2010년 유럽 자동차 업체 주요 기술 동향
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2010-11-25 17:15:05 |
본문
1. 서론
전 세계 자동차 메이커들의 경쟁적인 환경차 개발에 있어서 앞선 디젤엔진 기술을 내세워 독자적인 노선을 견지해 왔던 유럽 자동차 메이커들이 금년 3/4분기를 기점으로 약간의 방향 모색을 꾀하고 있는 것 같다. 그 대표적인 예로 푸조사가 세계 최초의 디젤 풀 하이브리드차량을 내년에 출시하기로 발표하였으며, 자동차 업계의 자존심이라 할 수 있는 다임러사에서도 자사의 소형차분야에 하이브리드시스템을 적용하기 위하여 도요타 측에 기술 제휴를 요청하였고 이에 도요타 측에서 기술 공여를 신중히 검토하고 있는 것으로 알려졌다.
글 / 강명훈 (엔지비)
출처 / 한국자동차공학회 오토저널
또한 다임러사는 지난 7월에 9속 자동변속기를 개발중이라고 발표하여 다시 다단화 변속기 개발 경쟁에서 한발 앞서 나가는 형국이나, 자사 9속 자동변속기의 실효성에 대한 증명은 다임러사의 몫으로 판단된다.
보쉬사는 유럽 업체들이 상대적으로 개발을 집중해 왔던 연비 개선 기술중의 하나인 스타트 & 스탑시스템에있어서 난제중의 하나였던 자동변속기 적용 문제점을 해결한 시스템 개발 완료를 발표하였다. 이에 본 시스템의 자동변속기 차량 적용 시 변경 범위 및 작동 방식을 살펴 보고 이 기술의 향후 적용 범위에 대해 소개하고자 한다.
차량전자 기술 동향에서는 영국의 Prodrive사에서 주도하고 있는 유연성이 가미된 DC-DC 컨버터 개발 로드맵을 살펴보고, 볼보의 4-도어 신형 쿠페 S60에 장착된 Full Auto-Brake 기능을 갖춘 보행자 인식 시스템의 작동 방식 및 그 안전성에 대하여 소개하고자 한다.
2. 기술 동향
2.1 환경기술 동향
유럽 자동차 메이커의 차기 저공해 자동차 개발의 주요 목표는 여전히 클린 디젤차량 개발에 있지만, 북미/아시아 시장에서의 하이브리드 차량에 대한 높은 수요를 감안했을 때 유럽 자동차 메이커도 하이브리드 차량 개발을 더 이상 미룰 수 없는 상황이 되었다.
이에 하이브리드 차량 개발에 가장 적극적인 유럽 자동차 메이커인 푸조사에서는 세계 최초의 디젤 풀 하이브리드 차량인 3008 하이브리드4를 2010년 파리모터쇼(10월 12~17일)에서 선보였고 내년 봄에 시판에 들어간다. 푸조사는 이 차량에 2.0 HDi 엔진과 전기 모터를 장착하여 200마력(엔진 : 163,전기모터 : 37)의 출력을 달성하였으며, 엔진은 전륜을 구동하고 모터는 후륜을 구동함으로써 필요 시 4륜 구동이 가능하게 개발하였다. 한편 푸조사는 3008 하이브리드4의 연비 및 CO2 배출양은 각각 74.4mpg(31.6km/ℓ), 99g/km이라고 전했다. 이와 더불어 운전자는 센터콘솔에 장착된 컨트롤 셀렉터의 4가지 작동 모드인 ZEV/4WD/Auto/Sport를 선택할 수있게 함으로써 운전자의 편의성을 도모하였으며, 이해를 돕기 위하여 각 모드의 기능을 아래에 간략하게 설명해 놓았다.
- ZEV (Zero Emission Vehicle) : 순수 전기 모드 작동
- 4WD : 전기모터 리어휠 구동 / 디젤엔진프런트 휠 구동
- Auto : 전체시스템 자동제어
- Sport : 고속으로 빠른 기어변속 (부스트 기능)
이처럼 하이브리드 차량 개발에 적극적인 푸조사 외 유럽 자동차 메이커들은 상대적으로 하이브리드 차량 개발에 적극적인 투자를 보류해 왔다. 그러나 최근에 약간의 변화의 조짐이 감지되고 있다.
다임러는 이미 자사의 대형 차량에 하이브리드 모델을 선보였으므로 이 두 거인의 제휴는 소형 하이브리드 차량(A클래스)의 개발에 한정될 것으로 예상되며 도요타측도 제휴 성사 시 VITZ급 컴팩트 차량용 하이브리드 모델을 이용할 것으로 예상되고 있다.
2.2 파워트레인 기술 동향
프리미엄 자동차에 있어서 럭셔리한 느낌을 전달하는 중요한 부품으로 자동변속기를 꼽을 수 있다. 요즘 프리미엄 급 자동차에 적용되는 대형 엔진은 강력한 파워를 자랑하기 때문에 자동변속기는 이 강력한 파워를 손실없이 부드럽게 전달해야 하는 어려운 기능을 담당해야 하는 중요한 부품이다.
다임러사에서는 세계 최초로 7속 자동변속기를 개발함으로써 이러한 기술적 어려움에 대한 해결 방안을 제시하였고 이는 본격적인 자동변속기의 다단화 시대를 열었다고 할 수 있다. 다임러사의 7단 자동변속기 개발에 자극 받은 타 사에서는 경쟁적으로 다단화 자동변속기 개발에 착수하여 렉서스(8속), 인피너티(7속), BMW 및 Audi(8속) 등을 양산하고 있다.
이에 다임러사는 7속 자동변속기를 세계 최초로 개발함으로써 누렸던 프리미엄을 지키고자 최근에 9속 자동변속기 개발을 진행 중이라고 발표하였고, 대형엔진과 결합하여 뛰어난 연비 개선 및 CO2 저감을 달성하였다고 하였지만 정확한 수치는 제공하지 않았다. 더불어 다임러사 연구자들은 9속 자동변속기가 현재까지 달성할 수 있는 기술적 한계치일 뿐만 아니라 그 이상의 자동변속기는 운전자들의 혼란만 야기할 뿐이라고 하였는데, 다임러사의 9속 자동변속기 개발 발표가 향후 자동차 업계에 어떠한 영향을 미칠지는 다단화에 따른 중량, 효율 등 기술적 문제를 어떻게 해결 했는지에 달려있다고 할 수 있겠다.
스타트 & 스탑시스템은 최근 몇 년간 자동차 메이커에서 빠르게 적용하고 있는 혁신적인 기술중의 하나이다. 그러나 이 시스템은 대부분 수동변속기 차량용으로 개발되었고 자동변속기에는 기술적 어려움으로 인해 적용이 제한적이었다. 그러나 최근에 보쉬사에서 스타트 & 스탑시스템의 자동변속기 적용이라는 기술적 난제를 극복한 새로운 시스템을 발표하였다. 운전자는 이 시스템을 작동하기 위하여 브레이크 페달을 밟으면 된다. 차량이 정지하면 엔진은 자동으로 멈추게 되며 브레이크 페달이 원복되면 자연스럽게 엔진은 재작동하게 된다.
보쉬사는 스타트 & 스탑시스템의 자동변속기 차량 적용의 문제점을 해결하기 위하여 전기모터, 스타터 및 인젝션 시스템을 소폭 개량하고 콘트롤 소프트웨어를 업그레이드하여 이 시스템이 이종 엔진 및 차량에도 쉽게 적용될 수 있게 하였다. 보쉬사는 본 시스템을 적용하면 도심 주행 시 연비 및 CO2 배출량을 최대 8%까지 개선할 수 있다고 발표하였다.
2.3 차량전자 기술 동향
현재 대표적인 하이브리드 차량인 도요타 프리우스에는 트랙션 모터용과 12V 전기시스템에 각각의 DC-DC컨버터가 적용되고 있다. 이와 같이 이미 2개의 컨버터가 적용되고 있는 상황에서 점점 더 복잡해지는 차량 전자시스템 대응을 위해서 추가의 컨버터를 적용하는 방안은 올바른 대응책으로 보기 어렵다.
이에 영국의 Prodrive사에서는 원가절감∙경량화∙패키지 공간 확보를 위해 유연성이 가미된 단일 컨버터 개발 컨소시엄을 주도하고 있다. 이 컨소시엄은 신형 파워 일렉트로닉스 기술 개발을 위해 3년간 추진되며, 정부 설립 기구인 영국 기술전략위원회(Technology Strategy Board)가 프로젝트를 지원한다. 이번 컨소시엄에 참여한 업체 및 대학은 Prodrive사를 포함해 맨체스 터 대 , Raytheon Systems사 , SciSys사 , International Transformers 및 Tata 유럽 기술센터로 구성된다.
프로젝트 착수 첫 해에는 기본연구에 초점을 맞출 것이며, 그 뒤를 이어 두 번째 해에는 기술적용 및 개발을 한 뒤 착수한 지 3년째 되는 해에 주행 가능한 시연 차량을 완성하게 된다. 이 제품이 시장에 공개되기까지는 5~7년이 더 소요될 것으로 예상되며, 본 컨소시엄의 성공 여부는 입출력 다중전압을 동시에 처리할 수 있는 능력을 갖추면서도 기존 컨버터에 필적하는 컨버전 효율을 낼 수 있느냐에 달려 있다고 할 수 있다.
보행자 인식시스템이 작동될 경우, 일차적으로 청각경고를 내면서 차량 윈드 스크린의 HUD(Head-Up Display)에도 붉은 빛을 점멸함으로써 시각 경고를 보내 제동 준비를 한다. 이런 상황에서도 운전자가 별다른 운전 조작을 취하지 않으면 차량에 최대의 제동력을 가해 차량을 멈춰 세운다.
3. 결론
이상에서 간략하게 나마 살펴 보았듯이 금년 3/4분기는 지금까지 유럽 자동차 메이커들이 개발 비용 등의 문제로 적극적이지 않았던 하이브리드 차량 개발에 대한 변화의 조짐이 보이기 시작한 시점이었다. 그러나 이를 두고 유럽의 환경차 개발의 트렌드가 하이브리드로 변경되었다고 보는 것은 시기 상조라고 판단되며 유럽의 각 메이커는 여러 가지 가능성을 열어두고 향후 시장 변화를 예의 주시하고 있는 것으로 판단된다.
파워트레인 기술 분야에서는 다임러사에서 9속 자동변속기 개발을 발표함으로써 최근에 급속한 진화를 거듭한 다단화 변속기(6단~8단) 개발 경쟁을 다시 촉진할 것으로 예상되나, 향후 전세계 자동차 시장의 상황이나 다단화 변속기에 대한 각 업체들의 개발 전략에 따른 미지수가 많아 속단하기는 이른 것으로 판단된다. 또한 보쉬사에서는 파워트레인의 중요한 연비향상 기술 중의 하나인 스타트 & 스탑시스템을 자동변속기에 장착이 가능하게 개발함으로써 앞으로 이 시스템의 차량 장착률이 증가될 것으로 예상된다.
유럽 자동차 메이커 기술 개발의 주된 방향은 역시 환경차 개발 또는 연비 향상에 맞춰져 있음을 지금까지 확인하였다. 향후 가까운 시기에도 이런 개발 방향의 큰 틀은 유지될 것으로 예상되며, 지금까지 탄탄히 쌓아 올려온 기술력을 바탕으로 파워트레인, 차량 전자화 기술 분야에서도 다양한 신기술 발표가 이어질 것으로 기대된다. 이에 다음 호에서도 여러분에게 유럽 자동차 메이커의 기술 동향에 대해 보다 다양하고 자세하게 소개해 드릴 것을 약속 드리며 이번 원고를 마무리 하고자 한다.
전 세계 자동차 메이커들의 경쟁적인 환경차 개발에 있어서 앞선 디젤엔진 기술을 내세워 독자적인 노선을 견지해 왔던 유럽 자동차 메이커들이 금년 3/4분기를 기점으로 약간의 방향 모색을 꾀하고 있는 것 같다. 그 대표적인 예로 푸조사가 세계 최초의 디젤 풀 하이브리드차량을 내년에 출시하기로 발표하였으며, 자동차 업계의 자존심이라 할 수 있는 다임러사에서도 자사의 소형차분야에 하이브리드시스템을 적용하기 위하여 도요타 측에 기술 제휴를 요청하였고 이에 도요타 측에서 기술 공여를 신중히 검토하고 있는 것으로 알려졌다.
글 / 강명훈 (엔지비)
출처 / 한국자동차공학회 오토저널
또한 다임러사는 지난 7월에 9속 자동변속기를 개발중이라고 발표하여 다시 다단화 변속기 개발 경쟁에서 한발 앞서 나가는 형국이나, 자사 9속 자동변속기의 실효성에 대한 증명은 다임러사의 몫으로 판단된다.
보쉬사는 유럽 업체들이 상대적으로 개발을 집중해 왔던 연비 개선 기술중의 하나인 스타트 & 스탑시스템에있어서 난제중의 하나였던 자동변속기 적용 문제점을 해결한 시스템 개발 완료를 발표하였다. 이에 본 시스템의 자동변속기 차량 적용 시 변경 범위 및 작동 방식을 살펴 보고 이 기술의 향후 적용 범위에 대해 소개하고자 한다.
차량전자 기술 동향에서는 영국의 Prodrive사에서 주도하고 있는 유연성이 가미된 DC-DC 컨버터 개발 로드맵을 살펴보고, 볼보의 4-도어 신형 쿠페 S60에 장착된 Full Auto-Brake 기능을 갖춘 보행자 인식 시스템의 작동 방식 및 그 안전성에 대하여 소개하고자 한다.
2. 기술 동향
2.1 환경기술 동향
유럽 자동차 메이커의 차기 저공해 자동차 개발의 주요 목표는 여전히 클린 디젤차량 개발에 있지만, 북미/아시아 시장에서의 하이브리드 차량에 대한 높은 수요를 감안했을 때 유럽 자동차 메이커도 하이브리드 차량 개발을 더 이상 미룰 수 없는 상황이 되었다.
이에 하이브리드 차량 개발에 가장 적극적인 유럽 자동차 메이커인 푸조사에서는 세계 최초의 디젤 풀 하이브리드 차량인 3008 하이브리드4를 2010년 파리모터쇼(10월 12~17일)에서 선보였고 내년 봄에 시판에 들어간다. 푸조사는 이 차량에 2.0 HDi 엔진과 전기 모터를 장착하여 200마력(엔진 : 163,전기모터 : 37)의 출력을 달성하였으며, 엔진은 전륜을 구동하고 모터는 후륜을 구동함으로써 필요 시 4륜 구동이 가능하게 개발하였다. 한편 푸조사는 3008 하이브리드4의 연비 및 CO2 배출양은 각각 74.4mpg(31.6km/ℓ), 99g/km이라고 전했다. 이와 더불어 운전자는 센터콘솔에 장착된 컨트롤 셀렉터의 4가지 작동 모드인 ZEV/4WD/Auto/Sport를 선택할 수있게 함으로써 운전자의 편의성을 도모하였으며, 이해를 돕기 위하여 각 모드의 기능을 아래에 간략하게 설명해 놓았다.
- ZEV (Zero Emission Vehicle) : 순수 전기 모드 작동
- 4WD : 전기모터 리어휠 구동 / 디젤엔진프런트 휠 구동
- Auto : 전체시스템 자동제어
- Sport : 고속으로 빠른 기어변속 (부스트 기능)
이처럼 하이브리드 차량 개발에 적극적인 푸조사 외 유럽 자동차 메이커들은 상대적으로 하이브리드 차량 개발에 적극적인 투자를 보류해 왔다. 그러나 최근에 약간의 변화의 조짐이 감지되고 있다.
다임러는 이미 자사의 대형 차량에 하이브리드 모델을 선보였으므로 이 두 거인의 제휴는 소형 하이브리드 차량(A클래스)의 개발에 한정될 것으로 예상되며 도요타측도 제휴 성사 시 VITZ급 컴팩트 차량용 하이브리드 모델을 이용할 것으로 예상되고 있다.
2.2 파워트레인 기술 동향
프리미엄 자동차에 있어서 럭셔리한 느낌을 전달하는 중요한 부품으로 자동변속기를 꼽을 수 있다. 요즘 프리미엄 급 자동차에 적용되는 대형 엔진은 강력한 파워를 자랑하기 때문에 자동변속기는 이 강력한 파워를 손실없이 부드럽게 전달해야 하는 어려운 기능을 담당해야 하는 중요한 부품이다.
다임러사에서는 세계 최초로 7속 자동변속기를 개발함으로써 이러한 기술적 어려움에 대한 해결 방안을 제시하였고 이는 본격적인 자동변속기의 다단화 시대를 열었다고 할 수 있다. 다임러사의 7단 자동변속기 개발에 자극 받은 타 사에서는 경쟁적으로 다단화 자동변속기 개발에 착수하여 렉서스(8속), 인피너티(7속), BMW 및 Audi(8속) 등을 양산하고 있다.
이에 다임러사는 7속 자동변속기를 세계 최초로 개발함으로써 누렸던 프리미엄을 지키고자 최근에 9속 자동변속기 개발을 진행 중이라고 발표하였고, 대형엔진과 결합하여 뛰어난 연비 개선 및 CO2 저감을 달성하였다고 하였지만 정확한 수치는 제공하지 않았다. 더불어 다임러사 연구자들은 9속 자동변속기가 현재까지 달성할 수 있는 기술적 한계치일 뿐만 아니라 그 이상의 자동변속기는 운전자들의 혼란만 야기할 뿐이라고 하였는데, 다임러사의 9속 자동변속기 개발 발표가 향후 자동차 업계에 어떠한 영향을 미칠지는 다단화에 따른 중량, 효율 등 기술적 문제를 어떻게 해결 했는지에 달려있다고 할 수 있겠다.
스타트 & 스탑시스템은 최근 몇 년간 자동차 메이커에서 빠르게 적용하고 있는 혁신적인 기술중의 하나이다. 그러나 이 시스템은 대부분 수동변속기 차량용으로 개발되었고 자동변속기에는 기술적 어려움으로 인해 적용이 제한적이었다. 그러나 최근에 보쉬사에서 스타트 & 스탑시스템의 자동변속기 적용이라는 기술적 난제를 극복한 새로운 시스템을 발표하였다. 운전자는 이 시스템을 작동하기 위하여 브레이크 페달을 밟으면 된다. 차량이 정지하면 엔진은 자동으로 멈추게 되며 브레이크 페달이 원복되면 자연스럽게 엔진은 재작동하게 된다.
보쉬사는 스타트 & 스탑시스템의 자동변속기 차량 적용의 문제점을 해결하기 위하여 전기모터, 스타터 및 인젝션 시스템을 소폭 개량하고 콘트롤 소프트웨어를 업그레이드하여 이 시스템이 이종 엔진 및 차량에도 쉽게 적용될 수 있게 하였다. 보쉬사는 본 시스템을 적용하면 도심 주행 시 연비 및 CO2 배출량을 최대 8%까지 개선할 수 있다고 발표하였다.
2.3 차량전자 기술 동향
현재 대표적인 하이브리드 차량인 도요타 프리우스에는 트랙션 모터용과 12V 전기시스템에 각각의 DC-DC컨버터가 적용되고 있다. 이와 같이 이미 2개의 컨버터가 적용되고 있는 상황에서 점점 더 복잡해지는 차량 전자시스템 대응을 위해서 추가의 컨버터를 적용하는 방안은 올바른 대응책으로 보기 어렵다.
이에 영국의 Prodrive사에서는 원가절감∙경량화∙패키지 공간 확보를 위해 유연성이 가미된 단일 컨버터 개발 컨소시엄을 주도하고 있다. 이 컨소시엄은 신형 파워 일렉트로닉스 기술 개발을 위해 3년간 추진되며, 정부 설립 기구인 영국 기술전략위원회(Technology Strategy Board)가 프로젝트를 지원한다. 이번 컨소시엄에 참여한 업체 및 대학은 Prodrive사를 포함해 맨체스 터 대 , Raytheon Systems사 , SciSys사 , International Transformers 및 Tata 유럽 기술센터로 구성된다.
프로젝트 착수 첫 해에는 기본연구에 초점을 맞출 것이며, 그 뒤를 이어 두 번째 해에는 기술적용 및 개발을 한 뒤 착수한 지 3년째 되는 해에 주행 가능한 시연 차량을 완성하게 된다. 이 제품이 시장에 공개되기까지는 5~7년이 더 소요될 것으로 예상되며, 본 컨소시엄의 성공 여부는 입출력 다중전압을 동시에 처리할 수 있는 능력을 갖추면서도 기존 컨버터에 필적하는 컨버전 효율을 낼 수 있느냐에 달려 있다고 할 수 있다.
보행자 인식시스템이 작동될 경우, 일차적으로 청각경고를 내면서 차량 윈드 스크린의 HUD(Head-Up Display)에도 붉은 빛을 점멸함으로써 시각 경고를 보내 제동 준비를 한다. 이런 상황에서도 운전자가 별다른 운전 조작을 취하지 않으면 차량에 최대의 제동력을 가해 차량을 멈춰 세운다.
3. 결론
이상에서 간략하게 나마 살펴 보았듯이 금년 3/4분기는 지금까지 유럽 자동차 메이커들이 개발 비용 등의 문제로 적극적이지 않았던 하이브리드 차량 개발에 대한 변화의 조짐이 보이기 시작한 시점이었다. 그러나 이를 두고 유럽의 환경차 개발의 트렌드가 하이브리드로 변경되었다고 보는 것은 시기 상조라고 판단되며 유럽의 각 메이커는 여러 가지 가능성을 열어두고 향후 시장 변화를 예의 주시하고 있는 것으로 판단된다.
파워트레인 기술 분야에서는 다임러사에서 9속 자동변속기 개발을 발표함으로써 최근에 급속한 진화를 거듭한 다단화 변속기(6단~8단) 개발 경쟁을 다시 촉진할 것으로 예상되나, 향후 전세계 자동차 시장의 상황이나 다단화 변속기에 대한 각 업체들의 개발 전략에 따른 미지수가 많아 속단하기는 이른 것으로 판단된다. 또한 보쉬사에서는 파워트레인의 중요한 연비향상 기술 중의 하나인 스타트 & 스탑시스템을 자동변속기에 장착이 가능하게 개발함으로써 앞으로 이 시스템의 차량 장착률이 증가될 것으로 예상된다.
유럽 자동차 메이커 기술 개발의 주된 방향은 역시 환경차 개발 또는 연비 향상에 맞춰져 있음을 지금까지 확인하였다. 향후 가까운 시기에도 이런 개발 방향의 큰 틀은 유지될 것으로 예상되며, 지금까지 탄탄히 쌓아 올려온 기술력을 바탕으로 파워트레인, 차량 전자화 기술 분야에서도 다양한 신기술 발표가 이어질 것으로 기대된다. 이에 다음 호에서도 여러분에게 유럽 자동차 메이커의 기술 동향에 대해 보다 다양하고 자세하게 소개해 드릴 것을 약속 드리며 이번 원고를 마무리 하고자 한다.
