지멘스, E-모빌리티 - 미래의 기술에 대비
  • 박규찬 기자
  • 승인 2018.05.02 15:21
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자가용에서 시작된 혁신. 쾨스텐베르거(Kostenberger) 자택 겸 사무실로 사용되던 건물 주차장에 처음으로 전기 구동 장치가 달린 자동차가 등장한 것은 10년 전이다. 군터 쾨스텐베르거 주니어(Gunter Kostenberger Jr.)가 개발한 혁신적인 충전 시스템은 바쁜 일정 탓에 초창기 콘셉트로만 남아 있었다. 그러던 어느 날 관심을 가진 비즈니스 파트너의 문의를 시작으로 마침내 콘셉트를 구현하게 됐다. 비엔나 남쪽의 전원 도시 에브라이히스도르프는 이를 계기로 E-모빌리티의 핫스팟이 됐고 쾨스텐베르거의 기술 선구자들은 이곳에서 미래의 전기차 충전 인프라를 개발하고 있다.

비엔나 외곽에서 혁신적인 전기차 충전 인프라 개발

[인더스트리뉴스 박규찬 기자] 군터 쾨스텐베르거 주니어는 호기심 어린 타인의 시선에 익숙하고 이러한 관심을 즐긴다. 그는 “사람들이 우리 전기차에 관심을 갖고 다가오는 건 좋은 일이다”며, “몇 년 전만 해도 E-모빌리티는 틈새 시장이었지만 이제는 점점 많은 사람들이 전기차는 물론 관련 기술에도 관심을 갖기 시작했다”고 말했다.

30대 중반에 대표이사가 된 그는 에브라이히스도르프의 자택 겸 회사 앞에서 Kostad Steuerungsbau GmbH의 전기차를 구경하는 사람들을 제지하지 않는다. 그는 E-모빌리티는 우리가 차를 사용하는 방식을 완전히 바꿀 것이라고 언급했다. 2003년 부친을 이어 기업을 경영하게 된 쾨스텐베르거로서는 사업 수익과 개인적인 열정을 함께 추구할 수 있는 기회가 반가울 수밖에 없었다. 지난 수년 동안 이 기업에서는 E-모빌리티의 핵심 요소인 혁신적인 전기차 충전소를 개발해왔다. 

에브라이히스도르프에 위치한 Kostad에서는 기술 선구자들이 미래의 충전 인프라를 연구하고 있다. [사진=지멘스]
에브라이히스도르프에 위치한 Kostad에서는 기술 선구자들이 미래의 충전 인프라를 연구하고 있다. [사진=지멘스]

쾨스텐베르거 대표는 “최근 들어 주행 거리가 크게 증가하면서 전기차는 도심 바깥에서도 더욱 가치 있는 이동 수단이 됐지만 일상에서 전기차를 사용하려면 광범위하고 효율적인 충전 인프라 이용이 가능해져야 한다”며, “우리는 앞으로도 이 분야에 대대적인 투자를 계속할 예정이고 아울러 충전소를 통해 운전자들이 빠르고 쉬우면서도 안전하게 자가용을 충전하고 공공장소에서도 충전이 가능하도록 지원할 생각”이라고 설명했다. 

혁신적인 주력 사업 
지난 30년간 산업용 스위치 기어와 자동화 솔루션을 생산해 온 Kostad의 입장에서 전기차 충전소 개발로 전환하는 것이 큰 결정이지는 않았을까? 쾨스텐베르거는 전혀 그렇지 않다고 답했다. 쾨스텐베르거 대표는 “많은 면에서 우리 기업의 전문성을 증명할 수 있는 사업이 충전소이고 충전소는 견고하고 안정적이면서도 유연해야 한다”며, “그리고 기존 인프라와 손쉽게 통합할 수 있어야 한다”고 설명했다.

이러한 요구사항은 우리에게 익숙한 석유, 가스 가공 산업과 동일하며 물론 한 가지 큰 차이가 있다. 충전기가 누구나 볼 수 있는 곳에 있다는 사실이다. 쾨스텐베르거 대표는 물론 이런 점 때문에 새로운 기술적 과제가 발생한다고 언급했다. 예를 들어 표면에 특별한 코팅 기능을 추가해 기물파손 같은 행위가 있어도 충전기가 보호되도록 설계해야 한다. 차량을 충전할 때 운전자의 개인 정보로 본인을 확인하고 중앙 백엔드에서도 개인 정보를 사용해 충전료 결제를 수행하기 때문에 충전기와 중앙 시스템 간에 통신 보안성을 확보해야 한다. 또 다른 문제는 자동화 전문가가 아닌 운전자를 위해 직관적인 충전소 운영이 필요하다는 점이다.

쾨스텐베르거는 이미 수년 전에 충전소 컨셉을 개발했지만 Kostad에서 실제로 첫 프로젝트를 구현하기까지는 시간이 걸렸다. 쾨스텐베르거는 비즈니스 파트너 문의를 받고 할 수 있다고 대답한 것이 원동력이 됐다. 현재 Kostad는 최대 10대의 충전기와 완전한 시스템이 포함된 6,000여개의 충전소를 구축했다. 각 충전소는 사용자나 운영자의 요구사항에 맞춰 개별 브랜딩까지 가능하도록 설계됐다. 

초기에는 모든 충전소에서 AC 전원만 제공했지만 점점 다양한 충전 방식을 지원하고 있으며 DC 충전소의 경우 배터리 충전 시간이 더욱 빨라졌다. AC 충전소를 사용했을 때 100km 주행에 필요한 배터리 충전에 여러 시간이 소요되는 것에 비해 직류를 통한 고속 충전용 CCS(Comb ined Charging System)는 20분 만에 20kWh 배터리를 80% 충전할 수 있다. 주행거리로 따지면 100km를 갈 수 있는 수준으로 보다 신속한 충전 방식을 표준화하는 논의가 진행 중인 가운데 Kostad는 이미 새로운 요구사항에 대비하고 있다.

주요 사업 요소 및 전문성
현재 Triberium 충전소는 유럽에서 가장 보편적으로 사용되는 3가지 충전 방식인 Type 2(AC), CCS Combo 2(DC), Japanese CHAdeMO(DC) 방식을 모두 지원한다. 충전소 내에는 일반적인 산업 표준을 충족하는 고성능 자동화 기능과 전기 설비가 포함된다. 

충전소에서는 전기 공급망의 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하고 Sinamics DCP DC/DC 변환기를 통해 배터리에 맞는 전압으로 조정한다. 또한 충전 중에는 지속적으로 배터리 전압을 모니터링하고 그에 따라 DC/DC 변환기의 충전 전류와 전압을 최적화한다. 쾨스텐베르거에 따르면 이 같은 기능을 구현하는 가장 혁신적인 제품이 바로 이 변환기다. 충전기의 ‘두뇌’와도 같은 컨트롤러는 신속한 제어가 중요하기 때문에 Kostad는 이러한 부품도 산업용 제품을 사용한다. 

쾨스텐베르거 대표는 “시장에서 우리의 목표는 최고의 충전소를 제공하는 것으로 우리는 10년 이상 믿고 사용할 수 있는 충전기를 제공하고자 했으며 이를 위해서는 사용하는 모든 부품이 견고하고 안정적인, 오랜 사용에도 적합한 부품이어야 했다”며, “그렇기에 우리는 지멘스의 제품을 선택했고 충전소 곳곳에서 오랫동안 사용해 왔다”고 말했다. 충전기에 사용되는 컨트롤러는 산업용 컨트롤러와 PC가 결합된 SIMATIC ET 200 SP Open Controller다. Kostad는 이 컨트롤러를 통해 충전 과정을 지속적으로 정확하고 안정적으로 제어하면서 충전 요금을 청구하고 결제하는 윈도우즈 애플리케이션을 구현한다.

쾨스텐베르거 대표는 산업용 컨트롤러는 Open Controller 내부에서 별도로 운영되기 때문에 윈도우즈 시스템이 재시작해도 충전소는 계속 운영되고 사용자가 눈에도 띄지 않는다고 언급했다. Kostad는 필요한 애플리케이션 자체를 구성했다. 스마트폰이나 태블릿에서와 마찬가지로 크고 단단한 터치스크린을 통해 모든 기능을 손쉽게 작동시킬 수 있다. 쾨스텐베르거는 지멘스가 이러한 혁신적인 솔루션을 선택하고 개발하는 과정에서 열성적인 지원을 제공했다고 말했다. 

그는 “혁신적인 충전소를 시장에 출시하기로 하고 개발을 시작한 지 불과 1년 반 만에 이미 첫 번째 시스템을 출시했으나 전기장치 한 분야에서도 해결해야 할 과제가 많았다”며, “지멘스와의 파트너십을 통해 비엔나에서 우수한 제품과 전문성을 모두 제공받을 수 있었고 프로젝트 진행에 큰 힘이 됐다”고 강조했다. 이어 “결과가 이를 증명해준다며 시중에 우리 충전소보다 더 우수하거나 혁신적인 충전소는 없다”고 덧붙였다.

충전기 자동화 기술과 전기 설비는 혁신적인 Open Controller를 비롯한 산업용 부품을 기반으로 구현된다. [사진=지멘스]
충전기 자동화 기술과 전기 설비는 혁신적인 Open Controller를 비롯한 산업용 부품을 기반으로 구현된다. [사진=지멘스]

영감을 주는 기술 
쾨스텐베르거가 이처럼 복합적인 시스템의 개발에 열정을 갖게 된 계기는 무엇이었을까? 그는 전기 기술자이며 무엇보다 그에게 영감을 주는 것은 기술 그 자체다. 전기차는 하나의 제품에 여러 가지의 혁신적인 솔루션이 결합된 매력적인 시스템이자 차를 사용하는 운전자 입장에서도 큰 즐거움을 주는 제품이다. 또한 기존 자동차에 대한 합리적인 대안이다. 배기가스나 오염물질을 전혀 배출하지 않기 때문이다. 환경 친화적인 이동 수단을 생각하고 있는 사람이라면 전기차를 생각하지 않을 수 없다. 전기차는 자동차 산업에 혁신을 일으키고 우리가 차를 운전하는 방식을 영원히 바꿀 것이라 확신한다. 이러한 이유로 쾨스텐베르거는 E-모빌리티를 대중화하고자 했다. 

그가 개발한 충전소는 이러한 과정에 있어 작지만 중요한 단계다. 쾨스텐베르거 대표는 “전기차를 운전할 때 기분만 좋은 것이 아니라 빠르면서 충전하기도 쉬워야 한다”며, “우리 충전소에서 매력적인 디자인과 조명 효과를 중요하게 생각하는 것도 이 때문으로 예전에는 8시간 내 충전 완료는 불가능하다”고 했다. 하지만 더 이상 이런 걱정을 할 필요가 없는 시대가 됐다. 전기차의 이점은 분명하다. 이 점에 있어서는 더 이상 대중을 설득할 필요가 없다고 생각한다. 쾨스텐베르거의 성공이 이를 증명한다. 

현재 Kostad는 새로운 생산 시설로 확장 이전을 진행하고 있다. 쾨스텐베르거 대표는 “우리는 E-모빌리티 분야에서 자체적인 품질 기준을 마련하고자 하고 새로운 충전방식 등 미래의 요구사항을 충족하도록 대비할 것”이라며, “시스템에 적용된 자동화 기술과 전기 엔지니어링으로도 향후 몇 년 동안 충분히 효율적으로 운용할 수 있지만 관련 기술은 분명 계속 진화할 것이며 그러한 기술 개발의 선두를 지키는 기업이 되겠다”고 설명했다.