[2016 전기자동차 기술 산업전 개최] 미래 전기자동차를 구현할 기술들을 만나보다!

 최근 자동차 업계의 화두가 친환경 자동차로 옮겨가면서 관련 기술들에 관한 관심이 높아지고 있는 가운데 3월 9일에서 11일까지 일산 킨텍스에서 2016 전기자동차 기술 산업전 및 자동 경량화 기술 산업전이 열렸다. 2011년부터 시작되어 6년째 열리고 있는 본 산업전은 ▲구동시스템 및 이차전지 기술 ▲모터기술 ▲부품 및 재료 인버터·컨버터 ▲측정 & 시뮬레이션 ▲충전 관련 기술 분야의 산업전으로 올해는 65개 기업과 연구기관이 참여했다. 각종 부품전시뿐만 아니라 기술동향, 신기술소개 등 프레젠테이션도 함께 이루어졌다.

 이번 산업 전시회는 최근 자동차 업계 트렌드에 맞춰 경량화와 전기차라는 이슈에 초점을 맞춰 진행됐다. 전기자동차는 수소자동차와 더불어 연료 및 가스를 사용하는 기존의 자동차와는 달리 공해 배출이 전혀 없는(하이브리드의 경우는 소량 배출) 친환경 자동차이다. 학자들은 화석연료의 완전한 고갈과 관계없이 미래의 에너지 비즈니스 형태는 태양에너지 등의 신재생에너지로 이전할 것으로 예측한다. 화석연료로 인한 공해 및 온난화는 차치하더라도, 발전량 확대에 따른 필요설비투자액 부문에서 신재생에너지가 압도적으로 우수하기 때문이다. 이런 신재생에너지원으로 얻을 수 있는 에너지의 대부분은 전기에너지이다. 이에 따라 세계의 각 회사는 전기자동차 플랫폼을 구축하고 있다. 이러한 대의적인 측면이 아니더라도 당장의 유가 등락에 자유로울 수 있는 것은 전기차이기 때문에 연구 및 투자를 늦출 수 없다. 전기자동차 브랜드인 미국의 테슬라를 필두로, BMW, GM, 닛산 등 많은 회사들이 하이브리드 혹은 전기차를 출시하고 전기차 부문에 투자를 확대해나가고 있다. 이에 동행되어야 하는 것이 기술의 발전이다. 전기차는 배터리 등 새로운 부품들로 인해 기존의 내연기관 자동차보다 무게가 더 나간다. 이에 전기차가 경쟁력을 갖추기 위해서는 무게를 줄이는 기술이 필요하다.

▲카본 마을의 탄소섬유로 제작한 자동차(왼쪽)와 동희산업의 구동모듈(오른쪽)

특히, 70여개의 업체들이 홀을 꽉 채운 가운데 자동차 경량화 재료로 탁월하다는 평가를 받는 탄소섬유복합재료인 CFRP와 관련된 기술을 전시한 부스들이 상당수를 이뤘다. 특히, 카본 마을은 보닛과 도어, 트렁크를 철이 아닌 탄소섬유로 제작한 자동차를 선보였다. 철을 사용한 기존자동차의 보닛, 도어, 트렁크 무게의 합은 42.3kg인데 탄소섬유로 제작한 이 차의 경우 무게의 합이 21.5kg으로 절반밖에 되지 않는다. 탄소섬유 외에도 세원물산의 알루미늄 히터프로텍터 등 경량화를 위한 기업들의 여러 가지 노력이 담긴 제품들을 만나볼 수 있었다. 동희산업은 친환경 자동차부품, 경량화 소재, 전자부품 등을 생산하는 회사로서 이번 산업전에서는 전기차의 핵심부품인 구동모듈(모터+인버터)을 선보였다. 인버터는 직류를 교류로 변환시켜주는 장치로, 모터, 배터리와 함께 전기차를 이루는 핵심요소이다. 경량화 외에도 특히 에너지이슈와 관련하여 흥미로운 부스들이 있어 소개한다.

 ■ 주행하면서 충전하는 전기자동차

▲자기공진형상화기술을 장착한 KAIST OLEV 모형도. 사진 아랫부분에 보이는 것이 도로 내부에 설치된 전선이며, 여기서 형성되는 자기장을 통해 충전하는 형태이다.

KAIST에서는 전기차를 무선으로 충전하는 새로운 방식인 자기 공진형상화기술을 선보였다. 기존 전기차에 직접 플러그를 꽂아 충전하던 방식과는 달리 도로 내부에 직접 전선을 설치하여 이로 자기장을 형성시키고, 이를 자동차 내부에서 집전시키는 방식이다. 따라서 도로에 전선만 설치되어있으면 따로 충전절차 없이 주행 중에도 자동차가 충전된다. 물론 정차 시에는 더욱 고효율로 충전이 된다. 주행 시 충전만으로는 완충이 되진 않지만, 기존 플러그 직접연결을 통한 충전보다도 충전시간이 짧다. 기존의 전기차의 최대 한계이자 과제였던 배터리용량과 충전시간을 해결할 안전하고 혁신적인 방안을 제시한 것이다. 또한, 여기서 생성되는 자기장은 KAIST에서 개발한 집전장치를 장착한 자동차(OLEV)에서만 집전할 수 있어 다른 자동차에는 영향이 없다. 이 기술은 Time지 선정 세계 50대 발명품, 세계경제포럼 선정 세계 10대 미래유망기술로 선정되었고, 구미시에서 이를 채택하여 무선충전전기버스가 상용운행 중이다. 작년 4월에는 콜롬비아 메데인시와 MOU를 체결하고 점차 보급을 확대해나가고 있다. 전기차 시장에 새로운 패러다임이 될 것으로 기대된다.

이처럼 이번 전시회에 참여한 중소업체들은 기술 개발 중인 시제품을 전시했으며 아직은 해당 기술을 알리고 소개하는데 의미를 두는 분위기였다고 할 수 있다.

■ 신문처럼 찍어내는 태양전지 필름 

▲ ㈜펨스의 roll-to-roll방식 printing 장비(왼쪽)와 인쇄된 유연 유기태양전지(오른쪽)

경량화를 위한 인쇄장비들도 소개되었다. 특히 ㈜펨스에서는 유기태양전지를 신문처럼 찍어내는 roll-to-roll screen printing 장비를 선보였다. 재료만 있다면 언제든지 간편하게 태양전지를 ‘찍어내는’ 기술을 구현한 것이다. 금속실린더(롤)에 형상을 만들어놓고 여기에 잉크를 채우면 이 사이를 빠져나가는 자재에 인쇄되는 방식이다. 이렇게 인쇄된 태양전지의 효율은 약 4~5%로, 10%에 조금 못 미치는 유기태양전지 효율에 비해서는 다소 떨어지지만, 손쉬운 방법으로 인쇄해낼 수 있고, 유연하게 휘어진다는 점에서 의미가 있다.한편 이번 산업전에서 경량화 부문에 비해 배터리 관련업체들의 참여는 많지 않았다. LG화학, 삼성SDI 등 대기업에 집중되어있는 분야이기 때문이라 판단되는데, 전기차 이슈의 핵심이 되는 부분인 만큼 우리나라 중소기업에서도 새로운 개척자가 등장하길 기대해본다.