인터뷰-토요타 프리우스 CE 아키히코 오츠카
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2009-06-26 07:06:29 |
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인터뷰-토요타 프리우스 CE 아키히코 오츠카
토요타 승용차 개발센터의 치프 엔지니어 아키히코 오츠카를 홋카이도 토카치 인터내셔널 스피드웨이 프리우스 시승 현장에서 만났다. 1964년생인 그는 1세대 프리우스의 데뷔와 함께 하이브리드카 개발에 뛰어들었으며 2007년 프리우스 치프 엔지니어로 승진한 인물이다. 자동차회사의 치프 엔지니어 대부분이 그렇듯이 그는 자신있는 어조로 그가 책임지고 개발한 프리우스를 발표했다. 특히 별도의 인터뷰 시간 외에도 끝까지 행사에 참석해 어떤 질문이라도 거침없이 답하는 모습이 인상적이었다. 그의 기조 연설을 시작으로 기자들과의 질의 응답을 일문일답식으로 정리한다.
글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
아키히코 오츠카 : 하이브리드 시스템은 청정 배기가스 배출, 이산화탄소 배출저감, 석유소비 감소에 기여할 수 있는 핵심 토요타 기술이다. 우리는 첨단 기술이 제품으로서 소비자에게 어필해 시장에 유포될 때에만 그 의미를 갖는다고 생각한다. 1997년 1세대 프리우스 출시 이후 토요타는 합리적인 가격의 제품을 고객이 필요로 하는 때와 장소에 제공해왔으며 우리의 하리브리드 라인업을 적극적으로 확대함으로써 하이브리드 차량 사용 촉진을 위해 노력해왔다.
이런 노력의 결과로 토요타 하이브리드 차량의 전 세계 누계 판매량은 180만대를 돌파했다. 우리는 지금까지 판매된 토요타 하이브리드 차량이 가솔린 소비량의 270만 킬로리터 저감과 이산화탄소 배출량을 약 900만톤 가량 줄이는데 기여했다고 생각한다.
앞으로 우리는 빠르면 2010년대에는 연 100만대의 하이브리드 차량 판매라는 목표를 달성하기 위해 최선을 다할 것이다. 그리고 2020년대까지 토요타 라인업에 있는 모든 차량에 하이브리드 기술을 적용하기 위해 노력할 것이다. 이를 위해 우리의 하이브리드 시스템의 성능과 연비에 현격한 향상이 필요하며 이는 결국 토요타가 그러한 시스템의 소형화, 경량화, 비용저감에 주력해야 함을 의미한다. 우리는 현재 1세대 프리우스에 사용된 시스템의 크기, n게, 비용의 1/4인 하이브리드 시스템 개발이라는 목표를 달성하기 위해 개발을 추진중에 있다.
대량 생산을 염두하고 특히 우리는 선진기술개발, 디자인, 생산공정에 관여하는 인력과 생산공장 인력 및 공급업체까지 모두 아우르는 이니셔티브를 강화할 것이다. 이를 통해 우리는 신기술 준비에 속도를 높여 리드 타임을 단축할 수 있게 될 것이다. 이러한 활동 들은 하이브리드 시스템뿐만 아니라 엔진과 트랜스미션의 개발에서 기인한 각종 환경 기술의 신속한 실현으로 이어질 것이다.
Q : 배기량을 1.5리터에서 1.8리터로 늘린 가장 큰 이유는 ?
A : 오직 연비 향상을 위한 것이다. 배기량을 늘린 것은 전적으로 연비 향상을 위해서다. 지금까지 하이브리드는 정차가 잦은 시내 주행에서는 쉽게 효과를 볼 수 있지만 고속도로에서의 연비는 크게 효과가 없다는 평가를 받은 것이 사실이다. 연비는 엔진의 효율성과 공력특성, 그리고 타이어의 주행 저항 등 다양한 요소가 고려되어야 한다. 우리는 그 부분의 개선의 필요성을 느꼈고 그를 위해 배기량을 늘리는 방법을 택했다.
토요타 자체 시험 결과 120km/h의 속도 영역에서 기존 엔진에 비해 10~15%의 연비 개선효과를 확인했다. 2세대 모델은 17.2km/리터였던 것이 19.0km/로 향상되었다. 누구나 아는 내용이지만 하이브리드카로 도심부에서 연비의 우수성을 입증하는 것은 쉽다. 하지만 고속에서는 모터를 사용하는 빈도가 적어 효과를 보기가 쉽지 않다.
Q : 경량화를 통해 1.5리터 엔진을 그대로 사용할 생각은 하지 않았나?
A : 1.5리터 엔진을 그대로 사용해 연비 개선을 고려하지 않은 것은 아니다. 하지만 엔진 효율면에서 차체 크기에 대해 중량과 매칭되는 적정 배기량이 필요하다. 현재 프리우스의 세그먼트에서는 1.8리터가 적정하다는 결론을 내렸다.
특히 세계적인 안전성능과 각종 법규가 강화되는 추세에 있다. USNCAP, EUNCAP 등 대부분이 규제 수치를 더 높여가고 있다. 그래서 우리는 차체를 강화해야 할 필요성을 느꼈다. 물론 그 과정에서 경량화도 동시에 추구했다. 예를 들어 3세대 모델에 적용된 하이브리드 시스템의 부품을 모두 새로 설계해 시스템 중량을 20% 가량 저감하는데 성공했다.
우리는 2010년대 중 가능한 빠른 시기에 연간 100만대의 하리브리드카 생산 목표를 달성할 것이고 그렇게 되면 프리우스 이외의 다양한 세그먼트에 하이브리드 전용 모델을 개발할 계획이다.
Q : 하이브리드용 배터리의 탑재로 인해 중량 배분에 차이가 있는데 3세대 모델에는 어떤 노력이 시도되었는가?
A : 우리는 3세대 모델에도 니켈 수소 배터리를 사용했다. 배터리 모듈 자체는 2세대 모델과 다르지 않다. 질량과 중량도 그래도다. 모터와 인버터 등 하이브리드 부품은 90% 새로 설계해 경량화를 달성해 그 문제를 해소했다. 특히 재료를 덜 사용해 제작함으로써 비용저감도 이루었다.
특히 3세대 모델에는 하이브리드 모델에는 최초로 감속기어를 설정했다. 이는 구동용 모터와 결함해 파워를 높이는데 사용된다. 파워는 회전수×토크로 전해진다. 토크 자체는 내리고 모터의 회전수는 2세대 모델이 6,400rpm이었던 것을 1만 2,500rpm까지 높였다. 회전수를 높여 파워를 확보하는 방법을 택한 것이다. 모터의 크기는 토크와 관계가 있어 토크를 낮출 필요성이 있었다.
Q : 왜 리튬 이온이 아닌 니켈 수소 배터리를 사용했는가?
A : 우리는 리튬 이온 배터리도 개발하고 있다. 내가 알고 있는 바로 현 시점에서 니켈 수소와 리튬 이온 배터리는 각각 일장 일단이 있다. 출력 밀도는 리튬 이온이 높고 작고 소형화가 가능하다는 이점이 있다. 그에 반해 단 시간에 대량의 전력을 추출하는데는 한계가 있다. 우리는 현재의 하이브리드카에는 대량의 전력 추출이 필요하고 그런 의미에서 니켈 수소가 효율적이라는 결론을 내렸다. 안전이나 장기적인 내구성, 비용면에서도 니켈 수소쪽이 훨씬 적합하다고 판명되었다.
앞으로 플러그 인 하이브리드라든가 연료전지차 등 대량의 전기 에너지를 필요로 하는 파워 트레인이 실용화가 진행된다면 리튬 이온이 더 많이 사용될 가능성도 있다. 우리는 소형 전기차와 플러그 인 하이브리드카에는 리튬 이온 배터리를 사용할 계획이다. 또한 10~20년 후 자동차의 컨셉이 지금과 달라진다면 상황에 따라 니켈 수소, 혹은 리튬 이온을 구별해서 선택하는 시대가 올 지도 모른다.
Q : 디젤 하이브리드카에 대한 가능성은 ?
A : 우리는 이미 다이나(Dyna)라는 트럭에 디젤 하이브리드 시스템을 채용해 본 경험이 있다. 그에 따른 노하우도 축정되어 있는 상태다. 잘 알다시피 디젤은 연비가 좋다. 그만큼 이산화탄소 배출이 적다는 이점이 있다. 하지만 질소산화물(NOx)과 탄화수소(HC)의 배출량이 많다는 단점이 있다.
유럽 대부분의 메이커들은 디젤 엔진의 발전에 치중하고 있다. 세계적인 흐름인 지구 온난화의 주범인 온실가스 문제가 크게 부상하면서 유럽 메이커들은 더 많은 기술 개발에 투자를 하고 있는 것으로 알고 있다. 하지만 디젤 엔진은 연소압이 높다는 단점이 있고 그만큼 비용이 더 먹힌다. 하이브리드카도 추가적인 비용이 들지만 디젤쪽보다는 낮다. 다시 말해 디젤차량은 비용과 성능 측면에서 가솔린 하이브리드카보다 열위에 있다고 생각한다.
Q : 솔라 패널을 3세대 프리우스에 처음 적용했다. 앞으로 어떤 방향으로 발전될 가능성이 있는가?
A : 하이브리드카는 궁극적으로 에너지 효율을 높이고 연비의 손실을 줄이기 위한 수단이다. 하지만 크게 보면 앞으로 인류는 가능한 모든 에너지를 사용하지 않으면 안된다. 그런 컨셉에서 하이브리드카에 솔라 패널을 결합하는 시도를 하게 됐다. 솔라 패널 자체는 비용은 낮추고 효율을 높여야 하는 과제가 아직은 존재한다. 지금은 차체 환기 등 극히 제한적인 용도로 사용하지만 이 씨앗이 앞으로 어떤 열매를 맺게 될지는 아무도 모른다. 우리는 이 분야에 큰 기대를 하고 있다.
Q : 토요타 하이브리드 시스템의 특허 관계는?
A : 2세대 모델의 경우 전 세계에 1,300여개의 특허를 신청했었다. 그중 하이브리드 관련 특허는 절반 정도된다. 3세대 모델은 530여개의 특허를 신청했다. 지금까지는 지적 재산권에 대해 크게 신경을 쓰지 못했다. 하지만 앞으로는 적극적으로 챙길 계획이다.
Q : 에코차를 향한 토요타의 궁극적은 목표는 무엇인가?
A : 토요타의 비전에 따라 우리는 모터 자동차의 부정적인 영향을 최소화하고 편리함, 안락함, 재미와 짜릿함 등과 같은 긍정적인 측면만을 극대화하는 궁극적인 에코차량의 구현을 목표로 하고 있다.
이런 맥락에서 우리는 전력의 활용과 관련된 이니셔티브를 모색 중에 있다. 전기는 다양한 주요 에너지원으로부터 생산이 가능하기 때문에 공급이 안정적이라는 장점이 있다. 배기가스와 이산화탄소가 전혀없는 차량 운행도 가능하다.
토요타는 컴팩트 전지가츼 연구 개발을 진행해 왔으며 대량 생산을 목표로 개발에 박차를 가할 계획이다. 이는 미래에 즉 리튬 이온 배터리보다 월등하게 우수한 차세대 배터리 기술이 현실화될 때 비로서 가능해 질 것이다.
따라서 현 시점에서 플러그 인 하이브리드카가 전기 에너지를 활용하는 가장 현실적인 접근법이다. 일반 가정에서 흔히 찾아볼 수 있는 전기 소켓을 통해 충전할 수 있는 배터리를 사용해 플러그 인 하이브리드카는 단거리 주행에는 전기차로, 장거리 주행에는 일반적인 하이브리드카로 운행된다.
날마다 하이브리드 기술의 잠재력이 보다 분명해지고 있으며 토요타는 하이브리드 기술이 진화해 궁극적이 에코카의 근간을 형성하게 될 것이라고 믿고 있다.
토요타 승용차 개발센터의 치프 엔지니어 아키히코 오츠카를 홋카이도 토카치 인터내셔널 스피드웨이 프리우스 시승 현장에서 만났다. 1964년생인 그는 1세대 프리우스의 데뷔와 함께 하이브리드카 개발에 뛰어들었으며 2007년 프리우스 치프 엔지니어로 승진한 인물이다. 자동차회사의 치프 엔지니어 대부분이 그렇듯이 그는 자신있는 어조로 그가 책임지고 개발한 프리우스를 발표했다. 특히 별도의 인터뷰 시간 외에도 끝까지 행사에 참석해 어떤 질문이라도 거침없이 답하는 모습이 인상적이었다. 그의 기조 연설을 시작으로 기자들과의 질의 응답을 일문일답식으로 정리한다.
글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
아키히코 오츠카 : 하이브리드 시스템은 청정 배기가스 배출, 이산화탄소 배출저감, 석유소비 감소에 기여할 수 있는 핵심 토요타 기술이다. 우리는 첨단 기술이 제품으로서 소비자에게 어필해 시장에 유포될 때에만 그 의미를 갖는다고 생각한다. 1997년 1세대 프리우스 출시 이후 토요타는 합리적인 가격의 제품을 고객이 필요로 하는 때와 장소에 제공해왔으며 우리의 하리브리드 라인업을 적극적으로 확대함으로써 하이브리드 차량 사용 촉진을 위해 노력해왔다.
이런 노력의 결과로 토요타 하이브리드 차량의 전 세계 누계 판매량은 180만대를 돌파했다. 우리는 지금까지 판매된 토요타 하이브리드 차량이 가솔린 소비량의 270만 킬로리터 저감과 이산화탄소 배출량을 약 900만톤 가량 줄이는데 기여했다고 생각한다.
앞으로 우리는 빠르면 2010년대에는 연 100만대의 하이브리드 차량 판매라는 목표를 달성하기 위해 최선을 다할 것이다. 그리고 2020년대까지 토요타 라인업에 있는 모든 차량에 하이브리드 기술을 적용하기 위해 노력할 것이다. 이를 위해 우리의 하이브리드 시스템의 성능과 연비에 현격한 향상이 필요하며 이는 결국 토요타가 그러한 시스템의 소형화, 경량화, 비용저감에 주력해야 함을 의미한다. 우리는 현재 1세대 프리우스에 사용된 시스템의 크기, n게, 비용의 1/4인 하이브리드 시스템 개발이라는 목표를 달성하기 위해 개발을 추진중에 있다.
대량 생산을 염두하고 특히 우리는 선진기술개발, 디자인, 생산공정에 관여하는 인력과 생산공장 인력 및 공급업체까지 모두 아우르는 이니셔티브를 강화할 것이다. 이를 통해 우리는 신기술 준비에 속도를 높여 리드 타임을 단축할 수 있게 될 것이다. 이러한 활동 들은 하이브리드 시스템뿐만 아니라 엔진과 트랜스미션의 개발에서 기인한 각종 환경 기술의 신속한 실현으로 이어질 것이다.
Q : 배기량을 1.5리터에서 1.8리터로 늘린 가장 큰 이유는 ?
A : 오직 연비 향상을 위한 것이다. 배기량을 늘린 것은 전적으로 연비 향상을 위해서다. 지금까지 하이브리드는 정차가 잦은 시내 주행에서는 쉽게 효과를 볼 수 있지만 고속도로에서의 연비는 크게 효과가 없다는 평가를 받은 것이 사실이다. 연비는 엔진의 효율성과 공력특성, 그리고 타이어의 주행 저항 등 다양한 요소가 고려되어야 한다. 우리는 그 부분의 개선의 필요성을 느꼈고 그를 위해 배기량을 늘리는 방법을 택했다.
토요타 자체 시험 결과 120km/h의 속도 영역에서 기존 엔진에 비해 10~15%의 연비 개선효과를 확인했다. 2세대 모델은 17.2km/리터였던 것이 19.0km/로 향상되었다. 누구나 아는 내용이지만 하이브리드카로 도심부에서 연비의 우수성을 입증하는 것은 쉽다. 하지만 고속에서는 모터를 사용하는 빈도가 적어 효과를 보기가 쉽지 않다.
Q : 경량화를 통해 1.5리터 엔진을 그대로 사용할 생각은 하지 않았나?
A : 1.5리터 엔진을 그대로 사용해 연비 개선을 고려하지 않은 것은 아니다. 하지만 엔진 효율면에서 차체 크기에 대해 중량과 매칭되는 적정 배기량이 필요하다. 현재 프리우스의 세그먼트에서는 1.8리터가 적정하다는 결론을 내렸다.
특히 세계적인 안전성능과 각종 법규가 강화되는 추세에 있다. USNCAP, EUNCAP 등 대부분이 규제 수치를 더 높여가고 있다. 그래서 우리는 차체를 강화해야 할 필요성을 느꼈다. 물론 그 과정에서 경량화도 동시에 추구했다. 예를 들어 3세대 모델에 적용된 하이브리드 시스템의 부품을 모두 새로 설계해 시스템 중량을 20% 가량 저감하는데 성공했다.
우리는 2010년대 중 가능한 빠른 시기에 연간 100만대의 하리브리드카 생산 목표를 달성할 것이고 그렇게 되면 프리우스 이외의 다양한 세그먼트에 하이브리드 전용 모델을 개발할 계획이다.
Q : 하이브리드용 배터리의 탑재로 인해 중량 배분에 차이가 있는데 3세대 모델에는 어떤 노력이 시도되었는가?
A : 우리는 3세대 모델에도 니켈 수소 배터리를 사용했다. 배터리 모듈 자체는 2세대 모델과 다르지 않다. 질량과 중량도 그래도다. 모터와 인버터 등 하이브리드 부품은 90% 새로 설계해 경량화를 달성해 그 문제를 해소했다. 특히 재료를 덜 사용해 제작함으로써 비용저감도 이루었다.
특히 3세대 모델에는 하이브리드 모델에는 최초로 감속기어를 설정했다. 이는 구동용 모터와 결함해 파워를 높이는데 사용된다. 파워는 회전수×토크로 전해진다. 토크 자체는 내리고 모터의 회전수는 2세대 모델이 6,400rpm이었던 것을 1만 2,500rpm까지 높였다. 회전수를 높여 파워를 확보하는 방법을 택한 것이다. 모터의 크기는 토크와 관계가 있어 토크를 낮출 필요성이 있었다.
Q : 왜 리튬 이온이 아닌 니켈 수소 배터리를 사용했는가?
A : 우리는 리튬 이온 배터리도 개발하고 있다. 내가 알고 있는 바로 현 시점에서 니켈 수소와 리튬 이온 배터리는 각각 일장 일단이 있다. 출력 밀도는 리튬 이온이 높고 작고 소형화가 가능하다는 이점이 있다. 그에 반해 단 시간에 대량의 전력을 추출하는데는 한계가 있다. 우리는 현재의 하이브리드카에는 대량의 전력 추출이 필요하고 그런 의미에서 니켈 수소가 효율적이라는 결론을 내렸다. 안전이나 장기적인 내구성, 비용면에서도 니켈 수소쪽이 훨씬 적합하다고 판명되었다.
앞으로 플러그 인 하이브리드라든가 연료전지차 등 대량의 전기 에너지를 필요로 하는 파워 트레인이 실용화가 진행된다면 리튬 이온이 더 많이 사용될 가능성도 있다. 우리는 소형 전기차와 플러그 인 하이브리드카에는 리튬 이온 배터리를 사용할 계획이다. 또한 10~20년 후 자동차의 컨셉이 지금과 달라진다면 상황에 따라 니켈 수소, 혹은 리튬 이온을 구별해서 선택하는 시대가 올 지도 모른다.
Q : 디젤 하이브리드카에 대한 가능성은 ?
A : 우리는 이미 다이나(Dyna)라는 트럭에 디젤 하이브리드 시스템을 채용해 본 경험이 있다. 그에 따른 노하우도 축정되어 있는 상태다. 잘 알다시피 디젤은 연비가 좋다. 그만큼 이산화탄소 배출이 적다는 이점이 있다. 하지만 질소산화물(NOx)과 탄화수소(HC)의 배출량이 많다는 단점이 있다.
유럽 대부분의 메이커들은 디젤 엔진의 발전에 치중하고 있다. 세계적인 흐름인 지구 온난화의 주범인 온실가스 문제가 크게 부상하면서 유럽 메이커들은 더 많은 기술 개발에 투자를 하고 있는 것으로 알고 있다. 하지만 디젤 엔진은 연소압이 높다는 단점이 있고 그만큼 비용이 더 먹힌다. 하이브리드카도 추가적인 비용이 들지만 디젤쪽보다는 낮다. 다시 말해 디젤차량은 비용과 성능 측면에서 가솔린 하이브리드카보다 열위에 있다고 생각한다.
Q : 솔라 패널을 3세대 프리우스에 처음 적용했다. 앞으로 어떤 방향으로 발전될 가능성이 있는가?
A : 하이브리드카는 궁극적으로 에너지 효율을 높이고 연비의 손실을 줄이기 위한 수단이다. 하지만 크게 보면 앞으로 인류는 가능한 모든 에너지를 사용하지 않으면 안된다. 그런 컨셉에서 하이브리드카에 솔라 패널을 결합하는 시도를 하게 됐다. 솔라 패널 자체는 비용은 낮추고 효율을 높여야 하는 과제가 아직은 존재한다. 지금은 차체 환기 등 극히 제한적인 용도로 사용하지만 이 씨앗이 앞으로 어떤 열매를 맺게 될지는 아무도 모른다. 우리는 이 분야에 큰 기대를 하고 있다.
Q : 토요타 하이브리드 시스템의 특허 관계는?
A : 2세대 모델의 경우 전 세계에 1,300여개의 특허를 신청했었다. 그중 하이브리드 관련 특허는 절반 정도된다. 3세대 모델은 530여개의 특허를 신청했다. 지금까지는 지적 재산권에 대해 크게 신경을 쓰지 못했다. 하지만 앞으로는 적극적으로 챙길 계획이다.
Q : 에코차를 향한 토요타의 궁극적은 목표는 무엇인가?
A : 토요타의 비전에 따라 우리는 모터 자동차의 부정적인 영향을 최소화하고 편리함, 안락함, 재미와 짜릿함 등과 같은 긍정적인 측면만을 극대화하는 궁극적인 에코차량의 구현을 목표로 하고 있다.
이런 맥락에서 우리는 전력의 활용과 관련된 이니셔티브를 모색 중에 있다. 전기는 다양한 주요 에너지원으로부터 생산이 가능하기 때문에 공급이 안정적이라는 장점이 있다. 배기가스와 이산화탄소가 전혀없는 차량 운행도 가능하다.
토요타는 컴팩트 전지가츼 연구 개발을 진행해 왔으며 대량 생산을 목표로 개발에 박차를 가할 계획이다. 이는 미래에 즉 리튬 이온 배터리보다 월등하게 우수한 차세대 배터리 기술이 현실화될 때 비로서 가능해 질 것이다.
따라서 현 시점에서 플러그 인 하이브리드카가 전기 에너지를 활용하는 가장 현실적인 접근법이다. 일반 가정에서 흔히 찾아볼 수 있는 전기 소켓을 통해 충전할 수 있는 배터리를 사용해 플러그 인 하이브리드카는 단거리 주행에는 전기차로, 장거리 주행에는 일반적인 하이브리드카로 운행된다.
날마다 하이브리드 기술의 잠재력이 보다 분명해지고 있으며 토요타는 하이브리드 기술이 진화해 궁극적이 에코카의 근간을 형성하게 될 것이라고 믿고 있다.
