미국시장의 전기차와 관련업체 현황
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2009-08-10 06:58:24 |
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미국시장의 전기차와 관련업체 현황
지난 6월 일본에서는 미쓰비시가 아이미브(iMIEV), 후지중공업이 스바루 플러그인 스텔라라고 하는 전기차를 출시했다. 이로 인해 1920년대, 그리고 1990년대 전기차 실용화 시도에 이어 다시 한 번 그 가능성에 대한 논의가 활발하다. 1920년대에는 내연기관자동차에 밀려서, 1990년대에는 석유회사들의 로비(?)에 의해 실용화가 좌절되었던 전기자동차. 지금은 전혀 다른 차원에서 실용화의 길을 걷고 있는 것처럼 보인다. 우선 미국시장을 중심으로 전기차를 출시하고 있는 메이커와 관련업체들의 사정을 살펴 본다.
정리/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
미쓰비시의 아이미브가 세계 최초의 전기자동차는 아니다. 양산 메이커로서 처음이다. 그보다 먼저 2008년 미국의 테슬라 모터스(Tesla Motors)사가 영국의 로터스사의 엘리제의 섀시를 베이스로 리튬 이온 2차전지를 탑재한 FV Roadster를 내놓았다. 하지만 시판 가격이 10만 달러에 달해 아직은 상용화에 걸림돌이 되고 있다.
최근 들어 미국에서 전기자동차가 주목을 끌기 시작한 이유는 몇 가지가 있다. 하나는 오바마 정권의 그린 뉴딜(Green Newdeal) 정책으로 저탄소사회로의 방향성이 밝혀지고 클린한 자동차의 개발에 대한 투자를 적극화함에 따라 벤처기업이 증가하고 있는 것. 또 CARB( 캘리포니아주 환경보호청)에 의한 ZEVZero Emission Vehicle)규제 3장(Face3 : 2012년~2014년 모델)에 대한 대응으로서 자동차회사들의 EV 혹은 연료전지차의 준비가 진행되고 있는 것이다. 나아가 디트로이트 빅3의 경영재건책으로서 차세대 차량의 중요성이 부각되고 있고 정부로부터 개발의 구체적인 로드맵 제시가 요구되고 있다.
당장에는 완성차업체들의 전기차 시판이 이루어지지 않고 있어 미국에서의 전기차 시장은 본격적으로 형성되지 않고 있다. EV 벤처기업 중에는 사업의 실태가 명확하지 않은 기업들도 많다. 여기에서는 과연 미국에서는 고속도로에서도 주행이 가능한 동력성능을 가진 전기자동차는 어떤 것들이 있는지 살펴 본다.
우선은 최고속도 200km/h, 항속거리도 390km에 달하는 테슬라사의 로드스터다. 테슬라사의 공장은 미국 산호세 공항에서 자동차로 약 30분 정도의 거리에 있는 멘로 파크(Menlo Park)시에 있다. 이곳은 2008년 봄 폐업한 GM의 시보레 브랜드의 판매점을 사들여 쇼룸과 정비공장을 유용해 판매거점과 최종조립공장으로 가동하고 있다. 개발 및 디자인 부문은 이곳에서 16km 떨어진 산 카를로스시에 있다.
테슬러사는 2003년 IT기업가인 마크 에버하드(Mark Eberhard)가 설립했으나 생산이 시작도 되기 전인 2007년 회사를 떠났다. 이후에도 두 번이나 CEO가 교체되는 등 경영이 안정되지 않고 있다.
2008년 10월에는 엘론 머스크(Elon Musk)가 출자해 CEO에 취임했다. 미국에너지청(DOE)에 대해 현재 3억 5,000만 달러의 공적자금지원을 신청했으며 사업의 확대를 꾀하고 있다.
로드스터는 로터스사의 엘리제의 섀시를 베이스로 하고 있으며 디자인도 로터스가가 맡았다. 주요 부품인 차체와 서스펜션의 기본구조는 엘리제와 같지만 실내의 내장부품은 대부분이 전용 부품이다. 로드스터의 가격은 10만 9,000달러로 높은데 그에 걸맞는 내장부품이 요구되어졌기 때문이라고 한다.
차체는 프랑스 소티라(Sotira)사제 CFRP(탄소섬유강화수지)로 로터스사의 헤델(Hethel)공장에서 조립과 도장이 실시된다. 모터는 테슬라사의 독자 개발로 대만의 테슬라 타이완사에서에 제조되어 수입된다. 뒤쪽에서 보면 모터의 왼쪽에 1단의 감속기구가 있는데 이는 미국 보그워너사로부터 구입하고 있다.
로드스터는 뒷좌석과 모터 사이에 검은 케이스에 들어 있는 리튬 이온 2차 전지를 탑재한다. 이 전지 셀에는 민간용으로 잘 사용되는 18650(직경 18×높이 65mm)형을 사용하고 있고 일본 메이커로부터 전체를 수입, 테슬라사의 산 카롤로스 공장에서 전지팩으로 한다. 그리고 차체와 파워트레인, 전지팩의 최종조립을 멘로파크의 공장에서 실시하는 것이다.
전지팩은 450kg의 중량이지만 차체 중량은 1,250kg으로 가벼운 편이다. 가속성능은 0-60mph까지 3.9초라고 하는 가공할 수치를 발휘한다.
더욱 놀라운 것은 가속페달을 늦추었을 때의 강한 회생력이다. 80km/h 정도부터 전지상태에서의 감속으로 브레이크 페달을 밟을 필요는 거의 없다. 하지만 후속차의 감속에 대한 위험성 때문에 엑셀러레이터에 발을 떼면 동시에 브레이크등이 들어오도록 되어 있다.
테슬라는 2011년에 신형 4도어 모델인 모델S를 양산하기 위해 남 캘리포니아에 공장용이를 확보했다. 모델S는 테슬라사의 사업에 전환점이 될 것으로 기대하고 있다.
로드스터가 로터스사제 섀시를 베이스로 하고 있는 것과는 달리 모델 S는 프레스, 부품가공, 도장, 조립 등 전 공정을 새로운 공장에서 실시한다. 차량 가격은 로드스터의 절반 정도인 5만 7,400달러로 차체 외장은 CFRP가 아닌 알루미늄 합금을 사용한다.
테슬라의 2번째 모델은 로드스터와는 달리 고급 세단을 지향한다. 모델 S로 볼륨을 확장한다는 테슬라의 계획이다. 테슬라가 밝힌 모델 S의 가격은 5만 7,400달러로 정부가 지원하는 7,500달러의 세금 면제 혜택도 받을 수 있다. 판매는 2011년부터 시작된다.
스타일링은 첫 모델인 로드스터 보다 월등히 완성도가 높아졌다. 마쓰다에서 영입한 프란츠 본 홀츠하우젠의 역량이 유감없이 발휘됐다는 게 테슬라의 설명이다. 실루엣은 4도어 쿠페를 연상시키며 프론트는 마세라티, C 필러 이후의 디자인은 재규어 XF와도 비슷하다. 실내 공간의 확장을 위해 리어 오버행을 늘린 것도 눈에 띈다.
실내는 17인치에 이르는 대형 터치 스크린이 핵심이다. 이 스크린을 통해 라디오와 오디오, 내비게이션, 공조 장치까지 실내의 모든 기능을 컨트롤할 수 있다. 또 3G 기술의 무선 인터넷과 위성 라디오도 고를 수 있다. 실내의 가죽은 식물에서 추출한 천연 제품을 사용했고 카펫도 재활용된 PET이다. 승차 정원은 기본 5인승이지만 옵션으로 추가 3열 시트를 고를 수 있다.
모델 S는 로드스터와 달리 리튬-이온 배터리가 장착된다. 최대 항속 거리는 기본 354km, 옵션으로는 483km까지 가능한 배터리 팩이 제공된다. 테슬라에 따르면 모델 S의 배터리 팩은 45분 만에 급속 충전이 가능하고 차후 베터 플레이스처럼 배터리 교환 서비스도 제공할 예정이다. 0→100km/h 가속 시간은 5.5초, 최고 속도는 209km/h로 만만치 않은 순발력을 자랑한다. 브레이크는 6피스톤 캘리퍼가 포함된 브렘보제이다.
전기차 관련 기술 공여업체 AC 프로펄션
미국의 AC 프로펄션이 미니 E에 제공한 파워트레인의 제원을 공개했다. AC 프로펄션은 미디 E에 전기차의 파워트레인은 물론 배터리까지 공급하고 있는 업체로 프랑스의 벤티시와 테슬라, 다임러사의 스마트 포투 ed 등에도 관련 기술을 판매하고 있다.
BMW 최초의 전기차 미니 E에는 204마력의 전기 모터와 35 kWh의 리튬-이온 배터리가 조합된다. 204마력의 힘은 싱글 스테이지 헬리컬 기어박스를 통해 앞바퀴를 굴리며 0→100km/h 가속 시간은 8.5초, 최고 속도는 152km/h에서 제한된다. 미국 FTP(Federal Test Procedure) 기준으로 미니 E의 전력 소비는 120 Wh/km, 리튬-이온 배터리 완충 시 최대 항속 거리는 240km 이상이다.
미니 E에는 AC 프로펄션이 특허로 보유하고 있는 공랭식 전기 모터가 적용된다. 이 전기 모터는 0~5,000rpm까지 22.9kg.m의 최대 토크를 발휘하며 최대 회전수는 1만 3천 rpm에 달한다. 전기 모터의 무게는 50kg, 직경과 전장은 245mm, 350mm이다. 미니 E의 배터리는 48개의 모듈로 구성되어 있으며 각 모듈은 106개의 리튬-이온 셀로 이루어져 있다. 각 모듈은 전압과 온도 등의 정보를 배터리 관리 시스템에 지속적으로 보내 항상 최적의 효율을 보장한다. 배터리 팩의 전체 무게는 260kg이다.
미니 E는 플러그를 가정용 소켓에 연결만 해도 자동으로 충전이 시작된다. 충전 시간은 110V 사용 시 23.6시간, 240V 사용 시 4.4시간, 240V/48A 사용 시에는 2.9시간이 소요된다.
1992년에 창업한 알란 코코니(Alan Cocconi)는 GM의 EV1의 프로토타입인 임팩트(Impact)의 개발에 참여했었다. 최근에는 2008년 토요타자동차의 사이언 xB(구형 bB)를 개조해 리튬이온 전지를 탑재한 EV eBox를 발표한 외 11월의 LA오토쇼에 공개한 BMW 미니E용으로 500대분의 모터와 인버터, 전지 유닛등을 공급하고 있다.
현재는 톰 게이지(Tom Gage)가 CEO겸 사장으로 크라이슬러의 상품기획부서를 거쳐 1995년에 동사에 입사한 인물이다.
이 회사에서 주목을 끄는 것은 18650 형 전지의 모듈화다. 미니E와 eBox의 전지팩 구조는 기본적으로 같다. 모듈은 53개의 18650형을 전용의 수동공구에 의해 병렬화. 그거승ㄹ 2개 직렬로 해 전압 7.2V의 모듈을 만든다. 모듈은 48조(5088셀) 탑재함으로써 전 345.6V로 하고 있다.
게이지씨는 같은 형의 전지셀을 사용하는 테슬라사에도 초기에 협력했었다고 한다. 마크 에버하드(Mark Eberhard)가 ACP에 투자해 ACP가 가진 EV관련 특허의 사용권을 구입해 테슬라사를 창업했다고 한다.
로터스사로부터 차체를 조달해 자사에 파워트레인과 미국 내에서 합체되는 안은 마크 에버하드의 생각이었다고. 모터등의 하드웨어, 18650형 전지의 탑재방법은 테슬라사 독자의 수법이다. 하지만 모터 제어 소프트등 주요 기술은 ACP와 같고 테슬라사는 한대당 로열티를 지불하고 있다.
ACP의 전지팩의 냉각방식은 공냉으로 제조비용은 1모듈당 600달러. 또 안전성 확보를 위해 전지셀에는 두께가 있는 세러페이터를 사용하고 있고 전지의 용량은 민간용 2.6Ah정도보다 낮은 2.0Ah다.
18650형에 집착하는 이유에 대해 게이지씨는 ‘우리처럼 소규모 기업에서는 비용이 중요하다. 리튬이온 2차전지에서 문제시되고 있는 발열과 전해액 누출은 올바로 전지를 제어하면 발생하지 않는다. 또 소형 셀을 사용하면 일부 셀이 불량으로 되었을 경우에도 교환비용이 낮다.’고 말한다. 모터의 제어 시스템은 중국 상해의 동사 공장에서 제조해 수입하고 있다.
ACP는 최근 BMW와 밀접해졌는데 그것은 2007년 여름 게이지씨가 스탠포드 대학에서 eBox의 기술에 관해 강연을 듣던 BMW사의 엔지니어가 ACP에 흥미를 가져 2008년 1월에는 뮌헨의 BMW본사에서 미니E에의 기술제공계약을 맺게 되었다고 한다. 미니E는 차체 플로어의 공간이 적기 때문에 연료탱크가 있던 부분에 더해 뒷좌석부문에도 전지를 탑재했다고 한다.
테슬라사도 18650형 전지를 사용하는 점에서는 ACP와 같은데 사용하고 있는 셀의 수가 더 많다. 전지팩 내부는 621개의 셀을 하나의 모듈로 해 모두 11개의 모듈(6831셀)로 구성한다. 용량은 53kWh다.
테슬라사의 에너지저장시스템 책임자 쿠트 켈티(Kurt Kelty)씨는 전지팩의 상세에 대해 설명했다. 18650형이 채용 이유에 관해서는 첫 째가 비용, 둘 째가 성능, 세 째가 안전성, 네 째가 신뢰성이라고 했다.
전지팩 내부는 수냉으로 물 50%, 에틸렌글리콜 50%의 냉각액을 순환시켜 약 20℃를 유지한다. 또 모듈 하나분과 거의 같은 크기의 DC/DC컨버터도 전지팩 내에 조립하고 있다. 내구성에 관해서는 충방전 500사이클을 보증하고 있는데 사내 테스트에서는 1000사이클로 문제가 발생하지 않는다고 한다.
로드스터는 EPA(미국 환경보호청)에 의한 항속거리 테스트에서 244마일(390km)를 기록했다. 테슬라사내에서 실시한 실용 테스트에서는 완전 충전으로 최대 항속거리 200마일(320km)를 보증한다. 전지팩의 수명은 200마일×500사이클=10만 마일(16만km)로 설정하고 있다.
테슬라사는 전지팩만으로 약 30건의 특허를 출원하고 있다. 현재 18650형은 일본계 메이커 한 곳으로부터 구입하고 있는데 생산확대와 모델S의 양산을 위해 앞으로는 복수 회사로부터 구입할 예정이다.
(참고자료 : 니케이 Automotive Technology 2009년 7월호 외 다수)
지난 6월 일본에서는 미쓰비시가 아이미브(iMIEV), 후지중공업이 스바루 플러그인 스텔라라고 하는 전기차를 출시했다. 이로 인해 1920년대, 그리고 1990년대 전기차 실용화 시도에 이어 다시 한 번 그 가능성에 대한 논의가 활발하다. 1920년대에는 내연기관자동차에 밀려서, 1990년대에는 석유회사들의 로비(?)에 의해 실용화가 좌절되었던 전기자동차. 지금은 전혀 다른 차원에서 실용화의 길을 걷고 있는 것처럼 보인다. 우선 미국시장을 중심으로 전기차를 출시하고 있는 메이커와 관련업체들의 사정을 살펴 본다.
정리/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
미쓰비시의 아이미브가 세계 최초의 전기자동차는 아니다. 양산 메이커로서 처음이다. 그보다 먼저 2008년 미국의 테슬라 모터스(Tesla Motors)사가 영국의 로터스사의 엘리제의 섀시를 베이스로 리튬 이온 2차전지를 탑재한 FV Roadster를 내놓았다. 하지만 시판 가격이 10만 달러에 달해 아직은 상용화에 걸림돌이 되고 있다.
최근 들어 미국에서 전기자동차가 주목을 끌기 시작한 이유는 몇 가지가 있다. 하나는 오바마 정권의 그린 뉴딜(Green Newdeal) 정책으로 저탄소사회로의 방향성이 밝혀지고 클린한 자동차의 개발에 대한 투자를 적극화함에 따라 벤처기업이 증가하고 있는 것. 또 CARB( 캘리포니아주 환경보호청)에 의한 ZEVZero Emission Vehicle)규제 3장(Face3 : 2012년~2014년 모델)에 대한 대응으로서 자동차회사들의 EV 혹은 연료전지차의 준비가 진행되고 있는 것이다. 나아가 디트로이트 빅3의 경영재건책으로서 차세대 차량의 중요성이 부각되고 있고 정부로부터 개발의 구체적인 로드맵 제시가 요구되고 있다.
당장에는 완성차업체들의 전기차 시판이 이루어지지 않고 있어 미국에서의 전기차 시장은 본격적으로 형성되지 않고 있다. EV 벤처기업 중에는 사업의 실태가 명확하지 않은 기업들도 많다. 여기에서는 과연 미국에서는 고속도로에서도 주행이 가능한 동력성능을 가진 전기자동차는 어떤 것들이 있는지 살펴 본다.
우선은 최고속도 200km/h, 항속거리도 390km에 달하는 테슬라사의 로드스터다. 테슬라사의 공장은 미국 산호세 공항에서 자동차로 약 30분 정도의 거리에 있는 멘로 파크(Menlo Park)시에 있다. 이곳은 2008년 봄 폐업한 GM의 시보레 브랜드의 판매점을 사들여 쇼룸과 정비공장을 유용해 판매거점과 최종조립공장으로 가동하고 있다. 개발 및 디자인 부문은 이곳에서 16km 떨어진 산 카를로스시에 있다.
테슬러사는 2003년 IT기업가인 마크 에버하드(Mark Eberhard)가 설립했으나 생산이 시작도 되기 전인 2007년 회사를 떠났다. 이후에도 두 번이나 CEO가 교체되는 등 경영이 안정되지 않고 있다.
2008년 10월에는 엘론 머스크(Elon Musk)가 출자해 CEO에 취임했다. 미국에너지청(DOE)에 대해 현재 3억 5,000만 달러의 공적자금지원을 신청했으며 사업의 확대를 꾀하고 있다.
로드스터는 로터스사의 엘리제의 섀시를 베이스로 하고 있으며 디자인도 로터스가가 맡았다. 주요 부품인 차체와 서스펜션의 기본구조는 엘리제와 같지만 실내의 내장부품은 대부분이 전용 부품이다. 로드스터의 가격은 10만 9,000달러로 높은데 그에 걸맞는 내장부품이 요구되어졌기 때문이라고 한다.
차체는 프랑스 소티라(Sotira)사제 CFRP(탄소섬유강화수지)로 로터스사의 헤델(Hethel)공장에서 조립과 도장이 실시된다. 모터는 테슬라사의 독자 개발로 대만의 테슬라 타이완사에서에 제조되어 수입된다. 뒤쪽에서 보면 모터의 왼쪽에 1단의 감속기구가 있는데 이는 미국 보그워너사로부터 구입하고 있다.
로드스터는 뒷좌석과 모터 사이에 검은 케이스에 들어 있는 리튬 이온 2차 전지를 탑재한다. 이 전지 셀에는 민간용으로 잘 사용되는 18650(직경 18×높이 65mm)형을 사용하고 있고 일본 메이커로부터 전체를 수입, 테슬라사의 산 카롤로스 공장에서 전지팩으로 한다. 그리고 차체와 파워트레인, 전지팩의 최종조립을 멘로파크의 공장에서 실시하는 것이다.
전지팩은 450kg의 중량이지만 차체 중량은 1,250kg으로 가벼운 편이다. 가속성능은 0-60mph까지 3.9초라고 하는 가공할 수치를 발휘한다.
더욱 놀라운 것은 가속페달을 늦추었을 때의 강한 회생력이다. 80km/h 정도부터 전지상태에서의 감속으로 브레이크 페달을 밟을 필요는 거의 없다. 하지만 후속차의 감속에 대한 위험성 때문에 엑셀러레이터에 발을 떼면 동시에 브레이크등이 들어오도록 되어 있다.
테슬라는 2011년에 신형 4도어 모델인 모델S를 양산하기 위해 남 캘리포니아에 공장용이를 확보했다. 모델S는 테슬라사의 사업에 전환점이 될 것으로 기대하고 있다.
로드스터가 로터스사제 섀시를 베이스로 하고 있는 것과는 달리 모델 S는 프레스, 부품가공, 도장, 조립 등 전 공정을 새로운 공장에서 실시한다. 차량 가격은 로드스터의 절반 정도인 5만 7,400달러로 차체 외장은 CFRP가 아닌 알루미늄 합금을 사용한다.
테슬라의 2번째 모델은 로드스터와는 달리 고급 세단을 지향한다. 모델 S로 볼륨을 확장한다는 테슬라의 계획이다. 테슬라가 밝힌 모델 S의 가격은 5만 7,400달러로 정부가 지원하는 7,500달러의 세금 면제 혜택도 받을 수 있다. 판매는 2011년부터 시작된다.
스타일링은 첫 모델인 로드스터 보다 월등히 완성도가 높아졌다. 마쓰다에서 영입한 프란츠 본 홀츠하우젠의 역량이 유감없이 발휘됐다는 게 테슬라의 설명이다. 실루엣은 4도어 쿠페를 연상시키며 프론트는 마세라티, C 필러 이후의 디자인은 재규어 XF와도 비슷하다. 실내 공간의 확장을 위해 리어 오버행을 늘린 것도 눈에 띈다.
실내는 17인치에 이르는 대형 터치 스크린이 핵심이다. 이 스크린을 통해 라디오와 오디오, 내비게이션, 공조 장치까지 실내의 모든 기능을 컨트롤할 수 있다. 또 3G 기술의 무선 인터넷과 위성 라디오도 고를 수 있다. 실내의 가죽은 식물에서 추출한 천연 제품을 사용했고 카펫도 재활용된 PET이다. 승차 정원은 기본 5인승이지만 옵션으로 추가 3열 시트를 고를 수 있다.
모델 S는 로드스터와 달리 리튬-이온 배터리가 장착된다. 최대 항속 거리는 기본 354km, 옵션으로는 483km까지 가능한 배터리 팩이 제공된다. 테슬라에 따르면 모델 S의 배터리 팩은 45분 만에 급속 충전이 가능하고 차후 베터 플레이스처럼 배터리 교환 서비스도 제공할 예정이다. 0→100km/h 가속 시간은 5.5초, 최고 속도는 209km/h로 만만치 않은 순발력을 자랑한다. 브레이크는 6피스톤 캘리퍼가 포함된 브렘보제이다.
전기차 관련 기술 공여업체 AC 프로펄션
미국의 AC 프로펄션이 미니 E에 제공한 파워트레인의 제원을 공개했다. AC 프로펄션은 미디 E에 전기차의 파워트레인은 물론 배터리까지 공급하고 있는 업체로 프랑스의 벤티시와 테슬라, 다임러사의 스마트 포투 ed 등에도 관련 기술을 판매하고 있다.
BMW 최초의 전기차 미니 E에는 204마력의 전기 모터와 35 kWh의 리튬-이온 배터리가 조합된다. 204마력의 힘은 싱글 스테이지 헬리컬 기어박스를 통해 앞바퀴를 굴리며 0→100km/h 가속 시간은 8.5초, 최고 속도는 152km/h에서 제한된다. 미국 FTP(Federal Test Procedure) 기준으로 미니 E의 전력 소비는 120 Wh/km, 리튬-이온 배터리 완충 시 최대 항속 거리는 240km 이상이다.
미니 E에는 AC 프로펄션이 특허로 보유하고 있는 공랭식 전기 모터가 적용된다. 이 전기 모터는 0~5,000rpm까지 22.9kg.m의 최대 토크를 발휘하며 최대 회전수는 1만 3천 rpm에 달한다. 전기 모터의 무게는 50kg, 직경과 전장은 245mm, 350mm이다. 미니 E의 배터리는 48개의 모듈로 구성되어 있으며 각 모듈은 106개의 리튬-이온 셀로 이루어져 있다. 각 모듈은 전압과 온도 등의 정보를 배터리 관리 시스템에 지속적으로 보내 항상 최적의 효율을 보장한다. 배터리 팩의 전체 무게는 260kg이다.
미니 E는 플러그를 가정용 소켓에 연결만 해도 자동으로 충전이 시작된다. 충전 시간은 110V 사용 시 23.6시간, 240V 사용 시 4.4시간, 240V/48A 사용 시에는 2.9시간이 소요된다.
1992년에 창업한 알란 코코니(Alan Cocconi)는 GM의 EV1의 프로토타입인 임팩트(Impact)의 개발에 참여했었다. 최근에는 2008년 토요타자동차의 사이언 xB(구형 bB)를 개조해 리튬이온 전지를 탑재한 EV eBox를 발표한 외 11월의 LA오토쇼에 공개한 BMW 미니E용으로 500대분의 모터와 인버터, 전지 유닛등을 공급하고 있다.
현재는 톰 게이지(Tom Gage)가 CEO겸 사장으로 크라이슬러의 상품기획부서를 거쳐 1995년에 동사에 입사한 인물이다.
이 회사에서 주목을 끄는 것은 18650 형 전지의 모듈화다. 미니E와 eBox의 전지팩 구조는 기본적으로 같다. 모듈은 53개의 18650형을 전용의 수동공구에 의해 병렬화. 그거승ㄹ 2개 직렬로 해 전압 7.2V의 모듈을 만든다. 모듈은 48조(5088셀) 탑재함으로써 전 345.6V로 하고 있다.
게이지씨는 같은 형의 전지셀을 사용하는 테슬라사에도 초기에 협력했었다고 한다. 마크 에버하드(Mark Eberhard)가 ACP에 투자해 ACP가 가진 EV관련 특허의 사용권을 구입해 테슬라사를 창업했다고 한다.
로터스사로부터 차체를 조달해 자사에 파워트레인과 미국 내에서 합체되는 안은 마크 에버하드의 생각이었다고. 모터등의 하드웨어, 18650형 전지의 탑재방법은 테슬라사 독자의 수법이다. 하지만 모터 제어 소프트등 주요 기술은 ACP와 같고 테슬라사는 한대당 로열티를 지불하고 있다.
ACP의 전지팩의 냉각방식은 공냉으로 제조비용은 1모듈당 600달러. 또 안전성 확보를 위해 전지셀에는 두께가 있는 세러페이터를 사용하고 있고 전지의 용량은 민간용 2.6Ah정도보다 낮은 2.0Ah다.
18650형에 집착하는 이유에 대해 게이지씨는 ‘우리처럼 소규모 기업에서는 비용이 중요하다. 리튬이온 2차전지에서 문제시되고 있는 발열과 전해액 누출은 올바로 전지를 제어하면 발생하지 않는다. 또 소형 셀을 사용하면 일부 셀이 불량으로 되었을 경우에도 교환비용이 낮다.’고 말한다. 모터의 제어 시스템은 중국 상해의 동사 공장에서 제조해 수입하고 있다.
ACP는 최근 BMW와 밀접해졌는데 그것은 2007년 여름 게이지씨가 스탠포드 대학에서 eBox의 기술에 관해 강연을 듣던 BMW사의 엔지니어가 ACP에 흥미를 가져 2008년 1월에는 뮌헨의 BMW본사에서 미니E에의 기술제공계약을 맺게 되었다고 한다. 미니E는 차체 플로어의 공간이 적기 때문에 연료탱크가 있던 부분에 더해 뒷좌석부문에도 전지를 탑재했다고 한다.
테슬라사도 18650형 전지를 사용하는 점에서는 ACP와 같은데 사용하고 있는 셀의 수가 더 많다. 전지팩 내부는 621개의 셀을 하나의 모듈로 해 모두 11개의 모듈(6831셀)로 구성한다. 용량은 53kWh다.
테슬라사의 에너지저장시스템 책임자 쿠트 켈티(Kurt Kelty)씨는 전지팩의 상세에 대해 설명했다. 18650형이 채용 이유에 관해서는 첫 째가 비용, 둘 째가 성능, 세 째가 안전성, 네 째가 신뢰성이라고 했다.
전지팩 내부는 수냉으로 물 50%, 에틸렌글리콜 50%의 냉각액을 순환시켜 약 20℃를 유지한다. 또 모듈 하나분과 거의 같은 크기의 DC/DC컨버터도 전지팩 내에 조립하고 있다. 내구성에 관해서는 충방전 500사이클을 보증하고 있는데 사내 테스트에서는 1000사이클로 문제가 발생하지 않는다고 한다.
로드스터는 EPA(미국 환경보호청)에 의한 항속거리 테스트에서 244마일(390km)를 기록했다. 테슬라사내에서 실시한 실용 테스트에서는 완전 충전으로 최대 항속거리 200마일(320km)를 보증한다. 전지팩의 수명은 200마일×500사이클=10만 마일(16만km)로 설정하고 있다.
테슬라사는 전지팩만으로 약 30건의 특허를 출원하고 있다. 현재 18650형은 일본계 메이커 한 곳으로부터 구입하고 있는데 생산확대와 모델S의 양산을 위해 앞으로는 복수 회사로부터 구입할 예정이다.
(참고자료 : 니케이 Automotive Technology 2009년 7월호 외 다수)
