728x90

서론

우리나라는 천연자원이 부족하므로 인적자원을 이용한 제조업 분야에 많은 투자를 해오고 그 기반으로 발전해왔다. 그중 가장 두드러지고 중요한 분야가 바로 자동차 산업이다. 매출 규모는 물론이고 국가에 기여하는 수출 및 고용창출 측면에서 그 국가 경제에 대한 기여도는 어마어마하다.

자동차 산업은 전통적으로 기계, 소재분야가 종합된 산업으로 우리나라 전체 제조업 부가가치의 11%를 차지하는 부가가치 산업이다. 과거의 자동차 기술은 기계공학을 기반으로 발전하였으나 현재에는 전기. 전자, 즉 전장기술이 급속하게 접목되고 있다. 즉 자동차가 로봇화 되어가고 있는 것이다. 로봇 기술을 자동차에 접목하여 더욱 안전하고 똑똑한 미래형 자동차들이 개발되고 있는 것이 지금 현재의 기술동향이다. 그러나 우리나라의 경우, 기계중심의 자동차 개발 경향은 더욱 심화된것이 사실이지만 지능형 자동차 개발에 있어서는 다른 선진국들에 비해 많이 뒤쳐진 느낌이 있다.

자동차 시장은 제조업의 꽃이라 불릴 만큼 그 시장의 크기와 가치가 어마어마 하지만 가장오래된 산업이다보니 시장이 거의 포화상태이다. 많은 메이저 회사들이 새로운 시장개척을 위해 개발 도상국을 두드리고 있다. 기존 시장유지 또한 아주 치열한 형국이다. 기존 시장에서 소비자의 요구의 맞추기 위한 노력도 엄청나다. 연비개선을 위해 하이브리드 친환경 디젤차를 개발하고 있다.

우리 생활에 많은 편리함을 제공하는 것은 물론 산업 발전의 원동력이 돼 왔던 자동차가 화석연료 사용에 따른 지구온난화 및 온실가스 배출, 자원의 고갈에 의한 고유가 등 암울한 현실과 직면하게 됐다. 따라서 화석연료를 사용하지 않고 환경 및 자원의 지속 가능성 문제를 궁극적으로 해결할 대체 에너지원을 모색하는 것은 선택이 아닌 생존의 문제가 되었으며 전 세계적으로 전기자동차로의 전환에서 그 해답을 찾고 있는 상황이다.  

전세계 자동차 업계가 하이브리드카와 전기차 등장으로 새로운 국면에 접어들고 있다. 특히 전기차는 유럽과 미국 등 각 국가에서 점차적으로 높아지고 있는 환경기준을 충족시키고, 경제성도 확보할 수 있어 주요 자동차 업체들이 차세대 성장동력으로 꼽는 부문이다. 현재 주요 자동차 업체들은 각자 개발중인 전기차를 공개했으며, 일부 업체는 시범운행을 하고 있다. 하지만 전기자동차의 경우 배터리의 주행거리, 무게, 가격, 용량, 충전 소요 시간 문제와 충전소 설치 등 인프라 구축에 문제를 지니고 있어 여전히 대중적으로 상용화되기에는 넘어야 할 산이 많은 것이 사실이다.

전기차는 전기에너지를 사용하기 때문에 전기에너지 생산에서 발생하는 이산화탄소로 인해 환경적 이슈가 거론되고 있는 가운데, 프랑스는 다른 나라와 달리 풍부한 원자력 에너지를 바탕으로 남는 잉여 전기 에너지를 십분 이용할 수 있는 전기차의 경제적 기술적 성공여부를 테스트할 수 있는 곳으로 점처지고 있다. 이런 이점을 바탕으로 각 제조사, 국가 단위 인프라 구축을 위한 많은 프로젝트들이 진행 중이다. 이런 상황에서 프랑스/유럽 지역 전기 자동차 기술 동향조사가 시급히 이루어저야 할 필요성이 있다.

기술개발 동향

기술 개요 및 정의

전기차에 효율적으로 전기를 공급하기 위한 급속·완속 충전기, 충전 인터페이스 부품 및 인증·과금 등을 위한 전기차 ICT 서비스 시스템을 구축하는 기술

사회적 이슈

· 미국, 유럽, 일본 등 선진국에서는 충전인프라 구축을 위한 다각적인 정책적·기술적 노력을 기울이고 있으나 국내의 경우 전기자동차 주요 부품 중 충전인프라는 선진국의 활발한 기술개발 정책추진에 비해 국내 기술경쟁력은 낮음

· 전 세계적으로 충전인프라 개발 및 구축은 초기 단계로서 충전기 인터페이스 등 관련 표준은 확립되지 않은 상황이며, 일본 및 미국, 유럽 등 각국은 자국의 전기자동차 산업 육성정책에 맞추어 다양한 규격의 충전기 개발을 추진 중

· 충전 인프라 미비로 많은 전문가가 ‘고연비 하이브리드’의 득세를 예상하고 있을 정도로 충전 인프라 구축은 전기차 보급을 앞당기는 중요한 요인

기술적 이슈

· 충전인프라는 일반 충전기(100V, 200V), 중속·급속 충전기가 있으며, 설치장소나 충전시간, 설치비용 등에 따라 지자체 및 민간기업 등이 정비를 추진

· KERI의 전기추진연구센터는 전기차의 대중화의 핵심인 인프라 구축을 위해 센터 설립 초기부터 전기차용 한국형 급속충전시스템 개발을 추진하였고, 올해 초 급속충전기 상용화에 성공, 이 충전기는 충전시간 단축은 물론 스마트 전력계산 기능 등을 갖춰 전기차 인프라 구축에 기여할 것

· 온보드 충전기 및 오프보드 충전기, 충전 인터페이스 부품, 충전기 등 충전 인프라 구축을 위한 핵심 요소 기술은 주요 선진국과 대등한 수준이나, 요금 부과시스템 등 ICT 연계 서비스 기술은 선진국에 비해 다소 늦은 상황

기술실현의 장애 요인

전기차 충전 인프라에 대해 각국별로 콘센트와 플러그 문제 증 다양한 규격이 시도되고 있고, 표준화 논의가 아직 이루어지지 않아 호환성이 충족되지 못함

국내외 기술개발 개괄적 현황

- 시범도시충전망 구축기술 개발(지식경제부, 2010-2012)
- 전기차 인증네트워크모듈 개발(지식경제부, 2010-2012)
- 전기차 과금네트워크모듈 개발(지식경제부, 2010-2012)
- 주요도시충전망 구축기술 개발(지식경제부, 2013-2020)
- 운행이력 및 전력정보 인터페이스 기술 개발(지식경제부, 2013-2020)
- 전기차 ICT 서비스 플랫폼 구축 및 고도화(지식경제부, 2013-2030)

새부기술 현황

· 비접촉 충전 방식 : 무선으로 전력을 공급해주는 방식으로, 직접 사용자가 전기 플러그를 콘센트에 꽂지 않고도 자기장 유도 기반으로 전력을 공급해줌으로써 사용자의 안전과 편의성을 보장

· V2G(Vehicle-to-Grid) 기술 : 전력망과 전기자동차 배터리 전원을 연계하여 양·향으로 전력을 전송·역송하는 기술로서 실시간 시장요금에 근거하여 효율적인 계통 연계 및 운용 방안을 구축하는 기술

주목할 만한 최신 기술 소개

르노 (Renault) 사의 전기차 및 충전 인프라 기술

연구자/연구기관

Renault Technocenter, Guyancourt, France

기술개요

르노의 전기자동차 4종

르노가 발표한 전기차는 선진시장뿐 아니라 신흥시장에서 모든 고객을 위한 이동성(mobility for all)을 제시하고 있다. 르노는 전기차 시장에 경쟁력을 집중해 양산형 전기차 시장에서 세계 1위를 목표로 전기차와 충전시스템을 개발하였다. 또 주행 중 배기가스를 배출하지 않는 배기가스제로차량 시장에서도 선두 지위를 확보해 전기차로 친환경과 시장성 두 가지 모두를 확보하겠다는 전략이다.

르노는 기업고객용으로 운수 및 업무용을 위한 밴형 Kangoo ZE, 편안한 승차감으로 최대 5명까지 탑승 가능한 세단 Fluence ZE, 그리고 효율적이고 실용적인 교통수단을 원하는 바쁜 도시인들을 위한 소형 시티 카 Twizy로 세 가지 종류의 자동차 모델을 상용화했으며 오는 2013년 초 차체 길이가 약 4미터인 매일 단거리 운행을 주로 하면서 안락하고 편안한 승차감을 원하는 운전자를 겨냥한 다용도 콤팩트 카 ZOE를 출시할 예정으로 현재 공개한 전기차만 4종이다. 르노는 현재 전 차량 세그먼트에서 전기차를 출시해 다양한 고객 요구를 충족시킨다는 전략이다.

현재 전기자동차는 친환경과 경제성을 만족하지만 배터리와 모터 가격으로 차량 가격이 고가에 설정된 것과 달리, 르노의 전기차는 엔트리급 차량도 포함하고 있는 것이 특징이다. 또 상황에 따른 3가지 방식의 충전시스템 (일반 표준 플러그 충전, 급속충전, 교환방식)을 도입해 현실적으로 현재 자동차 산업을 대체할 수 있는 비전을 제시하고 있다는 점이 다른 자동차 업체들과 다른 점이다.

충전방식

일반 표준 플러그 충전 : Twizy모델은 일반 가정용 220V 플러그를 사용하여 3시간 반만에 완충이 가능하고 나머지 모델들은 르노에서 제작한 ‘Wall-box’란 충전단자를 가정에 설치하여 충전하여야 한다. 이 충전단자는 공동 주차공간에서 파손이나 도난을 방지하는 안전장치가 포함되어 있다. 출장이나 여행으로 집에설치된 이 충전기 사용이 어려울땐 일반 충전기를 사용하여 충전이 가능한데 시간은 완충시간이 좀 더 오래 걸리는 단점이 있다. 이 기술은 개인 차고를 가지고 있거나, 근무시간에 공공 주차장을 이용하는 운전자에게 가장 적합하다. 이를 위해 르노는 프랑스의 국영전기회사인 EDF와 협력하여 전력선 통신 (PLC : Power Line Communication) 이라는 시스템에 합희했다. 이 시스템을 통하면, 배터리 충전 시 차량번호나 요금정보 등 충전소와 차량 간의 중요 데이터 전송이 가능해진다.

급속충전 : 급속 충전기(400V – 63A)를 이용하면 10분 만에 50km를 갈 에너지를 충전할 수 있고 30분 만에 80%까지 충전 가능하다. 르노는 유럽형 급속충전기 표준화를 위해서 독일의 RWE사와 협력중이다.

· Quickdrop : 퀵드롭 시스템은 프랑스 르노의 독창적인 전기차 충전 방식으로, 핸드폰 배터리를 교환하듯 전기차 배터리를 다른 배터리로 바꿀 수 있는 시스템이다. 르노는 현재 미국 프로젝트 베터 플레이스(Project Better Place)社와 공동으로 유럽과 이스라엘 등 지역에 퀵드롭 시스템을 공급하고 있다. 퀵드롭 시스템은 반자동 설비를 통해 6~8시간이 소요되는 표준충전이나 15~30분이 필요한 급속충전보다 훨씬 빠른 3분 내 배터리 교체를 지원한다. 대기 시간이 적기 때문에 기존 전기차 급속 충전소보다 좁은 곳에서 효율적인 공간 활용을 가능케 한다.

Quickdrop 방식 충전

주목의 이유

프랑스 업체 르노는 전기차 4종과 전기차 부문에서 가장 중요한 충전시스템까지 구체적으로 공개해 주목된다. 자동차 전 차종에서 전기차를 개발 상용화에 성공하였고 가격면에서도 배터리 렌탈 방식으로 가격을 낮추어 동급 일반 차량 가격에 전기차를 구입할 수 있도록 하였다. 그리고 자동차 뿐만 아니라 충전솔루션까지 함께 공개하여 전기차 보급에 큰 기여를 하고 있다. 특히 3가지 충전방식을 동시에 제공하여 충전인프라가 많이 보급되지 않은 상황에서도 전기차 사용이 용이하게 하였다. 충전방식중에서도 퀴드롭방식은 전기차의 약점인 충전시간을 해결해주는 획기적인 방식이다.

파급효과

르노사의 전기차 사업행보는 다소 소극적인 다른 완성차 업체에 비해 훨씬 앞서있으며 전기차 시대 도래를 대비해 가장 적합하게 대응하고 현실적인 솔루션을 제공하고 있다. 이로 인해 전기차 보급은 예상보다 좀 더 빨리 보편화 될지도 모르겠다는 예상도 가능하다. 향후 자동차 업계를 이끌 것으로 예상되는 전기차 부문에서 르노가 제시한 전기차 전략을 살펴보고 향후 전기차 산업의 미래를 조망해 볼 수 있다.

출처

http://www.renault-ze.com/