XC90과 S90 등 새로운 플랫폼을 베이스로 개발한 신차들의 선전으로 볼보의 행보가 숨가쁘다. 2015년 연간 글로벌 판매 50만대를 돌파했고 80만대의 목표도 제시하는 등 시장의 부침에 따"/> XC90과 S90 등 새로운 플랫폼을 베이스로 개발한 신차들의 선전으로 볼보의 행보가 숨가쁘다. 2015년 연간 글로벌 판매 50만대를 돌파했고 80만대의 목표도 제시하는 등 시장의 부침에 따"/> 볼보의 전동화 전략을 통해 보는 파워트레인의 현재 > 스페셜이슈 | 글로벌오토뉴스

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볼보의 전동화 전략을 통해 보는 파워트레인의 현재

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2016-08-01 22:54:08

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XC90과 S90 등 새로운 플랫폼을 베이스로 개발한 신차들의 선전으로 볼보의 행보가 숨가쁘다. 2015년 연간 글로벌 판매 50만대를 돌파했고 80만대의 목표도 제시하는 등 시장의 부침에 따라 어려움을 겪고 있는 일부 메이커들과는 다른 성과를 올리고 있다. 이 시대의 화두인 자율주행차의 기술에서도 메르세데스 벤츠와 경쟁하고 있고 연비성능 향상과 배기가스 저감을 위한 기술 개발도 앞선 행보를 보이고 있다. 볼보의 전동화 전략에 대해 살펴 본다. 

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일본 후지 경제연구소는 2016년 6월 15일 2035년 전동화차의 전 세계 판매대수가 1,700만대가 될 것이라고 전망했다. 그들의 전망은 신뢰하기 어렵다. 그들은 2011년 8월에는 2025년에는 2010년의 36 배인 3천210만대에 달할 것으로 예측된다고 발표했었다. 중요한 것은 5년 사이에 예상치가 연도를 무시하고도 절반 이하로 줄었다. 10년이라는 기간을 감안한다면 전동화차의 미래는 생각보다 만만치 않다는 것을 보여 준다고도 할 수 있다. 

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배터리 전기차를 비롯해 하이브리드 전기차, 플러그인 하이브리드 전기차, 연료전지 전기차 등 전동화차의 미래에 대해서 가장 적극적인 전망을 내놓는 부류는 미래학자들이다. 2030년경이면 대부분의 자동차가 전기차(BEV)로 바뀔 것이라고 전망하고 있다. 제임스 캔톤도, 토니 세바도, 제러미 리프킨도, 한국의 미래학자 최윤식도 그렇다. 그들의 책을 읽어 보면 이구동성으로 서로 배낀 것처럼 비슷한 전망으로 가득하다. 그들의 저서를 자세히 읽다 보면 자동차 기술은 물론이고 산업적인 지식이 완전치 않다는 것을 알 수 있는 대목이 종종 나온다. 

그럼에도 불구하고 전동화는 피할 수 없는 과제다. 아니 그보다는 석유 패권에 시달리는 소비자를 구하고 각종 공해를 유발하는 화석연료의 사용을 종식시키기 위해 전동화는 인류의 과제라는 의견이 점차 그 힘을 더 얻어가고 있다. 석탄발전소에서 만든 전기로 전기차를 굴리는 형태로는 환경악화를 막을 수 없다. 

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더불어 이런 많은 논란과 관계없이 문제를 해결하는 것은 자동차를 개발 생산해서 판매하는 기업들이다. 

자동차회사들의 최근의 일련의 행보를 보면 파워트레인의 미래가 일반적으로 알려진 것과는 많이 다르다는 것을 알 수 있다. BMW를 비롯해 많은 메이커들이 모듈러 엔진을 개발했고 메르세데스 벤츠는 직렬 6기통 부활을 결정했다. 재규어도 새로 출시한 SUV F-Pace에 직렬 6기통 엔진 탑재를 준비하고 있다. 일본 자동차회사들은 직분 터보차저보다는 열 효율성을 높이는 기술개발에 더 힘을 쏟고 있다. 폭스바겐 그룹이 2~3년 전부터 라이트사이징(Rightsizing)이라는 슬로건 하에 개발하고 있는 것은 밀러 사이클(앳킨슨 사이클)을 활용한 효율성 제고를 위한 기술이다. 

그러면서 동시 모든 자동차회사들은 전동화 기술 개발에도 많은 투자를 하고 있다. 여기에서는 볼보의 전동화 전략을 간략히 살펴 본다. 

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볼보는 2015년 말 전 모델에 PHEV 버전을 라인업한다고 발표했다. 우선 대형차용 모듈러 플랫폼 SPA(Scalable Product Architecture)을 베이스로하는 90/60시리즈에 PHEV 버전을 추가한다. SPA와 마찬가지로 처음부터 전동화를 상정해 PHEV와 EV에 적용할 수 있는 소형차 전용 플랫폼  CMA(Compact ModularArchitecture)를 개발해 40시리즈 등 소형차로 전동화를 추구한다. 첫 번째 CMA 베이스의 모델은2017년에 도입된다. 앞으로의 볼보차는 SPA와 CMA를 베이스로 개발된다. 볼보는4년 안에 전 라인업을 쇄신할 계획이다. 장기적으로는 2015년까지 전동화 차 판매 목표 100만대를 설정하고 있다. 

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볼보는 ‘트윈 엔진’이라고 명명한 플러그인 하이브리드 전기차와 배터리 전기차에 집중하고자 하고 있다. 물론 다른 메이커들과 마찬가지로 유럽에서 2021년부터 시행되는 이산화탄소 배출량 95g/km 억제 정책을 위한 것이다. 목적은 SUV 등 대형차의 판매 제고다. 

배터리 전기차에 관해서는 배터리의 용량확대와 가격 하락을 기다려 2019년부터 투입한다는 계획이다. 현재는 C30 BEV 가 있는데 2019년에는 S90등의 베이스는 SPA 플랫폼에도 BEV 버전을 라인업한다는 것이다. 규모의 경제를 확보다 전체적인 비용저감을 이루고 그로 인해 가격 경쟁력을 확보하겠다는 것이다. 

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볼보는 현재 중형차용 SPA와 소형차용 CMA등 두 개의 플랫폼을 운용하고 있다. 아직은 기존 플랫폼을 베이스로 하고 있는 모델도 있지만 2019년까지 모두 새로운 플랫폼으로 바꾼다. 볼보의 플랫폼은 내연기관 엔진은 물론이고 PHEV와 BEV 등 모든 파워트레인을 자유롭게 탑재할 수 있도록 한 것이 특징이다. 

그렇게 해서 2020년에는 전체 판매대수의 10%를 전동화차로 채운다는 목표를 세우고 있다. 이를 위해 2017년에 C세그먼트를 중심으로 하는 소형차용 플랫폼 CMA를 완전 실용화한다. SPA와 CMA는 전동파워트레인에 대응하는 것은 물론이고 서로 부품도 공유한다. 물론 세단과 왜건, SUV등 다양한 보디 베리에이션도 가능하다.
 
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이 두 개의 플랫폼은 차종에 따라 변경되지 않는 고정 영역과 변경할 수 있는 가변 영역으로 나뉘어 유연한 설계를 할 수 있다. 앞 차축부터 앞 좌석 발 공간까지가 고정 영역이고 전폭을 포함한 그 외가 가변 영역이다. 이는 폭스바겐의 MQB과 거의 비슷한 사상이다. 

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현재 나와있는 전동파워트레인 중 가장 중심에 있는 것은 신형 XC90을 통해 국내에도 선보이고 있는 트윈엔진 PHEV의 T8이다. 1.5리터 엔진에 전기모터를 조합한 T5도 개발 중에 있다. 전자는 최고출력 235kW, 최대토크 400Nm의 가솔린 엔진에 65kW, 240Nm의 전기모터를 조합한다. 모터와 인버터는 독일 지멘스제이고 리튬 이온 배터리는 LG화학에서 공급한다. EV 모드의 주행거리는 43km, 이산화탄소 배출량은 49g/km. 같은 배기량의 가솔린 엔진이 180g/km인 것을 감안하면 큰 차이이다. 

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한편 CMA플랫폼은 앞바퀴 굴림방식을 기본으로 한다. 앞쪽에 엔진과 전기모터를 배치한다. 직렬 3기통 엔진에 전기모터와 DCT(Dual Clutch Trasmission)을 조합한다. 지멘스제 모터의 최고출력은 55kW. 배터리 용량은 SPA의 9.2kWh보다 높은 9.7Kwh라는 점이 특징이다. 이는 EV모드의 주행거리를 50km로 늘리기 위한 것이다. 

전체적인 판매대수 증가에 크게 기여할 것으로 기대하고 있는 것은 2017년 실용화되는 CMA 베이스의 모델들이다. CMA는 모회사인 중국 질리자동차화 공동 개발했다. 질리자동차의 모델들에도 CMA를 유용한다는 것이다. 그렇다면 비용저감에도 크게 도움이 된다. 

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볼보의 전동화차 역사는 깊다. 1976년에 BEV 프로토타입을 개발했었다. 최근에는 2010년 출시한 C30 BEV가 있고 2012년에는 세계 최초로 디젤 PHEV를 탑재한 V60을 출시했다. 또한 중국시장용 PHEV S60L도 내놓았다. 

볼보의 전동화 로드맵은 2015년의 XC90을 시작으로 한다. 올 해에는 S90의 PHEV를 내놓고 2017년에는 CMA 베이스의 PHEV를 투입하고 2019년에는 BEV 버전을 내놓는다. 

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볼보는 이런 전동화 전략의 실행에 중요한 관건은 배터리 가격 저하로 보고 있다. SPA용에는 LG화학의 셀을 사용하고 있지만 CMA용은 아직 결정되지 않았다고 한다. 

항상 하는 말이지만 신기술은 기존 기술이 축적된 상태에서 가능하다. 인터넷과 달리 자동차는 신참자가 트리거는 될 수 있어도 게임 체인저는 될 수 없다. 볼보의 전동화 전략이 전혀 새로운 것은 아니지만 우리에게 전동화의 미래에 대해 많은 생각을 하게 하는 것은 분명하다. 
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