배터리 충전은 전기차의 핵심 기술 중 하나이다. 자동차 업체들은 배터리 충전에 걸리는 시간을 내연기관차 주유 수준으로 줄이기 위해 막대한 투바를 한다. 급속 충전 시간을 별도 제시하면서 전기차의 충전 시간 단축을 위해 노력 중이다.
이러한 상황 속에서 중국 전기차 제조업체인 니오(NIO)는 독특한 충전 솔루션을 선보였다. 니오는 자사 파워스왑스테이션(Power Swap Station)에서 사용한 배터리를 탈거한 후 완충된 배터리를 부착하는 서비스를 제공한다. 수퍼차저와 같은 급속 충전소를 확대하는 다른 제조사와 완전히 다른 방식이다.
니오는 2014년 창립 이래 파워 스왑 스테이션에 꾸준한 투자를 해왔다. 그 결과 니오는 현재 중국과 유럽에 1383개의 파워 스왑 스테이션을 운영 중이다. 소비자 호응도 뜨겁다. 니오의 최근 발표에 따르면 니오 전기차의 소유자 중 60%가 배터리를 충전하는 방식보다 교체 방식을 선호한 것으로 나타났다. 해당 스테이션을 이용한 전기차 주행거리는 100억km를 넘은 것으로 알려졌다.
지난 4월 초 니오는 중국의 우창서비스센터에서 자사의 2000만번째 배터리 스왑이 진행됐다고 발표했다. 이에 대해 니오의 CEO 윌리엄 리는 "고객이 니오의 충전 솔루션을 신뢰한 것을 입증하는 자랑스러운 순간"이라고 말했다.
니오의 최신 3세대 스테이션은 이전에 비해 30% 더 많은 하루 408번의 배터리 스왑을 수행할 수 있다. 이를 통해 전세계적으로 1.6초에 한 번씩 배터리 스왑이 발생하고 있다는 것이 니오의 설명이다. 이 경우 사용된 배터리를 완충된 배터리로 교체하는 데 5분이 채 걸리지 않는다. 현재까지 출시된 어떤 DC 고속 충전기보다 빠른 속도이다.
니오는 이미 다른 제조사들에 비해 혁신적인 충전 솔루션을 제공하고 있지만 계속해서 관련 투자를 이어갈 것이라 밝혔다. 니오는 연말까지 중국과 유럽에 각각 1000개와 70개의 스테이션을 추가로 공급할 예정이다.
국내에서도 배터리 스왑과 관련된 시도가 여러번 있었다. 국내에서는 2016년 제주에서 처음으로 배터리 교체형 전기버스가 상용화됐다. 당시 기술로 50kWh 배터리를 교체하는 데 필요한 시간은 단 1분이었다. 교체 후 약 65km를 주행이 가능했다.
하지만 도입 이후 충전기와 배터리 성능이 기대 이하의 모습을 보이고 교체한 배터리 결함으로 인해 차량이 멈춰서는 일이 잦아지면 제주시의 배터리 교체형 전기버스는 운영에 난항을 겪었다. 또 지난 2021년에는 업체 측의 토지 사용료 연체가 불거지면서 제주시의 배터리 교환형 전기버스는 애물단지로 전락했다.
아울러 제주시는 2013년 SM3 Z.W 택시를 위한 배터리 교체 서비스인 '퀵드롭'을 시범 운영했다. 당시 값비싼 인프라 설치 비용과 전문인력 양성에 어려움을 겪었다. 당시 배터리 기술로는 택시의 평균 1일 주행거리만큼 달릴 수 없었고 배터리 교체 시간도 20분 이상 소요됐다. 이러한 문제가 불거지면서 퀵드롭은 2년만에 사라졌다.
이처럼 배터리 스왑 방식은 짧은 시간안에 완충과 같은 효과를 내는 장점이 있지만 아직도 기술적 한계에 부딪혀 전세계적인 상용화에는 더딘 모습이다.
또한 배터리 스왑핑을 위해서는 배터리 규격 및 배터리 결합 표준화가 불가피하다. 이는 각 제조사의 기술 경쟁력과 전략적 결정권을 침해할 수도 있다. 이러한 난관이 해결돼야 배터리 스왑 방식이 미래 전기차 시장의 게임체인저로 등장할 수 있다.
김태원 에디터 tw.kim@carguy.kr
