파워프라자, 산업용 파워서플라이 기술력 바탕 전기차 우뚝 서

Power Company l (주)파워프라자

 

 

 

 

산업용 파워서플라이 기술력 바탕 ‘전기차’로 우뚝 서

 

성능효율 앞선 고속전기차 ‘예쁘자나S4’ 발표… 개조전기차 시장에서 앞서

 

 

(주)파워프라자는 1993년에 설립되어 고신뢰성, 고효율의 산업용, 통신용 전원공급장치(Switching Mode Power Supply)를 전문적으로 연구, 개발, 생산, 판매하며 국내 SMPS산업을 이끌어가는 기업이다. 이 같은 기술력을 바탕으로 고속전기차 개발 및 개조전기차 시장에서 두각을 나타내고 있다. 기술력으로 앞서 가는 중소기업 파워프라자를 소개한다.

 

 

올해 열린 2013년 서울모토쇼의 볼거리는 단연 전기차였다. 친환경 바람에 세계적 자동차 메이커들에게 전기차 신제품들을 선보이면서 자동차시장에 세대교체를 예고했다.

이번 행사에 참가한 (주)파워프라자(대표이사 김성호)의 전기차가 단연 눈길을 끌었다. (주)파워프라자는 1993년에 설립되어 고신뢰성, 고효율의 산업용, 통신용 전원공급장치(Switching Mode Power Supply)를 전문적으로 연구, 개발, 생산, 판매하며 국내 SMPS산업을 이끌어가는 기업이다.

창립 이후 지속적으로 미래 기술에 대한 도전과 변화를 시도하는 파워프라자는 그동안 축적해 온 전자 기술의 응용분야로 2008년부터 친환경 전기자동차 사업을 시작하였으며, 미래 전기자동차의 Digital Power Electronics 관련 기술에 집중적으로 연구하고 있다.

현재 전기자동차 개발과 전기자동차 개조 솔루션을 보유하고 있으며 전기자동차에 고효율의 파워팩을 제공하기 위해 모터, 인버터, 충전기, BMS, 컨버터 등 전기자동차 주요 부품과 고성능의 배터리 팩 연구에 매진하고 있다.

미래 성장 동력으로 전기차 시장 진출을 선언한 (주)파워프라자는 지난 6년 동안 콘셉트 전기차 ‘예쁘자나 시리즈’를 비롯해 1톤 상용차까지 다양한 개조전기차를 개발했다.

 

 

고속전기차 ‘예쁘자나S4’, 1회 충전으로 최대 500km 주행

(주)파워프라자의 대표적인 전기차인 ‘예쁘자나’는 2010년부터 지속적으로 개발됐으며 지난 2013년 서울모터쇼에서는 예쁘자나 Special Edition ‘예쁘자나S4’를 공개했다.

2010년부터 개발된 ‘예쁘자나 ver.1’은 유럽에서 개최된 ‘ZERO-RACE’(Zero-Race는 80일간 세계의 전기 차량이 모여 유라시아와 미주 대륙을 횡단하며 친환경 메시지를 전하는 행사)에 참가하여 유럽구간을 완주하였고, ‘예쁘자나 ver.2’는 ‘세계 기네스 기록 도전을 위한 전기차 한국 주행 대회’에 참가하여, 1회 충전으로 503.2km 주행이라는 기록을 남기며 한국기록원에 최장기록 운행으로 현재까지 등록돼 있다.

‘예쁘자나’의 특별한 점은 차량에 적용된 소재이다. 일반적으로 항공기나 우주선에 적용되는 초경량화, 고강도 소재인 카본화이바(Carbon-Fiber)를 적용했다. 차체는 부분별 강성과 강도를 최적화해 두께가 다르게 설계되었으며, 허니컴(Honetcomb)과 차량의 범퍼를 대신할 임팩트바를 적용해 차량의 충돌 시 승객의 안전성을 확보했다.

카본화이바는 국내 최고의 카본 업체인 한국화이바(www.fiber-x.com)에서 제작하였으며, 제작 방식은 카본화이바의 특성을 가장 잘 구현할 수 있는 오토클레이브(Autoclave)방식으로 진행됐다.

두 번째 특징은 차량의 구조적인 설계의 차별성이다. 일반적인 차량은 프레임 및 바디 등의 수많은 파트를 설계하여 최종 하나로 조립하는 공정을 거쳐야 한다. 하지만 ‘예쁘자나’는 최초 설계 다시부터 차량의 구조를 단순화시키는 것을 목표로 기획되어 Floor, Roof, Door, Hood의 4개 구조로 차량을 설계했다.

그 결과 Floor의 경우 One-Pieces Type으로 개발됐다. 차제 구성 프레임과 바디를 일체형을 제작되어 제작 공정을 단순화하였을 뿐만 아니라 전체적인 비틀림이나 강성을 하나의 형태에서 잡아주어 충돌이나 주행 시 전달되는 충격을 분산시키도록 설계됐다.

‘예쁘자나S4’의 다른 특징은 1회 충전 주행거리 최대 500km라는 점. 배터리는 주행 거리별 옵션으로 고객의 요구에 따라 최적화된 설계가 가능한 구조이며 기본 배터리 용량 18kWh(216km), 27kWh(350km), 38kWh(500km)까지 다양하게 확장할 수 있다.

일반적인 전기차의 경우 고전압 시스템을 채택하고 있으나 예쁘자나S4는 운전자의 안전을 최대한 고려하여 80V의 저전압 시스템을 채택하고 있다.

아직 인프라 구축이 충분하지 않은 전기자동차의 주행 한계성을 고려한 방식으로 일반 계통에서 제공하는 220Vac단상을 이용한 완속 충전할 수 있으며 380Vac 3상을 이용한 급속충전도 구상 중이다.

특히 카본화이바를 이용한 바디 제작기술과 전기자동차 파워트레인의 키트화를 통해 대규모의 비용, 시설, 부지에 대한 투자가 필요하지 않다. 소규모 제작자도 매뉴얼과 부품을 받아 조립할 수 있도록 설계되어 새로운 생산방식을 구현하였다.

이외에도 기존 ‘예쁘자나’ 시리즈와 ‘예쁘자나S4’는 기존 2인승 모델에서 4인승의 새로운 스타일로 업그레이드해 개발되었다. 전체적인 디자인은 기존 모델과 아이덴티티를 유지하기 위해 역동적인 돌고래의 곡선 모티브를 바탕으로 추가적인 디자인 요소를 적용하였다.

‘예쁘자나S4’에는 자동차의 엔진이라 할 수 있는 모터와 중요한 배터리 시스템에도 많은 변화가 있다. 모터는 독일의 린데 社에서 개발된 모터로 ‘피아트(fiat)500EV’에도 적용되는 28kW급 모터를 채택하였다. 이 모터는 고속 주행보다는 중/저속에 토크를 집중시킨 특화된 모터이다.

배터리는 자체 기술로 개발된 배터리 모듈(BBLI81V/37A)과 BMS(BPS-13S-BU)를 바탕으로 최대 500km까지 주행거리를 확보했다. 기존의 파우치 타입에서 캔 타입의 리튬이온 셀을 채택하였고, 차체의 언더플로어에 카본화이바를 이용하여 내부 삽입하여 안전성과 주행능력을 확보했다.

충전은 차량탑재용 충전기(OBC)를 이용하여 일반 계통인 단상 220V 콘센트에서 손쉽게 충전을 할 수 있으며, 표준 충전방식과 3상 380V를 이용한 급속충전 방식도 구현할 수 있다. 충전 시간은 배터리 옵션에 따라 다르지만 완속충전 6시간, 급속충전 배터리의 80%까지 30분이면 가능하다.

이번 ‘예쁘자나S4’는 최고속도 125km/h, 공차중량 625kg, 브레이크 전륜 디스크, 후륜 드럼 방식, 서스펜션 맥퍼슨방식, 승차인원 4명, 도어는 걸윙도어방식이 적용되었다.

차기 개발모델에서는 AIR-Bag(부양용) 시스템을 적용하여 수륙양육이 가능한 일명 풍선카를 구상 중이다.

 

 

 

파워프라자, 국내 첫 개조전기차 출시

(주)파워프라자는 또 개조전기차 분야에서도 두각을 나타내고 있다. 개조전기차 생산은 단순작업이 아니다. 정부가 실시하는 까다로운 시험항목을 통과해야 한다. 때문에 파워프라자는 기술 신뢰성을 높이기 위한 노력을 병행하고 있다.

개조 대상 차량에 대한 철저한 분석을 토대로 내연기관 부품을 해체한다. 이어 3D 스캐너를 통해 대상 차량의 3D 도면을 확보하고 역설계 작업을 통해 차량 설계 데이터를 확보한다. 그리고 개조 대상 차량 분석 자료를 기반으로 개조 전기차 성능에 맞는 부품선정과 개발에 들어간다. 특히 배터리는 안전성 확보가 관건이다. 배터리셀은 신뢰성이 높아야 한다. 이를 장착하는 배터리팩 역시 충격이나 고열에 강해야 한다. 이후 차대동력과 시험 주행장 테스트를 통해 개조 전기차를 완성한다.

(주)파워프라자는 GM ‘라보’를 전기차로 개조·개발하고 상반기 내 자동차성능연구소 성능 인증을 완료해 환경부 전기차 보급사업에 참여했다. 국내 처음으로 개조전기차가 합법적으로 도로에서 달리게 되는 셈이다. 이 차량은 정부와 지방자치단체 보조금을 받아 공공기관이나 상업용으로 활용될 예정이다.

0.5톤 경트럭인 라보 전기개조차는 4~5시간 충전으로 최고 속도 100km, 주행거리는 120km다. 장거리 운전보다 지역 내 배달 차와 소규모 상인에 적합하다는 게 회사 측 설명이다.

차량무게는 840kg으로 14.7kW의 리튬이온 2차전지를 장착했으며 차량 가격은 3,000만원이다. 환경부와 지자체 보조금을 받아 1,000만원대에서 구매가 가능하다. 파워프라자는 무리한 성능 향상으로 인한 가격 인상을 최대한 억제하고 개발단계에서 실제 수요자 의견을 반영했다.

전기차 개조차는 배출가스 환경규제에 적합하고 노후화된 내연기관 차량의 엔진 등을 전기 모터와 배터리 등으로 개조해 활용한다. 기술 진입 장벽이 낮아 중소기업의 시장 접근성도 뛰어나다. 또한 차체와 섀시, 에어컨, 에어백 등 각종 편의 안전장치를 그대로 활용할 수 있어 재활용 효과도 높다.

미국과 유럽 등 자동차 선진국들은 이미 개조를 허용하거나 기준을 완화하고 세금감면, 보조금 지급 등의 강도 높은 지원에 나서고 있다.

 

 

 

‘국산 산업용 파워서플라이의 자존심’

완성 전기자동차 개발 및 개조 전문업체인 파워프라자는 연구개발에도 적극적이다. 지난해 미국 오하이오주 영스타운 주립대학교 연구재단과 공동으로 전기차 기술 개발에 나선다.

파워프라자는 최근 영스타운 주립대와 전기차 상용화 기술개발을 위한 양해각서를 교환했다. 미국의 선진 시장 진출을 위한 기술 경쟁력 강화와 사업적 기회를 갖기 위한 행보다.

파워프라자와 영스타운 주립대학은 전기차 배터리운영시스템(BMS), 인버터 등을 포함한 핵심 기술 개발과 미국 내 전기차 관련 프로젝트 사업에 함께 참여한다. 내년 1월 전문 인력 교류를 시작으로 사업을 본격화하며 향후 영스타운 시내 산업체와도 비즈니스 모델 개발에 나선다는 계획이다.

미국 오하이오주에 위치한 영스타운 시는 디트로이트와 함께 미국 최대의 철강 산업의 중심지였으나 1980년대부터 철강 산업이 쇠퇴하면서 최근에는 자동차와 항공기 부품 산업이 활발하게 진행 중이다.

파워프라자는 매년 10~20%의 꾸준한 성장세를 기록하면서 올해 50억원 정도의 매출을 달성할 것으로 기대했다. 내년에도 성장세가 지속할 것으로 예상한다. 제품이 그만큼 다양한 덕분이다. 이 회사는 ‘기술과 품질이 고객을 부른다’는 독특한 마케팅 전략으로 국내에선 별도의 영업활동을 하지 않는다. 대기업 등 고정 거래처보다는 틈새시장을 파고들어 소량이라도 제대로 된 제품을 시장에 판다는 것이다.

이 회사는 기존 제품 문제점을 파악, 고객이 필요로 하는 제품을 신속히 개발하는 데 경쟁력이 있다. 이를 위해 연구시설·장비에 아낌없는 투자를 하고 있다. 품질관리도 엄격히 실시한다. 2004년에 부설연구소를 설립, 10여 명의 연구원이 산업용 파워서플라이 연구에만 매진한다.

파워프라자는 국내뿐만 아니라 해외 시장을 공략하기 위해 꾸준히 노력해왔다. 지난 2005년과 2006년에 유럽과 인도 대리점 계약을 맺었다. 올 초에는 미국법인을 개설했다. 내년에 독일영업소도 세울 방침이다. 또 자사 브랜드를 해외에 알리는 데 주력하며 전시회 참여를 활발히 진행했다. 세계 최대 파워서플라이 전시회인 ‘APEC’에서 세미나를 했고 ‘디지털파워포럼 08’에도 참가해 최신 디지털파워 기술 습득은 물론이고 신제품 홍보활동을 펼쳤다.

회사는 우선 내년에 전기차용 파워트레인 개발을 최우선 과제로 삼았다. 나아가 전기차용 DC/DC 컨버터, 모터 구동 인버터, 배터리 충전기 등도 개발할 계획이다.

한편 (주)파워프라자는 세계적인 전기스쿠터 브랜드 벡트릭스 社와 손잡고 주력모델인 VX-1Li+/VX-2를 국내 판매한다.

주력 모델인 400CC급 VX-1Li+는 10년 동안 설계 및 개발하여 2007년 출시한 제품으로서 미국LA경찰, 뉴욕 경찰에 납품하고 있는 신뢰성이 검증된 전기스쿠터이다. 또한 유럽에서 2011, 2012년 올해의 전기스쿠터로 선정되기도 하였다.

VX-1Li+은 순수 전기이륜차로서, 내연기관의 스쿠터처럼 주행 중 소음이나 이산화탄소를 배출하지 않는다. 또한 드라이브 네트나 체인 그리고 엔진오일 등의 소모성 부품이 없어서 유지보수에 따른 발생 비용이 매우 적다. 충전 또한 별도의 충전시설이나 서비스 없이 일반가정이나 사무실에서 110V/220V 콘센트를 이용하여 누구나 손쉽게 충전할 수 있다.

 

(주)파워프라자 www.powerplaza.com

 

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 파워프라자, 산업용 파워서플라이 기술력 바탕 전기차 우뚝 서