2010년의 유럽 자동차 업체 주요 기술 동향
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2010-07-05 00:09:01 |
본문
1. 서론
2010년 1사분기 유럽 자동차 업계의 주요 기술적 성과는 역시 고효율 디젤 엔진 개발 및 저가형 하이브리드 시스템에 집중되어 있다. 전 세계적인 환경차 개발 분위기에 맞추어, 전기자동차 및 플러그 인 하이브리드 전기차의 개발 로드맵 발표 및 일부 신 차종의 발표가 있기는 하나, 일본 업체들에 비하면 미비한 수준이며, 전기자동차의 상용화에는 상당한 시일이 걸릴 것으로 판단하고 있는 듯 하다. 특히 도요타를 추월하여 세계 1위 업체에 등극한다는 목표를 세워두고 있는 VW의 경우는 VW 자체의 전기자동차/하이브리드 전기차 개발 계획인 EMobility 로드맵을 발표하는 반면에, 향후 20년 간은 내연기관이 지속적으로 사용될 것이며, 클린 디젤엔진 시장의 급성장으로 5년 내 전체 자동차 시장의 15%를 클린디젤이 차지할 것이라고 발표하였다(Stefan Jacoby, VW 북미법인 CEO).
출처 / 한국자동차공학회 오토저널 2010년 5월호
이로 미루어볼 때 VW사는 전 세계적인 환경차량 개발 추세에 뒤떨어지지는 않겠으나 적극적인 시장 진입은 하지 않으며, 현 상황 및 가격 문제 등 을 고려할 때 당분간은 클린 디젤 기술이 자사의 중심 분야라고 판단하는 듯 하다. 세계적인 경제난의 여파로 인한 소형/고연비 차를 선호하는 추세는 여전하여, i10, i20 등의 소형차로 영국 시장을 공략한 현대자동차가 전반적인 시장 축소 속에도 100% 이상의 판매 신장을 기록하여 2010 Car Maker of the Year로 선정되는 등, 소형/고연비 차량과 관련 엔진 기술의 개발 경쟁에 승리하는 업체가 시장에서 우위를 누릴 것이라 생각된다.
차량 전자기술 분야에서는 뚜렷한 성과가 발표된 바 없으나, 편의성 및 안전에 대한 소비자들의 관심이 급속도로 증대하고 있고, 이 분야에서 유럽 업체들이 선두에 있는 바 향후 활발한 기술 발표가 기대 된다.
2. 기술동향
2-1. 환경기술 동향
유럽의 자동차 업체들은 자사의 앞선 디젤엔진기술을 바탕으로 디젤-하이브리드 전기자동차의 개발에 큰 관심을 갖고 있음을 앞선 원고에서 소개한 바 있다. 디젤-하이브리드 전기자동차는 가솔린엔진 대비 디젤엔진의 가격이 높은 점과 하이브리드화에 의한 가격 상승까지 고려한다면 기존 가솔린차 대비 지나치게 고가가 되는 점 및 전기 모터의 용량이 높은 풀-타입(Full Type)하이브리드 전기차에서는 가솔린 하이브리드 대비 연비향상율이 낮은 점 등의 문제점으로 인해 일본 업체에서는 크게 관심 대상이 아닌 기술이나, 유럽 업체들은 디젤 엔진에 대한 선호도가 높은 시장환경 및 기술적인 선진성등을 고려하여 디젤 하이브리드에 큰 관심을 갖고 있다.
M-Benz사에서는 자사의 BlueTec 기술의 일환으로 지속적으로 디젤 하이브리드 기술을 개발해왔으며, 2011년 디젤 하이브리드 전기차를 양산 판매할 계획을 발표하였다. 기존 트윈터보 2.2L V4 디젤엔진을 개량한 버전에 15kW/20Hp의 전기모터 및 리튬 이온 전지를 장착한 디젤 마일드 하이브리드 시스템을 채용한 E-300 BlueTec HYBRID는 최고 토크가 560Nm로 6실린더 엔진 급의 가속 성능을 나타내며, 도심/고속 조합 모드에서의 연비는 5.1L/100km, 1km 주행 당 134g의 CO2 배출로 소형 차량 급의 CO2 배출 수준이다.
2-2. 파워트레인 기술 동향
Ward’s Automotive Group은 VW사의 2.0ℓ 4기통TDI 디젤 엔진을‘10 Best Engines for 2010’에 선정하였다. 성능에 나쁜 영향을 주지 않으면서 연비개선과 배기가스 배출량 감소 요구에 훌륭히 대응한 엔진들이 본상에 주로 선정 되었는데 VW는 엔진의 크기를 줄이고, 효율성을 개선시키면서, 동시에 혁신적 설계와 고급기술을 활용해 출력과 토크를 증대시키는데 성공하였다.
이 엔진은 캘리포니아와 美50개 주에서 시행되고 있는 엄격한 배기가스 규제 Tier 2와 Bin 5 / ULEV Ⅱ 배기가스 규제를 만족시킨다. 이 엔진의 출력 및 토크는 각각 140hp, 320Nm으로 높은 효율을 나타내지만, CO2 배출량은 가솔린 엔진 대비 25% 줄었으며, NOx 배출량도 95% 감소했다. 또한 동급 가솔린 엔진 대비 30% 이상의 향상된 연비를 보여준다. 이 디젤 엔진은 6속 수동변속기 또는 6속 듀얼클러치변속기와 결합하여 6세대 골프 및 Jetta, Jetta 스포츠웨곤에 각각 탑재되고 있다.
HyBoost 프로젝트는 2년 연구 프로젝트로, 근 시일내 시장에 적용 가능한 기술을 사용하여 성능 저하 없이 CO2 배출량을 40%까지 감소시킨 100g/km이하의 배출성능을 지니는 가솔린 엔진개발이 주 목적이며, 주요 참여 업체는 CPT (Controlled Power Technologies), EALABC (European Advanced Lead Acid Battery Consortium), Ford, Imperial College London 및 Valeo 등으로 다양하며, 英정부의 투자지원을 받고 있다.
Hyboost 프로젝트에 적용되는 주요 신기술은 다음과 같다.
- 배기가스 에너지 회수 기술
- Stop-Start 시스템
- 전기 모터 토크 어시스트
- 회생제동 시스템
KinerStor 프로젝트는 마일드 하이브리드 전기자동차 시스템의 개발이 목표로, Flywheel 에너지 저장기술에 중점을 두고 있다. 이번 프로젝트는 JCB, Land Rover, CTG, Torotrak, SKF 및 Williams Hybrid Power와 파트너십 관계를 체결해 연구개발을 진행하고 있으며, 프로젝트의 핵심기술은 다음 두가지로 나뉜다.
- 기계적/자기적 에너지 저장 장치 (Kinergy) : 리카르도사 개발
- 전기적 에너지 저장 장치 : Williams Hybrid Power가 개발
이 두 가지 기술은 모두 Flywheel 형태로 장착되어 엔진 동력의 회수 및 보조를 목적으로 하고 있으며, 각각 개별적으로 개발된 후 하나의 장치에 융합될 예정이다.
리카르도 사는 기술 개발 후 각 완성차 업체의 요구에 맞는 사양의 기술 솔루션을 판매하겠다는 계획을 세우고 있다.
2-3. 차량전자 기술 동향
현재 출시되어 있는 많은‘주차 보조 시스템’은 주차에 어려움을 느끼는 운전자들에게 큰 도움이 되는 것은 사실이나 초음파 센서 등을 이용하여, 주차 공간을 측정하고 운전자에게 가이드를 할 뿐 조향, 구동, 제동 등의 작업은 운전자가 직접 수행하여야 했다. 이는 기술적인 난이도에 더해, 기술의 안정성(Safety), 강건성(Robustness)이 보장되지 않는다면 사고로 연결되어 완성차 업체에 큰 부담으로 다가올 가능성이 있기 때문에 기존의 업체들은‘자동 주차 (Automatic Parking)’보다는‘주차 보조 (Parking Assist)’개념으로 주요 결정권을 운전자에게 넘겼었다.
또한 보다 큰 안전성을 제공하기 위해, 운전자가 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 등을 조작할 경우 즉시 자동 제어를 중단하는 오버라이드 시스템을 채택하고 있다.
3. 결론
이상으로 지난 2010년 1분기 유럽 자동차 업계의 기술개발 동향에 대해서 간략히 알아보았다. 2009년 처럼 2010년에 들어서도 전기차 및 하이브리드 전기차에 대한 기술 개발은 지속적으로 이루어지고 있으며, 유럽의 하이브리드 전기차 기술은 일본/미국 및 우리나라와는 달리 디젤 기술을 기반으로 이루어지고 있는 것이 특징임을 알 수 있다. 우리나라의 자동차 수출 시장이 미국중심에서 점차 유럽 등지로 확대되는 것을 고려해 볼 때, 국내에서도 소형/고효율 디젤엔진을 기반으로 한 마일드 하이브리드 시스템 기술에도 많은 관심을 기울이기를 바라며 본 고를 마친다.
2010년 1사분기 유럽 자동차 업계의 주요 기술적 성과는 역시 고효율 디젤 엔진 개발 및 저가형 하이브리드 시스템에 집중되어 있다. 전 세계적인 환경차 개발 분위기에 맞추어, 전기자동차 및 플러그 인 하이브리드 전기차의 개발 로드맵 발표 및 일부 신 차종의 발표가 있기는 하나, 일본 업체들에 비하면 미비한 수준이며, 전기자동차의 상용화에는 상당한 시일이 걸릴 것으로 판단하고 있는 듯 하다. 특히 도요타를 추월하여 세계 1위 업체에 등극한다는 목표를 세워두고 있는 VW의 경우는 VW 자체의 전기자동차/하이브리드 전기차 개발 계획인 EMobility 로드맵을 발표하는 반면에, 향후 20년 간은 내연기관이 지속적으로 사용될 것이며, 클린 디젤엔진 시장의 급성장으로 5년 내 전체 자동차 시장의 15%를 클린디젤이 차지할 것이라고 발표하였다(Stefan Jacoby, VW 북미법인 CEO).
출처 / 한국자동차공학회 오토저널 2010년 5월호
이로 미루어볼 때 VW사는 전 세계적인 환경차량 개발 추세에 뒤떨어지지는 않겠으나 적극적인 시장 진입은 하지 않으며, 현 상황 및 가격 문제 등 을 고려할 때 당분간은 클린 디젤 기술이 자사의 중심 분야라고 판단하는 듯 하다. 세계적인 경제난의 여파로 인한 소형/고연비 차를 선호하는 추세는 여전하여, i10, i20 등의 소형차로 영국 시장을 공략한 현대자동차가 전반적인 시장 축소 속에도 100% 이상의 판매 신장을 기록하여 2010 Car Maker of the Year로 선정되는 등, 소형/고연비 차량과 관련 엔진 기술의 개발 경쟁에 승리하는 업체가 시장에서 우위를 누릴 것이라 생각된다.
차량 전자기술 분야에서는 뚜렷한 성과가 발표된 바 없으나, 편의성 및 안전에 대한 소비자들의 관심이 급속도로 증대하고 있고, 이 분야에서 유럽 업체들이 선두에 있는 바 향후 활발한 기술 발표가 기대 된다.
2. 기술동향
2-1. 환경기술 동향
유럽의 자동차 업체들은 자사의 앞선 디젤엔진기술을 바탕으로 디젤-하이브리드 전기자동차의 개발에 큰 관심을 갖고 있음을 앞선 원고에서 소개한 바 있다. 디젤-하이브리드 전기자동차는 가솔린엔진 대비 디젤엔진의 가격이 높은 점과 하이브리드화에 의한 가격 상승까지 고려한다면 기존 가솔린차 대비 지나치게 고가가 되는 점 및 전기 모터의 용량이 높은 풀-타입(Full Type)하이브리드 전기차에서는 가솔린 하이브리드 대비 연비향상율이 낮은 점 등의 문제점으로 인해 일본 업체에서는 크게 관심 대상이 아닌 기술이나, 유럽 업체들은 디젤 엔진에 대한 선호도가 높은 시장환경 및 기술적인 선진성등을 고려하여 디젤 하이브리드에 큰 관심을 갖고 있다.
M-Benz사에서는 자사의 BlueTec 기술의 일환으로 지속적으로 디젤 하이브리드 기술을 개발해왔으며, 2011년 디젤 하이브리드 전기차를 양산 판매할 계획을 발표하였다. 기존 트윈터보 2.2L V4 디젤엔진을 개량한 버전에 15kW/20Hp의 전기모터 및 리튬 이온 전지를 장착한 디젤 마일드 하이브리드 시스템을 채용한 E-300 BlueTec HYBRID는 최고 토크가 560Nm로 6실린더 엔진 급의 가속 성능을 나타내며, 도심/고속 조합 모드에서의 연비는 5.1L/100km, 1km 주행 당 134g의 CO2 배출로 소형 차량 급의 CO2 배출 수준이다.
2-2. 파워트레인 기술 동향
Ward’s Automotive Group은 VW사의 2.0ℓ 4기통TDI 디젤 엔진을‘10 Best Engines for 2010’에 선정하였다. 성능에 나쁜 영향을 주지 않으면서 연비개선과 배기가스 배출량 감소 요구에 훌륭히 대응한 엔진들이 본상에 주로 선정 되었는데 VW는 엔진의 크기를 줄이고, 효율성을 개선시키면서, 동시에 혁신적 설계와 고급기술을 활용해 출력과 토크를 증대시키는데 성공하였다.
이 엔진은 캘리포니아와 美50개 주에서 시행되고 있는 엄격한 배기가스 규제 Tier 2와 Bin 5 / ULEV Ⅱ 배기가스 규제를 만족시킨다. 이 엔진의 출력 및 토크는 각각 140hp, 320Nm으로 높은 효율을 나타내지만, CO2 배출량은 가솔린 엔진 대비 25% 줄었으며, NOx 배출량도 95% 감소했다. 또한 동급 가솔린 엔진 대비 30% 이상의 향상된 연비를 보여준다. 이 디젤 엔진은 6속 수동변속기 또는 6속 듀얼클러치변속기와 결합하여 6세대 골프 및 Jetta, Jetta 스포츠웨곤에 각각 탑재되고 있다.
HyBoost 프로젝트는 2년 연구 프로젝트로, 근 시일내 시장에 적용 가능한 기술을 사용하여 성능 저하 없이 CO2 배출량을 40%까지 감소시킨 100g/km이하의 배출성능을 지니는 가솔린 엔진개발이 주 목적이며, 주요 참여 업체는 CPT (Controlled Power Technologies), EALABC (European Advanced Lead Acid Battery Consortium), Ford, Imperial College London 및 Valeo 등으로 다양하며, 英정부의 투자지원을 받고 있다.
Hyboost 프로젝트에 적용되는 주요 신기술은 다음과 같다.
- 배기가스 에너지 회수 기술
- Stop-Start 시스템
- 전기 모터 토크 어시스트
- 회생제동 시스템
KinerStor 프로젝트는 마일드 하이브리드 전기자동차 시스템의 개발이 목표로, Flywheel 에너지 저장기술에 중점을 두고 있다. 이번 프로젝트는 JCB, Land Rover, CTG, Torotrak, SKF 및 Williams Hybrid Power와 파트너십 관계를 체결해 연구개발을 진행하고 있으며, 프로젝트의 핵심기술은 다음 두가지로 나뉜다.
- 기계적/자기적 에너지 저장 장치 (Kinergy) : 리카르도사 개발
- 전기적 에너지 저장 장치 : Williams Hybrid Power가 개발
이 두 가지 기술은 모두 Flywheel 형태로 장착되어 엔진 동력의 회수 및 보조를 목적으로 하고 있으며, 각각 개별적으로 개발된 후 하나의 장치에 융합될 예정이다.
리카르도 사는 기술 개발 후 각 완성차 업체의 요구에 맞는 사양의 기술 솔루션을 판매하겠다는 계획을 세우고 있다.
2-3. 차량전자 기술 동향
현재 출시되어 있는 많은‘주차 보조 시스템’은 주차에 어려움을 느끼는 운전자들에게 큰 도움이 되는 것은 사실이나 초음파 센서 등을 이용하여, 주차 공간을 측정하고 운전자에게 가이드를 할 뿐 조향, 구동, 제동 등의 작업은 운전자가 직접 수행하여야 했다. 이는 기술적인 난이도에 더해, 기술의 안정성(Safety), 강건성(Robustness)이 보장되지 않는다면 사고로 연결되어 완성차 업체에 큰 부담으로 다가올 가능성이 있기 때문에 기존의 업체들은‘자동 주차 (Automatic Parking)’보다는‘주차 보조 (Parking Assist)’개념으로 주요 결정권을 운전자에게 넘겼었다.
또한 보다 큰 안전성을 제공하기 위해, 운전자가 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 등을 조작할 경우 즉시 자동 제어를 중단하는 오버라이드 시스템을 채택하고 있다.
3. 결론
이상으로 지난 2010년 1분기 유럽 자동차 업계의 기술개발 동향에 대해서 간략히 알아보았다. 2009년 처럼 2010년에 들어서도 전기차 및 하이브리드 전기차에 대한 기술 개발은 지속적으로 이루어지고 있으며, 유럽의 하이브리드 전기차 기술은 일본/미국 및 우리나라와는 달리 디젤 기술을 기반으로 이루어지고 있는 것이 특징임을 알 수 있다. 우리나라의 자동차 수출 시장이 미국중심에서 점차 유럽 등지로 확대되는 것을 고려해 볼 때, 국내에서도 소형/고효율 디젤엔진을 기반으로 한 마일드 하이브리드 시스템 기술에도 많은 관심을 기울이기를 바라며 본 고를 마친다.
