[대전창조경제혁신센터 스타트업 CEO] 다양한 모빌리티를 위한 무선 충전 모듈 설계 솔루션을 제공하는 ‘코일즈’

허성렬 코일즈 대표(2024년 예비창업패키지 선정기업)

로봇 및 드론을 위한 효율적이고 안전한 무선 충전 솔루션을 제공
효율성, 안전성, 경제성, 범용성에서 강력한 경쟁력을 갖추고 있어

코일즈(COILS)는 모빌리티를 위한 무선 충전 모듈 설계 솔루션을 제공하는 기업이다. 허성렬 대표(31)가 2024년 8월에 설립했다.

허 대표는 KAIST 모빌리티대학원 석·박사 과정을 통해 무선 충전에 대한 연구를 수행했으며, 지난 6년간 스마트폰, 자동차, 로봇, 드론 등 다양한 애플리케이션을 대상으로 무선 충전 시스템을 개발해 왔다. 이 과정에서 무선 충전 기술의 무궁무진한 가능성을 직접 경험했다.

“로봇 산업의 확장과 물류 드론, UAM(도심 항공 모빌리티) 등 관련 산업의 성장에 따라 충전 인프라에 대한 필요성이 점점 커지고 있습니다. 무인화와 자동화 측면에서 기존의 다른 충전 방식보다 무선 충전이 가지는 잠재력이 크다고 판단했기에, 이 기술이 있어야 하는 기업들을 지원하기 위해 사업화를 결심하게 되었습니다. 무선 충전 기술에는 아직 해결해야 할 문제들이 존재합니다. 이를 극복하기 위해 끊임없이 연구와 개발에 매진했고, 여러 문제를 해결할 수 있는 독창적인 충전 알고리즘을 개발해 이를 사업화에 적용하고 있습니다.”

코일즈는 로봇 및 드론을 위한 효율적이고 안전한 무선 충전 솔루션을 제공한다. 기본적으로 무선 충전 기술은 충전스테이션에 있는 송신 코일에서 발생한 자기장을 로봇이나 기기에 부착된 수신 코일을 통과시키며 전력을 전달하는 방식이다. 일반적으로 송신 코일과 수신 코일은 1대1로 구성된 구조를 가지며, 코일 간의 정렬(align)이 정확히 맞아야 최적의 성능을 발휘할 수 있다.

“이 구조는 몇 가지 한계를 가지고 있습니다. 로봇이 충전스테이션에 살짝 비 정확하게 정렬되거나 주차 위치가 틀어진 경우 충전 효율이 급격히 저하됩니다. 특히, 로봇의 크기가 충전스테이션의 코일보다 작을 경우, 효율 저하로 인해 과도한 발열과 전자파가 발생할 수 있습니다. 이는 장기적으로 기기 손상은 물론, 인체에 유해한 영향을 미칠 위험이 있습니다.”

코일즈는 이러한 문제를 해결하기 위해 기존 단일 코일 구조에서 벗어나, 충전스테이션에 다수의 코일 배열(multi-coil array)을 도입했다. 개발한 스마트 동작 알고리즘을 적용하여 로봇에 부착된 수신 코일의 크기와 위치를 정밀하게 인식한다. 이를 통해 해당 영역에만 자기장을 집중적으로 생성하여 높은 충전 효율과 전자파 안전성을 동시에 확보할 수 있다.

“이 기술은 물류 드론, UAM, 그리고 다양한 산업용 로봇 등 차세대 모빌리티 분야에서 활용할 수 있습니다. 기존 충전 인프라의 한계를 극복하고 무인 자동화를 지원하는 핵심 기술로 자리 잡을 것입니다.”

허 대표는 “무선 충전 솔루션은 기존 시스템 대비 효율성, 안전성, 경제성, 범용성에서 강력한 경쟁력을 갖추고 있다”고 말했다.

“기존 무선 충전 패드 대비 전력 전달 효율을 13.6% 개선하여, 상황에 따라 오차는 있을 수 있지만 500W급에서 95%의 효율을 달성했습니다. 이는 거의 유선과 유사한 수준입니다. 또한, 로봇의 위치가 다소 변하더라도 충전패드 위에 있는 한 지속해서 95%의 높은 효율을 유지한다는 것을 검증했습니다. 기존 시스템 대비 전자파 노출량을 76%를 감소시켜, 국제 인증인 ICNIRP 규격을 충족함을 입증했습니다. 이는 무선 충전 시스템의 안전성을 크게 향상하는 중요한 요소입니다.”

코일즈는 다중 코일을 사용하는 기존 시스템 대비 전력 소자의 양을 35%를 절감하여 제조 단가를 낮췄다. 이를 통해 시스템 구성이 더 간단해졌으며, 비용 절감과 높은 경제성을 동시에 확보했다.

“자기장 변형 기술을 통해 다양한 크기와 모양의 로봇 및 드론에 대해 범용적으로 충전이 가능합니다. 기존 시스템에서는 각 기기에 맞춘 충전스테이션이 필요했지만, 우리 기술은 충전 코일의 크기와 위치가 달라도 높은 성능으로 충전이 가능하다는 점에서 차별화됩니다. 충전 솔루션은 다양한 기업들이 공통으로 사용할 수 있는 범용성을 갖추고 있습니다. 이를 바탕으로 향후 충전스테이션이 중간 거점 충전소로 활용될 수 있으며, 다양한 기업들이 이 인프라를 공유하여 효율적인 운영이 가능합니다.”

코일즈는 개발된 시제품을 서빙 로봇 기업에 제공하여 실제 환경에서 테스트를 진행할 예정이다. “테스트 과정에서 현장의 업주와 공장 직원들에게 기술의 편리함을 직접 체감하게 하여 자연스럽게 기술력을 홍보할 것입니다. 이를 통해 빠르게 부족한 점을 개선하고 제품 완성도를 높이는 동시에 입소문을 활용한 바이럴 효과를 기대합니다. 이외에도 국내외 전시회 참가, 전문가 커뮤니티 구축 등을 통해 서빙 로봇뿐만 아니라 다양한 모빌리티 분야로 판로를 확장하고, 시장에서 입지를 강화할 계획입니다.”

코일즈는 허 대표와 경영학을 전공한 팀원이 함께 사업을 운영하고 있다. “개발에 필요한 부분은 대학원에서 함께 연구개발을 진행했던 동료들을 프리랜서로 고용하여 연구개발을 진행하고 있습니다. 2025년에는 회로 개발 담당 연구원과 소프트웨어 담당 연구원을 각각 한 명씩 채용할 예정입니다.”

앞으로의 계획에 허 대표는 “개발 중인 무선 충전 시스템의 안정성과 성능을 더욱 개선하여 다양한 로봇 및 드론에 적용할 수 있도록 기술 고도화에 집중할 것”이라며 “2025년부터는 본격적으로 서빙 로봇 및 물류 로봇 시장에 진출하여 실사용 환경에서 제품을 테스트하고, 그 결과를 바탕으로 상용화를 목표로 하고 있다”고 말했다.

“또한, 무선 충전 시스템을 포함한 다양한 전기전자 시스템을 보다 빠르고 쉽게 개발할 수 있도록, 학생들과 개발자, 기업을 연결하는 플랫폼인 ElecHub를 개발 중에 있습니다. 이 플랫폼은 전문가와 기업이 협력하여 기술 개발 및 문제 해결을 지원할 수 있는 공간으로, 이를 통해 더 많은 기업들이 무선 충전 기술을 손쉽게 자사 제품에 적용할 수 있도록 돕는 것이 목표입니다. 이를 통해 시장의 성장 속도를 높이고, 나아가 코일즈의 무선 충전 스테이션이 더욱 활발히 활용될 수 있는 기반을 마련하고자 합니다. 더불어, 2025년 하반기에는 시드 투자 유치를 통해 안정적인 자금 기반을 마련하고 사업 확장을 가속할 계획입니다. 특히, 국내외 전시회에 적극적으로 참여해 기술력을 홍보하며, 글로벌 시장에서도 경쟁력을 갖춘 기업으로 자리 잡는 것을 목표로 하고 있습니다. 이러한 계획을 하나씩 실현해 나가며, 무선 충전 기술의 새로운 기준을 만들어가는 기업으로 성장할 것을 다짐하고 있습니다.”

코일즈는 아이템을 인정받아 대전창조경제혁신센터 예비창업패키지 사업에 선정됐다. 예비창업패키지는 참신한 아이디어, 기술을 가지고 창업을 준비 중인 예비창업자의 성공적인 창업 사업화를 지원하는 사업이다. 선발된 예비창업자에게는 사업화 자금과 창업 준비와 실행 과정에서 필요한 교육 및 멘토링을 제공한다.

설립일 : 2024년 8월
주요사업 : 로봇 및 드론을 위한 무선 충전 모듈 설계 솔루션
성과 : 2024 예비창업패키지 선정, 과기부 실험실 특화형 창업선도대학 선정, IP디딤돌 지원사업 선정, 2024년 이노폴리스캠퍼스 지원사업 선정, 모빌리티 ICT사업본부 창GO지원사업 선정, 특허출원 1건, 150 W급 무선 충전 모듈 시제품 1식 제작완료, 12월부터 매출 4건 발생 시작

이진호 기자 jinho2323@hankyung.com