[딜사이트 김진욱 기자, 이수민 인턴기자] 과거 휴대전화의 탈착식 배터리가 전기차에 적용되는 움직임이 나타나고 있다. 충전기를 꽂고 기다리는 대신에 충전이 필요한 배터리를 꺼내고 미리 충전된 배터리를 장착하는 방식이다. 이미 상용화된 배터리 교환 서비스에 자율주행 기술을 접목하려는 협력도 이어지고 있다.

지난 19일 중국 화웨이의 스마트자동차 계열사 인왕(Yinwang Intelligent Technology)이 세계 최대 배터리 업체 CATL과 전략적 파트너십을 체결했다. 화웨이의 자율주행 기술과 CATL의 배터리 교환망을 연결해 차량이 스스로 교환소에 진입하고 배터리를 교체하는 서비스를 추진 중이다.

국내 기업도 전기 이륜차를 중심으로 배터리 교환사업을 확대하고 있다. LG에너지솔루션은 배터리 교환소를 운영하고 있으며, 국내에서 쌓은 기술과 운영 경험을 바탕으로 해외 시장까지 사업 영역을 넓히고 있다.

◆ 화웨이·CATL, 99초 배터리 교환에 자율주행 접목

이번 화웨이와 CATL의 협력은 배터리 교환 기술에 자율주행을 접목했다는 점이 핵심이다. 화웨이의 첸쿤(Qiankun) 자율주행 기술과 CATL의 초콜릿 교환망(Choco-Swap)을 연동해 배터리 상태 확인부터 교환소 탐색, 진입과 출차까지 자동화할 계획이다.

CATL은 배터리 교환에 걸리는 시간은 단 99초라고 강조하고 있다. 차량이 교환소에 진입하면 자동화 장비가 차체 하부의 방전된 배터리를 분리하고 충전된 배터리를 장착한다. 기존과 달리 충전될 때까지 기다릴 필요가 없다.

교환 기술 자체는 이미 상용화에 들어섰다. 지난 9월 CATL은 중국 200개 도시에 배터리 교환소 2520곳을 구축했다. 지난해 말 1020곳에서 약 9개월 만에 1500곳 증가했다. CATL은 올해 말까지 교환소를 3000곳 이상으로 확대하고 장기적으로 3만 곳을 구축할 계획이다.

◆ LG엔솔도 교환사업 확대…대만·인도는 이륜차 중심

국내에서는 LG에너지솔루션이 사내 독립기업 쿠루(KooRoo)를 통해 전기 이륜차 배터리 교환 서비스를 운영하고 있다. 배달 기사가 교환소에서 방전된 배터리를 꺼내고 충전된 배터리를 직접 장착하는 방식이다.

지난해 3월 기준 쿠루는 국내에서 교환소 약 440곳을 운영하고 있다. 같은 달 한국기계전기전자시험연구원(KTC)으로부터 교환형 배터리와 교환소에 대한 국가표준(KS) 공인성적서도 획득했다.

해외 진출도 추진하고 있다. 지난 5월 LG에너지솔루션은 일본 혼다(Honda), 베트남 하노이시와 전기 이륜차 배터리 교환사업 협약을 체결했다. LG에너지솔루션은 배터리 공급과 안전관리 시스템을, 혼다는 전기 이륜차와 배터리 교환 장비를 담당한다.

2025년 기준 혼다는 베트남 오토바이 시장에서 점유율 86%를 차지하고 있다. LG에너지솔루션은 현지 시장을 선점한 혼다와의 협력을 통해 동남아 배터리 교환사업을 확대한다는 구상이다.

세 기관은 올해 3분기부터 하노이 주요 지역에 교환소 약 50곳과 전기 이륜차 500대를 도입하는 실증사업을 추진하기로 했다. 하노이시는 실증 결과를 검토해 2027년 3분기 이후 교환소를 약 1000곳까지 확대하는 방안도 제시했다.

대만과 인도도 전기 이륜차를 중심으로 시장을 확대하고 있다. 지난 8월 대만 고고로(Gogoro)의 2분기 실적에 따르면 배터리 교환 서비스 구독자는 67만7000명으로 전년 동기 대비 4% 증가했다. 교환 서비스 매출도 3740만달러(498억원)를 기록했다.

인도 선모빌리티(SUN Mobility)도 올해 7월 회사가 공개한 자료에 따르면 인도 전역에 교환소 2000곳 이상을 운영하고 있다. 서비스를 이용하는 전기차는 12만5000대 이상이며, 월평균 배터리 교환 횟수는 150만회를 넘는다.

◆ 충전보다 빠르지만…비용·표준화가 상용화 변수

배터리 교환의 가장 큰 경쟁력은 속도다. 충전된 배터리로 교체하면 차량을 충전기에 장시간 연결할 필요가 없다. 회수한 배터리를 교환소에서 충전하고 관리하므로 이용자의 충전 대기를 줄일 수 있다. 또한 상태 점검과 수명 관리도 상대적으로 용이하다. 운행시간이 중요한 택시와 배달용 이륜차, 물류차량에서 경쟁력이 높을 수 있다.

반면 교환소 구축과 운영에 상당한 비용이 든다. 자동화 장비뿐 아니라 이용자에게 제공할 예비 배터리도 확보해야 한다. 이용자가 적으면 시설과 배터리가 충분히 활용되지 않아 투자금을 회수하기 어렵다.

배터리 규격을 통일하는 것도 과제다. 현재 자동차 제조사마다 배터리 크기와 용량, 장착 위치가 달라 서로 다른 차량의 배터리를 교체해 사용할 수 없다. 여러 차종이 하나의 교환소를 이용하려면 배터리의 크기와 고정 장치뿐 아니라 전력 연결 단자, 냉각 방식, 차량과 배터리가 정보를 주고받는 통신 규격까지 호환돼야 한다.

CATL은 이러한 문제를 해결하기 위해 배터리 규격을 표준화하고 완성차 업체들의 참여를 확대하고 있다. 지난해 4월 창안자동차와 체리자동차, 광저우자동차 등 중국 완성차 업체 5곳과 배터리 교환형 차량 10종을 공개했다. 올해 4월에는 800볼트(V) 고전압 차량에 적용할 수 있는 75킬로와트시(kWh) 용량의 교환형 배터리도 공개했다.

이번 화웨이와의 협력 역시 기존 CATL의 배터리 교환 규격을 화웨이 협력 차종으로 확대하는 데 초점을 맞췄다. 차량의 실시간 배터리 상태와 주행 정보를 교환소의 시스템에 연결해 교환 수요를 미리 예측하고, 차량의 자동 진입과 배터리 교체까지 연계한다. 교환소 이용률과 운영 효율을 높이겠다는 구상이다.