토요타, “미래의 파워트레인은 전기자동차”
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2008-06-30 06:48:30 |
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21세기의 화두는 환경이다. 환경문제의 해결을 위해 풀어야 할 숙제는 지금 우리가 사용하고 있는 화석연료를 대체할 수 있는 에너지를 찾아 내야 한다. 이 문제에 대한 대안이 없이 지속가능한 자동차산업을 기대하는 것은 불가능하다.
글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
문제는 당장에 화석연료를 대신하면서 지금과 같은 자동차의 성격을 살려낼 대안이 없다는데 있다. 디젤과 하이브리드는 어디까지나 효율성 차원의 대안이다. 화석연료의 사용을 가능한 줄이고자 하는 노력의 일환일 뿐이라는 것이다. 에탄올은 지역적인 편차가 심하다. 그래서 플렉스 퓨얼이라는 단어가 나왔다. 다양한 에너지를 사용해 굴릴 수 있는 차를 만들어야 판매가 용이하다.
수소시대의 도래도 현 시점에서는 뚜렷한 대안으로서의 입지 구축을 하지 못하고 있다. 전 세계 대부분의 메이커들이 연료전지차를 개발하고 있고 BMW와 포드, 마쓰다는 수소엔진차의 개발에 열을 올리고 있지만 어디까지나 가능성 중의 하나로 여겨질 뿐이다.
어쩔 수 없이 택할 수밖에 없다는 쪽으로 의견이 모아지고 있는 것은 전기차다. 배터리 기술 개발의 정체로 인해 확실한 대안이라고 주장할 수는 없지만 자동차 엔지니어들은 전기차시대로 갈 수밖에 없을 것이라고 입을 모은다.
그래서 메르세데스와 BMW 등 유럽 메이커와 미 빅3, 일본 메이커들은 전기차 시대에 대응하기 위해 배터리 개발에 열을 올리고 있다. 우선 시야에 들어온 것은 2009년부터 리튬 이온 배터리가 본격적으로 등장한다는 것이다.
현재 리튬 이온 배터리는 폭스바겐과 산요, 닛산자동차와 NEC가 공동 개발하고 있고 GM은 LG화학과 합작회사를 세워 개발을 진행하고 있다. 미쓰비시도 이 분야에서는 선구자에 속한다. 미쓰비시도 전지회사와 합작으로 생산회사를 설립해 2009년 양산을 시작해 미쓰비시가 내놓은 전기차 iMiEV에 탑재한다는 계획이다.
리튬 이온 배터리는 전기차와 하이브리드카의 수요가 급증한다는 예상되고 있어 시장 규모는 급격히 확대될 것으로 보인다.
현재 리튬 이온 배터리의 해결 과제는 가격 즉, 생산 비용과 안전성이다. 가격은 니켈 수소의 1.5~2배인데 각 전지회사들은 생산시설의 자동화를 통해 비용을 저감한다는 복안이다. 휴대전화의 폭발 등으로 재기된 안전성도 풀어야 할 과제다. 2009년 생산을 선언한 업체들은 현재로서는 이상이 없다는 주장을 하고 있다.
하지만 토요타는 아직은 본격적인 채용을 할 수 있는 수준은 아니라고 보고 있다.
그래서 토요타는 지난 6월 11일 전기자동차용 차세대 전지의 연구개발에 착수한다고 발표했다. 그리고 6월 24일 전기연구부를 신설하고 본격적인 연구를 시작했다. 화석연료의 사용에 대한 제약이 강해지는 20년, 30년 후를 내다보고 ‘기존 전지의 성능의 한계를 넘는 전지’개발에 도전하기 위함이다.
토요타의 전지연구부는 동후지연구소에 실험실을 설치하고 50명 규모의 연구원으로 발족했다. 2년 후에는 인원을 두 배로 늘릴 계획이라고 한다. 실험실은 개방형으로 외부의 연구기관과 대학 등과 제휴하면서 연구를 진행한다. 전지개발에 필요한 전기화학과 유기, 무기화학의 분야에 관해 국내외 연구기관과 제휴해 개발기간을 단축시킨다는 복안이다.
이 연구소에서는 하이브리드카에 탑재하는 니켈수소전지와 리튬이온 전지의 출력을 크게 능가하는 전지를, 2030년경까지 실용화한다는 것을 목표로 하고 있다. 이 전지의 개발이 완성되면 토요타그룹의 창시자가 주창했던 ‘꿈의 축전지’에 한 걸음 다가서며 환경에 대한 부하를 크게 저감시킬 수 있는 본격적인 전기차의 보급도 시야에 들어 오게 된다.
토요타의 창시자는 1925년 석유와 석탄에 의존하지 않고 비행기와 자동차등의 동력원으로서 사용하는 이상적인 축전지의 개발에 대해 100만엥의 현상금을 걸었었다고 토요타측은 밝히고 있다. 당시 요구했던 사양은 최고출력 100마력, 36시간 연속 가동, 중량 225kg, 용적 280리터였다고 한다. 차세대 전지의 연구는 그 당시부터의 꿈을 실현하기 위한 작업의 일환이라는 것.
한편 토요타는 차세대 전지의 개발과는 별도로 리튬이온전지를 사용한 소형 전기차를 투입한다는 방침이라고 밝혔다. 리튬이온전지는 자회사인 파나소닉EV에너지가 2009년에 생산을 시작해 2010년 이후 양산에 들어갈 예정이라고 한다. 기존 하이브리드 시스템에 관해서도 생산비용과 중량, 크기를 초대 프리우스 시스템의 1/4로 줄이는 개발을 진행하고 있으며 2010년 초 실현을 목표로 하고 있다.
토요타는 세계의 생산활동에 따른 이산화탄소의 배출량(매출액 1억엔당의 배출량 기준)을 2010년도에 2001년도 대비 35% 저감시킨다는 계획도 발표했다. 2001년도 대비 20% 저감 목표를 이미 2006년에 달성했기 때문에 목표를 상향 조정해 생산공정의 합리화등의 작업을 가속화한다는 것.
자동차가 처음 탄생했을 당시의 동력원은 외연기관인 증기기관, 전기모터, 내연기관 엔진 등이 모두 존재했었다. 그 중에서 에너지 밀도를 가장 높일 수 있는 용이한 석유의 개발이 진행됨으로써 단기간에 내연기관의 발전에 집중되게 되었다.
그러나 21세기 들어 그 석유도 역할이 끝나가고 있다. 아무리 공급에 무리가 없어도 환경의 제약으로 인해 계속 사용하는 것은 불가능하고 내연기관에서 전기모터가 주역이 되어가고 있다. 두 가지를 모두 사용하는 하이브리드카는 그 과도기적인 존재로서의 역할을 수행하고 있다.
비약적인 성능의 실현을 목표로 하는 전지 개발은 하이브리드카에서 압도적인 우위에 서 있는 토요타가 차세대 파워트레인 혁명에서 주도권을 쥐기 위한 미래를 향한 도전인 것이다.
글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
문제는 당장에 화석연료를 대신하면서 지금과 같은 자동차의 성격을 살려낼 대안이 없다는데 있다. 디젤과 하이브리드는 어디까지나 효율성 차원의 대안이다. 화석연료의 사용을 가능한 줄이고자 하는 노력의 일환일 뿐이라는 것이다. 에탄올은 지역적인 편차가 심하다. 그래서 플렉스 퓨얼이라는 단어가 나왔다. 다양한 에너지를 사용해 굴릴 수 있는 차를 만들어야 판매가 용이하다.
수소시대의 도래도 현 시점에서는 뚜렷한 대안으로서의 입지 구축을 하지 못하고 있다. 전 세계 대부분의 메이커들이 연료전지차를 개발하고 있고 BMW와 포드, 마쓰다는 수소엔진차의 개발에 열을 올리고 있지만 어디까지나 가능성 중의 하나로 여겨질 뿐이다.
어쩔 수 없이 택할 수밖에 없다는 쪽으로 의견이 모아지고 있는 것은 전기차다. 배터리 기술 개발의 정체로 인해 확실한 대안이라고 주장할 수는 없지만 자동차 엔지니어들은 전기차시대로 갈 수밖에 없을 것이라고 입을 모은다.
그래서 메르세데스와 BMW 등 유럽 메이커와 미 빅3, 일본 메이커들은 전기차 시대에 대응하기 위해 배터리 개발에 열을 올리고 있다. 우선 시야에 들어온 것은 2009년부터 리튬 이온 배터리가 본격적으로 등장한다는 것이다.
현재 리튬 이온 배터리는 폭스바겐과 산요, 닛산자동차와 NEC가 공동 개발하고 있고 GM은 LG화학과 합작회사를 세워 개발을 진행하고 있다. 미쓰비시도 이 분야에서는 선구자에 속한다. 미쓰비시도 전지회사와 합작으로 생산회사를 설립해 2009년 양산을 시작해 미쓰비시가 내놓은 전기차 iMiEV에 탑재한다는 계획이다.
리튬 이온 배터리는 전기차와 하이브리드카의 수요가 급증한다는 예상되고 있어 시장 규모는 급격히 확대될 것으로 보인다.
현재 리튬 이온 배터리의 해결 과제는 가격 즉, 생산 비용과 안전성이다. 가격은 니켈 수소의 1.5~2배인데 각 전지회사들은 생산시설의 자동화를 통해 비용을 저감한다는 복안이다. 휴대전화의 폭발 등으로 재기된 안전성도 풀어야 할 과제다. 2009년 생산을 선언한 업체들은 현재로서는 이상이 없다는 주장을 하고 있다.
하지만 토요타는 아직은 본격적인 채용을 할 수 있는 수준은 아니라고 보고 있다.
그래서 토요타는 지난 6월 11일 전기자동차용 차세대 전지의 연구개발에 착수한다고 발표했다. 그리고 6월 24일 전기연구부를 신설하고 본격적인 연구를 시작했다. 화석연료의 사용에 대한 제약이 강해지는 20년, 30년 후를 내다보고 ‘기존 전지의 성능의 한계를 넘는 전지’개발에 도전하기 위함이다.
토요타의 전지연구부는 동후지연구소에 실험실을 설치하고 50명 규모의 연구원으로 발족했다. 2년 후에는 인원을 두 배로 늘릴 계획이라고 한다. 실험실은 개방형으로 외부의 연구기관과 대학 등과 제휴하면서 연구를 진행한다. 전지개발에 필요한 전기화학과 유기, 무기화학의 분야에 관해 국내외 연구기관과 제휴해 개발기간을 단축시킨다는 복안이다.
이 연구소에서는 하이브리드카에 탑재하는 니켈수소전지와 리튬이온 전지의 출력을 크게 능가하는 전지를, 2030년경까지 실용화한다는 것을 목표로 하고 있다. 이 전지의 개발이 완성되면 토요타그룹의 창시자가 주창했던 ‘꿈의 축전지’에 한 걸음 다가서며 환경에 대한 부하를 크게 저감시킬 수 있는 본격적인 전기차의 보급도 시야에 들어 오게 된다.
토요타의 창시자는 1925년 석유와 석탄에 의존하지 않고 비행기와 자동차등의 동력원으로서 사용하는 이상적인 축전지의 개발에 대해 100만엥의 현상금을 걸었었다고 토요타측은 밝히고 있다. 당시 요구했던 사양은 최고출력 100마력, 36시간 연속 가동, 중량 225kg, 용적 280리터였다고 한다. 차세대 전지의 연구는 그 당시부터의 꿈을 실현하기 위한 작업의 일환이라는 것.
한편 토요타는 차세대 전지의 개발과는 별도로 리튬이온전지를 사용한 소형 전기차를 투입한다는 방침이라고 밝혔다. 리튬이온전지는 자회사인 파나소닉EV에너지가 2009년에 생산을 시작해 2010년 이후 양산에 들어갈 예정이라고 한다. 기존 하이브리드 시스템에 관해서도 생산비용과 중량, 크기를 초대 프리우스 시스템의 1/4로 줄이는 개발을 진행하고 있으며 2010년 초 실현을 목표로 하고 있다.
토요타는 세계의 생산활동에 따른 이산화탄소의 배출량(매출액 1억엔당의 배출량 기준)을 2010년도에 2001년도 대비 35% 저감시킨다는 계획도 발표했다. 2001년도 대비 20% 저감 목표를 이미 2006년에 달성했기 때문에 목표를 상향 조정해 생산공정의 합리화등의 작업을 가속화한다는 것.
자동차가 처음 탄생했을 당시의 동력원은 외연기관인 증기기관, 전기모터, 내연기관 엔진 등이 모두 존재했었다. 그 중에서 에너지 밀도를 가장 높일 수 있는 용이한 석유의 개발이 진행됨으로써 단기간에 내연기관의 발전에 집중되게 되었다.
그러나 21세기 들어 그 석유도 역할이 끝나가고 있다. 아무리 공급에 무리가 없어도 환경의 제약으로 인해 계속 사용하는 것은 불가능하고 내연기관에서 전기모터가 주역이 되어가고 있다. 두 가지를 모두 사용하는 하이브리드카는 그 과도기적인 존재로서의 역할을 수행하고 있다.
비약적인 성능의 실현을 목표로 하는 전지 개발은 하이브리드카에서 압도적인 우위에 서 있는 토요타가 차세대 파워트레인 혁명에서 주도권을 쥐기 위한 미래를 향한 도전인 것이다.
