다아라 매거진 _ 2018.01

매거진뉴스

[EV]전기차 시장, 내연기관 넘어 파워트레인에서 2라운드 펼친다

전기차의 대중화 위해서는 파워트레인 시스템 관점의 성능 개선 필요

“2021년까지 소비자에게는 저렴하게, 공급자에게는 이익이 남는, 483km(300mile) 주행이 가능한 전기차를 출시하겠다”
GM의 CEO인 메리 바라가 2017년 11월에 투자자 대상의 컨퍼런스에서 발표한 내용이다. 1천600km를 주행할 수 있으면서도 가격은 2만 유로 수준으로 낮춘 폭스바겐의 보급형 전기차와 정면 승부를 예고한 것이다.


임박한 전기차 대중화 시대, 흑자전환이 우선돼야

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GM과 폭스바겐의 주행거리 측정 기준이 다름을 고려한다면 양 사 모델의 주행거리 차이는 거의 없다고 할 수 있다.

본격 성장을 앞둔 전기차 시장을 대상으로 한 GM과 폭스바겐의 경쟁은 두 가지 측면에서 많은 관심을 끌었다. 먼저 기존 기술을 기반으로 했음에도 주행거리가 상승한 점이다. 두 회사 모두 차세대전지가 아닌 기존 리튬이온전지를 기반으로 했고, 차체에 사용되는 소재도 기존 강판을 활용할 것이라 밝혔다. 그런데도 GM은 이미 판매 중인 전기차 Bolt보다 주행거리를 100km 이상 늘렸고, 폭스바겐은 e-Golf보다 200km 이상 주행거리를 늘렸다.

전기차 가격 인하 수준도 관심을 모았다. 현 시점에서 전기차 Bolt 한 대를 팔 때마다 GM은 약 9천 달러의 손해를 보는 것으로 알려졌다. 손실의 폭은 다르겠지만 적자를 기록한다는 점에서는 폭스바겐 전기차도 마찬가지다. 2020년 이후에는 전기차 보조금도 점차 사라질 것이다.

그런데도 양 사 모두 원가 경쟁력 확보를 통해 전기차 사업의 흑자 전환 목표를 밝혔다. GM, 폭스바겐은 물론이고 다임러, 도요타, 르노-닛산 등 대부분의 글로벌 자동차기업이 2020년을 기점으로 보급형 전기차 출시를 목표로 하고 있다.

주행거리 확대와 가격 인하를 공통적으로 내걸었고 전지의 성능 개선 및 원가 하락을 전략 목표로 선정한 점도 유사하다.

안전성을 중시하고, 각종 규제에 의무적으로 대응해야 하는 자동차 산업의 특성상 앞으로 남은 3~4년은 새로운 기술을 개발해 적용하기에는 부족한 시간이다. 기존부품을 활용할 수밖에 없는 시간이라, 실제로 폭스바겐은 기존 부품 중심으로 개발할 것이라고 밝혔다.

하지만 전기차의 성능과 가격 수준은 지금보다 파격적으로 개선될 것이라고 공격적으로 선언하고 있다.

파워트레인이 경쟁력의 유무 지배한다

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자동차에서 파워트레인은 동력장치에서 생산한 동력을 바퀴에 전달하는 과정에서 필요한 시스템을 지칭한다.

동력 전달 부품만을 의미하는 경우도 있으나 대부분은 동력 생산 장치까지 포함해 파워트레인이라 표현한다. 전기차 파워트레인은 동력을 만드는 모터와 전기의 특성을 제어하는 파워일렉트로닉스, 그리고 전기에너지를 저장하는 전지팩으로 구성된다. 연료를 저장하고 배출하는 내연기관차의 연료탱크는 파워트레인에 포함되지 않지만, 전기차의 전지팩은 에너지의 저장 및 효율적 관리 역할까지 하므로 파워트레인 구성 요소에 포함된다.

전기차와 내연기관차 파워트레인의 가장 큰 차이는 동력을 만드는 방법에 있다. 내연기관차의 동력을 엔진이 만든다면, 전기차의 동력은 모터가 만든다. 엔진을 구동하려면 휘발유 등 연료가 필요하고, 모터를 돌리려면 전기가 필요하다.

동력을 전달하는 방식도 전기차와 내연기관차는 다르다. 전기차가 동력을 만들고 전달하는 방식은 내연기관차에 비해 간단한 편이다. 따라서 전기차 파워트레인은 내연기관차보다 구조적으로 훨씬 단순하고, 부품수도 최대 80%까지 줄어든다.

지금까지 전기차 시장이 성장하는데 있어서 핵심은 주행거리와 원가를 개선하기 위한 파워트레인 개발에 있었고, 그 주역은 전지였다.

대중화 시대에 접어든 전기차 시장에서 파워트레인은 ‘얼마나 즐거운 운전 경험을 주는가’, 그리고 ‘얼마나 전기차 사용 비용을 낮출 수 있는가’에 초점을 맞춰 기술의 진화가 이뤄질 것이다.

관련 기업 입장에서도 파워트레인을 구성하는 단위 부품 개발에 집중하기보다는 파워트레인전체 관점에서 효율적으로 에너지를 사용하기 위한 방안에 대한 고민이 필요할 것이다. 모터 효율을 개선하는데 집중하기보다는 모터가 효율적으로 구동돼 전기에너지 사용 수준을 최적화할 수 있도록 전지팩, 파워일렉트로닉스 등과의 통합 설계를 염두에 두고 개발 방향성을 설정해야 할 것이다.

전지 기업도 전지셀의 에너지 밀도 개선에만 집중하기보다는 파워트레인의 내구성 및 유지보수성 강화를 위한 효과적전지 제어 방안 확보에도 신경을 써야 할 필요가 있다.

폭스바겐과 내연기관차 판매 순위 1위를 다투는 도요타는 전기차로의 전환에서 다른 자동차 기업에 비해 매우 보수적인 기업이다. 전지로만 운행하는 순수전기차는 아직 출시한 적이 없고, 전지와 엔진을 혼용하는 플러그인하이브리드차(PHEV)의 주행거리도 경쟁 모델에 비해 부족하다. 하지만 도요타도 이제 전기차로의 변화의 물결에서 더 이상 자유롭지 못하다. 도요타 창업주의 후손이며 현재 CEO를 맡고 있는 아키오 사장은 “자동차 업계가 100년에 한 번 찾아오는 대변혁기에 들어섰다 ”고 말했다.

“자동차가 내연기관을 넘어 전동화로 나아가는 변화의 시기에서는 경쟁에 이기느냐 지느냐가 아닌 사느냐 죽느냐가 결정되는 전쟁이 벌어질 것이다”라고 주장한 것이다.

도요타는 당장 2019년부터 순수전기차를 출시할 계획이다. 2050년부터 판매 차량 대부분을 친환경차로 교체하겠다고 밝히기도 했다.

전기차 시장의 성장이 생각보다 빠르게 진행되고 있다. 전기차가 대중화 되는 시기의 경쟁 룰은 주행거리와 가격에서 내연기관차와의 격차를 얼마나 더 줄이느냐의 경쟁에서 전기차 모델 간 연비 경쟁, 운전·사용 경험 경쟁, 재판매 가치 경쟁으로 바뀔 것이다.

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