와이제이테크놀로지, 전기차 충전기의 ‘정상 작동’ 너머를 보는 기술

전기자동차 충전기에 차량을 연결하고 충전이 시작됐다면 정상적으로 작동하고 있다고 볼 수 있을까. 충전이 이루어지는 것과 충전기가 제 성능을 발휘하는 것은 다른 문제다. 충전기와 차량 사이의 통신이 원활한지, 실제 공급되는 전력량이 정확하게 측정되는지, 충전량에 맞는 요금이 청구되는지까지 확인해야 한다. 통신 오류로 충전이 중단되거나 계량 오차가 발생하면 이용자의 불편은 물론 충전 운영 사업자의 손실로도 이어질 수 있다.

충전 인프라가 확대되면서 설치된 충전기의 상태를 어떻게 관리하고 검증할 것인지도 중요해졌다. 그러나 현장에서는 충전이 되지 않는다는 이용자의 신고를 통해 이상을 파악하거나, 실제 전기차를 연결해 충전 여부를 확인하는 방식에 의존하는 경우가 많다. 한 차례의 충전 시도만으로 다양한 통신 조건과 성능 이상을 확인하기는 어렵다. 충전기의 보급뿐 아니라 운영 과정에서 성능과 계량 정확도를 체계적으로 점검할 수 있는 기술이 필요한 이유다.

와이제이테크놀로지는 이러한 현장의 문제에서 사업 기회를 찾았다. 전기차 충전기의 통신 상태와 출력 성능, 계량 오차를 시험하는 장비를 개발하며 충전 인프라의 품질을 검증하는 시장에 진출했다. 완속·급속 충전기 시험 장비에서 출발한 기술은 설치 현장에서 사용하는 진단 장비와 에너지저장장치(ESS) 안전 모니터링 시스템으로 확장되고 있다. 한국전기연구원 등 전문 연구기관과의 협력을 통해 기술을 확보하고, 국내 시험·인증기관과 기업에 장비를 공급하며 사업 기반을 구축해 왔다.

이원민 대표는 전기공학이 아닌 무역학을 전공했다. 부산외국어대학교에서 무역을 공부한 그는 에너지 산업 관계사들과 협력하며 시장의 흐름과 사업 기회를 파악하는 데 주력했다. 특히 ESS 분야에서 축적한 산업 네트워크와 사업 개발 경험은 전기차 충전 인프라의 시험·검증 시장에 진입하는 계기가 됐다. 기술 전문인력과 함께 충전기 시험 장비를 개발해 온 그는 이제 국내 공급 경험을 바탕으로 미국과 유럽 등 해외시장으로 사업 영역을 넓히고 있다.

충전기 보급의 이면, 현장에서 발견한 시험·검증의 필요성

이원민 대표가 전기차 충전 인프라에서 주목한 것은 충전기 자체보다 충전기의 정상 작동을 확인하는 방식이었다. 전기차 보급과 함께 충전기 설치가 늘어나고 있었지만, 현장에서는 충전 통신 오류나 충전 중단 등의 문제가 발생한 뒤 이용자의 불만을 통해 이상 여부를 확인하는 경우가 많았다. 충전기가 설치된 이후에도 정상적인 성능을 유지하고 있는지 주기적으로 확인할 수 있는 체계가 필요하다고 판단했다.

기존의 점검 방식에도 한계가 있었다. 실제 전기차를 충전기에 연결해 작동 여부를 확인하려면 시험에 사용할 차량이 필요했다. 충전이 한 차례 정상적으로 이루어졌다고 해도 통신 조건이나 출력 상태에 따라 나타날 수 있는 다양한 문제까지 확인하기는 어려웠다. 충전기에서 발생하는 오류를 보다 체계적으로 진단할 수 있는 장비가 필요했다.

이 대표는 당시 현장에서 느낀 문제를 다음과 같이 설명했다.

“주기적으로 통신 상태와 충전 성능을 확인하고, 실제 사용 환경에서 발생할 수 있는 이상 여부를 진단하는 기술의 필요성을 느꼈습니다.”

그가 사업화 가능성을 발견한 또 다른 영역은 충전 요금의 정확성이었다. 전기차 충전기는 공급한 전력량을 측정하고 이를 기준으로 요금을 산정한다. 계량 과정에서 오차가 발생하면 이용자에게 실제 사용량보다 많은 요금이 청구될 수 있고, 반대로 충전 운영사업자가 적은 금액을 받는 상황도 생길 수 있다. 충전기의 정상 작동 여부와 함께 계량 정확도를 검증해야 하는 이유다.

와이제이테크놀로지는 이러한 문제에 대응하기 위해 충전기 계량 오차 검증, 통신 프로토콜 분석, 성능시험 기술을 단계적으로 확보하기 시작했다. 충전이 가능한지만 확인하는 장비에서 벗어나 여러 시험 항목을 통해 충전기의 상태를 진단할 수 있는 솔루션을 개발하는 것이 목표였다.

사업 초기부터 기술 개발이 순조로웠던 것은 아니다. 전기차 충전 인프라 시장이 성장하던 시기에는 충전 방식과 통신 규격이 다양해지는 데 비해 시험장비 개발에 필요한 기준과 절차가 충분히 정립되지 않은 부분이 있었다. 개발한 장비를 실제 환경에서 검증할 시험 장소도 제한적이었다. 충전기의 종류와 출력 용량, 통신 방식에 따라 달라지는 시험 조건을 장비에 반영해야 한다는 점도 과제였다.

회사는 한국전기연구원과 한국에너지기술연구원 등 전문 연구기관과의 협력 및 기술이전을 통해 해결 방안을 모색했다. 충전기 통신 프로토콜과 시험 시나리오, 계측 기술 등 시험장비에 필요한 기반기술을 확보하고 이를 제품 개발에 적용했다. 당장 판매할 수 있는 제품을 만드는 데 집중하기보다 여러 충전 방식과 시험 환경에 대응할 수 있도록 기술을 축적하는 전략이었다.

이 과정에서 이 대표가 고민했던 것은 연구개발 투자와 단기 매출 사이의 선택이었다. 전기차 충전기 시험·검증 시장은 아직 형성 단계였고, 중소기업으로서 전문인력 확보와 개발비 부담도 고려해야 했다. 충전 인프라 구축에 시장의 관심이 집중돼 있던 만큼 시험·검증 장비의 수요가 본격적으로 확대되기까지 시간이 필요했다.

“가장 중요한 의사결정은 단기적인 매출 확보에 집중할 것인지, 장기적으로 경쟁력을 확보할 수 있는 핵심 기술에 투자할 것인지에 대한 선택이었습니다.”

회사가 선택한 것은 기술 개발 범위를 넓히는 일이었다. 교류(AC) 충전기 시험 기술을 기반으로 직류(DC) 충전기 시험 기술까지 개발하고, 통신과 출력 성능, 계량 정확도를 종합적으로 검증할 수 있는 장비를 확보하는 데 역량을 집중했다. 단기적인 수요에 맞춰 개별 장비를 공급하는 것에서 나아가 다양한 시험 요구에 대응할 수 있는 기술 기반을 구축하려는 결정이었다.

연구개발을 뒷받침한 것은 분야별 전문인력이었다. 기술총괄을 맡은 정태훈 부사장은 전기공학 박사로, 한국전기연구원 등에서 23년간 전력량계와 통신제어, ESS 및 전기차 충전기 제어기 개발 경험으로 충전기 통신제어와 시험 시스템 구현을 비롯해 ESS 안전 모니터링 등으로 기술 적용 범위를 확장하는 데는 핵심적인 역할을 수행하고 있다.

박정규 기술이사는 24년 경력의 소프트웨어·통신 프로토콜 전문가로, 임베디드 펌웨어 및 GUI 설계를 담당하고 있습니다. 불가리아 소피아 메트로 RSD 구축 사업(12개 역사, 약 1,100만 유로)과 KT 주관 차기 국방광대역통합망(M-BcN) 구축 사업의 해외사업총괄 및 프로젝트 총괄 경험을 바탕으로, 당사의 소프트웨어 개발 역량과 대규모 통신 인프라 기술 경쟁력을 뒷받침하는 핵심 역할을 수행하고 있으며, 설정환 책임연구원은 충전기 통신 제어와 시험 시스템 구현을 담당하고 있다. 김창한 팀장은 장비의 기구설계와 제작을 맡고 있으며, 한혜정 과장은 정부 연구개발 과제와 경영관리, 사업화 지원 업무를 수행하고 있다.

특히 정 부사장이 축적한 연구개발 경험과 산업 전반의 전문 네트워크는 기술 확보와 사업확장을 뒷받침 하는 중요한 자산이다. 연구기관과의 협력으로 확보한 기술을 실제 장비 개발로 연결하고 시험 인증기관과 충전기 제조사 등 다양한 고객의 요구에 대응할 수 있는 기반을 마련했다.

이처럼 와이제이테크놀로지는 시장과 사업화 가능성을 발굴하는 이원민 대표의 역량과 기술개발 및 산업 네트워크를 이끄는 정태훈 부사장의 전문성을 결합해 충전기 시험·검정시장에서 경쟁력을 확보해왔다.

전력과 통신, 임베디드 소프트웨어, 기구설계 분야의 기술인력에 사업 개발과 시장 개척 역량을 결합한 조직은 와이제이테크놀로지가 충전기 시험·검증 시장에 진입하는 기반이 됐다. 연구기관과의 협력을 통해 확보한 기술은 실제 장비 개발로 이어졌고, 회사는 점차 시험·인증기관과 충전기 제조사로 고객 범위를 넓혀갔다.

통신·성능·계량 오차까지, 충전기의 신뢰성을 확인하는 기술

와이제이테크놀로지가 개발한 전기차 충전기 시험·검증 솔루션은 충전기의 통신 상태와 출력 성능, 계량 정확도를 확인하는 데 사용된다. 충전기 제조사는 제품 개발과 생산 과정에서 성능을 시험하고, 시험·인증기관은 관련 기준에 따른 검증을 수행하는 데 장비를 활용한다. 충전 운영사업자는 설치된 충전기의 상태를 점검하고 이상 여부를 진단하는 데 활용할 수 있다.

검증 과정에서 확인해야 할 항목은 서로 연결돼 있지만 각각 다른 기능을 담당한다. 통신시험은 충전기와 차량 사이에서 필요한 정보가 정상적으로 교환되는지를 확인하는 과정이다. 성능시험에서는 충전기가 요구되는 출력 조건에 맞게 작동하는지를 살핀다. 계량 정확도 검증은 실제 공급한 전력량과 충전기에 표시되거나 과금에 반영되는 전력량 사이에 오차가 있는지 확인하는 작업이다.

이러한 시험은 충전기의 품질과 이용자의 요금 신뢰성을 함께 관리하기 위해 필요하다. 특히 충전 운영사업자에게 계량 오차는 수익과 연결되는 문제다. 정확한 전력량을 측정하지 못하면 이용자에게 과도한 요금을 청구하거나 정상적으로 받아야 할 금액을 받지 못할 수 있다.

와이제이테크놀로지는 완속·급속 충전기 성능시험장비와 계량 오차 검정장비를 개발하면서 제조 단계뿐 아니라 실제 설치 현장에서의 운용 편의성도 고려했다. 충전기의 출력 용량과 통신 표준, 계측 정밀도에 따라 장비 구성을 달리하고, 현장 점검에 적합하도록 장비를 소형화하는 작업도 추진했다.

기술 개발 과정에서 해결해야 할 문제 가운데 하나는 기존 충전기와의 호환성이었다. 충전 인프라는 구축 시기에 따라 적용된 기준과 통신 방식에 차이가 있을 수 있다. 최신 규격에 맞춰 시험장비를 개발하더라도 과거에 설치된 충전기를 점검할 때에는 원활한 통신이 이루어지지 않을 수 있다는 의미다.

이러한 문제에 대응하려면 충전기와 통신하는 모뎀의 기능을 조정해야 했지만, 기존 상용 제품만으로는 현장의 다양한 요구를 충족하기 어려웠다. 회사는 정부 연구개발 과제를 통해 자체 모뎀을 개발하고, 여러 시험 환경에 대응할 수 있도록 기술을 확보했다. 현재는 북미충전표준(NACS)과 향후 적용이 확대될 것으로 예상되는 메가와트급 충전시스템(MCS)에 대응하기 위한 모뎀 기술도 개발하고 있다.

개발한 장비의 사업화는 전문 시험·인증기관을 중심으로 이루어졌다. 와이제이테크놀로지는 한국전기연구원과의 전기차 충전기 관련 기술 개발 및 협력을 바탕으로 한국화학융합시험연구원(KTR), 한국기계전기전자시험연구원(KTC)에 시험장비를 공급했다. 연구기관과의 기술 협력이 실제 시험 환경에서 사용하는 장비 공급으로 이어진 것이다.

이 대표가 의미 있게 평가하는 것도 이 같은 전문기관 공급 경험이다. 시험·인증기관은 충전기의 성능과 기술 기준을 평가하는 곳인 만큼 다양한 시험 조건에 대응할 수 있는 장비가 필요하다. 와이제이테크놀로지는 해당 기관에 장비를 공급한 경험을 바탕으로 관련 제조사와 운영사업자를 대상으로 영업 범위를 확대해 왔다.

서울시 품질시험소에 공급한 장비는 고객의 요구에 맞춰 제품을 개선한 사례다. 기존에 외산 시험장비를 사용하던 현장에서는 장비 조작과 관리에 불편함이 있었다. 이에 와이제이테크놀로지는 시험 준비 과정부터 결과 데이터의 출력 화면, 시험 보고서 발행 기능까지 사용기관이 요구하는 기능을 반영해 장비를 설계·제작했다.

시험 결과를 측정하는 기능뿐 아니라 검사자가 장비를 조작하고 데이터를 확인하는 과정도 개선한 것이다. 실제 현장에서 요구하는 사용 편의성을 반영하면서 시험장비를 단순한 계측 기기가 아닌 검사 업무 전반을 지원하는 솔루션으로 발전시켰다.