전기차 배터리를 건전지처럼 교체하는 것이 이제는 상상이 아닌 현실이 될 것 같습니다. 미국의 벤처기업 탱크투는 필요에 따라 쉽게 넣었다 뺄 수 있는 배터리 셀을 실험 중인데요. 이 기술이 상용화될 경우 전기차 배터리 구조와 관련 산업에 변화가 예상됩니다.
두 가지 형태의 배터리팩
기존의 전기차 배터리 팩은 두 가지 형태로 구분됩니다. 첫째는 '18650'으로 알려진 일반 배터리 셀 수천 개를 직렬, 병렬로 연결한 것이고 둘째는 차량 구조에 맞게 판 형태로 제작된 라미네이팅 셀 수백 개를 사용한 것입니다. 두 방식 모두 셀 단위 교체를 불가능하죠.
배터리 교체의 획기적인 개선안
환경부의 권고에 따르면 전기차 배터리는 6년, 2000회 충전과 방전, 주행거리 10km의 3가지 조건 중 하나라도 해당되면 교체해야 합니다. 다수의 셀은 여전히 사용 가능하지만 배터리 팩의 구조상 전체를 교체해야 하고 그 비용은 신차 가격의 3분의 1 이상 들 것으로 보입니다. 그래서 획기적인 개선이 필요하죠.
그렇다면, 장난감 차처럼 개별 셀을 직접 교환할 수는 없을까요?
탱크투의 배터리라면 가능할 것 같습니다. 기존 배터리 팩에 해당하는 온 보드 박스는 개폐가 가능하고 여기에 필요한 만큼 셀을 채워넣을 수 있습니다. 운행 거리가 짧다면 셀을 덜어내 차 무게를 줄이고 장거리 이동이 필요할 땐 셀을 더 넣으면 됩니다.
셀 내부에는 리튬, 이온 배터리와 프로세서가 설치되어 있습니다. 차곡차곡 쌓거나 전선을 꽂을 필요가 없습니다. 셀과 셀은 이동전화처럼 무선으로 통신하고 이것은 자동차의 OS와도 연결됩니다. 심지어 셀을 넣고 뺄 때 차량 설정을 바꿀 필요가 없습니다. 이건 주유소에서 연료를 채울 때처럼 익숙합니다.
이 배터리는 최상의 성능을 발휘하도록 약한 셀과 강한 셀을 서로 짝지웁니다. 이 연결은 최적의 회로를 구성하기 위해 수시로 변화합니다. 기존 배터리 팩도 같은 기능을 수행하지만 무선으로 작동하는 스트링 배터리가 더 빠릅니다.
셀을 교체하는데 걸리는 시간은 단 3분이면 충분합니다. 성능이 떨어진 셀 대신 새 셀을 구입해 채우면 배터리 성능은 새것처럼 유지됩니다. 충전소에 셀을 맡기고 충전 후 찾아가는 방식은 기존 전기차 인프라 정책에 변화를 가져올 것입니다. 한편 전기차 제조사의 반발은 걸림돌이 될 수 있습니다. 이들은 배터리 팩 교체가 따른 부가 수익을 포기하거나 일부를 충전소와 나눠야 할 것입니다.