“그린카 경쟁력 90%는 부품에서 나온다”

배터리, 구동장치, 급속충전기 등 핵심 부품 개발 상용화 단계

전기차 관련 부품중 핵심은 연료와 구동장치다. 연료관련 배터리 기술은 리튬 폴리머 전지. SK, LG, 애경 등 대규모 기업들이 참여 개발에 적극 나서고 있다.

국내 최대 개별반도체 업체인 KEC는 전기자동차용 Power반도체 부품의 시장 확대를 위해 기존의 모터 구동용 Power모듈뿐만 아니라 전기자동차 및 전기스쿠터에 적용되는 BMS 전용 Power모듈 개발에 성공했다고 밝혔다.

전기자동차용 Power부품은 크게 모터구동(PCU: Power Control Unit) 및 배터리 보호장치(BMS: Battery Management System), 그리고 급속 충전기(High Speed Battery Charger)의 3가지 부분에 사용되는데, 이번 개발 완료되는 Power모듈은 BMS 부분에 속한 고효율 모듈로, 기존 개별 반도체 소자를 사용한 BMS SET 보다 열적인 특성이 우수하고 BMS 전체의 크기를 소형화 가능한 특징을 가지고 있다.

현재 BMS를 생산하는 고객사에 평가 및 승인이 완료되어 양산준비단계에 있으며 향후 해당부문 매출확대에 기여할 것으로 예상된다. 는 정부의 친환경 녹색 성장산업 육성정책에 힘입어 급성장하고 있는 전기차시장에 핵심부품인 Power모듈의 공급 및 LINE UP 확대를 통하여 2015년에는 동 사업부문에서 약 800억원 규모의 매출을 목표로 하고 있으며, 향후 이러한 Power반도체 부문의 사업강화를 통해 사업의 새로운 성장동력으로서 적극적으로 추진해 나간다는 방침이다.

배터리관리시스템(BMS) 시장, SK와 KEC 격돌C&C도 전기자동차 배터리 부품 사업에 진출했다. SK C&C는 사업 진출이 성공적으로 이뤄지게 되면 스마트 그리드 사업과 연계, 새로운 신성장 동력으로 자리매김 할 수도 있을 전망이다.C&C는 지난해 말 SK이노베이션과 전기자동차 배터리관리시스템(BMS) 공급에 대한 양해각서(MOU)를 체결한 데 이어 주주총회를 통해 사업목적에 `전기, 전자, 정보통신 소재, 부품 및 제품의 생산, 판매, 유통업'을 추가했다.

회사가 추진 중인 BMS는 전기차 부품의 핵심인 2차 전지에 공급되는 인공지능제어시스템으로 실시간 2차 전지의 전류ㆍ전압ㆍ온도 등을 측정해 에너지의 충ㆍ방전 상태와 잔여량을 모니터링 하는 시스템이다. 또 열에 의한 폭발에 대해 제어할 수 있는 기능도 갖고 있다.

현재 SK C&C는 BMS 부품 개발을 위해 SK이노베이션과 별도로 60억원을 투입해 연구개발을 하고 있다. 따라서 향후 SK이노베이션이 리튬이온 배터리를 공급하게 될 메르세데스 벤츠의 첫 전기 슈퍼카에 SK C&C의 BMS 부품이 공급될 것으로 예상된다.C&C의 BMS 부품은 설계 및 디자인은 자체 수행하고, 생산은 아웃소싱을 통해 진행하는 방안을 검토하고 있다. 이후 공급은 100% SK이노베이션을 통해 추진할 계획이다. 따라서 생산 계획 및 출시 시점도 SK이노베이션의 배터리 공급 계획에 맞물려 마련될 전망이다.C&C 한 관계자는 “현재 전기자동차 판매 가격 중 40~50%가 배터리 가격"이라며 “배터리가 전기차의 핵심 부품인 만큼 향후 전기차 시장이 활성화되면 BMS 시장은 상당히 커질 것"이라고 설명했다.

관련업계는 BMS 시장규모가 오는 2015년 5조원, 2020년에는 35조원 규모에 이를 것으로 추산하고 있다. SK C&C가 적극적으로 BMS 시장 진출을 추진하는 것도 아직 활성화되지 않은 시장을 조기 선점하겠다는 것으로 해석되고 있다.

애경유화, 전자부품연구원과 함께 전지 개발 에너지가 LiBS(2차전지분리막)에 이어 애경유화와 손잡고 음극소재 개발에 나서는 등 전기차용 배터리 핵심소재 국산화에 박차를 가하고 있다. 에너지는 애경유화에서 개발 중인 음극소재를 전기차용 배터리에 적용해 상용화 테스트를 진행하는 등 양사간 공동 연구 체계를 구축해 전기차용 배터리의 핵심 소재인 음극소재의 국산화에 나선다는 방침이다.

음극재는 양극재・분리막・전해액과 함께 2차전지의 4대 핵심 소재로, 전기차용 배터리의 음극재는 주로 흑연물질과 하드카본을 혼합해 생산된다. 이 중 하드카본은 기술 장벽이 높아 일본 업체만이 유일하게 생산 중인 음극재 내에서도 핵심 소재로, 이번 MOU를 통해 SK에너지와 애경유화는 하드카본 개발에 협력할 예정이다. 에너지 관계자는 “애경유화가 개발 중인 음극소재(하드카본)를 적용한 전기차용 배터리 성능 테스트 결과가 수입산 소재를 사용한 경우와 비교해 동등 이상으로 나타나, 앞으로 양사가 개발에 협력할 경우 음극소재 상업화에 자신한다”며, “전기차용 배터리 소재의 수입 의존도를 크게 낮춤은 물론 배터리의 원가경쟁력 제고에도 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

지난 2005년 국내 최초로 2차전지 분리막(LiBS) 기술 상용화에 성공, 리튬이온 배터리 소재 국산화에 나선 SK에너지는 이번 협력을 통해 배터리의 국산화율을 한층 높인다는 계획이다.

한편, SK에너지는 2009년 말 미쓰비시후소社 하이브리드상용차의 배터리공급업체로 선정된 데 이어, 올해 현대차의 국내 첫 순수고속전기차인 ‘블루온’의 배터리 공급업체로 선정된 바 있다. 나아가 2012년 완공을 목표로 서산일반산업단지 내에 전기차용 배터리 공장 신설에 나서고 있다. 그룹이 지식경제부 산하 국책 연구기관인 전자부품연구원(KETI)과 손잡고 차세대 에너지저장 분야의 공동기술 개발에 나섰다. 와 연구원은 앞으로 인력 기술 교류 등을 통해 전기차, 모바일 기기 등에 쓰이는 차세대 2차전지와 전력저장용 2차전지 분야의 차세대 기술확보를 위해 협력할 예정이다.

이를 위해 SK는 연구원의 전지분야 전문가들과 함께 글로벌 네트워크 등을 활용해 2차전지 관련 유망기술을 선정하고, 자체 기술개발에 나선다는 계획이다.

이와 관련, SK는 지난 2004년 국내 최초이자 세계에서 세 번째로 2차전지의 핵심소재인 LiBS(분리막) 제조 기술을 독자 개발하는 데 성공해, 2005년부터 상용화했다. 는 2차전지 분야의 기술력을 인정받아 현대기아자동차그룹 첫 순수 고속 전기차로 개발중인 신차 ‘i10’ 기반의 양산 모델 및 차기 모델의 배터리 공급업체로 공식 선정된 상태다.

지난 7월에는 충청남도 및 서산시와 양해각서를 맺고 2012년까지 서산산업단지 내 23만km2의 터에 일반 하이브리드 자동차 약 500만대에 공급할 수 있는 500MWh 규모의 전기차 배터리 생산라인을 건설하기로 했다.

한편, SK그룹은 전기자동차용 배터리 외에도 그린콜(저공해석탄에너지), 그린폴(이산화탄소 플라스틱), 바이오 연료, 수소에너지, 스마트그리드 등 다양한 미래 에너지 기술개발을 주도하고 있다.

화학, 미국 포드사에 리튬 2차 전기 공급 화학이 미국 포드에 공급할 고속전기차(EV)용 리튬 대용량 2차전지 생산체계를 이르면 6월 본격 가동한다. 공급물량은 10만대 수준이며 2차전지 성능은 GM 볼트에 공급한 제품보다 진화한 것으로 전해졌다.화학은 오는 6월부터 충북 오창 2차전지 공장에서 포드의 첫 양산 전기차인 ‘포드 포커스 EV’용 2차전지 생산라인을 가동한다.

포커스 EV는 한 번 충전으로 최장 160km를 주행할 수 있고 최고 속도는 136km/h 수준이며 충전시간이 3~4시간으로 여타 상용 전기차보다 빠르다. 그동안 구체적인 계약규모와 양산시기 등은 알려지지 않았다.화학과 포드의 계약물량은 10만대 수준으로 이 회사가 GM 쉐보레 볼트와 계약한 25만대 분량보다 다소 적지만 배터리 용량은 볼트에 공급한 제품을 능가하는 수준으로 알려졌다. 이는 포커스EV와 쉐보레 볼트 모두 EV를 지향하지만 구동방식에서는 다소 차이가 있기 때문으로 분석된다.

쉐보레 볼트는 처음 56km까지는 리튬-이온 배터리에 의해 전기로만 구동하지만 이후에는 가솔린엔진 충전 시스템이 가동해 발생한 전기로 움직인다. 반면에 포커스 EV는 내연기관을 없애고 순수하게 2차전지로만 구동해 보다 대용량・고성능의 배터리가 필요하다.화학은 대용량 2차전지 부문에서 GM에 이어 제품 생산도 본격화함에 따라 삼성SDI, SK이노베이션 등 후발주자와 격차를 벌린다는 전략이다.

포드는 내년 국내에도 포커스EV를 출시할 것으로 알려져 고유가에도 불구하고 국내 시장에서 외면받고 있는 전기차 시장의 활성화를 이끌지 기대된다. 전 세계 전기차 시장 규모는 오는 2015년까지 80만대로 늘어날 전망이다.

삼성SDI와 세계 최대 자동차부품업체 독일 보슈의 합작회사인 SB리모티브는 미국 크라이슬러에 전기차용 리튬이온 배터리 팩을 공급하기로 했다. 리모티브가 전기차용 배터리를 미국에 공급하는 것은 처음이다. 이로써 SB리모티브, LG화학 등 우리나라 업체들은 GM, 포드 등에 이어 크라이슬러까지 미국 3대 자동차회사 모두에 전기차용 배터리를 공급하게 된 셈이다. SB리모티브가 공급할 리튬이온 배터리 팩은 크라이슬러의 순수 전기차 모델인 ‘피아트 500EV’에 장착된다. 피아트 500EV는 이탈리아 자동차 회사 피아트의 인기 차종인 ‘피아트 500’의 전기차 모델로 2012년부터 미국 시장에서 판매될 예정이다.

배터리 셀은 울산에 새로 건설된 SB리모티브의 전기차용 배터리 생산 라인에서 제조된다. 셀과 배터리 제어시스템(BMS), 냉각시스템, 안전장치 등으로 구성된 배터리 팩은 미국 오하이오에 있는 SB리모티브의 자회사 코바시스에서 조립・생산돼 크라이슬러에 공급된다. 리모티브는 지난해 유럽의 BMW와 세계적인 자동차 전장업체인 델파이에 각각 전기차용 배터리와 하이브리드 상용차용 배터리 공급 계약을 수주한 바 있다. 올해 3월에는 국내 오토바이 전문업체인 S&T모터스에 전기이륜차 100만 대분의 리튬이온 배터리를 공급하기로 했다.

삼성SDI 관계자는 “SB리모티브의 전기차용 배터리 시장 진입이 다른 업체에 비해 3년 정도 늦었지만 BMW, 델파이, 크라이슬러 등과 잇따라 공급 계약을 맺으면서 높은 기술력을 인정받고 있다.”고 말했다. 2차전지 전문 시장조사 기관인 IIT에 따르면 세계 전기차 시장 규모는 2012년 49만대, 2015년 150만대, 2020년에는 340만대로 급성장할 것으로 전망됐다.

‘연료전지 자동차’ 특허출원 동향

운전장치 관련 특허출원 5년간 8% 증가

점점 엄격해지는 세계 각국의 환경 규제에 대응하고 석유 고갈에 대비한 자동차 업체들의 그린카 개발 경쟁이 가속화되고 있다. 그린카는 유해가스와 이산화탄소를 발생시키지 않거나 발생량이 적은 차량으로 일반적으로 연료전지 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등을 들 수 있다.

연료전지 자동차의 경쟁자인 전기자동차는 엄밀한 의미에서 무공해차로 분류하기는 어렵다. 왜냐하면, 주행 시 배기가스를 배출하지는 않지만 화력발전으로 전기를 생산한다면 화석 연료를 사용하기 때문이다. 따라서 도시의 공기는 깨끗해지지만 지구 전체로 볼 때는 오염원의 위치가 달라질 뿐이기 때문이다.

기존의 화력발전 시스템은 연료를 연소시켜 발생한 열로 스팀을 만든 후, 그 스팀으로 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 그러나 연료전지는 연료의 화학에너지를 전기에너지로 직접 바꾸기 때문에 에너지 변환 단계가 줄어 효율이 높다. 따라서 자동차용 외에 선박용, 가정용 및 발전용으로 그 적용범위가 확대되고 있다.

연료전지 자동차는 수소를 연료로 사용하는데 아직은 수소 저장 및 운반 기술이 미흡하고, 충전소도 많지 않아서 상용화되지 못하고 있다. 그러나 연구는 활발하게 이루어지고 있어, 연구개발의 척도를 나타내는 특허출원 건수를 보면, 연료전지 자동차 중 핵심기술이라 할 수 있는 운전장치에 관련된 특허출원은 2000년 이후 꾸준히 증가하여 최근 5년간(2003~2008년)에는 연평균 8%의 증가율을 나타냈다.

특허청 관계자는 지난 2009년, 전 세계 자동차 업계가 2015년부터 연료전지 자동차를 일반 수요자들에게 보급한다는 공동선언문을 발표한 바 있어 연료전지 자동차에 관한 특허출원은 앞으로도 꾸준히 증가할 것이라고 전망하였다.

한편, 서울시에서는 얼마 전 개최된 G20 정상회의에 참가한 내・외신 기자들에게 국내 업체가 만든 연료전지 자동차를 취재용으로 제공하여 연료전지 자동차 시대가 성큼 다가왔음을 느끼게 해준 바가 있다.

전기차 충전시스템 어떻게 준비하나

한국전기연구원 전기기기평가본부는 충전스탠드, 충전장치, 통신프로토콜 관계회사 등 업계 관계자를 대상으로 ‘전기자동차 충전시스템 기술세미나’를 열었다.

이번 세미나는 전기자동차용 충전시스템 관련 전자기적합성(EMC), IEC 60529 IP 보호등급, 절연재료 성능평가 및 통신프로토콜 기술교육을 통해 충전시스템 관련 기업체의 기술경쟁력 향상을 도모하기 위한 것.

이날 세미나에서는 △접촉식 충전시스템 EMC 성능평가 기술(김언석 박사) △전기자동차 EMC 표준(안) 해설(안건현 기술원) △IEC 60529 IP 보호등급 성능평가 해설(김용성 기술원) △충전시스템 및 케이블 절연재료 성능평가(심대섭 박사) △전기자동차 급속충전장치 통신프로토콜 - 연구결과 발표(김종수 박사) △전기자동차 급속충전장치 통신프로토콜 - IEC 및 SG협회[BMS 시뮬레이터 시연](임성정 박사) 등의 내용이 발표될 예정이며, 질의응답 시간이 별도로 마련됐다.

한편, KERI는 최근 가장 각광받고 있는 전기자동차의 대중화를 위해서는 전기자동차 자체의 개발 외에 전기차를 국민 누구나 편리하게 이용할 수 있는 인프라를 어떻게 구축하는가가 중요하다는 점에 주목, 전기자동차용 한국형 급속충전시스템을 개발하고 관련 전기추진시스템을 연구하는 한편, 배터리 및 BMS(Battery Management System) 기술 개발, 전기차의 보급에 필요한 충전 인프라 구축 방안과 표준안을 마련하는 것을 목표로 하는 연구를 수행하고 있다.

또한 지난 6월 말부터 연구소 본원이 위치한 통합 창원시 및 반경 30㎞의 경남지역 시군구에 전기자동차용 충전 인프라를 설치하고 전기트럭, 전기승용차 등을 실생활에 활용하면서 보급과 확산을 위한 개선점을 찾아내는 것을 목표로 8개 협력업체와 공동으로 추진하는 ‘스마트그리드 연계 전기자동차 모니터링 기술사업’을 추진하고 있다.

이는 운전자 입장에서 전기차의 운행환경을 종합적으로 평가하는 국내 최초의 시범사업으로 현재 일본 자동차업체가 주도권을 쥐고 대부분의 친환경차 시장을 점유하고 있는 상황에서 국내 전기자동차 산업과 배터리 산업, 충전인프라 산업을 적극 지원하고 육성할 수 있는 근간을 마련할 수 있는 계기가 될 것으로 기대하고 있다.

전기차 시장 선점 위한‘가속 페달’ 밟아

현대기아, GM, 토요타, 닛산, BMW 등 글로벌 경쟁 볼만

국내 전기차 시장 경쟁은 현대 기아차가 포문을 열면서 시작됐다.

현대기아차가 지난해 9월 청와대에서 국내 최초로 개발된 전기차 ‘블루온(BlueOn)’을 공개했다. 현대기아차는 ‘블루온(BlueOn)’의 공개를 시작으로 10월까지 총 30대의 전기차를 지식경제부, 환경부 등 정부기관 및 지방자치단체 등에 제공해 시범 운행했다. 이는 2012년 8월까지 약 2년간 충전 인프라 개발 및 검증, 일반 홍보용으로 활용된다.

유럽전략 소형 해치백 모델인 ‘i10’을 기반으로 개발된 전기차 ‘블루온(BlueOn)’은 약 1년의 연구기간 동안 총 400억 원의 개발비를 투입해 완성됐다.

차명 ‘블루온(BlueOn)’은 ‘친환경적인, 새로운, 창조적인’ 이미지를 나타내는 현대차의 친환경 브랜드 ‘블루(Blue)’에 전기차 시대의 ‘본격적인 시작(Start On)’ 및 전기 ‘스위치를 켜다(Switch On)’라는 의미의 ‘온(On)’을 조합해 탄생했다.

전장 3,585mm, 전폭 1,595mm, 전고 1,540mm의 차체 크기를 갖춰 컴팩트한 이미지로 구현된 ‘블루온(BlueOn)’은 고효율의 전기모터와 함께 국내 최초로 국산화 개발에 성공한 16.4kWh의 전기차 전용 리튬이온폴리머 배터리를 탑재, 최고출력 81ps(61kW), 최대토크 21.4kg・m(210Nm)의 강력한 동력성능을 갖췄다.

순수 전기차는 배터리와 전기모터만으로 구동하는 만큼 배터리의 수명과 저장 능력에 따라 차량 성능이 좌우되기 때문에, 현대차는 다른 배터리에 비해 고출력・고용량의 성능을 자랑하는 리튬이온 폴리머 배터리를 적용했다.

리튬이온폴리머 배터리는 기존 니켈수소 배터리에 비해 무게가 30% 가볍고, 부피가 40% 적어 효율성이 뛰어날 뿐만 아니라, 차량 내부공간 활용성도 높다.

또한, 과충전 및 충돌 시 안전성을 고려해 복합 안전 설계가 반영됐으며, 수십만 킬로미터에 달하는 자체 내구 시험을 통해 안전성까지 확보했다.

뿐만 아니라 ‘블루온(BlueOn)’은 최고속도 130km/h를 달성했으며, 정지상태부터 100km/h까지 도달 시간도 13.1초로 동급 가솔린 차량보다도 우수한 가속 성능을 갖췄다.

특히 ‘블루온(BlueOn)’은 전기 동력 부품의 효율을 향상시키고 전자식 회생 브레이크를 적용해 1회 충전으로 초기 목표 130km 대비 10km 증가된 최대 140km까지 주행이 가능하며, 일반 가정용 전기인 220V를 이용한 완속 충전 시에는 6시간 이내에 90% 충전이 가능하고, 380V의 급속 충전 시에는 25분 이내에 약 80% 충전이 가능하다.

‘블루온(BlueOn)’ 보급과 관련하여 현대차는 환경부, 서울시 및 지자체들과 공동으로 충전시설 확충을 위해 지속적으로 노력할 계획이다.

이와 함께, ‘블루온(BlueOn)’에는 전동식 조향장치(MDPS, Motor Driven Power Steering), 전동식 워터펌프, 브레이크용 유압 부스터(전동식) 등을 적용해 배터리 효율을 향상시켰다.

아울러 기존의 모젠 오토케어 서비스와 스마트폰을 연동하여 사용자에게 충전모니터링, 충전소 위치 안내 등의 정보를 제공하는 전기차용 텔레매틱스 시스템을 적용하고, 세계 최초로 음성 안내가 가능한 전기차용 4.2인치 TFT LCD 슈퍼비전 클러스터를 장착해 운전 편의성을 한층 강화했다.

현대・기아차는 올해 30대의 블루온을 통해 상품성 향상에 주력하고 2011년부터 본격적인 양산 채비를 갖춰 시범 생산을 시작, 2012년 말까지 총 2,500대를 양산하여 보급할 계획이다.

친환경 그린카 유럽 수출 본격화

현대는 친환경 하이브리드차 수출에도 나선다. 기아차는 친환경차 부문에서 ‘K5 하이브리드(수출명: 옵티마 하이브리드)’를 유럽시장에 첫선을 보였다. K5 하이브리드는 역동적인 디자인의 K5에 기아차의 친환경 하이브리드 기술을 접목한 기아차 최초 중형급 가솔린 하이브리드 차량으로, 상반기 북미 및 국내시장을 시작으로 본격 판매에 들어갈 예정이다.

다른 자동차 메이커들이 사용하는 복합형 하이브리드 시스템과는 달리 병렬형 하이브리드 시스템을 적용해 적은 모터용량으로도 동등 이상의 성능을 확보할 수 있어 우수한 효율성을 자랑한다. 하이브리드는 하이브리드 전용 가솔린 엔진인 세타 Ⅱ 2.4 하이브리드 엔진, 30kW급 하이브리드 전기 모터, 6속 하이브리드 전용 자동변속기 등이 적용되었으며, 엔진 출력 168마력(ps), 전기모터 출력 41마력(ps) 등 최대 출력 총 209마력(ps)을 확보했다.

이와 더불어 니켈 수소타입 배터리에 비해 무게가 약 30% 가볍고 크기가 작으면서도 우수한 성능을 갖고 있는 최대 출력 34kW의 리튬이온 폴리머 배터리를 장착했으며, 연비 역시 고속도로 연비 40mpg, 시내 연비 35mpg로 우수한 경제성을 확보했다. 하이브리드는 ▲전기차와 같이 시동 및 저속 주행 시에는 모터만, ▲가속 및 오르막길 등 힘이 필요한 경우는 엔진과 모터가 동시에, ▲정속주행 시에는 엔진만 구동되며, ▲감속 등 에너지가 남는 경우는 필요에 따라 배터리에 에너지원을 저장하는 등 최고의 성능과 경제성을 위한 기술력을 갖췄다.

또한, 4.2인치 풀 컬러 TFT-LCD 슈퍼비전 클러스터를 장착해 에너지 흐름 상태, 동력원상태, 연료・배터리 충전상태 등 운전자에게 필요한 다양한 정보를 제공하고, 에코 가이드 게이지를 통해 운전자가 경제적인 운전 습관을 가질 수 있도록 유도한다. 하이브리드는 기아차 패밀리룩 라디에이터 그릴을 장착하고, 라디에이터 그릴과 안개등에 고휘도 실버 소재를 적용해 하이테크적 감성을 살렸으며, 역동적 디자인에 어울리는 5홀 16인치, 17인치 알로이 휠을 장착한다.

더불어 현대・기아차 북유럽 4개국과 수소연료전지차 시범보급 협력에 관한 양해각서(MOU)를 체결하고 유럽지역에 본격적인 친환경 차량 보급에 나선다.

현대・기아차는 이번 양해각서 체결로 북유럽 4개국, 5개 기관의 수소연료전지차 시범보급 사업에 참여하여 수소연료전지분야에서 축적한 기술력을 글로벌 시장에 선보일 수 있는 기회를 얻게 되었다

북유럽의 경우 스칸디나비안 수소 하이웨이 파트너십(SHHP, The Scandinavian Hydrogen Highway Partnership)이라는 수소연료전지차 보급기관을 통해 수소연료전지차 보급, 충전소 건립 등 제반 사업을 진행 중이며, 여기에는 노르웨이, 스웨덴, 덴마크, 아이슬란드 각국 유관 기관들이 연계되어 있다.

한편, 현대・기아차는 미래 자동차 시장을 선도하기 위해 수소연료전지차는 물론 최근 가장 관심을 모으고 있는 전기차 등 친환경차 개발에 적극 대응하고 있다.

현대차 차세대 CNG 하이브리드 버스 ‘블루시티’ 첫 공개 했다. ‘블루시티’는 국내 표준형 저상 시내버스를 기본 모델로 해 국내 최초로 순수 독자 기술로 개발한 CNG 하이브리드 버스로, 압축천연가스(CNG) 엔진에 전기모터를 결합시켜 두 가지 동력원을 함께 사용, 연료 효율을 향상시키고 오염물질 배출을 감소시킨 친환경 자동차다.

‘블루시티’는 240마력의 G-CNG 엔진과 6단 자동변속기를 적용해 월등한 동력 성능을 갖췄으며, 60kW(82마력)의 고효율 전기모터와 3.8kWh 용량의 리튬폴리머 배터리를 장착해 뛰어난 안전성과 충・방전 성능을 확보했다. 또한 봄베를 기존 7개에서 5개로 축소시킨 770ℓ 용량의 CNG 봄베를 장착했음에도 1회 충전 주행거리는 기존 CNG 버스와 동일한 340km를 확보했으며, 등판등력 또한 일반 버스와 동일한 수준인 30%를 달성하고 최고 시속은 100km/h로 시내버스로서 최적의 주행 성능을 갖췄다.

특히 ‘블루시티’는 배터리, 모터, 제어장치 등 주요 부품의 국산화 개발을 통해 수입 부품 적용으로 인한 가격 부담을 최소화시키고, 제동에너지 회수 및 공회전 방지 등 적극적인 연비 향상 노력을 통해 기존 CNG 버스 대비 30~40%의 연비 개선 효과를 달성했다.

이에 따라 연간 주행거리 10만km를 기준으로 1,200만원 이상의 유류비 절감(디젤버스 대비 연간 5,300만원 이상 절감)이 가능해 버스업체의 수익성 향상에도 크게 기여할 것으로 예상된다. 배출량 또한 기존 CNG 차량 대비 24% 이상(연간 33톤/대), 디젤차량 대비 35% 이상(연간 56톤/대) 감소시켜 대기환경 개선과 지구 온난화 예방에도 큰 효과가 기대된다.

현대차는 올해 7월부터 ‘블루시티’ 30대를 실증사업에 투입해 일부 노선에서 시범 운행할 예정이며, 이를 바탕으로 2012년부터 본격적인 양산에 돌입해 친환경차의 보급 확대에 주력할 계획이다.

코리아, 쉐보레 크루즈. 볼트 판매 나서코리아는 지난해 9월 글로벌 준중형차 라세티 프리미어 전기차(해외판매명: 쉐보레 크루즈)를 선보였다. 라세티 프리미어 전기차는 국내에서 개발된 기존의 저속 전기차 및 경소형 전기차와는 달리 국내 최초의 준중형급 고속 전기자동차. 라세티 프리미어 전기차의 배터리 용량은 31kWh이고, 구동 출력은 150kW를 갖추고 있다. LG화학에서 수행한 시험에 의하면 1회 충전으로 160km까지 주행할 수 있다. 제로백(0km/h→100km/h) 도달 시간은 8.2초로 매우 짧고, 최고 속도가 165km/h여서 지금까지 국내에서 개발된 고속 전기자동차 중에서 가장 뛰어난 성능을 자랑한다.

한편 최근 쉐보레 브랜드를 전격 도입한 GM코리아는 올해 쉐보레 볼트 양산 모델을 국내로 들여와 시험 운영에 들어갈 예정이다. 이를 통해 전기자동차에 대한 한국 고객들의 인지도를 높이고, 국내 전기차 인프라, 고객 반응, 도로 여건 등 볼트의 한국 시장 출시 가능성을 타진하기 위한 다각적인 조사를 펼쳐 나갈 계획이다.

해외 완성차업체 전기차 동향

“GM・토요타・닛산・BMW 등 자동차 빅 4의 격돌”

해외 완성차 업체들의 전기차 경쟁도 볼만하다. 은 전기자동차 쉐보레 볼트(Chevrolet Volt)가 2011년 말까지 미국 전역에서 판매한다. 쉐보레 볼트 전기차는 작년 12월 미국시장에 출시돼, 현재 워싱턴(Washington), 캘리포니아(California), 뉴욕 (New York), 코네티컷 (Connecticut), 뉴저지 (New Jersey) 와 텍사스 (Texas) 등 6개 지역에서만 판매되고 있다.

쉐보레 볼트 전기차는 친환경 차세대 전기자동차로 배터리 방전 걱정 없이 어떤 기후조건에서도 운행 가능한 유일한 최첨단 플러그인 전기차. 볼트는 한번 충전으로 최대 563km 이상 연속 주행이 가능하다. 처음 40km~80km까지는 리튬-이온 배터리에 의해 구동되며, 배터리 충전이 소진되는 즉시 엔진 충전 시스템을 가동, 추가로 483km까지 장거리 주행이 가능하다.

토요타는 3월 3일부터 스위스에서 개최되는 2011 제네바 모터쇼(2011 Geneva Motor Show)에서 풀 하이브리드 기술이 미래의 자동차 산업에서의 중심이라는 확고한 신념에 따라 풀 하이브리드 시너지 드라이브 기술을 중심으로 풀 하이브리드 자동차(HV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHV), 전기 자동차(EV), 연료전지 하이브리드 자동차(FCHV) 등 다양한 차량을 선보였다.

제네바모터쇼에서 세계 최초 공개되는 야리스 HSD 콘셉트카는 토요타가 풀 하이브리드 기술을 유럽 시장에서 가장 큰 부분을 차지하고 있는 소형 세그먼트(B-Segment)에 도입하고자 하는 상징적인 모델. 야리스 HSD는 유럽 시장에서 토요타의 풀 하이브리드 롤아웃 전략의 다음 단계를 대표하는 모델로 볼 수 있다. 다양한 하이브리드의 특정 조건들을 결합시켜 야리스 HSD 콘셉트카는 새롭고, 앞서 가는 디자인을 보여준다.

프리우스+는 프리우스 패밀리의 확대로, 풀 하이브리드 트레인을 장착한 유럽 최초의 7인석 차량이다. 프리우스+는 그 이름처럼 내부 공간과 승차 인원을 크게 확대했는데, 어떤 종류의 7인석 MPV보다도 고연비를 보이는 등 프리우스가 가진 고유의 DNA는 전혀 희생되지 않았다.

최신 버전의 ‘EV’ 프로토타입이 이번 모터쇼에서 유럽 최초로 공개된다. 하이브리드 시너지 드라이브 기술을 바탕으로 EV 파워트레인이 적용된 ‘EV’는 4인승 모델로 iQ의 프로토타입을 바탕으로 디자인된 리튬 이온 배터리가 장착됐다. ‘EV’는 지속 가능한 단거리 이동을 위한 토요타의 장기적인 비전을 대표하는 모델이다.

닛산은 오는 4월 1일 공식 개막하는 2011 서울모터쇼에서 세계 최초 양산형 전기차 리프(LEAF)를 무대에 올렸다. 국내에 처음 소개되는 리프(LEAF)는 컴팩트 리튬 이온 배터리를 100% 동력원으로 사용하는 친환경 자동차다. 이를 통해 ‘배출가스가 전혀 없는(제로 에미션: Zero Emission) 모델’ 개발을 향한 닛산의 기술력을 살펴볼 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 특히 2011 서울모터쇼를 위해 리프(LEAF)의 배터리를 충전할 수 있는 충전시설을 함께 비치해 관람객들이 일상 속에서 즐기는 전기차의 모습을 선보일 예정이다. 가 오는 2013년 내놓을 전기차의 기본 성격을 ‘프리미엄’으로 정할 계획이다. 또한 전기차 중량을 낮추기 위해 탄소섬유를 적극 채용, 프리미엄의 성격을 한껏 부각시키기로 했다. 이는 전기차 가격이 비쌀 수밖에 없다는 점에서 초기 대량 확산보다는 프리미엄 브랜드에 걸맞는 적은 물량이나마 점진적 확산으로 가겠다는 의미로 해석된다.

이 같은 방안은 3월 14일 독일 뮌헨 본사에서 열린 ‘2011 글로벌 기자간담회’에서 ‘프로젝트 아이(i)’라는 전략으로 발표됐다. 는 이를 위해 고가인 탄소섬유를 전기차에 적극 채용키로 했다. 이미 미국 워싱턴에 전기차용 탄소섬유 제조를 위한 합작사 SGL을 설립했고, 이곳에서 공급되는 탄소섬유가 독일 라이프찌히 공장으로 들어와 전기차 차체 모듈에 쓰인다고 밝혔다. 보쉬와 삼성의 합작사인 SB리모티브가 공급하는 배터리 가격이 고가임에도 불구하고 경량화를 위한 최선의 방안으로 고가 소재인 탄소섬유를 채택, 프리미엄 성격은 지키겠다는 얘기다.

LS산전, 녹색 전력IT 이끄는 ‘Green Innovators’

전력과 자동화 사업이 주력… 2015년 매출 4조5천억 목표

LS산전은 1974년 창립 이래 국내 최고의 산업용 전기·자동화 업체로 성장했다. 2005년에 LG그룹에서 계열 분리해 제2의 도약을 위해 LS그룹으로 새 출발 했다. LS산전은, ‘Green Innovators of Innovation’을 핵심으로 삼아 2015년까지 매출 4조5,000억원, 영업이익 7,000억원을 달성한다는 비전을 수립, 전기·자동화 및 그린 비즈니스 분야 세계 초일류 기업으로 발돋움할 계획이다.

국내 최고의 산업용 전기·자동화 리더 

LS산전의 주력 사업 분야는 전력과 자동화 부문이다. 이 두 사업분야는 국가 기간산업이자 기술장벽이 높은 산업이기 때문에 안정성과 신뢰성을 인정받은 소수의 기업만이 영위할 수 있는 분야로, LS산전의 주요 성장동력이자 캐시카우(Cash Cow)로서 회사 발전의 쌍두마차 역할을 담당해왔다.

전력기기는 발전소에서 전기가 발전돼 가정이나 공장으로 송전될 때 중간 과정에서 사용되는 송배전 장비를 말한다. 차단기, 개폐기, 계전기, 전력량계, 변압기, 초전도 한류기 등이 이에 해당된다. 뿐만 아니라 LS산전은, 지난해 4월 부산사업장에 초고압 변압기 공장을 완공하며 저압과 고압, 초고압을 아우르는 전력설비의 Full Line Up 체제를 완성했다. 

자동화 부문은 모터 등을 제어해 효율을 극대화 하고, 각종 전기 및 신호체계를 설계하고 운영할 때 에너지 효율을 높이는 기술 및 제품이다. 자동화 솔루션 분야는 입력된 프로그램으로 기계, 설비, 가공/조립 라인을 자동제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)을 비롯해 인버터, HMI(Human Machine Interface) 등의 제품을 생산하고 있다.

LS산전의 주요제품 시장점유율을 보면 기존 사업의 안정성을 쉽게 확인할 수 있다. 저압 및 고압기기의 경우 국내 시장의 60% 이상, 배전반 25%, 자동화기기 40%, 자동화시스템 20% 수준을 유지하고 있다. 

매출 비중 역시 2010년 기준 전력 분야 9,089억원, 자동화 분야 4,023억원 수준으로, 캐시카우 역할을 하고 있다. 현재 역점사업으로 추진하고 있는 그린 비즈니스 분야에서 성과가 본격화되면 안정적인 기존 사업에 신 사업 수익성까지 더해지며 더욱 가파른 성장곡선을 그릴 것으로 기대된다. 

그린 비즈니스, 대단위 투자로 집중 육성   

LS산전은 그린비즈니스 분야에 2012년까지 2,000억원 이상을 투자하여 그린비즈니스 매출을 2012년 7,000억원, 2015년 2조1,000억원을 달성하겠다는 중장기 그린비즈니스 전략 및 비전을 갖고 있다.

이는 현재 전체 매출의 약 10% 수준인 그린비즈니스 매출을 2012년 전체 매출의 24%, 2015년 전체 매출의 47% 수준까지 확대한다는 의미다.

LS산전은 지식경제부에서 발표한 녹색성장 정책과 가장 맞닿아 있는 기업이다. 지경부가 발표한 15대 녹색성장 분야 중에서 LS산전이 이미 해오고 있거나 신사업으로 뛰어든 분야가 7개나 된다. 무려 절반에 가까운 사업분야를 아우르고 있는 셈이다.

LS산전의 11개 그린 비즈니스 분야는 기존 사업인 △태양광발전설비, △인버터, △RFID, △전력IT분야, △친환경전력기기, △초전도 한류기와 올해부터 본격 추진하는 신사업 분야인 △그린 카 전장품, △전력용반도체 모듈, △연료전지, △LED, △에너지저감건물 분야다.

전력선통신과 녹색 전력 IT 기술, 지능형 빌딩시스템(IBS) 기술을 접목한 스마트 그리드 솔루션으로 지능형 계량시스템, 그린 City, 그린 홈, 그린 빌딩, 그린 Factory 분야에 역량을 집중해 나갈 계획이다.

이 같은 노력을 바탕으로 LS산전은 지난해 시작된 정부의 녹색인증제에서 녹색기술인증 제 1호 인증을 취득하는 등 현재까지 총 23건(2011년 11월 현재)을 취득하며, 최다 인증 취득 기업이 됐다. 특히 또한 지난해 8월에는 자체 기술로 청주와 천안 사업장이 친환경 녹색 사업장으로 지정되고, 12월에는 LS산전의 ‘스마트그리드 에너지효율화 시스템’이 국가녹색기술대상 최고상인 대통령상을 수상하며 이 분야 선도기업으로서의 위상을 더욱 확고히 했다.

LS산전이 지난해 3월 발표했던 ‘중장기 그린비즈니스 전략 및 비전’은 앞으로의 ‘녹색산업 분야에서의 LS산전 성장 궤도’를 한눈에 그려 볼 수 있는 로드맵이다. LS산전은 그린비즈니스 비전을 ‘그린 솔루션 제공으로 50% 이상의 에너지 효율 향상과 온실가스 배출 제로를 지향하는 녹색 기업’으로 정했다. 명실상부한 대한민국 대표 ‘그린비즈 컴퍼니’가 되겠다는 의미다. LS산전은 지난 98년부터 전력IT 등에 R&D 투자를 하고 있으며 2006년부터는 그린비즈니스에 800억원 이상을 투자한 바 있다. 

LS산전의 그린비즈니스는 전혀 새로운 분야로의 진출이 아니라 기존 사업역량을 근간으로 하고 있다는 점에서 강점을 갖고 있다. 특히 지능형 전력망과 전기차 부품, 태양광 솔루션, 인버터 등 녹색성장에 있어 핵심 산업인 분야에서 선도적인 역할을 수행하고 있다. 이와 함께 최근 정부가 강력히 추진하고 있는 CO2 저감/에너지효율화 분야에서도 기술력을 자랑할 만반의 준비가 돼 있는 상태다. 

국내 최초 HVDC 생산기지 구축. 그린카 본격 시동  

LS산전의 그린 비즈니스에 대한 투자가 올해 들어 속속 결실을 보이고 있다.

LS산전은 올 10월 국내 최초의 HVDC(고압직류송전 High Voltage Direct Current Transmission System) 생산기지를, 부산 화전산업단지에 1만 1,157여m2(3,375평) 부지에 건축 연면적 5,910m2 (1,788평) 규모로 구축했다. HVDC는 발전소에서 발전되는 고압의 교류전력을 전력 변환기를 이용하여 고압의 직류전력으로 변환시켜 송전하는 방식으로, 국가 및 지역간 전력계통을 연계해 에너지의 효율적 이용과 안정적 수송을 가능하게 하는 친환경, 고효율의 송배전 기술을 말한다.

국내에서는 LS산전과 한전 등 4개 사가 공동으로 제주에 실증단지를 기공, 시스템을 개발을 위한 준비 중에 있으며, LS산전은 HVDC 핵심기기인 ‘싸이리스터 밸브(Thyristor Valve)’ 를 생산에서부터, 부품입고, 성능검사, 조립, 시험, 시운전 등을 일괄 처리하기 위해 HVDC 부산공장을 준공했다.

이로써 LS산전은 지난해 4월 완공된 부산사업장 변압기 공장의 변환용 변압기와 HVDC 부산공장의 싸이리스터 밸브 등 핵심 제품 생산을 통해 HVDC 시스템에 대한 토털 솔루션을 제공할 수 있게 됐다.

또한 그린카 부품 분야에서도 본격적인 시동을 걸고 있다. LS산전은 지난 10월, 한국화학융합시험연구원(KTR)으로부터 전기차 충전기의 전기용품안전인증을 획득하고, 환경공단에서 발주한 전기차 충전기 190대의 물량 수주에 성공했다.

이는 정부의 올해 전기차 충전기 보급 목표인 400여 대의 절반 수준으로 국내 최대 규모에 해당 된다. 

이와 함께 전기차를 구동시키는 파워트레인에 전기를 안정적으로 공급 및 차단하는 EV-Relay를 생산, 국내 현대차뿐만 아니라 글로벌 완성차 업체에도 공급하고 있다. LS산전은 지난 5월, 314억원을 투자하여 청주 사업장에 EV-Relay 공장을 짓기로 결정, EV-Relay 생산량을 내년 100만개,2015년까지 400만개 수준으로 크게 확대할 계획이다. 이 밖에도 최근 수자원공사와 MOU를 맺고 수면 위에 태양광 발전 시스템을 설치하는 등 그린 비즈니스 분야에서 크고 작은 결실을 맺으며 그린비즈 선도기업으로서의 위상을 갖추고 있다.