전기자동차(EV)의 충전과 배터리 교환 특허에서 중국 메이커가 강세를 보이고 있다. 2010년부터 2022년까지 중국기업의 누적 출원건수를 집계한 결과, 2위인 일본기업의 1.5배에 달했다. EV의 편의성을 좌우하는 충전 고속화와 배터리의 교환기술은 EV 보급의 핵심이다. 2022년 EV 판매대수가 500만 대를 넘어선 세계 최대 규모의 EV시장이 된 중국이 충전 인프라에서도 국제경쟁력을 높이고 있다.

특허 분석 전문업체 Patent Result의 조사에 따르면, 관련 특허가 늘어나기 시작한 2010년부터 2022년까지의 누적 출원건수는 중국기업이 4만 1,011건으로 1위였다. 2위인 일본기업은 2만 6,962건, 3위가 독일(1만 6,340건), 4위가 미국(1만 4,325건), 5위가 한국(1만 1,281건) 순이었다. 특허는 출원하고 주로 1년 반이 경과된 시점에서 공개되기 때문에 특히 2021년 이후에는 미공개분이 있어 실제 출원건수는 더 많아진다.

2015년까지는 일본과 독일, 미국의 출원건수가 중국보다 많았으나 2013년에 중국에서 신에너지차(EV나 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV))를 대상으로 보조금을 지급하는 정책이 본격화되면서 그를 계기로 EV와 PHEV의 판매가 확대되었다. 그와 더불어 EV의 편의성과 관련된 충전 관련 특허의 출원건수가 순식간에 늘어났다. 중국은 그동안 1위였던 일본의 출원건수를 1년으로는 2016년에, 10년 간 누적건수도 2019년을 웃돌면서 지속적으로 증가했다.

중국기업의 특허 내용을 살펴보면, 보급의 걸림돌로 작용했던 충전시간의 단축을 목표로 한 특허가 많았다. 전체 출원건수 중 급속충전관련 특허 비율이 17%, 배터리 교환 관련이 10%를 차지했다.

일본과 독일, 미국은 각각 1~3%에 그쳤다. 그 외 출원된 것은 충전소의 구조와 제어, 전력의 전송, 안전성, 비접촉 충전 등에 대한 특허다.

급속충전은 배터리의 열화로 이어지기 쉽고, 안전성을 중시하는 일본기업 등은 엉거주춤한 태도다. 그러나 중국기업은 소비자의 니즈가 높다고 보고 연구개발을 서두르고 있으며, EV의 배터리전압을 일반적인 EV의 2배로 높여 충전속도를 끌어올리는 기술에 관련된 특허 출원이 많다.

기업별 출원건수에서 9위에 오른 중국 EV메이커 비야디自는 2021년에 800V의 고전압에 대응한 전용 플랫폼을 개발하고 있다고 발표했다. 5분 충전으로 항속거리 150km 분의 급속충전이 가능하다.

한국의 Hyundai도 특허 출원에 힘을 쏟고 있는 중요 기술이다. 

일본의 EV 판매비율은 2022년에 2%이며, 2022년에 20%였던 중국에 큰 차이로 뒤처지고 있다. 특허기술에 의한 높은 충전성능이 보급률 차이로 나타나고 있는 것으로 보인다.

Arthur D. Little Japan의 스즈키 스즈키 히로토(鈴木裕人) 파트너는 “중국에서는 EV시장이 빠르게 형성되면서 메이커들의 경쟁이 심화되고 있다. 차량의 차별화를 위해 충전 편의성 향상이 중요해지고 있다”고 분석했다.

짧은 시간 안에 보급이 가능한 배터리 교환 관련 특허에서도 중국기업의 출원건수가 두드러졌다. 차량용 배터리 교환 서비스를 취급하는 중국의 Aulton은 출원건수로 4위를 차지했다.

Aulton이 출원한 1,028건의 특허 중 96%가 배터리 교환에 관련된 기술이었다.

중국과 한국의 기업이 충전시간과 배터리교환에 집중하는 한편, 일본은 전력변환회로와 차량에 대한 전력전송 등 기초적인 분야의 특허가 많다. 일본기업의 출원건수가 가장 많았던 해는 2012년으로, 여명기였다.

EV는 보급되지 않고 있고 충전 방법 자체에 초점을 맞추고 있었던 것으로 보인다. 결과적으로 충전 고속화와 배터리 교환식에서 일본기업은 뒤처졌다. 앞으로 중국이 관련기술을 독점할 우려도 있다.

누적도 있기 때문에 기업별 출원건수에서는 Toyota가 1위를 차지했다. 비접촉 충전에 관한 특허 208건으로 2위인 Hyundai의 2배 이상을 출원했다. 랭킹 상위에 중국 기업은 적었지만 스타트업을 다수 포함하기 때문에 출원기업은 일본 등에 비해 다양하며 전체의 출원 수를 끌어올렸다.