세계는 지금 자동차 기술 개발 전쟁 중 > 김광두의 1년 후

日․ 獨기업들은 전략적 제휴로 세계 시장을 공략 미국 대통령, 친환경차 기술개발 예산지원 천명 한국도 자동차산업 성장에 국가적 대응체제 갖춰야 강점 가운데 하나인 ICT 활용한 기술개발도 바람직 1. 세계는 지금 전기차, 하이브리드차, 디젤차량을 둘러싼 국경 없는 전쟁중이다. 미국 오바마 대통령은 배터리와 전기차 구동장치 연구개발에 24 억달러(약 2조 5천억 원)를 지원 하겠다고 발표 했다. 민간 매칭 자금을 합하면 총 5조원의 연구개발 자금을 투입 한다는 것이다. 2.가솔린 엔진 자동차는 칼 벤쯔가 1883년 말없는 마차(horseless carriage)를 만들면서 본격적으로 시작 되었다. 전기자동차는 1884년에 개발 되었고, 하이브리드 자동차도 1900부터 1905년 까지 5년간 생산 되었었다. 공교롭게 110년 넘은 후에 다시 경쟁 무대에서 만난 것이다. 그간 정유산업의 발달로 내연기관 엔진은 앞서 나아 갔는데 최근 고밀도 에너지 2차전지의 발달로 상황이 변하고 있는 것이다 3. 전기자동차에 사용할 2차 전지는 가볍고 강력 해야 한다. 리튬 이온전지는 에너지는 크지만 높은 가격 때문에 전기차의 확산이 늦어 지고 있다. 그러나 매년 10% 이상가격이 낮아지고 있어 전기차 상용 확산의 기대가 커지고 있다. 3. 전기차 시대가 매우 가까운 것으로 보이지만 해결 되어야 할 과제들이 많다. ① 전지의 용량이 더 커져야 한다. 가솔린의 경우 무게인 kg당 13kwh 의 에너지를 함유 하고 있다. 에너지 손실이 커서 구동에 15%의 에너지만 사용 된다고 보아도 약 2 kwh/kg 의 에너지 이다. 이와 비교하여 리튬-이온 전지의 무게당 에너지는0.13 kwh/kg 이다. 지금 보다 15배 이상 에너지를 축적할 수 있어야 무게당 에너지에서 가솔린 차량과 경쟁할 수 있다 ② 리튬 전지의 안전성 이다.리튬은 반응성이 높아 고온에서 폭발하는 성질을 가지고 있다. 한 번에 많은 에너지를 사용하면 배터리 온도가 상승할 수 있다. ③ 사용연한(使用年限) 이다. 현재 판매 되고 있는 배터리는 수명을 대략 3년에서 5년 사이인 것으로 보고 있다. 관리에 따라 수명은 연장 될 수 있겠지만 일반인이 전문적 관리를 하기는 어렵다. ④ 충전 시간이다. 초기에는 8시간 소요 되었지만, 이제 2~3 시간으로 짧아졌고 급속 충전을 하면 30분 이내에 80% 정도 충전 된다.시간을 가솔린 주유 시간 정도로 짧게 해야 한다. ⑤ 주행거리 문제이다. 한번 충전으로 주행할 수 있는 거리가 500km는 되어야 한다. 초기에는 60km 에서 지금은 130~160 km로 많이 길어 졌다. 하지만 200km 이상 거리가 되는 시외로 운행하려고 할 경우 현재의 전기차는 비실용적이다. ⑥ 전기차 충전을 위한 발전 설비 증설이다. 국내는 현재도 여름철 피크 타임에 전력 비상사태가 생기고 있다. 누진 전기료 또한 문제가 될 수 있다. 4. 현재 하이브리드 자동차가 생산 판매 되고 있다. 하이브리드 차는 엔진과 전기모터 모두 장착되어 있어 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 반면에 두 개의 구동 장치가 있는 만큼 차량이 무거워 지는 단점이 있다. 5. 가솔린과 디젤엔진 차량 등 내연기관 자동차도 꾸준히 발전하고 있다. 내연기관 자동차의 마력과 연비는 계속 상승 하고 있다. 가솔린 엔진과 디젤엔진의 주된 차이점은 연소를 위한 스파크 플러그의 유무 이다.가솔린 엔진은 압축된 공기와 연료에 스파크 플러그로 점화 폭발 시켜 피스톤을 밀어 내는 것이다. 반면 디젤 엔진은 압축된 공기와 연료가 점화 장치 없이 스스로 발화 되게 하는 것이다 가솔린 엔진은 공기를 1/10 의 부피가 되도록 압축하고, 디젤 엔진은 1/17 의 부피가 되도록 압축을 더 크게 한다. 가솔린 엔진은 스파크 플러그가 있기 때문에 발화 시점을 정확하게 컨트롤 할 수 있고 압축비가 낮기 때문에 디젤 엔진 보다 조용 하다. 디젤 엔진은 연소를 시작 시킬 스파크 플러그가 없고, 압축비가 높아 소음이 크고 진동이 발생한다. 또한 순간적으로 많은 연료를 주입하면 불완전 연소에 의한 카본 배출의 문제가 있어서 승용차에는 부적합 하지만, 토크가 커서 큰 에너지를 필요로 하는 대형 버스와 트럭에 사용 되었었다.높은 압축에서 얻어지는 큰 에너지라서 디젤 엔진은 연비가 높다는 장점을 가지고 있다. 6. 벤츠 BMW 아우디 등 독일3 사와 현대자동차를 비교해 보면 독일 차량 3사는기본 차체를 효율적으로 운용 하면서 소비자의 다양한 취향에 부응하고 있다. 우리나라대표주자인 현대자동차와 독일 선두인 BMW사의 엔진을 배기량 별로 조사해 보면 현대 자동차는 가솔린과 디젤 모든 분야에서 세분화된 엔진을 사용 하고 있으며 BMW 는2,000cc 와 3,000cc 에 주력하고 있다. 물론 소형인 경우 BMW 에서는 MINI 라는 회사가 있지만 그 점을 감안해도 현대가 더 다양한 엔진으로 차를 생산하고 있다.BMW 는 터보 및 슈퍼 차져 를 적용 하여 같은 배기량의 엔진에서 마력에 변화를 주면서 차종을 확대하고 있다. 7. 결론적으로 살펴보면 독일과 일본 기업들은 전략적 제휴로 시장을 공략 하고 있고, 미국도 대통령이 친환경 자동차 기술개발 예산을 직접 언급할 정도로 세계 자동차 시장과 기술 경쟁이 치열해 지고 있다. 한정된 예산과 인력으로 우리나라 자동차가 세계시장에서 지속적인 성장을 하기 위한 지혜와 지식을 결집 시키는 국가적 대응이 요구된다. 본 분석에서는 독일의 강점분야인 엔진의 힘과 연비를 중심으로 비교하였기 때문에 공평 하지 않은 면이 있다. 엔진과 구동 시스템은 많은 개발을 수행한 독일이 강하지만 자동차에서 점점 비중이 커가는 ICT 는 우리나라가 가지고 있는 큰 강점 이다. ICT 는 차량의 구동장치의 종류와 무관한 것이 대부분이다. 예를 들어 네비게이션, 블랙박스를 비롯한 전자장치와 내장 인테리어는 우리나라 자동차가 세계적으로 높은 수준이다. 여기에 리튬 이온전지를 생산하는 LG화학 과 SDI도 있다. 전기차용 배터리 개발에는 시간이 필요하다. 내연기관 차량이 앞으로 몇십년은 시장에서 주 상품이 될 것이다. 원유가격이 지금보다 2배 상승하여 5년간 지속 된다면 달라질 수 있겠지만, 기술의 발달로 활용 가능한 석유자원의 량은 매년 늘어나고 있다. 따라서 새로운 전자장비 개발, 연비 향상, 고성능 고가차량 개발, 같은 차체로 다양한 파워의 차량을 제작하는 기술들을 한층 더 발전 시켜야 한다.

日․ 獨기업들은 전략적 제휴로 세계 시장을 공략 미국 대통령, 친환경차 기술개발 예산지원 천명 한국도 자동차산업 성장에 국가적 대응체제 갖춰야 강점 가운데 하나인 ICT 활용한 기술개발도 바람직 1. 세계는 지금 전기차, 하이브리드차, 디젤차량을 둘러싼 국경 없는 전쟁중이다. 미국 오바마 대통령은 배터리와 전기차 구동장치 연구개발에 24 억달러(약 2조 5천억 원)를 지원 하겠다고 발표 했다. 민간 매칭 자금을 합하면 총 5조원의 연구개발 자금을 투입 한다는 것이다. 2.가솔린 엔진 자동차는 칼 벤쯔가 1883년 말없는 마차(horseless carriage)를 만들면서 본격적으로 시작 되었다. 전기자동차는 1884년에 개발 되었고, 하이브리드 자동차도 1900부터 1905년 까지 5년간 생산 되었었다. 공교롭게 110년 넘은 후에 다시 경쟁 무대에서 만난 것이다. 그간 정유산업의 발달로 내연기관 엔진은 앞서 나아 갔는데 최근 고밀도 에너지 2차전지의 발달로 상황이 변하고 있는 것이다 3. 전기자동차에 사용할 2차 전지는 가볍고 강력 해야 한다. 리튬 이온전지는 에너지는 크지만 높은 가격 때문에 전기차의 확산이 늦어 지고 있다. 그러나 매년 10% 이상가격이 낮아지고 있어 전기차 상용 확산의 기대가 커지고 있다. 3. 전기차 시대가 매우 가까운 것으로 보이지만 해결 되어야 할 과제들이 많다. ① 전지의 용량이 더 커져야 한다. 가솔린의 경우 무게인 kg당 13kwh 의 에너지를 함유 하고 있다. 에너지 손실이 커서 구동에 15%의 에너지만 사용 된다고 보아도 약 2 kwh/kg 의 에너지 이다. 이와 비교하여 리튬-이온 전지의 무게당 에너지는0.13 kwh/kg 이다. 지금 보다 15배 이상 에너지를 축적할 수 있어야 무게당 에너지에서 가솔린 차량과 경쟁할 수 있다 ② 리튬 전지의 안전성 이다.리튬은 반응성이 높아 고온에서 폭발하는 성질을 가지고 있다. 한 번에 많은 에너지를 사용하면 배터리 온도가 상승할 수 있다. ③ 사용연한(使用年限) 이다. 현재 판매 되고 있는 배터리는 수명을 대략 3년에서 5년 사이인 것으로 보고 있다. 관리에 따라 수명은 연장 될 수 있겠지만 일반인이 전문적 관리를 하기는 어렵다. ④ 충전 시간이다. 초기에는 8시간 소요 되었지만, 이제 2~3 시간으로 짧아졌고 급속 충전을 하면 30분 이내에 80% 정도 충전 된다.시간을 가솔린 주유 시간 정도로 짧게 해야 한다. ⑤ 주행거리 문제이다. 한번 충전으로 주행할 수 있는 거리가 500km는 되어야 한다. 초기에는 60km 에서 지금은 130~160 km로 많이 길어 졌다. 하지만 200km 이상 거리가 되는 시외로 운행하려고 할 경우 현재의 전기차는 비실용적이다. ⑥ 전기차 충전을 위한 발전 설비 증설이다. 국내는 현재도 여름철 피크 타임에 전력 비상사태가 생기고 있다. 누진 전기료 또한 문제가 될 수 있다. 4. 현재 하이브리드 자동차가 생산 판매 되고 있다. 하이브리드 차는 엔진과 전기모터 모두 장착되어 있어 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 반면에 두 개의 구동 장치가 있는 만큼 차량이 무거워 지는 단점이 있다. 5. 가솔린과 디젤엔진 차량 등 내연기관 자동차도 꾸준히 발전하고 있다. 내연기관 자동차의 마력과 연비는 계속 상승 하고 있다. 가솔린 엔진과 디젤엔진의 주된 차이점은 연소를 위한 스파크 플러그의 유무 이다.가솔린 엔진은 압축된 공기와 연료에 스파크 플러그로 점화 폭발 시켜 피스톤을 밀어 내는 것이다. 반면 디젤 엔진은 압축된 공기와 연료가 점화 장치 없이 스스로 발화 되게 하는 것이다 가솔린 엔진은 공기를 1/10 의 부피가 되도록 압축하고, 디젤 엔진은 1/17 의 부피가 되도록 압축을 더 크게 한다. 가솔린 엔진은 스파크 플러그가 있기 때문에 발화 시점을 정확하게 컨트롤 할 수 있고 압축비가 낮기 때문에 디젤 엔진 보다 조용 하다. 디젤 엔진은 연소를 시작 시킬 스파크 플러그가 없고, 압축비가 높아 소음이 크고 진동이 발생한다. 또한 순간적으로 많은 연료를 주입하면 불완전 연소에 의한 카본 배출의 문제가 있어서 승용차에는 부적합 하지만, 토크가 커서 큰 에너지를 필요로 하는 대형 버스와 트럭에 사용 되었었다.높은 압축에서 얻어지는 큰 에너지라서 디젤 엔진은 연비가 높다는 장점을 가지고 있다. 6. 벤츠 BMW 아우디 등 독일3 사와 현대자동차를 비교해 보면 독일 차량 3사는기본 차체를 효율적으로 운용 하면서 소비자의 다양한 취향에 부응하고 있다. 우리나라대표주자인 현대자동차와 독일 선두인 BMW사의 엔진을 배기량 별로 조사해 보면 현대 자동차는 가솔린과 디젤 모든 분야에서 세분화된 엔진을 사용 하고 있으며 BMW 는2,000cc 와 3,000cc 에 주력하고 있다. 물론 소형인 경우 BMW 에서는 MINI 라는 회사가 있지만 그 점을 감안해도 현대가 더 다양한 엔진으로 차를 생산하고 있다.BMW 는 터보 및 슈퍼 차져 를 적용 하여 같은 배기량의 엔진에서 마력에 변화를 주면서 차종을 확대하고 있다. 7. 결론적으로 살펴보면 독일과 일본 기업들은 전략적 제휴로 시장을 공략 하고 있고, 미국도 대통령이 친환경 자동차 기술개발 예산을 직접 언급할 정도로 세계 자동차 시장과 기술 경쟁이 치열해 지고 있다. 한정된 예산과 인력으로 우리나라 자동차가 세계시장에서 지속적인 성장을 하기 위한 지혜와 지식을 결집 시키는 국가적 대응이 요구된다. 본 분석에서는 독일의 강점분야인 엔진의 힘과 연비를 중심으로 비교하였기 때문에 공평 하지 않은 면이 있다. 엔진과 구동 시스템은 많은 개발을 수행한 독일이 강하지만 자동차에서 점점 비중이 커가는 ICT 는 우리나라가 가지고 있는 큰 강점 이다. ICT 는 차량의 구동장치의 종류와 무관한 것이 대부분이다. 예를 들어 네비게이션, 블랙박스를 비롯한 전자장치와 내장 인테리어는 우리나라 자동차가 세계적으로 높은 수준이다. 여기에 리튬 이온전지를 생산하는 LG화학 과 SDI도 있다. 전기차용 배터리 개발에는 시간이 필요하다. 내연기관 차량이 앞으로 몇십년은 시장에서 주 상품이 될 것이다. 원유가격이 지금보다 2배 상승하여 5년간 지속 된다면 달라질 수 있겠지만, 기술의 발달로 활용 가능한 석유자원의 량은 매년 늘어나고 있다. 따라서 새로운 전자장비 개발, 연비 향상, 고성능 고가차량 개발, 같은 차체로 다양한 파워의 차량을 제작하는 기술들을 한층 더 발전 시켜야 한다.

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