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제22회 국제전기자동차 심포지엄 |

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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com) ㅣ 사진 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)  
승인 2006-12-11 13:45:52

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제22회 국제전기자동차 심포지엄&전시회(EVS-22)가 지난 10월 23일~28일까지 일본 퍼시피코 요코하마에서 열렸다. EVS는 전기자동차, 하이브리드카, 연료전지차 등과 전동차 관련 분야에서는 최대규모의 국제적인 심포지엄이다. 세계전기자동차협회(WEVA) 산하에 있는 미국, 유럽, 아시아태평양 등 3개 지역을 순회하면서 개최되는 EVS는 지난 2002년 부산에서 열린 적이 있으며, 일본에서는 1966년 오사카에서 열린 이후 올해 두 번째로 일본에서 열린 것이다

글/유영준(월간 카테크 편집장)

재단법인 일본자동차연구소(JARI)는 지난 10월 23일부터 28일까지 7일간 일본 퍼시피코(PACIFICO) 요코하마에서 제22회 국제전기자동차 심포지엄&전시회(EVS-22)를 열었다. EVS(International Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium)는 전기자동차, 하이브리드카, 연료전지차 등과 전동차 관련 분야에서는 최대규모의 국제적인 심포지엄이다.

세계전기자동차협회(WEVA, World Electric Vehicle Association) 산하에 있는 미국, 유럽, 아시아태평양 등 3개 지역을 순회하면서 개최되는 EVS는 지난 2002년 부산에서 열린 적이 있으며, 일본에서는 1966년 오사카에서 열린 이후 올해 두 번째로 일본에서 열린 것이다.

세계전기자동차협회는 EVS의 통합과 전기자동차 등 전동차(電動車)의 보급촉진을 위해 지난 1990년 발족된 국제조직이다. 유럽지역은 AVERE(European Electric Road Vehicle Association)로, 미국지역은 EDTA(Electric Drive Transportation Association), 아시아지역은 EVAAP(Electric Vehicle Association of Asia Pacific)라는 명칭으로 활동하고 있다.전기자동차, 하이브리드카, 연료전지 등의 전동차는 저배출가스, 고효율, 에너지 절약, 정숙성 등의 우수한 특성을 갖고 있어 자동차 업계에서는 큰 관심을 기울이고 있다.

이번에 열린 EVS-22에서는 “지속가능한 모빌리티로의 한걸음”(Moving to Sustainable Mobility)이라는 주제 아래, 이 분야의 기술 전망과 각국의 정책, 프로젝트 등을 소개하는 회의가 열렸다. 이와 함께 12개국에서 106개 업체가 참가해, 전기자동차의 첨단 기술과 관련기기, 환경, 인프라, 교통 시스템, 시책 등을 종합적으로 소개하는 전시회를 마련하기도 했다.

도요타, 히노, 다이하츠 공동으로 부스 마련

도요타자동차와 도요타차체, 히노, 다이하츠사는 공동으로 부스를 마련해 최신 전기자동차와 하이브리드카, 연료전지차를 전시했다. 도요타는 GS450h 컷모델과 파인-X 연료전지차, FCHV 버스 컷모델, 연료전지차용 고압형 수소흡장합금 탱크, 70MPa 고압수소 탱크를 출품했다.

도요타의 연료전지 자동차인 ‘파인-X’에는 지난해 도쿄모터쇼에 등장해 큰 관심을 모았다. 기존의 기계식 메커니즘을 전자식으로 발전시켜(엑스 바이 와이어-X by Wire라는 기술을 접목) 스티어링 휠의 각도를 거의 90도까지 좌우로 꺾을 수 있게 해 후진을 하지 않고도 자유롭게 방향 전환을 할 수 있는 새로운 기술을 선보여 관심을 모았다.

네바퀴에 각각 전기모터를 내장한 인 휠 모터로 네바퀴 독립구동을 해 네바퀴 독립 조타가 가능하고 대타각(大舵角) 기구를 함께 적용해 그 자리에서 회전하거나 U 턴을 자유자재로 할 수 있도록 한 새로운 개념의 운동성능을 선보였다. 특히 도요타의 첨단 하이브리드 시스템이 접목된 이 차는 약 700기압(70Mpa)의 탱크에서 공급되는 수소 연료전지(도요타 FC 스택)의 전력과 배터리 전력을 파워 컨트롤 유니트가 효율적으로 조합해 모터를 구동한다.또한 파인-X는 콤팩트한 차체 구조에 맞도록 소형화, 고성능화한 새로운 구조의 도요타 FC 스택을 적용했다. 이 스택은 신합금 촉매를 적용해 귀금속 사용량을 획기적으로 줄였다.

이와 함께 도요타차체는 밀폐형 납전지를 탑재한 ‘콤스(COMS)’와 콤스를 베이스로 한 리튬이온 전지차와 연료전지차 2종류의 컨셉트 모델을 전시했다.히노도 듀트로(Dutro) 하이브리드 버스를 소개했다. 신개발 디젤엔진을 결합시킨 모터에 의해 히노가 독자개발한 패러럴 방식의 하이브리드 시스템을 적용했다. 다이하츠도 연비향상과 배출가스 저감을 실현한 경상용차 최초의 ‘하이제트 카고’ 하이브리드카와 어른 4명이 탈 수 있는 공간을 확보하고 1회 충전거리를 향상시킨 ‘탄토’ FCHV, 고성능 스포티 디자인의 ‘코펜’ EV 등을 전시장 메인 부스에 배치해두었다.

혼다, FCX와 가정 에너지 스테이션(HES) 소개해

혼다자동차는 엔진과 모터 어시스트를 크게 고성능화시킨 ‘시빅 하이브리드’와 IMA 엔진을 전면에 내웠으며, 차세대 연료전지 기술을 적용한 새로운 차원의 프리미엄 세단인 ‘FCX 컨셉트’의 파워 트레인을 메인 전시장에 함께 배치해 관심을 모았다.
혼다의 FCX 컨셉트는 첨단 기술과 저상화 디자인이 어우러진 차세대 프리미엄 연료 전지차이다. 연료전지 시스템의 소형, 고효율화를 추구해 저상 플랫폼을 개발했다. 저상화 기술을 통해 차체를 낮추었음에도 불구하고 혼다의 우수한 패키징 기술로 넓은 실내 공간을 확보해 고급스럽고, 편안한 감각을 자랑한다. 특히 FCX 컨셉트에는 새로 개발된 수소-흡수 물질을 사용한 차세대 콤팩트 고밀도 수소 탱크가 탑재되어 항속 거리가 560km로 증가되었다.

혼다는 FCX와 함께 ‘HES(Home Energy Station)Ⅲ’라는, 가정에서 연료전지에 필요한 수소를 제조하는 시스템을 개발해 선보였다. 이 HES에 의해 가정에서 천연가스로부터 수소를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 FCX 컨셉트에 수소공급과 동시에 HES의 연료전지에 의해 전기를 만들어 내는 것도 가능하다. 따라서 이 전기와 발전 때의 발열을 이용해 가정에 더운 물을 공급할 수도 있다.

혼다측은, HES의 도입으로 FCX의 연료비, 가정의 전기요금, 가스 비용 등에서 모두 50% 정도 줄일 수 있을 것이라고 밝혔다. 더욱이 연료전지차의 확대 보급을 위해서 수소를 충전할 수 있는 장소 확보가 그동안 큰 과제였다. 하지만 이 HES를 도입하게 되면 가정에서 제조할 수 있음에 따라 많은 도움이 될 것으로 보인다.

닛산은 “자동차, 전동화(電動化)의 추진”이라는 주제로, 최신 연료전지차인 ‘X-트레일 FCV’를 전면에 내세우고 지난 1947년 발표했던 닛산 최초의 전기차인 ‘타마 전기자동차’와 99년에 발표한 2인승 ‘하이퍼 미니’를 전시했다. 이와 함께 닛산이 독자개발한 ‘e-4WD 시스템’과 미래의 전기자동차인 ‘피보(Pivo)’ 등 혁신적인 기술을 소개했다.

닛산의 3인승 소형 전기자동차 ‘피보’는 ‘X 바이 와이어’ 기술을 응용해 캐빈의 방향을 자유롭게 변경할 수 있도록 한 첨단 기능의 차이다. 가속페달과 스티어링 휠(핸들), 브레이크 기구에 ‘X 바이 와이어’ 기술을 적용해 가고자 하는 방향으로 캐빈을 돌릴 수 있어 후진주행이 필요없는 편리한 차이다. 앞뒤 바퀴에 구동용 전동모터와 조타장치를 달았다. 운전석 앞뒤 타이어를 서로 다른 방향으로 각각 조타할 수 있어 최소회전반경에 3.5m에 불과하기도 하다.

미쓰비시, 2010년 시판 목표로 ‘i MiEV’ 개발

미쓰비시는 경자동차 ‘아이(i)’를 베이스로, 대용량 리튬이온 배터리와 소형, 고출력 모터를 얹은 전기자동차 ‘i MiEV’를 출품했다. 미쓰비시와 일본의 도쿄전력 등 5개 전력회사는 지난 10월 12일, 미쓰비시와 공동으로 11월부터 전기자동차를 연구개발한다고 발표했었다. 이번 공동개발은 전기자동차의 실용화를 차세대 환경기술의 비장의 무기로 삼고 있는 미쓰비시와 신규 전력수요 창출을 노리는 전력 회사 간의 목표가 일치했기 때문에 가능했던 것으로 분석된다.

미쓰비시는 연구개발이 개시되는 시점에서 경승용차 ‘아이(i)’를 베이스로 한 전기자동차 수십대를 각 전력사에 제공, 연속 주행거리나 충전시간 등의 데이터를 수집해 오는 2010년 시판할 계획이다. 이번 공동개발에는 도쿄, 츄고쿠(中國) 외에도 큐슈(九州), 칸사이(關西), 호쿠리쿠(北陸) 등의 전력회사가 참가한다.

미쓰비시가 전력용량이 큰 고성능 리튬이온전지와 소형모터를 탑재한 4인승 시험차량 ‘i MiEV(Mitsubishi innovative Electric Vehicle)’를 공급하면 각 전력사는 수집한 데이터를 토대로 이를 개선, 2008년까지 회당 25분의 급속 충전으로 160km의 연속주행이 가능하도록 성능을 개선할 계획이다. 또한 전기자동차가 상품화되는 2010년까지는 200km까지 끌어올린다는 방침이다. 판매가격은 150∼200만엔(약 1천200만원∼1천600만원) 선으로 책정될 것으로 예상된다. 일본에서는 이미 후지(富士)중공업과 도쿄전력이 공동으로 전기자동차 개발을 추진하고 있는 등 전기자동차 실용화를 향한 움직임이 활발해지고 있다.

도쿄전력과 후지중공업은 2005년 9월부터 공동개발에 착수, 지난 6월 수금 등의 용도로 사용되는 업무용 차에 납품하기 시작했다. 2007년에는 40대, 2013년까지는 약 3천대를 공급한다는 계획이다. 양사가 공동개발한 전기자동차는 후지중공업의 경승용차 ‘R1’을 베이스로 한 것으로서 가정용으로 사용되는 100V 전원으로 약 8시간 충전하면 80km를 주행할 수 있다. 또한 주행 중에 방전될 경우에는 거치형 충전기를 사용해(15분) 전지용량의 80%까지 충전이 가능하다. 냉·온방을 완비하고 있으며 정원은 2명이다.

하지만 차가격이 대당 1천만엔(약 8천만원) 이상에 달할 것으로 예상되고 있어 시판을 위해서는 전지나 모터 등을 포함한 통합적인 코스트 저감이라는 과제를 안고 있다.
포드는 2006 디트로이트모터쇼에서 선보인 하이브리드 디젤차인 ‘리플렉스 컨셉(Reflex Concept)’을 출품했다. 155마력을 내는 1.4DOHC 디젤, 전기 하이브리드 엔진은 리터당 27km의 연비를 낸다. 낮에는 태양열로, 밤에는 낮에 충전한 배터리로 주행하는 이 차는 태양열을 이용해 리튬이온 배터리에 에너지를 저장한다.

전기자동차, 하이브리카 관련 첨단 부품도 선보여

현재 전세계적으로 전동차(電動車)를 어느 정도 보유하고 있는지에 대한 정확한 통계는 힘들다고 한다. 통계방법에 각국마다 상이하고 단순 비교하기에는 어려움이 따른다고 한다. 하지만 전기자동차 분야에서는 소형저속차 보유대수에서는 미국이 가장 많은 2만 5천900대로 추산된다. 이중 900대는 승용차인 것으로 집계된다. 승용차 부문에서는 현재 프랑스가 가장 많은 8천500대인 것으로 알려지고 있다. 유럽 전체 4륜 전기자동차는 약 3만 4천900대(2005년 12월말 현재)에 이르는 것으로 추산되고 전세계 4륜 전기자동차 보유대수는 약 9만 8천대가 되는 것으로 추산된다.

여기에다 하이브리드카를 추가하면 미국시장에 이어 일본이 전세계 전체 전기자동차 분야에서 보유대수 1, 2위를 다툰다. 프리우스 등 일본 메이커의 하이브리카가 미국시장에서 인기를 모으고 있지만 유럽지역에서는 디젤차가 인기가 높아 상대적으로 점유율이 낮아졌다.

전세계 하이브리드 전기자동차 보유대수 분야에서는 미국이 2005년 현재 40만대를 넘겼고, 일본에서는 20만대에 이르는 것으로 추산된다. 유럽의 경우, 2005년 12월말 현재 3만 2천691대인 것으로 나타났다. 하지만 최근 유럽의 자동차 회사들도 하이브리드카에 대한 관심이 높아지면서 앞으로 이 분야에서도 치열한 개발경쟁이 펼쳐질 것으로 전망된다. 이번 EVS-22에서는 완성차 메이커의 전기자동차, 연료전지차 외에도 이들 차에 적용되는 첨단 기술들을 개발하고 있는 부품 관련회사들의 출품도 관심을 끌었다.

히타치는 100여 년 전에 설립된 세계 굴지의 다국적 기업 중 하나로, 에너지와 정보통신, 생활 과학 등을 망라하는 하이테크 회사로 발전해왔다. 최근 히타치는 전기자동차에 사용되는 환경친화 배터리와 관련 부품을 개발하면서 하이브리드카, 전기자동차 시장에서 큰 역할을 해오고 있다.

후지중공업은 이번 심포지엄에 오산화바나듐(V₂O5)을 사용한 신 리튬이온 전지를 출품해 관심을 모았다. 오산화바나듐을 정극 재료에 이용한 리튬이온 2차 전지의 최대 특징은 질량 당의 에너지 밀도가 높다는 것이다. 전시된 시작품은 200Wh/kg를 달성해 앞으로 300 Wh/kg가 가능할 것으로 예상된다.

이 회사는 도쿄 전력 전용으로 개발된 전기자동차 마쓰다 R1e에 적용해, 전기자동차의 시판화 가능성을 찾고 있지만, 현재 상태로서는 한 번 충전에 80km를 가는 주행거리를 장래에는 3배인 300km 정도까지 늘릴 수 있을 것으로 보인다.

이밖에도 아이신은 AMT(Automated Manual Transmission)에 모터를 일체화한 하이브리드 변속기를 참고 출전했다. 이 변속기는 도요타의 유럽 사양 ‘야리스’에 사용되고 있는 5속 AMT의 일부를 개량하고 출력 30kW의 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입의 모터를 조합한 것으로, 배기량 1.0리터 및 1.3리터 정도의 소형차에 사용하는 것을 예상하고 있다.

그동안 도요타자동차는 ‘THS’라고 부르는 발전기와 모터에 의해 무단변속 기구를 실현한 하이브리드 변속기를 채용하고 있었다. 그러나 구조가 복잡하기 때문에 소형차에 채용하려면 비용 면에서 어렵다는 문제가 있었다. 따라서 아이신은 AMT의 파이널 드라이브에 감속 기구를 접목시켜 모터를 직결하는 1모터 방식의 패러럴 하이브리드 시스템을 개발해 이를 현재 자동차 메이커에 제안하고 있다.

이 시스템의 특징은 모터에 의해 주행할 수 있는 점과 AMT의 시프트 쇼크를 모터의 토크에 의해 흡수할 수 있다는 점이다. AMT는 전자 제어식 클러치로 엔진과 변속기의 결합을 떼어내는 것으로 모터에 의한 주행이 가능하다. 또한 AMT는 토크 컨버터를 구비하지 않기 때문에 변속 때 엔진 토크 변동이 운전자에게 전달되기 쉽다. 시프트 때 모터에 의해 그 변동을 흡수하도록 제어하면 보다 부드러운 변속이 가능하다. 구체적인 연비 개선 효과나 질량 등은 발표되지 않았지만 아이신은 향후 비용을 보다 낮출 수 있도록 개량해나갈 계획이다.

야마하도 ‘야마하 수소 연료전지 시스템’과 ‘야마하 다이렉트 메탄올 연료전지 시스템’ 등의 특성을 발전시킨 연료 전지 이륜차의 연구 개발을 추진해 나가고 있다.
이를 위해 야마하는 수소 연료전지 시스템을 탑재한 연료 전지 이륜차 ‘FC-AQEL’을 개발했다. 야마하는 지난 2005년 9월 ‘야마하 다이렉트 메탄올 연료전지 시스템’을 적용한 연료 전지 이륜차 ‘FC-me’(50cc 클래스)을 개발해, 시즈오카현에 임대차하고 있다. 이번에 참고 출품된 ‘FC-AQEL’는 독자 개발의 수소 연료전지인 ‘야마하 수소 연료 전지 시스템’을 탑재한, 세계의 이륜차 시장에서 범용성이 높은 125cc 클래스에 상당하는 연료 전지 이륜차이다.

이 연료전지 이륜차는 2차 전지와의 하이브리드 시스템으로 높은 효율과 출력을 실현한다. 연료 전지에 금속 세퍼레이터를 채용함으로써 소형, 경량화가 가능하게 되었다. 연료부에는 35MPa의 고압 수소 탱크 2개가 얹히고 구동부는 전자 커뮤터로 박형 파워 유닛 기술을 응용해, 후륜 허브부에 편평 브러시리스 DC모터, 소형 컨트롤러, 유성 감속기 등을 정리해 리어 암과 일체 설계하는 것으로 콤팩트화를 도모했다.

올해 열린 EVS-22에서는 도요타 프리우스와 혼다 시빅 하이브리드, 렉서스 GS450h 등 40대의 전기자동차와 하이브리드카를 직접 시승해볼 수 있는 시승회도 마련되었다. 이와 함께 공개세션으로 현재 자동차 회사들이 펼치고 있는 환경, 에너지 관련 문제와 EVS가 추진하고 있는 전동차의 이점과 종합적인 정보를 소개하는 시간도 제공되었고 커뮤니티 포럼을 통해 각국의 장기적인 계획과 과제에 대한 논문 발표도 함께 진행되어 많은 관심을 끌었다.
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