, 단순히 관성에 의해 약 20m 밀려난 후 제자리에 멈추었다고 하니, 다행히 해프닝에 그쳤습니다.

그런데, 지리홀딩스가 브랜드 론칭 때 60초 안에 배터리를 교체할 수 있다고 자신 있게 홍보했다는 점이 재밌죠.

카오카오 모빌리티 배터리 스와핑 기술 이슈

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다음 시간에는..

배터리 열화, 열폭주 관련한 글도 한번 써보도록 하겠습니다 :)

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