이미 잘 알려진 바와 같이, 전기차는 겨울철 난방 에너지가 많이 소모되는 문제점이 있다. 내연 기관이 넘쳐나는 엔진 폐열을 이용하는 것과 다르게, 전기차는 배터리의 전기 에너지 만을 사용하여 탑승자에게 난방 쾌적성을 제공해야 한다. 따라서 전기차에서 난방시 주행거리가 급격히 줄어 드는 문제로 에너지 사용 효율을 최대한 높여야 한다. 

현재의 차량 실내 주요 난방 장치인 PTC 히터 또는 히트 펌프 시스템은 차 실내 공기를 데워 난방을 하는데, 차량 운행을 하면 기껏 데워진 실내 공기가 자연 환기되어 밖으로 배출되고, 유리나 차체를 통해 열에너지를 잃어버리는 현상이 있다. 또한 도로에 운행중인 차량의 대부분은 혼자 탑승한다. 운전자 홀로 있어도 난방은 해야 하며, 난방시 공기는 확산이되어 차량 전체로 분산이 되고 또 운전자 탑승 영역에는 지속적으로 따뜻한 공기가 공급되어야 하기 때문에 난방 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

상기의 문제를 개선하기위해 공기를 데우기보다, 탑승객에​ 집중하여 열선 시트의 접촉 난방과 “근접 복사 난방”을 적용 하면 난방에 소모되는 에너지를 아낄 수 있다. 승용차 기준 으로 자체 평가 시, 공기 난방만 한 것보다 접촉+근접 복사 를 적용하면 난방 에너지가 15% 가량 적게 소모되는 결과를 얻기도 하였다. 복사 난방은 일반인에게 생소할 수도 있으나, 태양이나 난로, 땔감의 열기가 멀리서도 느껴지는 현상이며, 중간 매질 없이 전자기파로 열에너지가 전달된다. 근접 복사 난방은 난방 소모 에너지 절감 효과도 있지만, 기존 공기 난방 시스템과 병행하면 차량 탑승 초기 빠르게 난방 효과를 느낄 수 있다는 장점도 있다. 

차량 평가 결과, 난 방 쾌적함을 느끼는 데 걸리는 시간이 20% 가량 축소되는 것으로 확인되었다. 이러한 근접 복사 난방의 장점을 고객들이 누리길 기대하 며, 새로운 HEATING SYSTEM 컨셉으로 적용하기 위해 각 개발 부문에서 고군분투하고 있다. 새로운 난방 시스템 개발에 있어 향후 개선해야 할 점을 언급하고자 한다. 차량 적용을 위해서는 많은 인증 및 법규 항목들이 있으며, 새로운 기술들에 발맞춰 제도적으로 개선 되어야 할 부분들이 있다. 전비 측정 부분에 있어 앞서 언급된 난방 소모 에너지 절 감은 실사용 조건에서는 사용자가 해당 시스템을 켜고 공조 시스템을 최적화하여 실제 주행을 하면 그 효과를 체감할 수 있다. 

그러나 난방 장치와 관련된 정부 공인 연비 측정 방법 은 새로운 복사 난방 시스템이 고려되어 있지 않다. 국내 연 비 측정 방법은 차량이 가진 난방 장치들을 최대로 동작하 는 상태로 주행 가능 거리를 측정한다. 복사 난방 장치가 장 착된 차량은 기존의 난방 시스템에 더해져 총 난방 소모 에 너지가 증가되고 배터리를 많이 써서, 결국 전비 측정 결과에 악영향을 미칠 수 밖에 없다. 즉 전비를 개선하기 위해 개발 된 시스템이 지금의 측정 방법으로는 전비가 악화되는 결과 로 나타날 수 밖에 없다. 또한 북미의 경우는 오로지 공기 가 열 방식의 난방 평가법으로만 법규에 명시되어 있다 보니, 전 자기파의 원리인 복사 난방 시스템은 평가 모드에 반영될 수 없는 문제가 있다. 또 다른 제도적 개선 필요 사항으로는, 복사 난방 장치 표 면 온도와 관련이 있다. 복사 난방 장치는 그 효과를 최대한 높이기 위해서는 표면 온도 증대가 필요하다. 복사 열전달 수 식을 살펴보면 “열에너지를 주는 발열부, 즉 난방 장치의 표 면 온도 T1”과 “열에너지를 받는 수열부, 즉 탑승객 표면 온도 T2” 각각의 네제곱의 차에 비례한다. 

간단히 말하자면, 복사 난방 장치의 표면 온도가 높을수록 난방 효과가 좋다는 뜻이며 가장 성능에 영향을 많이 미치는 부문이다. 그 온도는 접촉시 화상을 입지 않는 범위 내에서 최대한 높일시 성능이 극대화가 된다. 문제는 유럽 법규 규정 ECE R.122(Heating Systems)에 온 도 규제 조항이 있다는 것이다. 이 법규에 따르면 인체 접촉 가능한 부분의 온도가 메탈 재질인 경우 섭씨 70도, 비메탈 재질인 경우 섭씨 80도를 넘지 못한다. 물론 1970년대 제정 된 항목으로 복사에 대한 내용은 고려 되지않았고 인체 화 상 안전성을 위해 단순화 시킨 규제로 보인다. 다만 여기에서 불합리한 부분은 “비메탈 재질”이라고 통틀어 80도로 규제 한 부분이다. 

이 부분의 개선이 필요한 이유로는 첫째, 비메 탈의 범위가 너무 광범위하다는 것이다. 플라스틱, 유리, 나 무, 돌, 가죽, 직물 등의 재질은 화상 영향도가 모두 다르며 그 종류 또한 너무나도 많지만 단순히 80℃ 이하로 규정되 어 있다. 두번째는 인체 화상의 영향도는 온도만의 원인이 아 니라 접촉부의 재질과 접촉 시간에 영향을 받는다. 즉, 단순 히 온도만으로 규제를 하는 것은 화상 안전도를 합리적으로 규제하는 방법이 아니다. 상기의 유럽 법규의 합리적 개정을 위해 많은 부문과 협력 하여 다양한 재질의 화상 안정성 연구를 진행 하였으며, 그 연구에는 의학적인 화상 정의를 근거로 화상 상관식을 만들 고 해석 및 시험을 진행하였다. 

유럽 법규 개정을 위해 대한민국 국토부와 공동으로 노력 하였고, 적극적인 지원과 노력으로 제작사가 안전 컨셉을 증 명할 경우 규제치인 80도보다 높은 온도를 적용할 수 있도록 개정 법규 발효를 앞두고 있다(2024년 4월 예상). 그 개정 법규에서는 발열부의 표면 온도, 재질, 접촉시간이 모두 고려된 합리적인 시험방법을 통한 화상안정성을 증명한 내용들이 요구될 예정이다. 향후 차량용 복사 난방 장치의 개선 과제로는 디자인 개선 이 있다. 복사열 난방 장치는 난방 효과를 위해 내장재 표면에 노출되어 있다. 고객이 눈으로 보고 만지고 항상 느낄 수 있기 때문에 미려한 디자인이 적용되어야 하는 것은 필수이 다. 하지만 앞서 언급된 바와 같이 화상 안전을 고려한 재질 이 선정되어야 하다 보니, 현재로서는 다양한 재질을 적용함 에 어려움이 있다. 

화상 안전성이 확보된 다양한 마감 소재 개발이 이루어진다면, 디자인 자유도가 증대되어 고객들이 보다 다양한 디자인 선택지를 제공할 수 있을 것이다. 또한, 3차원 복곡면 등의 자유로운 디자인 형상을 따라서 난방 구조체를 적용하기에는 아직은 기술적으로 부족함이 있다. 차량 내장 디자인에 한국적 아름다움을 반영시킬 때, 그 아름다운 곡면을 따라 난방 구조체를 기술적으로 반영해 야 한다. 형태를 만들어내는 제조 기술뿐만 아니라, 균일하고 빠른 발열 온도와 품질 기준 만족까지도 포함이다. 추가적인 과제로, 난방 구조체를 구성하는 소재의 내열성, 내구성 등 물성의 개선이 필요하다. 복사 난방 장치의 구성품 들은 이전의 자동차 사용 환경에 없었던 고온 환경에 노출되 게 된다. 따라서 해당 구성품의 품질 수준 확보를 위해 새로 운 평가 방법을 수립해야 하고, 이를 만족하는 소재, 구조, 제 어 방법 등이 개발 되어져야 한다. 

복사 난방 장치 개발이 시작되면서, 새로운 신규 사업 생 태계가 생겨나고 있다. 내장재와 난방 장치의 융합으로 새로 운 가치 생성, 전기차의 에너지 효율을 고려한 신규 난방 발 열 구조체의 제안, 신규 시스템의 구동을 위한 새로운 전원 공급 체계(48V 전원 체계), 새로운 전자 제어 아키텍처 개발 등으로 영역이 확장되고 있다. 새로운 시스템이 생겨남으로 인해 앞으로 해결해야 할 과제들이 많이 생성되고 있고 많은 부문들이 참여하여 신속하게 해결해야 할 것이다. 이로 인해 새로은 산업 생태계가 나타 날것이고, 신규 시스 템은 앞으로 계속 발전해 나갈 것이다. 앞으로차량의 용도는 차박, 자율 주행등 계속 진화해 나갈 것이며 난방 기능도 진 화해 나가야만 한다. 우리 산업도 이에 준하여 빠르게 대응하고 개발하여야 할 것이며 인증 및 법규적인 부문도 기술의 발전에 준하여 대응 이 될 수 있도록 미리 공유하고 함께하여야 될 것이다.