미래형자동차 제1장 총 론 1. 표준화 로드맵 작성 대상 1.1. 세계 자동차 산업의 현황 세계 자동차산업은 과거 100년간의 가솔린 엔진 및 디젤 엔진 탑재형 자동차시대에서 환 경 에너지 IT 기술을 접목한 무공해 첨단자동차시대로 이동 중 세계적인 환경, 안전 규제에 대응하고 자동차 산업이 직면해 있는 환경, 에너지 및 안전문 제를 효과적으로 해결 할 수 있는 자동차 개발 - 외부 충전식 전기자동차가 주행거리, 동력공급, 속도 등과 관련된 문제로 인하여 상용화 가 불가능해지면서 기술개발의 중심이 하이브리드 자동차로 전환 - 최근 하이브리드 자동차가 상용화되면서 차세대 기술개발의 목표는 수소 동력 연료전지 (Hydrogen-powered Fuel Cell) 자동차로 발전 - 이와 함께 자동차경쟁력 강화의 핵심요소가 전자화, 멀티미디어화, 네트워크화로 변화되 면서 지능형 차량 부품의 개발 가속화 [%] 내연기관 연료전지차 전기자동차 하이브리드차 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 88 45 40 35 10 10 0 2 5 10 0 ~2010년 ~2020년 ~2030년 55 <그림 1> 미래형 자동차의 보급 예측(출처:DOE, 2001) 1
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 1.2. 미래형자동차 정의 자동차로 인한 에너지 고갈, 환경오염, 교통사고로 인한 사망자 수 증가 등의 문제 해결을 위한 친환경적이며 안전한 자동차를 개발하는 것이 자동차 산업의 패러다임으로 바뀌어 기존 내연기관 자동차의 수요자가 감소하며 저공해 및 무공해 자동차와 지능형 자동차의 수요가 증가 될 것으로 예상되며 이에 각국의 세계 자동차 산업은 과거 100년간의 가솔린 엔진 및 디젤 엔진 탑재형 내연 기관 자동차시대에서 환경 에너지 IT 기술을 접목한 무공해 첨단자동차 산업의 시대 로 이동하고 있으며 따라서 현재 주요 기술 분야는 크게 고연비 저공해 자동차인 하이브리드 자동차 및 부품, 친환경 자동차인 연료전지 자동차 및 그 부품과 운전자 및 승객의 안전과 편의를 도모하 는 지능형 자동차 및 그 부품으로 세 가지로 분류 됨 1.3. 로드맵 작성 대상 기술 분야 가. 지능형 자동차 지능형자동차는 자동차에 기계, 전자, 통신, 제어, 인공지능 등 각종 첨단기술을 접목시켜 운전자가 주행에 신경 쓸 필요 없이 자동으로 목적지까지 사고 없이 도착하게 하는 자동차 자동차의 역할을 단순 이동수단에서 업무, 휴식, 정보 공간으로 확대된 자동차로 주변 환 경을 스스로 인식하는 전자화 및 인공지능기법을 사용하여 주행안전성 및 편의 를 확보 하는 첨단전자화 자동차 지능형교통체계(ITS)의 기반 위에 기계, 전자, 통신, 제어를 기초분야로 하여 운전자의 안 전성 과 편의성 을 향상시키고 안전하고 쾌적한 교통 환경을 확보하여 교통사고로 인한 사 회적, 인적, 물적 손실을 최소화하기 위한 자동차 지능형 자동차는 주행안전성을 향상시키기 위한 방안으로 자동차의 주요한 시스템의 전자 화 및 인공지능기법을 사용하여 안전운전 및 쾌적한 운전이 될 수 있도록 능동적 차량기 술을 기반으로 지능형 안전시스템을 적용한 첨단 안전 자동차 각종 지능형 첨단부품의 장착을 통하여 차량이 단순한 운송수단에서 운송, 정보, 업무, 휴 2
미래형자동차 식 공간으로 발전하는데 필요한 지능형 기술을 적용한 자동차로 예방안전시스템, 사고회 피시스템, 충돌안전시스템, 자율주행(자동운전)시스템, 재해확대방지시스템으로 구성 됨. - 예방안전시스템:운전자 위험상태 경보, 운전시계 및 시인성 향상, 주변차량 정보수집 및 경보, 사각내 장애물 경보, 운전부하 경감, 차량 위험상태 경보, 야 간운전시계 및 시인성 향상, 도로정보수집 및 경보, 외부에의 정보전달 및 경보 시스템 - 사고회피시스템:차량동역학 제어, 사각사고 회피, 도로정보에 의한 사고회피, 운전자 위 험상태 회피 시스템 - 충돌안전시스템:충격흡수, 승객보호, 보행자 피해 경감 시스템 - 자율주행(자동운전)시스템:기존 인프라 이용형 자율주행(자동운전), 신규 인프라 이용 형 자율주행(자동운전) 시스템 - 재해확대방지시스템:긴급시 도어잠김 해제, 다중충돌 방지, 화재진화, 사고발생 자동통 보 시스템 연료 부족시 가장 가까운 주유소 안내. 차세대 GPS 장착 졸음운전 감지 장치 운전자의 눈 깜박임과 동공을 관찰. 자동으로 환기 후방 사각 백미러속에 숨겨진 안내 소형 카메라가 따라오는 차량을 포착해 알려줌. 단추 하나만 누르면 일렬주차도 가능(도요타). 완전자동 주차 기능 움직이는 전조등 곡선주로 방향 전환시 사전에 전조등이 움직여 전방 시야를 밝혀줌. 잘못 회전할 경우 방향 바로 잡아줌. 전자 안전 통제 기능 탈선 경보 시스템 적외선 야간 야간투시 촬영장치를 기능 통해 전방의 사람 동물 투시(혼다). 외장 에어백 보닛 밑에 설치된 에어백으로 충돌 시 보행자 충격 완화. 추돌 예방 레이더 <그림 2> 지능형 자동차 개요 따라서, 지능형 자동차의 국제 표준화 대상은 관련 용어 및 정의, 신규 지능형 자동차 관 련 부품의 성능 시험 및 신뢰성 시험 평가 방법, 시스템 안전의 확보를 위한 법적 규제 등 이다. 3
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 나. 하이브리드 자동차 하이브리드 자동차는 2개 이상의 동력원을 이용하여 구동되는 자동차로 전기모터 및 저공 해 엔진을 이용하여 최적의 효율로 주행하는 것을 목적으로 제동 시 낭비되던 제동에너지 를 흡수, 재활용하여 엔진만을 사용할 때보다 연비와 배기가스 발생 문제를 혁신적으로 개 선한 자동차 가솔린엔진과 전기모터, 수소연소엔진과 연료전지, 천연가스와 가솔린엔진, 디젤엔진과 전 기모터 등이 하이브리드 자동차의 예라 할 수 있음 전기, 휘발유 등 두 종류 이상의 동력원을 사용할 수 있는 자동차를 의미하며, 엔진을 이 용하여 배터리를 충전하고 전기모터만을 사용하여 주행하는 직렬식과 모터, 엔진을 동시 에 사용하여 구동하는 병렬식으로 구분 기존 자동차 엔진과 전기모터를 조합하여 운전상황에 따라 적절하게 제어함으로써 엔진만 을 사용할 때보다 배출가스 공해를 줄일 수 있고 외부 충전식 전기자동차와 같은 일회 충 전 시 주행거리 제한이 없음 - 광의의 전기 자동차 (Electric vehicle with a range extender) 협의의 전기자동차에 차량탑재 내연기관을 가지고 있는 자동차로 전기를 직접 충전하는 것이 가능하며 협의의 전기자동차의 정상적인 기능을 가지고 있으나 연료 저장이 제한 되고 내연기관의 출력이 제안된 형태의 자동차 - 전지-하이브리드 자동차 협의의 전기자동차의 주행 방법으로 주행하고 전기를 이용해 충분한 범위의 도심을 주행 할 수 있는 차로 외부에서 전기를 충전하는 차량과 외부 충전이 불가능 한 차량이 있음 - 전기보조장치를 가진 내연기 자동차 외부에서 전기 충전을 할 수 없는 하이브리드 자동차로 전기만을 이용해 주행할 수 없 는 형태의 자동차 따라서, 하이브리드 자동차와 관련한 국제 표준화 대상은 차량 성능 및 배출가스의 측정 방법, 하이브리드 자동차 관련 부품의 성능 측정 방법과 시스템의 안전 확보를 위한 법적 규제 등이다. 4
미래형자동차 다. 연료전지 자동차 연료전지 자동차는 가솔린이나 디젤 엔진을 대신하여 자동차 내에 장착된 연료전지(Fuel Cell)에서 연료인 수소와 산소를 전기 화학반응으로 반응시켜 발생되는 전기로 모터를 구 동하는 자동차로 연소과정 중에 배기가스를 발생하지 않는 무공해 자동차를 의미하며 연료전지 자동차의 종류는 순수 수소 연료전지 자동차, 연료 개질형 연료전지 자동차, 연 료전지 하이브리드 자동차로 나뉘어 짐 연료전지는 산소와 수소를 반응시켜 전기를 발생시키는 원리를 채택하고 있으며 수소를 발생시키는 방법은 다음의 두 가지로 구분 - 메탄올이나 천연가스를 활용(개질)하여 셀(cell)에서 수소를 발생시키는 방식으로 현재 기술을 개발 중에 있으나 상용화에는 이르지 못하고 있음 - 수소저장장치의 수소를 뽑아 셀에 직접 주입하는 방식으로 최근 시험운행중인 차량들은 동 방식을 채택 따라서, 연료 전지 자동차와 관련한 국제 표준화 대상은 기존의 가솔린 및 디젤 엔진과 시 스템의 구성이 현저히 다른 연료전지 자동차에 대하여 차량 연비, 효율 및 주행 성능 등의 시험 평가 방법 및 하이브리드 자동차 관련 부품의 성능 측정 방법과 시스템의 안전 확보 를 위한 법적 규제 등이다. 5
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 2. 표준화 로드맵 작성 목표 미래형 자동차 개발기술의 국제 표준 선점을 위한 전략적 표준 개발 계획 수립하여, 국내 기술 개발 수준과 속도에 맞춰 국내 시장의 보호와 세계시장에서의 경쟁력 향상을 위해 요구되는 기술 표준을 제시 지능형 자동차의 국제 표준화 대상은 관련 용어 및 정의, 신규 지능형 자동차 관련 부품의 성능 시험 및 신뢰성 시험 평가 방법, 시스템 안전의 확보를 위한 법적 규제 또는 판정 기 준을 수립 하이브리드 자동차와 관련한 국제 표준화 대상은 차량 성능 및 배출가스의 측정 방법, 하 이브리드 자동차 관련 부품의 성능 측정 방법과 시스템의 안전 확보를 위한 법적 규제 또 는 판정 기준을 수립 연료전지 자동차와 관련한 국제 표준화 대상은 기존의 가솔린 및 디젤 엔진과 시스템의 구성이 현저히 다른 연료전지 자동차에 대하여 차량 연비, 효율 및 주행 성능 등의 시험 평가 방법 및 연료전지 자동차 관련 부품의 성능 측정 방법과 시스템의 안전 확보를 위한 법적 규제 수립 세계적인 환경, 안전 규제에 대응하여 한국 자동차 산업의 생존을 보장하고 선진국과의 기 술 격차를 해소하며 후발국의 추격을 따돌릴 수 있는 전략 수립하여 미래의 자동차 기술 시장 환경에 대응하고 친환경 기술의 개발과 보급을 통해 세계 4위 의 자동차 선진국으로 약진하기 위한 국가적 차원의 로드맵 개발 따라서 미래형자동차와 관련하여 국내외 산업계의 요소 기술 현황을 분석하고, 국제 표준 화 동향을 고려하여 표준화 대상을 선정하고 이로부터 미래형자동차 산업의 기술표준화 로드맵을 작성하는 것이 본 표준화 로드맵의 작성 목표임 6
미래형자동차 3. 표준화 로드맵 작성 방법 3.1. 로드맵 작성 절차 1 단계:국내외 기술 및 표준화 동향 파악 - 국내 및 해외 선진국의 미래형 자동차 기술 동향 파악 - ISO 및 UN/ECE/WP29 등의 세계표준화 기구 및 국제기준 제정기구 등의 미래형자동 차 관련 국제 표준화 동향 파악 2 단계:신성장동력산업의 기술 로드맵 분석 - 산학연 전문가들로 구성된 3개 분과 로드맵 위원회를 구성하여 기술 로드맵 분석, 산업 적 기술적 특성을 분석한 후 표준화 로드맵의 방향 설정 3 단계:기술 분야별 기술 트리 작성 - 미래형 자동차 부품 분야 기술 개발 동향, 핵심 기술 수요동향, 상용화 방안 수립 및 연 구 개발의 극대화를 위한 제반 의견 교환 4 단계:주요 기술 분야별(기술 트리별) 표준화 가능 여부 검토 - 주요 기술 분야별 3개 분과 로드맵 위원회를 통한 표준화를 통한 국내외 파급 효과, 표 준화 가능여부 및 표준 선점의 가능성에 근거한 표준화 가능성 검토 5 단계:표준화 분과별 산학연 전문위원회를 통한 로드맵 초안 작성 - 국제 표준화 로드맵 작성 방안 협의 및 국내외 기술 개발 진행 현황, 국제 표준화 동 향을 고려한 표준화 로드맵 초안 작성 7
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 6 단계:최종 표준화 로드맵 도출 - 국내외 기술 개발 현황, 국내외 관련 업체의 파급효과를 고려하고 신성장동력 사업의 기 술개발 진행 현황과 연계된 최종 표준화 로드맵 도출 3.2. 로드맵 작성위원회 미래형자동차 국제표준화 기반구축 로드맵 작성 위원회 위원장 : 송영식(KATECH) 간사 : 박혜영 지능형 자동차 하이브리드 자동차 연료전지 자동차 산업계 학 계 연구계 조경석(한라공조), 최영민(현대모비스), 이재관(현대모비스), 윤팔주(만도),김병 수(현대모비스), 이상호(현대자동차), 박희덕(GM대우), 이호석(에이디티), 엄욱 용(SKC), 이존하(SKC), 오전근(SK), 김현옥(쌍용), 유상길(넥스콘), 김종환(넥 스콘), 윤중석(코모텍), 이중휘(SK), 최우석(현대자동차), 박상민(쌍용자동차), 박세호(르노삼성자동차), 이상준(이룸), 설기환(지멘스), 김경남(모토닉), 임재 규(모토닉), 이형철(한양대), 정연종(대구미래대), 유완석(부산대), 최규재(군산대학교), 고 장혁(삼육대학교) 이영재(한국에너지기술연구원), 고문수(한국자동차공업협동조합), 이형철(한양 대학교), 김홍준(산업자원부기술표준원), 김유광(유체기계공업학회), 박용성(자 동차성능연구소), 최문석(한국자동차공업협동조합), 이동희(한국산업기술시험 원), 노기철(성균관대학교 기계기술연구소) 8
미래형자동차 4. 표준화 로드맵 작성 원칙 미래형 자동차 기술 개발과의 연관성 - 미래형자동차사업단 및 업체와 협조 하에 개발되는 신기술을 국제표준화로 적극 유도 - 신성장동력사업의 기술로드맵과 연계된 국제 표준화 로드맵을 작성 각 기술 분야의 핵심 기술성 - 미래형 자동차 사업단에서 개발되는 많은 기술 중에서 가장 핵심적인 기술을 우선적으 로 추진하되, 3개 분과인 지능형, 하이브리드, 연료 전지로 나누어 추진 국제 표준 동향에의 부합성 - 국제 표준화 기구 회의 및 활동에 적극 참여하여 국제 표준 동향을 파악하고 국내에서 개발되는 기술과 접목시킴 국내 산업에의 파급 효과성 - 국내산업을 보호하고 이익을 극대화 할 수 있는 기술을 파악하여 우선적으로 추진 국제 표준 선점 가능성 - 국내에서 개발되는 기술의 국제 우위를 파악하여 상대적으로 경쟁력이 있는 기술을 우 선적으로 추진 9
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 제2장 현황 및 전망 1. 기술 현황 및 전망 1.1 기술 현황 가. 지능형 자동차 지능형 자동차의 경우 지능형 교통체계(ITS)의 기반 위에 기계, 전자, 통신, 제어 기술을 접목하여 운전자의 안전 및 편의 향상을 위한 지능형 안전 시스템을 적용하고 있으며 지능형 자동차와 관련한 기술로는 주행안정성 확보를 위한 샤시 제어 통합 제어기술, 운전 자의 시계 및 시인성 향상과 조기 경보를 목적으로 하는 예방 안전 시스템, 도로 정보의 송수신을 통한 사고 회피 시스템, 차량 충돌 시 승객 및 보행자 피해를 최소화하기 위한 충돌 안전 시스템, 지능형 교통체계에 의한 자동운전 시스템 등이 연구되고 있는 현황 임 선진국의 기술개발 동향 샤시 통합제어 기술의 현황 - 해외 선진업체에서는 샤시 개별부품(제동, 현가, 조향)의 상품화를 바탕으로 발 빠르게 샤시 통합 시스템의 개발에 뛰어들고 있음 -Volvo에서는 4C(the Continuously Controlled Chassis Concept)라고 하여 DSTC(Dynamic Stability and Traction Control)와 현가장치를 유기적으로 연결한 기능을 S60R과 V70R 모 델에 포함하여 시장에 출시하였음 - 미주 완성차 업계에서도 통합 샤시에 대한 연구는 활발히 진행되고 있고, Ford는 Roll over stability control이라는 시스템으로 GM에서는 vehicle chassis system으로 샤시 제 어 통합시스템에 대한 연구를 수행하고 있음 - 일본의 완성차 업체인 도요타에서는 2004년형 프리우스 모델에 EPS(Electric Power Steering)와 VSC(Vehicle Stability Control)를 결합하여 조향이 보조하는 Stability 10
미래형자동차 Control System을 구현하였음 - 현재 선진회사들의 통합제어 현황은 샤시 단품 두 가지 정도의 통합을 이루고 있는 실 정이지만 제동, 조향, 현가를 전반적으로 통합하기 위한 노력이 시도되고 있으며 나아가 서 샤시와 비샤시 시스템을 통합하는 방향으로 나아갈 것으로 보임. - 대표적인 선진 자동차 회사인 Benz, GM, BMW, Posrche 등이 현가와 제동 그리고 제동 과 조향을 통합한 시스템을 장착하여 출시 중임 - 시스템 개발 능력을 갖는 Tier 업체 위주로 개발 진행 중이며 조향, 제동, 현가장치 기 술을 동시 보유한 Delphi, TRW사 등이 기술 선점을 위해 치열한 선두경쟁 상태임. <표 1> 선진 자동차 업체의 통합샤시 제품 적용 현황 차 종 제동시스템 현가시스템 조향시스템 BENZ S-CLASS ESP Active Suspension BMW 5-CLASS ESP AFS Porche Cayenne ESP Air Suspension Audi A8 ESP Air Suspension(CDC) Volvo S60R/S70R DSTC 4C GM Cadillac, Deville ESP CDC EPS Toyota Prius VSC EPS 지능형 안전시스템의 현황 - 지능형 차량에는 많은 수의 sensor가 장착되므로, 각 sensor로부터의 신호를 적절히 분석 하고 통합할 수 있는 Sensor Fusion & Management 기술을 개발 중임 - 차량에 장착되는 안전 관련 시스템은 차량 수명 기간동안 안전하게 작동될 수 있어야 하 므로 고신뢰성 안전시스템 확보 기술이 필요 - 차량 및 운전자의 안전을 위해 지능형자동차에는 적응 순항제어시스템, 전방 충돌감지시 스템, 차선이탈감지시스템 등의 고지능 주행 시스템 기술이 필요하며, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있음 - 지능형자동차의 성능 및 신뢰성을 확보하기 위하여 다양한 실차시험 및 실험실내에서의 시험을 실시 등 다양한 실차 및 가상 성능 평가 기술이 연구되고 있음 11
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 지능형 차량정보시스템의 세부기술 - 자동차의 정보화 및 지능화를 위한 차량용 Auto PC 및 인공지능 기술 연구 활발 - 운전자의 조종성 향상과 편의를 위한 운전 정보 제공을 위한 인간공학적 차량 인터페이 스를 구현하는 기술로 텔레매틱스 단말기 등의 개발을 위한 연구 진행 중 - 자동차의 주행 정보 등을 운전자에게 효과적으로 디스플레이 해줄 수 있는 Driver Information System에 관한 연구가 진행되고 있음 - 첨단 지능형 교통 시스템의 구축에 따른 자동차와 노변 인프라의 인터페이스 기술은 매 우 중요하며 효과적인 차량 내 인터페이스 기술이 대두되고 있음 - 자동차 정보화 구현에 있어서 핵심요소인 텔레매틱스와 네비게이션 시스템이 가장 활발 국내 기술개발 동향 샤시 통합제어 기술의 현황 - 샤시 통합 제어 장치는 개별적인 조향, 제동, 현가의 전자화 된 시스템을 기반으로 개발 중이나 시장 확보 지원이 필요함. - 국내에서는 아직 샤시 통합제어 제품이 출시되고 있지 않는 상황이고 제동, 조향, 현가 의 샤시 단품이 출시되고 있는 상황이지만 국내에서는 제동, 조향, 현가의 샤시 기술을 동시 개발할 수 있기 때문에 선진국과의 기술경쟁에서 다른 분야 보다 다소 유리 지능형 안전시스템의 현황 - 지능형 자동차의 조기 상용화를 위해서는 선진국에 비하여 시스템 제어기술에서 상대적 으로 열세임 지능형 차량정보시스템의 세부기술 - 차량내의 각 제어 시스템과의 통신, 차량 대 차량 통신은 물론 자동차와 노면 인프라 인 터페이스 기술이 절실히 요구되며, 그 핵심기술로 텔레매틱스와 네비게이션 시스템이 활 발히 연구 중임 12
미래형자동차 <표 2> 국내 지능형 자동차 기술 SWOT 분석 (출처:국가과학기술위원회 국가기술지도 2002.12) 강 점 세계적인 수준의 자동차 산업 보유 국내 차량시장에 대한 안정적 수요확보 지능형자동차 기술에 대한 자동차업체의 중요성 인식 기회요인 지능형 자동차 기술은 세계적으로 개발 초기단계 정부, 기업, 대학에서의 연구 개발 중요성 대두 지능형 기술에 의한 자동차의 부가가치 증대 차량의 안전/편의성 면에서의 무한한 가치 약 점 산학연 관련 인력 부족 제어기술 개발 부진 실시간 구현에 관한 연구 부진 센서/비젼 기술 개발 부진 위협요인 선진국의 기술선점 및 시장선점 우려 외국선진 기술(시스템 및 센서)에 종속 가능성 우수한 연구개발 인력 확보 어려움 국가적 차원의 연구개발 체계 미 확립/ 산학연협력 체제 구축 부진 나. 하이브리드 자동차 하이브리드 자동차는 2개 이상의 동력원을 이용하여 구동되는 자동차로 전기모터 및 저공 해 엔진을 이용하여 최적의 효율로 주행하는 것을 목적으로 제동 시 낭비되던 제동에너지 를 흡수, 재활용하여 엔진만을 사용할 때보다 연비와 배기가스 발생 문제를 혁신적으로 개 선한 자동차 선진국의 기술개발 동향 유럽 - 하이젬계획(HYZEM:hybrid vehicle for zero emission mobility ), 베르계획, 미래형자동 차계획 등을 추진하여 저공해, 저연비 자동차 개발을 위한 프로젝트를 진행 중 - 독일의 경우 폭스바겐이 60km 이하의 주행 시에 모터로 구동하고, 가속과 60km이상의 속도에서만 디젤엔진에 의해 구동하는 하이브리드자동차의 개발을 완료하는 등 일본에 비해 상대적으로 낙후된 기술개발에 주력하고 있음 미국 - 에너지성, 통산성, 교통성 등 7개 정부기관과 19개의 국립연구소의 주관으로 Big3(Ford, Chrysler, GM), 350개 이상의 자동차 부품업체, 대학, 연구소 등이 참여하여 1993부터 총 10년간 PNGV(Partnership for a New Generation of Vehicles) 과제를 수행 13
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 - 최종목표는 초저공해 80mpg 차세대 자동차 개발임 - 파워트레인, 에너지변환, 에너지저장, 배기가스제어, 전기전자, 소재, 에너지소실 등에 대 한 연구개발을 진행 중에 있음 일본 - 전 세계적으로 하이브리드 자동차 상용화는 도요타, 혼다, 닛산 등의 기업이 선두 - 도요타가 97년에 하이브리드 자동차 판매를 시작한 이후 세계 하이브리드 자동차는 06 년 누적판매 대수 약 110만대(도요타 88만대, 혼다 18만대, 포드 4만대)로 도요타가 81% 점유율을 차지하고 있는 상황으로 일본 업체가 시장을 주도하고 있으며 2012년에는 220 만대로 하이브리드 자동차 향후 시장을 전망 함(노무라연구소 07년 2월 예측) - NEDO(New Energy and Industrial Technology Development)에서 주관하고 통상산업부 에서 후원하여 97-03년까지 ACE(Advanced Clean Energy Vehicle) Project를 추진 - 가솔린 엔진, 모터, 발전기 및 CVT(Continuously Variable Transmission)를 조합시킨 병 렬형 하이브리드 시스템이 주류를 형성 - 최근 도요타에서 양산한 인기 차종 MPV(Multi Purpose Vehicle)인 에스티마와 알파드 에 하이브리드 시스템을 도입한 전자식 4WD를 양산 - 엔진, 구동방식, 에너지저장장치 등 다양한 하이브리드 형태에 대해 연구개발 중 2.5 2.0 Europe US Japan 1.5 1.0 0.5 0.0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 <그림 3> 하이브리드 자동차 판매 현황 및 전망 (출처:노무라연구소(2007.2)) 14
미래형자동차 국내 기술개발 동향 현대자동차는 2004년 CVT를 장착한 12kw 급 병렬형 하이브리드를 시험 운행하였으며 2006년 상용화할 계획을 가지고 있음 하이브리드 자동차는 국내에서도 상당수준의 기술을 축적하고 있으나, 하이브리드 자동차 동력원의 용량, 구조, 운전전략, 최적화 및 이를 검증할 수 있는 범용 시뮬레이터 개발, 동 력원 조합/분배를 위한 하이브리드용 동력전달장치, 클러치, 동력전달구조개발, 하이브리 드 엔진의 최적화 파라미터 분석, 하이브리드 동력 시스템의 모듈별 특성 분석과 최적 제 어방안 도출 및 평가기술 개발 등의 기반기술이 선진국에 비해 부족한 실정 2002년 11월 발표한 국가기술지도에서 정부는 차세대자동차(하이브리드자동차, 지능형자 동차, 연료전지자동차)를 기반주력산업으로 선정하고 차세대 자동차의 경제적 파급효과 및 전략적 중요도가 높고 성공가능성도 높다고 평가 국가기술지도에서는 하이브리드 자동차의 경우 우리나라가 10년 내에 하이브리드 자동차 관련 산업의 활성화를 위해서는 저공해, 고효율, 고성능의 부품 및 자동차 개발이 필요하 며 이를 통해 미국 저공해 자동차 의무수출규정 에 적극 대처할 수 있고, 국외 완성차업체 에 대한 관련 부품 수출 등도 꾀할 수 있다고 밝힘 15
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 <표 3> 국내 하이브리드 자동차 기술의 경쟁력 비교 핵심 기술 내용 국외 국내 개발 현황 엔진 기술 모터/컨트롤러기술 축전지 기술 보조에너지 저장장치 기술 차량제어 및 제어기술 트랜스미션 기술 시뮬레이션 기술 SI 엔진 GDI 엔진 HSDI 엔진 HCCI 엔진 PM(Sachs) DLDC(Hitach) Li-ion(Nissan) Ni-MH(Panasonic) Ultra-capacitor Flywheel(VW) 디젤+모터(VW) 가솔린+모터 (Toyota, Honda) CVT(ZFST 등) AMT(VW 등) ADVISOR(미국) Cruise(독일, AVL) SI 엔진(현대자동차) GDI 엔진(현대자동차) HSDI 엔진(현대자동차) HCCE 엔진(현대자동차) AC유도진동기(현대중공업) BLDC(만도기계) Ni/MH(현대차):Pilot Plant Li-Polymer(LG화학, 삼성SDI) 수준 (국외대비) 95% 90% 90% 60% 30% 30% Ultra-capacitor(NESS) 95% 차량:가솔린+전지시스템 (현대자동차) CVT(현대자동차) AMT(현대자동차) Potas-VPS(서울대) HEV_SIM(성균관대) 국가별 하이브리드자동차 연비(km/l) 성능 비교:일본 프리우스 26, 시빅 23, 한국 베르나 18.9, 미 국 GM 기존차 30%, 유럽 PSA(디젤) 26.7 40% 50% 30% 다. 연료전지 자동차 연료전지 자동차는 가솔린이나 디젤 엔진을 대신하여 자동차 내에 장착된 연료전지(Fuel Cell)에서 연료인 수소와 산소를 전기 화학반응으로 반응시켜 발생되는 전기로 모터를 구 동하는 자동차로 연소과정 중에 배기가스를 발생하지 않는 무공해 자동차 선진국의 기술개발 동향 미국 - 1990년대 초부터 다임러크라이슬러와 포드가 발라드와의 제휴를 통해 연료전지 자동차 를 개발하여 GM, 혼다, 닛산, 폭스바겐 등 다른 자동차 기업들에게도 연료전지 공급 - 미국 연료전지 자동차의 선두주자인 다임러크라이슬러는 1994년 압축수소방식의 연료전 지자동차 NECARI, 2001년 NECAR5.2, 2002년 연료전지 버스 Citaro 등 7개의 모델을 발표 16
미래형자동차 - GM은 HydroGen3에 사용된 연료전지 스택을 활용하여 연료전지 자동차의 차체를 타양 하게 선택할 수 있는 Hy-wire도 개발 - 2002년 에너지성과 상무성, 자동차 업계의 모임인 USCAR는 공동으로 운영하는 Freedom CAR라는 프로젝트를 시작하여 연료전지 자동차의 개발을 지원 - 미국의 Big 3는 합자 등을 통하여 공동전선을 형성하고 있으며, 일본 업체와의 기술제휴 도 추진 - 미국은 수소/연료전지 프로젝트를 정부 주도하에 강력하게 추진하고 있으며 연료전지자 동차 개발과 수소 인프라 구축에 정부가 먼저 적극적인 해결책을 제시 - 미국 에너지성에서는 수소경제실현을 위한 차세대 수소시스템 구축 및 연료전지차 상용 화 실현을 목적으로 연료전지차 시범운행 실시 - 2015년 성능 및 설계 원가 목표 달성 후, 2020년 전후 본격 판매 될 것으로 예상 - 하이브리드 자동차의 시장규모의 12년 후 시나리오로 각종 인센티브 정책을 검토 중 (1997 PRIUS 미국 진출) 2012년 수천대/년 2015년 수만대/년 2018년 수십만대/년 2025년 누적500만대 정부주도 시장육성 [수소인프라구축, 보급정책] 민간 주도 시장 확대 <그림 4> 연료전지차 시장현황 및 전망(미국) 일본 - 일본 정부는 연구 개발 자금 지원과 공동연구, 세제지원, 정부 구매, 교육 등 5가지 정책 수단을 활용하여 연료전지자동차의 적극적인 육성과 산업화 정책 시행 - 정부-업체 간의 공동연구로 청정연료자동차 프로젝트, 전지저장기술개발 프로젝트 등 을 진행 중 - 도요타의 경우 1992년부터 연료전지 자동차의 개발을 시작하여 1997년 메탄올에서 수소 를 추출하는 방식의 연료전지차를 개발 17
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0-2002년 도요타와 혼다는 연료전지 자동차를 리스 형태로 판매 - 2050년에는 수소경제로 전환 할 것을 목표로 제4차 Framework Program (1994~1998), 재5차 Framework Program(1999-2002), CUTE(Clean Urban Transport for EUROPE)프 로젝트 등을 지원 유럽 - 2050년에는 수소경제로 전환 할 것을 목표로 제4차 Framework Program (1994~1998), 재5차 Framework Program(1999-2002), CUTE(Clean Urban Transport for EUROPE)프 로젝트 등을 지원 기간 2004~2009 정부투자 $190M <표 4> 국외 연료전지 자동차 주요 실증/시범운행 형황 미국, DOE Fleet 일본, JHFC Project 유럽 목적 R&D 방향설정, C&S교육 참여업체 자동차 및 연료업체 (GM-Shell, Ford-BP, CT-HMC) 2002~2008 1단계[2002~2006] 8.3B FCV 성능평가[약 60여대] 다양한 충전소 평가[12개] 8자동차,15에너지 비고 - 정부주도 아래 미국, 일본, 유럽은 대규모 프로그램을 운영 중 - UN 지원 프로그램 운영 및 계획(UNIDO, UNDP) - 지자체 지원 프로그램도 활성화 특 징 다양한 프로그램 운영 - 버스:HyFLEET/CUTE['00] - 승용:Zero Regio['05~], CEP['02~] - 미니:HyCHAIN['05~] 대형프로그램 [LighHouse]기획 중 국내 기술 개발 동향 1980년대 중반부터 정부주도로 연료전지 개발을 지원하였으며 최근 10대 신성장동력산업 으로 미래형 자동차와 연료전지를 선정하여 적극적인 지원 중 국내 최대 자동차 업체인 현대는 1998년부터 정부의 G7프로젝트 에 참여하여 2000년 메탄 올에서 수소를 추출하는 방식의 연료전지자동차를 국내 최초, 세계 7번째로 개발 압축수소 방식인 현대의 싼타페 연료전지 자동차는 350기압까지 수소를 보관할 수 있음 18
미래형자동차 현대는 700기압의 초고압 수소탱크를 개발하여 500Km이상의 주행거리를 확보하기 위해 도요타, 닛산, 다임러크라이슬러, 포드, 푸조 등과 공동으로 Hydrogen 700프로젝트 에 참여 연료 전지 자동차의 핵심 기술인 MEA 제조기술, 분리판 제조기술, 스택 및 시스템 기술, 개질기 등의 기술이 선진사 대비 기술격차가 있는 것으로 평가되었으나 현재 정부의 성장 동력 사업을 통한 개발속도의 향상으로 상당부분 좁혀진 것으로 평가되고 있음 2004년 연료전지자동차를 시범운행 실시하고 2010년 경 양산한다는 목표로 연료전지에 대 한 연구개발에 박차를 가하는 중 산업자원부 지원 아래 연료 전지 자동차 시범사업 추진 중 - 기간:2006년~2011년 - 규모:승용 30대, 버스 4대 1차년도:승용 - 4, 버스 - 1, 충전소 - 2 2차년도:승용 - 8, 버스 - 1, 충전소 - 2 3차년도:승용 - 18, 버스 - 2, 충전소 - 1 - 수소충전소:8기 운영 5기 신규(서울 1, 제주 2, 경남 1, 전남 1) 실증사업 3기(SK, GS-Caltex, 가스공사) - 시범지역:수도권, 중부권, 남부권, 및 제주도 <표 5> 국내 연료전지 자동차 기술의 경쟁력 비교 핵심 기술 내용 국외 국내 개발 현황 수준 (국외대비) MEA 제조기술 원가절감 및 대량생산 기술 개발 시작 MEA 제조회사 없음 수입 및 초기 개발 단계 3년 분리판 제조 기술 원가절감 및 대량생산 기술 개발 시작 흑연분리판 제조업체는 있으나 복합분리판 제조 회사 없음 3년 스택 및 시스템 기술 100kw급 기술 확보 25kw급 기술 보유 5~8년 개질기 Prototype 개발 및 차량 실증 시험 단계 산업용 reformer 개발 경험 보유 요소기술확립 단계 3~5년 19
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 1.2. 특허 현황 가. 지능형 자동차 1990년대 후반부터 특허 등록 건수가 급격히 증가하였으며 Radar, Vision응용기술, TPMS 기술에서 특허 등록 건수가 많아 이 분야의 개발이 활발한 것으로 보임 정부 주도로 진행 중인 미래형 자동차 사업의 지능형 샤시 통합 제어시스템 관련 특허동 향의 경우 무선에 의한 방위 결정, 무선항행, 무선 전파의 사용에 의한 거리 또는 속도의 결정, 무선전파의 반사 또는 재방사의 사용에 의한 위치 또는 유무의 탐지, 기타 파류를 사용하는 유사한 방식과 관련된 기술 분야의 점유율이 높음 <표 6> 지능형자동차 관련 특허 현황 세부부품 관련 특허 현황 주요 기술 내용 SBW CDC, ARC EPS 국내:55건 미국:440건 일본:141건 유럽:23건 국내:12건 미국:124건 일본:436건 유럽:35건 국내:58건 미국:108건 일본:145건 유럽:71건 조향편의성, 경량화, 소형화, 모터, 센서, 제어로직, 토크센서 등 s/absr, bushing, actuator, 전자damper, roll bar, stabilizer, magnet flux, piston assy, cylinder, ball screw, valve, 차고 조절, 직진안정성, 신뢰성, 조종안정성 Motor, ECU, 제어알고리즘, 센서 및 감지장치, Servo(Cylinder), Layout 각 부품의 배치, Gear Box Assembly 한국, 미국특허를 대상으로 출원인수(소유권자수) 및 출원 건수(등록건수)의 연도별 변화 추이를 살펴본 결과, 출원인수(소유권자수) 및 출원건수(등록건수)가 모두 증가추세를 보 이고 있어 성장기에 위치한 기술로 판단 됨 미국특허의 주요 소유권자를 보면, 연구개발 활동이 주로 일본 기업을 중심으로 이루어지 고 있음 1991~2004년간 미국내 지능형자동차 분야의 특허분석 결과, 국가별 점유율은 미국이 54.0%, 일본이 28.1%, 독일이 8.8%로 나타났지만 주요 10대 소유권자를 살펴보면, 일본 국 적이 7개, 미국국적이 2개, 독일 국적이 1개로 일본기업이 상위에 랭크되어 있음 20
미래형자동차 나. 하이브리드 자동차 국내하이브리드 자동차 국내 하이브리드 자동차 관련 특허는 96년 이후 급속히 증가하기 시작하였으며 2000년에 는 76건이 특허 출원되어 전년대비 253%의 증가율을 보임 2001년까지 하이브리드 자동차 관련 차체계통에 대한 특허출원은 모두 30건에 불과한 반 면 동력계통에 대한 특허출원은 245건으로 국내에서의 특허출원이 동력계통에 집중되어 있음을 알 수 있음 [%] CVT AT/ATM 동력분배기 및 기타 5 4 3 4 5 4 4 3 2 1 0 1 현대자동차 Hitach Seisakusho 1 1 0 0 0 0 0 0 0 기아자동차 Aisin Aw Toyota Motor <그림 4> 국내 하이브리드 자동차 특허출원 분야 국내 하이브리드 자동차 관련 특허는 97년 이후 점차적으로 증가하기 시작하여 2005년 현 재 꾸준히 증가 추세에 있음 20 15 10 5 0 17 9 5 6 6 2 3 1997 2000 2001 2002 2003 2004 2005 <그림 5> 년도별 국내 하이브리드 자동차 특허출원현황 21
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 하이브리드 자동차의 국내특허권의 출원국을 분석해보면 한국 21건(44%), 일본27건(56%) 로 일본이(TOYOTA, HITACHI, NISSAN등) 국내 하이브리드 자동차 특허권의 50%이상 을 차지할 정도의 기술력으로 국내특허시장을 위협 지능형 자동차나 연료전지 자동차에 비해 선진국과의 기술력(엔진분야 80%이상 근접)은 근소할 정도의 차이를 보여줌 일본, 27, 56% 한국, 21, 44% <그림 6> 하이브리드 자동차의 국내 특허출원현황 국외하이브리드 자동차 외국의 하이브리드 자동차 관련 특허는 79년을 선두로 국내 하이브리드 자동차관련 특허 출원과 비슷하게 90년대 후반부터 급격하게 성장 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2 2 1 1 7 5 3 4 9 '79 '81 '82 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 '05 15 37 12 15 17 22 22 29 <그림 7> 년도별 하이브리드 자동차 국제특허출원현황 22
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 30 25 24 20 15 10 5 0 4 2 2 2 2000 2001 2002 2003 2004 <그림 9> 년도별 연료전지 자동차 국내특허출원현황 연료전지 자동차의 국내특허권 출원국을 분석해보면 한국 31건(91%), 일본3건(9%)으로 연료전지 자동차의 국내특허권의 선점 가능성이 높음 일본 9% 한국 91% <그림 10> 연료전지 자동차의 국내 특허출원현황 국외연료전지 자동차 연료전지 자동차 관련 특허는 1998년 이후 점차 증가하고 있으며 각국의 정부와 기업, 학 계 등이 연료전지 자동차의 연구개발에 집중 투자하는 것을 미루어 볼 때 앞으로 더 많은 특허 출원이 있을 것으로 예상되나 아직은 지능형 자동차나 하이브리드 자동차 특허 출원 량에 훨씬 못 미침 연료전지 자동차의 국제특허출원의 모든 영역(EP, JP, UO)에서 일본의 절대적 우위 24
미래형자동차 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1983 1998 2000 2002 2003 2004 2005 <그림 11> 년도별 연료전지 자동차 국제특허출원현황 연구개발 활동이 소수의 특정 국가를 중심으로 행해지고 있음 - 1991~2004년간 미국의 점유율이 54.4%(743건)로 가장 높으며, 일본 20.4%(279건), 독일 11.5%(157건), 캐나다 7.4%(101건) 등의 순으로 나타났으며, 상위 4개국의 점유율 합이 93.6%를 점하고 있음 - 2000년 이후에도 상위 4개국의 점유율 합이 90%이상을 차지함 순 위 국가 1995~ 1999 특허건수 2000~ 2004 <표 7> 국가 별 기술력지수 순위 CPP(특허당 피인용 회수) 1995~ 1999 2000~ 2004 PII(영향력지수) 1995~ 1999 2000~ 2004 TS(기술력지수) 1995~ 1999 2000~ 2004 1 미국 155 536 16.9 3.9 1.0 1.1 153.5 588.1 2 일본 48 220 14.6 3.1 0.9 0.9 41.1 189.6 3 독일 29 125 17.9 2.8 1.0 0.8 30.4 97.9 4 캐나다 13 77 17.9 4.3 1.0 1.2 13.6 92.1 5 영국 10 11 29.5 1.8 1.7 0.5 17.3 5.4 6 이탈리아 3 9 14.0 1.9 0.8 0.5 2.5 4.7 7 프랑스 1 10 0.8 1.2 0.0 0.3 0.0 3.4 8 스위스 2 6 1.6 1.1 0.1 0.3 0.2 1.8 9 멕시코 - 1-1.2 0.0 0.3-0.3 9 한국 - 5-0.2 0.0 0.1-0.3 25
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 주요국은 연료전지 스택 관련 기술에 집중 투자 - 1991~2004년간 미국특허 등록건수 상위 4개국의 기술 분류 별 점유율을 살펴보면, 4개국 모두 연료전지 스택 관련 분야(스택 및 운전장치 분야), 차량제어, 전기동력구동, 차량설계, 차량평가 분야의 순으로 투자 - 반면, 한국(1991~2002년간 한국 내 특허출원 건수 기준)의 경우 연료전지 스택 분야의 기 술 분류 별 점유율이 상대적으로 낮게 나타나, 연료전지 스택관련 분야의 투자가 주요국에 비해 상대적으로 미흡한 것으로 판단됨 연료전지 스택 관련 전문 기업이 연료전지 자동차 분야의 연구개발 활동 선도적 역할 - UFC Fuel cells LLC, Ballard Power Systems Inc 등의 연료전지 스택 관련 전문 기업은 1950년대 이후 해당 분야의 연구개발 활동을 시작한 기업들이며, 분석기간의 시점인 1991년 이후 미국특허가 준재하나, 주요 완성차 업체인 General Motors, Toyota Jidosha 등은 1990년대 후반 이후 미국내 등록특허가 출현 국가 간 공동연구는 극히 미미 - 1991~2004년간 국가간 공동연구에 의한 특허건수는 총 19건으로 동 기간 미국특허청에 등록된 연료전지 분야 전체 특허건수 1,367건 대비 약 1.4%의 비중을 차지 공개된 특허문헌 정보를 인용한 국가간의 기술흐름은 미국을 중심으로 이루어짐 - 일본, 캐나다를 비롯한 주요국은 연구개발 시 미국의 특허를 40%이상 참고하고 있음 1.3. 표준화 현황 가. 지능형 자동차 국내 표준화 현황 규격 제정에 있어서는 정부 기관, 관련 자동차 생산업체 및 관련 부품업체, 학계, 연구소 등 관련자들의 의견을 종합적으로 수렴하여 표준화하는 것이 필요하며, 성능시험 규격설 정 등에 관해서는 국제규격 제정과 보조를 맞출 필요가 있음 표준협회와 기술표준원의 지원을 받아 자동차부품연구원 주관으로 2004년에서 2009년까지 26
미래형자동차 5년 동안 미래형자동차 국제표준화 기반구축 사업을 추진하면서 지능형자동차 분야의 표 준화 작업을 수행하고 있음 국외 표준화 현황 지능형자동차 국제 표준화 동향 - 지능형 자동차에 응용되는 첨단기술이 완전히 개발되기 전에 안전상의 이유 등으로 시 장에서 배척되는 것을 방지하기 위해 국제표준화 기구 등에서 논의하기 시작함 - 국제 사회에서 자동차분야 국제표준화기구로는 국제연합 유럽경제위원회 산하의 UN /ECE/WP29와 ISO/TC22(국제표준화기구/도로교통)가 있음 - UN/ECE/WP29는 자동차에 관한 사실상 표준 제정기구로, 지능형 자동차에 대한 표준 을 제정할 목적으로 ITS Informal Group을 형성하고 논의를 해왔으며, 2004년 정식 Round Table을 출범하였음 -ISO/TC22(국제표준화기구/도로교통)는 산하에 SC2(제어장치분과), SC3(전장품 분과) 에서 지능형 자동차와 관련된 기술적인 내용을 검토하였으며, 도로환경을 고려한 지능형 교통체계 관련 분과인 ISO/TC204(지능형교통체계)를 1992년 설립하여 활동 중임 지능형 자동차 비공식회의 (ITS Informal Group) 표준화 동향 - 2004년 11월 WP29 134차 총회 기간 중에 열린 제8차 비공식회의에서 지능형 자동차 비 공식회의 공식 정관 채택 - 각 회원국의 지능형 자동차 관련 기술 동향, 연구현황, 지침서, 표준화 및 규정 등에 관 한 정보 수집을 통해 회원국 간의 정보 교환 및 공통 이해 도출을 위한 노력 - 국제표준화 기구인 ISO TC204 (지능형 교통체계) 및 각 국가 규정 조화 기관 인 IHRA 와의 자매관계를 통한 긴밀한 협조로 국제표준화 및 각 국가 규정과 조화를 이루는 세 계 기술기준을 만들기 위한 활동 - 지능형 자동차 기술 중 안전에 악영향을 미칠 수 있는 분야에 대한 연구기관의 조언 및 세미나를 통해 안전한 지능형 자동차 기술의 향상을 위한 노력 ISO 구 분 <표 8> 우리나라의 ISO TC/SC가입 현황 (출처:한국표준협회(2006.12) ) 기술위원회 수 아국 가입 P member O member 계 P member 가입율 TC 192 160 26 186 83.3% SC 541 422 85 507 78.0% 합계 733 582 111 693 79.4% 27
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 <표 9> 우리나라의 ISO 기술위원회 국제간사 및 의장 진출현황 ( 출처:한국표준협회(2006.12) ) 구 분 국제의장 국제간사 WG의장 기타의장 TC 3명 (1.0%) 2명 (1.0%) ISO SC 9명 (1.3%) 9명 (1.7%) 합계 12명 (1.2%) 11명 (1.5%) 18명/2188 (0.8%) 4명 ISO/TC22의 지능형 자동차 표준화 활동 현황 - TC22는 1968년 UN이 주최한 비엔나 협정의 제 1조에 포함된 도로교통 유형[mopeds (itemm), motor cycles (item n), motor vehicles (item p), trailers (item q), semi-trailers (item r), light trailers (item s), combination vehicles (item t), articulated vehicles (item u)]의 성능시험 및 용어(장비의 특성 포함)에 관련된 표준화 업무 담당 - 주행안전성 향상을 위해 능동적 차량기술을 기반으로 차량에 장착되는 지능형 안전시스 템의 표준을 담당하고 있어 도로교통수단으로서의 지능형 자동차의 성능시험 및 용어 (장비의 특성포함)의 표준화 담당이라는 면에서 TC204와 구별됨 - 지능형 자동차 기술개발의 가속화와 함께 표준화 제정 속도도 가속화 될 것으로 보이며, 특히 TC22산하의 SC2(제어장치분과) 및 SC3(전장품 분과)이 지능형 자동차 관련 표준 을 실질적으로 담당하고 있으며 - 지능형 자동차 관련 된 기술개발 속도는 빠르지만 표준 제정에 소요되는 시간이 길어 주행 안전성 등과 같이 안전에 관계된 부품을 대상으로 한 성능 시험 절차의 표준화 및 용어의 표준화를 중심으로 제정이 진행 중에 있음 ISO/TC204의 지능형 자동차 표준화 활동 현황 - 1991년 미국 규격 협회에서 설립요청이 제안되었으며, 1992년 9월에 미국이 간사국이 되 어 발족하여 지능형 교통체계(ITS)분야의 국제표준화를 담당 -TC 204산하에는 SC(분과위원회)는 없으며 16개의 WG(Working Group)이 각 분야의 국제 표준화 진행 - 일부 기술적인 항목에서 ISO TC22 와 TC204 사이의 사업영역이 명확하지 않은 점이 있음 - 현재 활동 중인 12개의 WG중 14번 WG인 WG14(Vehicle and roadway warning and control systems, 차량과 도로의 경보 및 제어 장치)는 TC22(도로교통)와 협력을 통해 지능형 교통체계 중 지능형 자동차 시스템에 관련한 국제표준을 제정하고 있음 28
미래형자동차 나. 하이브리드 자동차 국내 표준화 현황 하이브리드 자동차 및 관련 사항에 관한 표준규격은 국내는 물론 선진국에서도 아직 정립 되지 않았음 기존 내연기관 자동차 및 전기자동차에 관한 표준규격은 다음의 표에 나타낸 바와 같으며, 하이브리드 자동차의 시험 방법에 대한 국가 표준 제정에 있어서 참고할 수 있음 하이브리드 자동차의 구조, 특성 등이 기존의 내연기관 자동차 및 전기자동차와 다르므로 이를 고려한 표준규격의 제정이 필요한 시점임 규격 제정에 있어서는 정부 기관, 관련 자동차 생산업체 및 관련 부품업체, 학계, 연구소 등 관련자들의 의견을 종합적으로 수렴하여 표준화하는 것이 필요하며, 성능시험 규격설 정 등에 관해서는 국제규격 제정과 보조를 맞출 필요가 있음 <표 10> 내연기관 자동차 및 전기자동차 관련 국가표준 (KS) 시험규격 번호 규격명 제정/개정일 KSR1006 자동차 주행 시험 방법 통칙 1986/10/16 KSR1008 자동차 연료 소비 시험 방법 1991/12/17 KSR1009 자동차 브레이크 시험 방법 1986/10/16 KSR1010 자동차 가속 시험 방법 1986/10/16 KSR1011 자동차 타행 시험 방법 1986/10/16 KSR1012 자동차 최고속도 시험 방법 1986/10/16 KSR1013 자동차 가파른 비탈길 시험 방법 1986/10/16 KSR1014 자동차 긴 비탈길 시험 방법 1986/10/16 KSR1018 자동차 운행 시험 방법 1986/10/16 KSR1133 전기 자동차 주행 시험 방법 통칙 2001/08/09 KSR1134 전기 자동차 타행 시험 방법 2001/08/09 KSR1135 전기 자동차 에너지 소비율 및 일 충전 주행 거리 시험 방법 2001/08/09 KSR1136 전기 자동차 가속 및 최고 속도 시험 방법 2001/08/09 KSR1137 전기 자동차 최대 등판 능력 시험 방법 2001/08/09 KSR1138 전기 자동차 등판 시험 방법 2001/08/09 KSR1139 전기자동차 제동 시험 방법 2001/08/09 29
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 국외 표준화 현황 하이브리드 자동차의 국제표준화는 전기자동차 기술 상용화의 한계로 하이브리드 자동차 가 부각되기 시작하면서 전기자동차 국제표준화 노력의 일환으로 진행 따라서 전기 자동차 국제표준화를 담당하였던 ISO/TC22(도로교통), IEC/TC69(전기자동 차)의 전기 자동차 관련 국제표준화 활동이 하이브리드 자동차 국제표준화 활동의 대부분 하이브리드 자동차와 관련한 국제 표준의 제정은 활발히 논의되고 있으나 하이브리드 관련 기술 개발 선도국인 일본 업체의 특허 등으로 표준의 제정이 쉽게 진행되지 못하고 있음 자동차로서의 하이브리드 자동차의 표준화를 담당하고 있는 ISO(국제표준화기구)산하 분 과 위원회로 아직 국제표준으로 제정된 규격은 없으며 전기 자동차의 연비 측정 및 배기 가스 분야의 6개 규격을 작업 중에 있고 이 규격은 하이브리드 자동차에도 적용 국내 ISO 담당기관인 산업자원부 기술표준원은 2005년 1월 P 멤버로 가입함. IEC 구 분 <표 11> 우리나라의 IEC TC/SC 가입 현황 ( 출처:한국표준협회(2006.12) ) 기술위원회 수 아국 가입 P member O member 계 P member 가입율 TC 90 67 22 89 74.4% SC 78 65 13 78 83.3% 합계 168 132 35 167 78.6% <표 12> 우리나라의 IEC 기술위원회 국제간사 및 의장 진출현황 (출처:한국표준협회(2006.12) ) IEC 구 분 국제의장 국제간사 WG의장 기타의장 TC(90) 1명 (1.1%) 3명 (3.3%) SC(78) 0명 ( 0%) 1명 (1.3%) 7명/505명 (1.2%) 0명 계(168) 1명 (0.6%) 4명 (2.4%) 사실상표준 제정기구의 하이브리드 자동차 국제표준화 동향 - 자동차분야의 사실상표준 제정기구는 자동차의 안전 및 환경에 대한 세계 공통 강제 규 정을 제정하기 위해 설립된 유엔 경제사회이사회 산하의 세계자동차기술기준조화포럼 (UN/ECE/WP29)임 30
미래형자동차 - 이 개정 작업은 세계자동차기술기준조화포럼(WP29) 산하의 6개 전문가회의 중 하나인 GRPE(환경 및 에너지 전문가회의)이 주도적으로 진행하며 현재는 신규 기준을 제정하 는 것보다는 기존의 내연기관 탑재 차량의 성능시험 절차 및 용어의 개정을 통해 하이 브리드 자동차의 표준화를 진행 IEC/TC21 (2차전지 및 축전지 기술위원회)의 하이브리드 자동차 표준화 활동 동향 - 우리나라는 산업자원부 기술표준원이 담당기관이며 P멤버로 활동 중 IEC/TC69 (전기자동차)의 하이브리드 자동차 표준화 활동 동향 - 하이브리드 자동차를 전기 장치의 일부라는 관점에서 접근하는 IEC 기술위원회 그 산 하의 WG2(모터와 컨트롤러), WG4(기반기술)이 하이브리드 자동차 관련 국제표준의 제정 및 개정을 담당 다. 연료전지 자동차 국내 표준화 동향 연료전지 자동차 및 관련 사항에 관한 표준규격은 국내는 물론 선진국에서도 아직 정립되 지 않았음 기존 내연기관 자동차 및 전기자동차에 관한 표준규격은 다음의 표에 나타낸 바와 같으며, 연료전지 자동차의 시험 방법에 대한 국가 표준 제정에 있어서 참고할 수 있음 연료전지 자동차의 구조, 특성 등이 기존의 내연기관 자동차 및 전기자동차와 매우 다르므 로 이를 고려한 표준규격의 제정이 필요한 시점임 규격 제정에 있어서는 정부 기관, 관련 자동차 생산업체 및 관련 부품업체, 학계, 연구소 등 관련자들의 의견을 종합적으로 수렴하여 표준화하는 것이 필요하며, 성능시험 규격설 정 등에 관해서는 국제규격 제정과 보조를 맞출 필요가 있음 국외 추진 현황 국제표준기구(ISO)의 제정 규격이 전 세계적으로 통용되고 있음 31
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 실제규격 제정 작업을 담당하는 다수의 기술위원회(TC)와 산하의 전문위원회(SC) 및 작 업반(WG)으로 구성됨 ISO 규격 제정에는 3-5년의 시간이 소요되며, 연료전지 차량관련 규격은 안전과 관련된 다음의 규격들이 제정되어 있음 <표 13> 연료전지 자동차 관련 국제규격 TC 규격 번호 규격명 담당 위원회 ISO/DIS 23273-1 Fuel cell road vehicles -- Safety specifications - Part 1: Vehicle functional safety TC 22/SC 21 ISO/DIS 23273-2 Fuel cell road vehicles -- Safety specifications - Part 2: Protection against hydrogen hazards for vehicles fuelled with compressed hydrogen TC 22/SC 21 ISO/CD 23273-3 Fuel cell road vehicles -- Safety specifications - Part 3: Protection of persons against electric shock TC 22/SC 21 Globally Harmonized Vehicle Approval Possible Path Target date for GTR: 2010 Target date for ECE: 2006 GTR ECE (Global Technical Regulation) (Economic Commission for Europe) 1998 Agreement 1998 Agreement H2 & FCV GTR UN ECE WP 29 GRPE Group of Experts on Pollution & Energy (GRPE) : GRPE Informal Group Hydrogen/Fuel Cell Vehicles Authorities, testing agencies, component suppliers, H2 Industry mobile ISO H2 Voice vehicle manufacturers Voice and stationary EIHP2 Partnership ISO TC 197 H2 Technologies European Integrated Hydrogen Project Phase II Cooperation agreement between TC197 and TC22 was signed in June 2002 CGH2 & LH2 ECE ISO TC22 SC21 ISO TC22 SC25 Electric, Hybrid, FCV LPG, CNG, H2 Road Vehicles <그림 12> 실용화를 대비한 연료전지차 규제 및 표준화 추진 현황 32
미래형자동차 라. 세계자동차기술기준조화포럼 (WP29) WP29의 개요 1952년 6월 6일, UN의 유럽경제위원회(UN/ECE) 내륙운송위원회 산하에 각 정부 대표로 구성된 자동차 기술전문가 모임인 WP29 설립 설립당시 국제 연합(UN) 유럽경제위원회(ECE)산하 WP29의 공식 명칭은 자동차제작실 무 위원회(Working Party on Construction of Vehicles) 였음 2000년 3월, 제 120차 정기총회에서 WP29의 활동 변화에 따라 기구의 명칭과 임무를 일치 시키고자하는 노력에 의해 공식 명칭을 세계자동차기술기준조화포럼(The World Forum for the Harmonization of Vehicle Regulations) 으로 변경 현재는 유럽국가 뿐만 아니라 일본, 미국, 우리나라 등 유럽연합을 포함한 44개국이 회원 으로 가입하여 세계자동차기술기준의 조화를 위한 회의 진행 독일 주도의 1958협정에 의한 ECE규정 및 미국주도의 1998 협정 의한 GTR(세계기술기 준)이 회원국의 적극적인 참여를 통해 제 개정을 거듭하고 있음 WP29의 설립 배경 2차 대전 이후 유럽의 재건과 교통사고로 인한 인명과 재산 보호 및 국가간 효율적인 물 류 이동을 보장하기 위한 통일된 자동차 안전기준의 필요성 대두 WP29의 목적 자동차로 인하여 발생되는 환경오염을 줄이고, 교통사고로 인한 사망을 최소화할 수 있는 미래형 자동차의 실현을 촉진하고자 관련 기술 및 표준에 대한 정보를 교환하고 자동차에 장착 및 사용되는 장치의 부품에 대한 통일 기술기준의 제 개정을 목적으로 함 33
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 WP29의 조직 <그림 13> WP29(자동차 기준조화 세계포럼)의 조직도 < WP29 조직도 > 자동차 기준조화 세계포럼 조직 World Forum for the Harmonization of Vehicle Regulation 국제연합(UN) United Nations 유럽 경제 사회 자문위원회(ECOSOC) U.N. Economic and Social Council 유럽경제위원회 (UN/ECE) U.N. Economic Commission for Europe 내륙운송위원회(ITC) Inland Transport Committee AC1, AC2, AC3, AC4 자동차 기준조화 세계포럼(UN/ECE/WP29) World Forum for the Harmonization of Vehicle Regulation (UN ECE 기준 및 GTR 주관) WP29의 운영위원회 Administrative Committee for the coordination of Work for WP29 (기술위원회 : 총 6개, UNECE 기준 수 : 124개) 공해 & 에너지 (GRPE) 안전일반 (GRSG) 제동&주행장치 (GRRF) 등화장치 (GRE) 소음 (GRB) 충돌안전 (GRSP) (11) (28) (18) (39) (7) (21) WP29의 구성 운영위원회(Administrative Committee)와 기술위원회(Grs)로 구성 운영위원회(Administrative Committee) - AC1:1958년 협정의 운영위원회 ECE규정(E마크)의 최종 제 개정을 결정하여 WP29총회에 보고 - AC2:WP29총회의 운영위원회 총회의 의제 결정 및 전반적인 업무 주관 - AC3:1998년 협정의 운영위원회 세계기술기준(GTR)의 최종 제 개정을 결정하여 WP29총회에 보고 34
미래형자동차 - AC4:1997년 협정의 운영위원회 자동차의 정기 기술검사 및 상호인정을 위한 통일기준의 채택에 관한 협정 기술위원회(GRs):전문가회의(Expert Meeting)로 기준제정의 실질적인 전문위원회 사고예방에 관한 분야(Active Safety) - WP29/GRE:등화장치에 관한 전문가 회의 - WP29/GRRF:제동 및 주행 장치에 관한 전문가 회의 사고 후 상해감소를 위한 분야(Passive Safety) - WP29/GRSP:충돌 충격 안전에 관한 전문가 회의 환경 분야 - WP29/GRPE:환경공해와 에너지에 관한 전문가 회의 - WP29/GRB:소음에 관한 전문가 회의 - WP29/GRSG:일반 안전에 관한 전문가 회의 제정된 강제 기준(ECE Regulations)의 수:124개 사무국:스위스 제네바 WP29의 기술기준조화 현황 1958협정 1958년 협정의 현황 - 자동차 및 자동차에 장착 및/또는 사용되는 장치의 부품에 대한 통일기준 채택 및 그 통일 기술기준에 기초한 승인의 상호인정에 관한 협정으로 1958년 독일 주도로 체결 - 일본과 같이 비유럽 국가의 협정가입을 승인함에 따라 세계자동차안전기준의 실질적 인 제정기관으로 부상 - 협정국은 자국이 채택한 ECE 규정에 대해 자국에서 시험한 자동차 및 자동차부품에 대해 협정국 간의 상호인증을 받을 수 있음 -58협정 가맹국은 2004년 가입한 우리나라에 이어 Malaysia와 Thailand가 유엔 유럽 경제이사회 사무국장으로부터 심볼마크 E52, E53을 부여 받아 총 46개국이 활동 - 현재 58협정에 따라 124개의 ECE 규정이 있으며, 기술 발전에 부합하고 각 회원국의 현황을 고려한 규정 제 개정 작업이 진행 중 35
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 <그림 14> 현재의 인증시스템과 상호인정에 의한 인증시스템의 비교 현재의 인증시스템과 상호인정에 의한 인증시스템의 비교 자동차 제조업자 자동차 제조업자 A국가의 시험 B국가의 시험 C국가의 시험 A국가의 시험 A국가의 인증 B국가의 인증 C국가 인증 A국가의 인증 A국가의 시장 B국가의 시장 C국가의 시장 A국가의 시장 B국가의 시장 상호인정협정 C국가의 시장 현재의 인증시스템 상호인정 인증시스템 1958년 협정의 도입효과 수요자(Users) 측면에서의 장점 - 대기 환경감소로 인한 국민건강 증진 - 생산원가 감소에 따른 자동차의 가격 저감 - 교역 증진으로 인한 자동차의 선택 폭 확대 - 자동차의 안전도 증가에 따른 교통사고 사상자 감소 제조자의 측면(Manufactures) 측면의 장점 - 새로운 자동차 개발의 효율화 - 자동차의 개발비 및 생산원가 감소 - 상호 인정에 따른 승인 취득 효율화 - 규격화된 부품으로 생산성 향상 및 경쟁력 강화 행정(Administration) 측면에서의 장점 - 기술적 무역장벽의 제거로 통상 마찰 해소 - 입증된 기술과 기준을 통한 효과적인 안전 확보 및 대기환경 보존 - 연구결과의 공유로 기준의 효율적인 제정 및 불필요한 연구비 지출 억제 36
미래형자동차 1958년협정의 주요내용 협정의 구성:전문, 15개 조항, 2개의 부칙으로 구성 신규 규정의 제정절차(제1조~제4조 및 부록1 제1조) - 규정은 가맹국 1/2이상의 출석과 참석국 2/3이상의 찬성으로 제정 - 반대하지 않은 가맹국에 대해 기준에 명시된 날짜에 발효 - 1/3을 초과하는 가맹국이 6개월 내 반대하면 채택하지 않음 기존 기준의 개정절차(제12조 및 부록 1 제6조) - 해당규정을 적용하는 가맹국 과반 수 이상의 출석과 참석국 2/3 이상 찬성으로 제정 - 반대하지 않은 가맹국에 대해 기준에 명시된 날짜에 발효 - 1/3을 초과하는 가맹국이 6개월 내 반대하면 채택하지 않음 가입하는 기준의 적용 (제 11조) - 가입서를 국제연합 사무총장에게 기탁함으로서 가입 - 기탁일로부터 60일째 협정의 효력 발생 - 가맹국은 협정을 언제라도 폐기 가능, 사무총장에게 폐기를 통고 한 후 12개월 후 발효 가맹국의 자격(제6조) - 유럽경제위원회의 회원국 - 유럽경제위원회의 위임규정 제8항에 따라 유럽경제위원회의 특정 활동에 참가할 수 있는 국가 - 유럽경제위원회의 회원국들로부터 구성된 지역 경제통합기구 - 국제연합회원국으로서 유럽경제위원회의 위임규정 제11항에 따라 유럽경제위원회의 특정 활동에 참가 할 수 있는 국가 국내현황 우리나라는 건설교통부가 담당 58협정의 가입의 준비절차로 2002년 법개정작업을 통해 자동차관리법 시행규칙 제 47조 성능시험의 기준 및 방법에 대한 조항 개정 개정의 주요 내용은 상호인증시험의 경우 국가간 상호인증협약에 달리 정하고 있을 때 에는 그 협정하는 바에 따른다. 라는 조항을 두어 상호인증협약이 국내법에 우선함을 법 률로써 명시 WP29 134차 총회 첫날인 2004년 11월 16일 44번째 국가로 58협정에 가입을 공표하였으 며 유엔 유럽경제이사회 사무국장으로부터 심볼마크 E51일 부여받음 협정의 발효는 가입공표 60일 후인 2004년 12월 31일부터이며 협정이 발효하기 전까지 정부는 국내 적용 ECE 규정을 채택하여야 함 37
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 1998협정 1998협정의 현황 - 자동차 및 자동차에 장착 및/또는 사용되는 장치 및 부품의 세계기술기준(GTR) 채택 에 관한 협정 - 미국은 국가공인 상호인증시스템을 보유하지 않아 1958협정에 가입할 수 없다는 이유 로 1998년 협정을 맺어 세계기술기준을 제정하기 위한 노력 시작 - 자동차 자체구조, 안전성능, 환경 및 도난방지 성능과 관계된 부품에 대한 세계기술기 준을 제정하며 날씨, 소비자 요구 등에 따라 변화하는 사용자 편의를 위한 부품은 대 상에서 제외 - 2004년 11월 98협정에 의해 최초의 세계기술기준 [Uniform technical provision concerning door locks and door retention components]의 제정 - 현재 6개의 세계기술기준(GTR)이 제정되었고 비공식 회의기구를 통하여 활발한 제 정을 활동을 함 - 향후 58협정에 의한 ECE 규정을 포함해 ISO(국제표준화기구), OICA(단체표준화기 구)등 국제표준 및 단체표준이 세계기술기준으로 통일될 것으로 보임 국내현황 국내 담당 기관은 건설교통부 육상 교통국 - 아국은 2003.01.01일부터 협정국으로 활동하였으나 세계기술기준 제정 작업의 적극적 인 참여는 하지 못하고 있음 -98협정에 따라 2004.11월 제정된 세계기술기준이 제정됨에 따라 1년 이내에 국내법에 세계기술기준을 반영 및 적용해야할 의무를 가짐 - 우리나라는 2002년 1월 1일부터 협정국으로 발효하여 GTR을 국내에 강제 적용해야 함 38
미래형자동차 2006년 WP29 위원회 회의 일정 2007 Session WP29/GR Date 53th GRPE 9-12 January (p.m. / a.m.) 61st GRRF 5-9 February (p.m. / a.m.) 45th GRB 20-22 February (p.m. / a.m.) 93th WP29/AC.2 12 March 141st WP29 (AC.1/AC.3/AC.4) 13-16 March 58th GRE 26-30 March (p.m. / a.m.) 92th GRSG 30 April - 4 May (p.m. / a.m.) 41st GRSP 7-11 May (p.m. / a.m.) 54th GRPE 5-8 June (p.m. / a.m.) 94th WP29/AC.2 25 June 142nd WP29 (AC1/AC3/AC4) 26-29 June 46th GRB 3-5 September (p.m. / a.m.) 62th GRRF 18-21 September (p.m. / a.m.) 59th GRE 1-4 October (p.m. / a.m.) 93rd GRSG 23-26 October (p.m. / a.m.) 95th WP29/AC.2 12 November 143rd WP29 (AC1/AC3/AC4) 13-16 November 40th GRSP 12-15 December (p.m. / a.m.) E-Mark (유럽연합 자동차용 인증마크) E/e Mark"는 제조자가 스스로 적합성을 선언(Declaration of Conformity)할 수 있는 CE Marking과 달리 EU 각국의 교통관리부(영국-VGA, 독일-KBA등)등의 인증기관이나 그 인증기관이 인증한 시험기관의 시험 후 EU의 인증기관인 교통관리부로부터 반드시 인증 서를 받아야 함 완성차 자체와 자동차에 장착되는 부품으로 자동차의 주행 및 운전자의 자동차 조작에 영 향을 줄 수 있는 모든 것들이 적용됨 완성차로 인증 받을 시 장착된 부품들은 현재 적용이 제외되나, 추후 지속적인 부품 판매 를 위하여 별도의 인증을 받기를 권하고 있음 39
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 인증대상 부품의 차량범위 - 완성차량(승용차, 상용차) - 이륜자동차 - 농업용 기계/차량(트랙터, 콤바인, 경운기) 인증 절차 ① 자동차 형식 승인 주관기관에 신청서 및 제반서류 제출 ① 신청서 제출 ② 주관기관은 지정 시험 기관에 입수 된 서류송부 및 동시에 형식시험 요청 * 지정기관은 EU지침에 따라 시험 검사를 실시, 추가시험 필요시 해당 정보나 자료를 신청자에게 요구 ② 지정 시험기관 형식시험 요청 ③ 지정 시험기관은 형식시험 보고서 작성 ③ 형식시험 보고서 작성 ④ 주관기관에 보고서 송부 ⑤ 주관기관은 형식시험 보고서를 ⑤ 주관기관의 기초로 형식인가 여부결정 형식인가 여부 결정 ⑥ 형식인과와 동시 형식승인 번호 발급 ⑥ 최종 승인 실제 적용사례 자동차유리에 표시된 E-mark 40 타이어에 표시된 E-Mark
미래형자동차 국제 인증 획득 지원 성과 지원 업체 평가 기준 평가 기관 평가 제품 /모델명 대상 인증 인증 일자* 인증 번호 SA4 e-mark 인증 2006.08.29 (완료) e9*2002/24*0019*03 (주)대림 자동차 UN/ECE/ Vehicle Type Approval* 자동차 부품연구원 & IDIADA 이륜 자동차 BA1 BA4 e-mark 인증 e-mark 인증 2006.08.31 (완료) 2006.11.21 (완료) e9*2002/24*0038*03 e9*2002/24*0003*03 SA7 e-mark 인증 2007.03.10 (예정) e9*2002/24*0160*03 (주)효성 기계공업 UN/ECE/ Vehicle Type Approval* 자동차 부품연구원 & IDIADA 이륜 자동차 GT (125) GV 650 GT 650 e-mark 인증 e-mark 인증 e-mark 인증 2007.01.26 (완료) 2007.03.10 (완료) 2007.03.10 (완료) e9*92/61*0114*06 e9*2002/24*0050*03 e9*2002/24*0002*06 41
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 2. 기술 및 표준화 전망 2.1. 기술 전망 1990 2000 2007 2010 2020+ EV's Hybrids Plug-In Hybrids Plug-In Fuel Cell Fuel Cell & Full-Function B E Vs Electric Drive System Maturity <그림 13> 저공해 및 무공해 자동차의 기술개발 추이 정부는 미래형자동차 기술 중 하이브리드, 연료전지, 지능형 자동차의 핵심기술로 미래시 장을 선점한다는 목표로 2004-2014년까지 총 6,694억원을 투자할 계획이며 차세대연료전 지, 텔레메틱스 등 다른 차세대 성장동력 기술개발사업과의 연계를 통해 시너지 효과를 극대화할 방침 비 전 시장진입 모듈/부품국산화 지능형친환경자동차 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 하이브리드 자 동 차 연료전지 자 동 차 지 능 형 자 동 차 내연기관 자 동 차 HEV동력발생장치 및 동력분배/전달 시스템 4WD/AWD전후륜 모터 구동시스템 MP/LD/MD/HD HEV 신 동력시스템 Plug-In/In-Wheel HEV 신 동력시스템 모터시스템 전력전장소자/부품 및 하이브리드 세스템제어기술 고분자 연료전지 스택 연료전지 운전장치 연료전지차량제어기술 전기동력구동시스템 연료전지차용신개념구동시스템 연료전지차량설계기술 연료전지시스템 및 차량평가기술 사고경감 및 탐승자, 보행자보호/지원 사고회피 자율주행/자동주차 지능형차량정보시스템/차량탑재네트워크기술 Comfort & Securty 차량 AV 시스템 지능형차량정보시스템 공통기반기술 고성능 고효율 전처리 기술 고품질성능향상기술 EURO-4/5대응후처리기술/저공해대체연료기술/고성능고효율엔진기술/고성능동력전달시스템기술 소형경량화기술/고응답안전성기술/휴면지향편의성기술/친환경리싸이클링기술 <그림 14> 미래형 자동차 산업 기술 마크로 로드맵 42
미래형자동차 정부(산업자원부)에서는 지능형 자동차를 포함한 미래형자동차 기술 발전을 통해 국가기 반산업을 활성화시키고자 2011년까지 집중 투자 할 계획을 세움 2004년 10월부터 정부(산업자원부)주도로 미래형자동차 10개년 사업을 시작하여 자동차부 품연구원을 주관으로 10여 개의 연구원, 업체 및 대학이 참여하여 지능형 자동차 기술 개 발에 대한 로드맵을 작성하고 미래형자동차사업을 시작 지능형 자동차 기술 개발 사업 2단계가 마무리되는 2010년에는 차선이탈경보장치, 교통 정체보조장치(반자동), 교통정체보조장치(자동), 지능형주차보조장치, CDC, AFS, ESC', 샤시통합제어장치, CDMA modem, network, navigation', 지능형에어백, 지능형시 스템부품평가기술, 평가기술표준화 에 대한 연구가 마무리 될 예정 자동차 주요 선진국은 지능형 자동차 기술의 개발과 함께 주행 안전을 위해 제품의 신뢰 성 확보에 주력 <그림 15> 지능형 자동차의 기술 방향성 지능형 자동차 기술은 21세기 교통 체계인 지능형 교통 시스템 (ITS) 구축에 필요한 핵심 요소기술임 최근에 편의성 및 안정성에 대한 소비자의 요구가 크게 증대되고 있으므로 지능형 차량에 대한 수요는 향후 10년간 크게 증가할 것으로 예측됨 IT 정보 통신 기술의 최대 수요처로서 지능형 자동차 분야가 성장할 것이므로, 기계부품 산업이외에 전자/정보통신/IT 분야의 기술개발 및 산업발전 파급효과가 큰 기술 분야임 43
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 지능형 자동차 기술은 우리나라의 기반주력산업인 자동차산업의 지속적인 수출유지와 새 로운 시장에 대한 선점을 통하여 수출 경쟁력을 개선할 수 있는 기술임 현재 지능형 자동차는 지능형 샤시제어 안전시스템 및 차량 정보화 시스템을 시작으로 선 진국 중심으로 시장진입을 시작하는 단계임 지능형 차량의 보급률은 2010년에는 평균 40%, 2020년에는 70%로 전망되며, 2010년 이후 에는 지능형 차량이 보편화될 것으로 전망됨 기존의 차량 안전시스템은 승객의 생명보호 및 상해 최소화를 위한 수동 개념의 안전 기 술(Passive Safety)이 개발되어 장착되고 있지만 인명의 피해를 최소화하기 위한 기술로 사고를 미연에 방지할 수 있는 능동 개념의 안전기술(Active Safety)을 필요로 하게 됨 사고를 미리 예방하는 능동적 개념의 안전 시스템과 차량의 능동 제어를 통한 안전성을 도모하는 시스템들이 개발되고 있으며 점차적으로 국내외 자동차에 적용되고 있음 최근에는 한층 더 진보한 안전 시스템들로서 운전자의 개입이 있기 전에 미리 주행 상황 을 판단하여 운전자에게 안전을 제공하는 시스템(Pre-Crash Safety)들의 연구가 활발히 진행되고 있음 차량의 지능화는 궁극적으로 운전자의 안전과 편리성을 위한 것이며 기본적으로 차량 동 특성 제어를 통하여 가능하지만 향후에는 차량의 지능을 향상시키기 위한 차량의 정보 습 득 능력이 매우 중요하게 될 것이며, 이것은 현재 활발히 추진되고 있는 ITS 분야의 많은 기술들이 차량으로 이식됨을 의미함 향후 지능화 차량에 있어서는 센서 기술과 전자기술(마이크로프로세서, 집적화)을 이용한 차량 안전 분야에 대한 개발이 더욱 가속화될 것이며 정보통신(도로의 인프라, 통신망)을 이용한 차량 정보화 기술도 ITS 분야의 기술개발과 더불어 더욱 가속화 될 것임 또한 차량항법기술과 ITS에서의 교통정보, 도로정보 수집을 위한 통신 시스템을 차량 내 에 이식시키기 위해서는 통합 시스템의 설계 개발을 반드시 필요로 하게 됨 지능화 차량의 개발은 수많은 센서와 통신기를 통하여 정보를 수집하고 고성능의 제어기 가 많은 엑츄에이터를 실시간으로 제어함으로써 이루어지며, 따라서 제어기의 설계는 각 부분 별 개발보다는 차량 전체를 통합하는 방향으로 진행될 것임 44
미래형자동차 <그림 16> 지능형 자동차 기술 로드맵 (자동차부품연구원 2006) 나. 하이브리드 자동차 하이브리드 자동차는 기존 내연기관 자동차 대비, 연료효율 향상과 배기가스 저감을 주 목 적으로 하는 신동력 시스템을 가지고 있음. 따라서 하이브리드 자동차 산업은 기존 자동차 산업의 틀 위에 전기 동력 시스템이 추가된 것으로 기존 제품의 고부가가치화를 추구하고 있음 이러한 하이브리드 자동차는 세계적인 환경 규제 추세에 따라 선택이 아닌 필수 산업으로 자리매김하고 있으며, 2010년을 기점으로 수요가 급속히 팽창할 것으로 보임 하이브리드 자동차는 기술 개발과 상업화에 부담이 적은 중소형 승용차 위주로 상용화가 시작될 것이며, 이후 점진적으로 중대형 승용차 및 SUV 등 다양한 차종으로 확대될 것임 In-wheel HEV 시스템은 초기에는 산업용, 특수차량 및 군용 등 제한된 시장성을 가지나 In-wheel 모터 독립구동 시스템의 기술 발전에 따라 중대형 HEV 및 승용 HEV와 연료전 지 자동차의 플랫폼으로 시장 확대가 이루어질 것으로 전망 45
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 하이브리드 자동차의 모터 구동 시스템에 대한 기술 축적은 중후기의 다양한 하이브리드 차량 개발에 반드시 필요한 핵심 기반 요소이기 때문에 향후 10년 동안 다양한 기술 개발 을 통하여 다양한 방식의 제품이 시장에 쏟아질 것으로 보임 하이브리드 자동차 산업은 향후 연료전지 자동차 산업과의 가교 역할을 할 것으로 보이고, 기술 적인 측면에서도 연료전지 자동차에 필요한 기술의 상당 부분을 미리 해결할 것으로 예상 됨 <그림 17> 하이브리드 자동차 기술 로드맵 (자동차부품연구원 2006) 주요 자동차 생산국은 하이브리드 자동차의 출력과 연비를 높이는 방향으로 연구개발을 진행하면서 대량생산체제를 구축하여 하이브리드 자동차의 판매를 대형화하려는 개획을 가지고 있음 우리 정부에서는 하이브리드 자동차를 포함한 미래형자동차 기술 발전을 통해 국가기반산 업을 활성화시키고자 2011년까지 집중 투자 할 계획을 세움 2004년 10월부터 정부(산업자원부)주도로 미래형자동차 10개년 사업을 시작하여 자동차부 품연구원을 주관으로 10여 개의 연구원, 업체 및 대학이 참여하여 하이브리드 자동차 기술 개발에 대한 로드맵을 작성하고 미래형자동차사업을 시작 46
미래형자동차 2010년까지 배출가스규제대응복합 후처리기술', 청정연소 및 디젤엔진 분사/제어기술', 50Kw급 FC 시스템, 100Kw급 FC 시스템, Li 축전지 모듈, CVT 기술, DCT/AMT 기 술, 모터제어기술, 차량경량화, 모듈 시뮬레이터 기술 에 대한 개발을 완료할 계획을 가 지고 있음 하이브리드 자동차의 주요 부품 기술(모터, 축전지, 제어기 등) 및 양산경험은 연료전지 자동차의 양산으로 이어질 것으로 예상됨 하이브리드 자동차의 연비를 개선하기위해 내연기관 자동차의 동력으로 이용하던 부품(파 워스티어링, 유압브레이크, 에어컨 등)이 효율을 중시하는 방향으로 개발되고 있으며 이러 한 시스템 개발은 하이브리드 자동차의 상품성 및 성능을 향상 시키는데 기여 다. 연료전지 자동차 도요타, 혼다 및 미국 Big3가 연료전지자동차를 중심으로 한 차세대 시장 선점을 위해 각축 연료전지자동차는 개발비용이 막대하고 소비자의 인식이 부족하여 개발 및 보급에 난관이 많기 때문에 산 학 연 간의 적극적인 협조를 통한 공동 기술 개발과 상용화 및 판매 촉 진을 위한 여건 조성 연료전지자동차 핵심 기술 개발과 독자 기술을 확보할 수 있도록 각 핵심 기술별로 연구 센터를 구축하고 이를 통하여 선진기술 개발, 관련분야 전문 인력의 지속적인 양성 및 확 보할 수 있는 체계 구축 필요 자동차 산업체, 연구소, 학계에서 단독으로 개발하기 어려운 기술 또는 개별 기관에서 독자개발 한 경우 기술 공유가 불가능하므로, 핵심 기술을 공동개발하고 공유 할 수 있는 체계 구축 연료전지자동차를 개발하기 위해서는 표준화와 적절한 시험평가 방법이 필요하며 각 기업 별 개별 추진의 문제점을 없애기 위하여 연구소 및 대학 주도록 공정하게 시스템을 평가 할 수 있는 시험방법 제정과 국제 표준화 대응이 필요 연료전지의 핵심 기술인 스택의 경우 원천핵심 소재의 도입을 통하여 스틱 제조 양산 기 술을 우선적으로 개발하고, 산학연의 연구 개발을 통하여 원천기술을 국산화하고 궁극적 으로 스택 기술을 확보하는 방향으로 추진 47
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 연료전지 관련 운전장치 시스템 개발을 위해 부품 기술인 공기 공급계, 열 관리계, 수소 공급 및 재순환장치, 물 관리 장치, 및 운전 제어 기술을 우선적으로 개발 연료전지 운전장치와 스택을 종합적으로 연계시키고 운영시킬 수 있는 기술 개발 추진 연료전지 차량의 수소 공급을 위한 충전소를 전국 시범운행 노선 주변을 시작으로 건설해 야하며, 중장기적으로 전국 규모로 확대하여야 함 개발된 초기의 차량은 정부에서 구매하여 시범운행하고 양산 시점에 이르러서는 친환경적 인 측면을 고려하여 세금감면, 통행료 감면, 환경친화 보조금 지급 등의 지원정책을 마련 하여야 함 일본, 미국, 유럽의 2010년 이후 연료전지자동차의 판매가 본격화 될 것으로 보고 주행실 험과 연료전지의 성능개선 및 가격인하에 주력 우리 정부는 2011년까지 수소 및 연료전지 기술개발과 보급에 약 4700억원을 투입할 계획 으로 2013년까지 연료전지자동차 기술개발 로드맵 작성 <그림 18> 연료전지 자동차 기술 로드맵 (자동차부품연구원 2006) 48
미래형자동차 2.2. 표준화 전망 가. 지능형 자동차 차량이 지능화 되면서 차량내의 각 제어 시스템과의 통신, 차량 대 차량 통신 protocol의 표준화가 진행되고 있으며, 각종 안전 규제가 제정되고 있음 국제 표준화와 각종 환경 안전 규제는 또 다른 무역 장벽으로 인식되고 있음 특히 지능형 자동차의 경우 안전과 직결되는 특성을 가지고 있어 안전하며, 운전자에게 혼 동을 주지 않고, 제품의 결함이 없게 하는 방향으로 표준화가 이루어 질 것으로 전망 지능형 자동차 기술의 선두를 차지하는 일본 위주로 표준화가 진행될 가능성이 큼 나. 하이브리드 자동차 자동차 선진국은 하이브리드 자동차 관련 주요 기술에 대해서는 특허를 통해 기술 장벽화 를 시도하고 있으며, 시험평가 분야에서는 국제표준화를 통해 하이브리드 자동차의 개발 및 개도국에서의 시장 접근을 용이하게 하고 있으며, 개도국의 완성차 업계에 대해서는 무 역 장벽화를 동시에 시행하고 있음 하이브리드 자동차는 제품을 통한 시장선점을 통해 표준화를 주도할 것이며, 국제공인표 준화 기관 등에서는 환경과 관련한 시험 방법위주의 표준화가 진행 될 것으로 보임 내연기관장착 자동차에서 연료전지 자동차로의 과도기 기술인만큼 내연기관장착 자동차에 적용하고 있는 표준의 개정 및 내용 첨부로 하이브리드 자동차 관련 표준작업이 이루어 질 것으로 보임 다. 연료전지 자동차 주요 자동차 선진국은 연료전지 자동차의 핵심기술개발에 앞서 국제표준을 장악하려는 전 략을 구사하여 ISO, IEC, WP29 등에서 연료전지 자동차 표준화가 활발히 진행 중 연료전지자동차는 엔진과 변속기 등 복잡한 부품이 필요 없고 부품수도 적어 생산 공정이 단순함에 따라 모듈형태 또는 발전기나 축전지 등의 주요부품위주로 표준화가 이루어 질 것으로 보임 49
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 3. 마크로 로드맵 3.1. 시나리오 우리나라는 미래형 자동차 기술 및 표준의 후발국인 만큼 기술개발과 동시 표준선점 전략 을 구사해야 함 안전 및 환경을 중시하는 국제표준에 대응하여 적절한 표준화 개발과 표준에 부합하는 시 스템 개발이 중요함 국내여건이 불가하여 해마다 해외에서 실시중인 많은 혹한기 시험, 해외 공인기관에 대한 검증 시험 지원 및 고가의 시험 설비를 지원하여 가격 경쟁에서 선두를 차지할 수 있는 기반을 구축하며, 가격 우위로 인한 시장선점과 표준선점을 동시에 추구해야 함 각 기업별로 시스템을 개발하여 시험하는 경우 시험 평가 방법이 통일을 이루지 못하므로 연구소 및 대학 주도로 공정하게 시스템을 평가 할 수 있는 시험 방법 제정이 시스템 개 발과 동시에 진행되고 표준으로 이어져야 함 연료전지자동차 분야 국내기술은 축전지 부분에서 세계최고를 차지하므로 핵심 부품인 축 전지위주의 표준화 전략을 구사해야 할 것으로 보임 3.2. 마크로 로드맵 가. MAP TABLE 50
미래형자동차 나. 시계열 로드맵 1차년 2차년 3차년 4차년 5차년 지 능 형 자 동 차 하이브리드 자 동 차 기초개념 정립 기초개념 정립 예방 안전 시스템 능동적 사고회피 시스템 충돌 안전 시스템 평가 기술 자율 주행 첨단 엔진 차량 기술 전기 시스템 평가 기술 차량 기술 기초개념 정립 운전장치 부품 연료, 에너지 저장시스템 평가 기술 고효율 스택 51
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 제3장 표준화 로드맵 1. 지능형 자동차 1.1. 정의 지능형 자동차는 주행안전성을 향상시키기 위한 방안으로 능동적 차량기술을 기반으로 지 능형 안전시스템을 적용한 첨단 안전차량 1.2. 시나리오 교통 혼잡, 물류 난 완화, 교통사고 저감을 위해 통신 및 인터넷 서비스 등 IT 기술과의 접목을 통한 지능형 차량 실현화 및 지능형 교통시스템(ITS) 구축의 요구가 증대됨에 따 라 지능형 자동차에 대한 기술개발 노력이 전 세계적으로 강화되고 있음 자동차선진국은 현재 지능형 차량의 순항제어시스템(ACC)을 시작으로 지능형 자동차 기 술의 시장진입을 시작하여 도로와의 통신 (자동차 레이더, Navigation 통신, CAN통신) 및 안전운행보조장치(차선이탈 졸음운전 경보 장치, 안전거리 확보 장치) 등 다양한 신기술 이 도입하고 있음 이러한 지능형 자동차는 미래 자동차 시장의 핵심으로 2010년에는 평균 40%, 2020년에는 70%까지 시장점유율을 가질 것으로 예상됨 지능형 자동차 기술 개발 사업의 진행과 동시에 표준화를 수행하여 확대되어가는 지능형 자동차 시장을 선점할 수 있는 기반을 구축하는 것 52
미래형자동차 1.3. 기술 및 표준 사양 가. 지능형 자동차의 표준화 대상 기술 <표 14> 지능형 자동차 표준화 대상 기술 순번 C-1 레벨 C-1-1 레벨 특성 비고 Advanced Airbag 1 Adaptive Column 2 보행자 충돌 감지 시스템 3 Hood Lifting 4 1 사고경감 및 탑승자, 보행자 보호 2 사고회피 3 탑승자 및 보행자 지원 4 자율주행 보행자 보호 Airbag 5 능동적 보행자 보호 시스템 6 국제협력 지능형 샤시제어시스템 7 Drive By Wire 8 국제협력 통합 충돌안전제어 시스템 (pre-crash safety system) 9 국제협력 피해확대 방지 시스템 10 차선변경 보조 표준화 11 차선이탈 방지 및 경보 표준화 12 국제협력 전방충돌 회피, 방지 및 경보 표준화 13 국제협력 곡선로 과속 방지 14 교차로 사고 방지 15 Rollover 방지 16 후, 측방 충돌 경보 표준화 17 Tire Pressure Monitoring (타이어 압력 모니터링) 시야보조 시스템 표준화 19 운전자 상태 감지 시스템 20 국제협력 보행자 경보 시스템 21 Lane Keeping Support (차선유지 보조) 22 Full Range Adaptive Cruise Control (전구간 적응 순항 제어) 표준화 23 국제협력 도로정보 활용 자율주행 표준화 24 군집 운행 25 국제협력 차량간 통신 지원 26 18 53
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 분야 C-1 레벨 C-1-1 레벨 특성 비고 주차보조 시스템(Parking Aid System) 표준화 27 주차안내 시스템(Parking Guidance System) 28 5 자동주차 반, 전자동 주차 시스템 29 국제협력 안전 주차 시스템(Safe parking System) 30 6 지능형 차량 정보 시스템 (운전자 정보 시스템) 주차보조 주차장(Assistant Parking Lot) 31 자동 주차장(Automatic Parking Lot) 32 Digital Map 제작기술 33 XGPM Module (Excellent GPS & DR Module) 34 국제협력 차량 정보 단말기 기술 (Navigation 단말기, DIMS 포함) 35 VRM (Voice Recognition Module) 36 실시간 센터 교통정보 처리기술 37 차량-센터간 통신기술 표준화 38 차량-노변간, 차량간통신기술 표준화 39 교통/위치정보 연계 분석 기술 40 서비스 요구조건 분석 및 처리 프로세스 설계 기술 41 탑재 모듈 통합 기술 42 원격 고객관리 처리 기술 43 네트워크 인터페이스 기술 44 국제협력 통신형 블랙박스 시스템 기술 45 주행안전정보 DB 기술 46 통합시험 평가 기술 (테스트 베드) 표준화 47 차량용 네트워크 데이터 송수신 프로세스 설계 48 차량용 네트워크 프로토콜 알고리즘 구현 (MOST, IDB1394, CAN, Flexray) 표준화 49 국제협력 7 차량 탑재 네트워크 기술 차량 외부 무선망 서비스용 Moblie Router개발 (H/W, S/W) 차량 내부무선망 제공용 탑재용 2.4 GHz Gateway 개발 50 51 차량 네크워크용 Gateway Firewall 개발 52 이종 네트워크간 인터페이스 처리 기술 표준화 53 네트워트 통신부하 해석 및 측정/분석 기술 54 국제협력 54
미래형자동차 분야 C-1 레벨 C-1-1 레벨 특성 비고 8 Comfort & Security 편의 사양 시스템 차량 보안 시스템 지능형 SEAT 55 Smart Sunroof 56 Adaptive Lighting Control Module 57 Intelligent Access & Security control (PKE System) 58 Black Box 기술 59 오디오 데이터 압축 표준화 60 채널 복호화 표준화 61 지상/위성 디지털 방송 변복조 기술 62 모듈 집적화 및 잡음제거 63 9 차량 AV DSP 처리, 음질 튜닝 64 고출력, 저 왜율화 기술 65 VGA 드라이버 회로 설계 66 각종 AV I/F 프로토콜 및 5.1Ch 신호처리 67 각종 비디오 신호 I/F 및 처리 알고리즘 표준화 68 고성능 프로세서 응용설계 기술 69 임베디드 H/W 내 차량환경(열/진동) 고속 하드웨어 설계/ 해석기술 OBC 내 내/외부 데이터 송수신 프로토콜 알고리즘 70 71 10 지능형 차량정보 시스템 공통기반 기술 S/W 플랫폼 각종 통신 제어용 반도체 부품 응용설계 72 개방형 소프트웨어 구조설계 표준화 표준화 73 Java App. 프로그래밍 및 인터페이스 구현 설계 각종 OS (QNX, WINCE, 리눅스) 기반 디 바이스 드라이버 설계 표준화 74 표준화 75 각종 OS 포팅 기술 표준화 76 가변어 음성인식 시스템 기술 표준화 77 무제한 음성합성 엔진기술 표준화 78 HMI 인간 감성 공학 79 국제협력 2D/3D Multimedia Display 기술 (Head up Display외) 80 Haptic Controller 표준화 81 국제협력 55
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 나. 표준 제정 목표 및 사양 기초 개념 정립 - 지능형 자동차 용어 및 정의 - 네트워크 프로토콜 표준화 예방 안전 시스템 - 차선이탈경고 시스템 - 지능형 주차 보조 시스템 - 시야보조:사각지대 운전자 시야보조 시스템 능동적 사고 회피 시스템 - CDC, AFS, ESC - 지능형 통합 샤시 제어 시스템 - 전방충돌 경보 : 전방 물체와의 충돌 경보 - 후, 측방 충돌 경보 : 차량 주위 물체와의 충돌 경보 - 차선변경보조 : 차선변경시 운전자 지원 충돌 안전 시스템 - 지능형 에어백 - 보행자 보호 시스템 평가 기술 - 지능형 시스템 부품 평가기술 - 지능형 안전시스템 평가기술:성능 평가기술 표준화 자율주행 - 적응 순항제어:일정속도에서 앞 차량과의 거리 유지 및 속도 유지 - 전구간 적응 순항제어:속도 전구간에서의 적응순항제어(Stop & Go 포함) 56
미래형자동차 1.4. 표준화 로드맵 1차년 2차년 3차년 4차년 5차년 기초 개념 정 립 예방 안전 시 스 템 능 동 적 사 고 회 피 시 스 템 충돌 안전 시 스 템 평가 기술 자율 주행 지능형 자동차 용어 및 정의 네트워크 프로토콜 표준화 차선이탈경고 시스템 지능형 주자 보조 시스템 시야보조 시스템 CDC, AFS, ESC 지능형 통합 샤시 제어 시스템 차선변경보조 전방충돌 경보 후, 측방 충돌 경보 지능형 에어백 보행자 보호 시스템 지능형 시스템 부품 경가 기술 지능형 안전시스템 평가기술 적응 순항 제어 전구간 적응 순항 제어 <그림 19> 지능형 자동차 국제표준화 로드맵 1.5. 중점 표준화 추진 전략 사고회피 분야의 후, 측방 충돌 경보와 시야보조 부분에 대한 국제 표준에 적극 대응 자율주행 분야의 적응 순항제어와 사고회피 분야의 전방충돌 경보 시스템부분은 기존 국 제표준의 수정에 참여하도록 함 지능형 안전 시스템 부품 성능 관련 평가기술 국제 표준화 작업에 적극 대응 차량 탑재 네트워크 프로토콜 국제 표준화 작업에 적극 대응 급속히 변화하는 정보기술 산업과의 연관성 때문에 기술 주기가 짧아 기술 개발과 동시 표준화의 진행이 특히 중요 57
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 국내의 경우 기술 개발과 표준화 모두 시작단계에 있어 국내 개발된 기술을 국제표준에 반영하기 위해서는 기존 표준의 개정작업에 주력해야 함. 이에 기존 표준의 명확한 이해를 위해 지능형 자동차 용어 및 정의 에 대한 표준을 개발 하여 국내 전문가들의 국제표준에 대한 이해를 증진 하는 것이 필요 따라서 지능형 자동차 용어 및 정의 에 대한 국제표준 제정을 우선으로 하며 정부에서 신 성장 동력 산업으로 진행 중인 미래형 자동차 사업의 개발에 유념하여 국내 기술개발과 동시 개발되는 기술과 국제표준과의 적합성을 판단하여 국제표준의 개정으로 국제표준에 국내 기술을 반영하는 것을 전략으로 함 58
미래형자동차 2. 하이브리드 자동차 2.1. 정의 하이브리드 자동차는 2개 이상의 동력원을 이용하여 구동되는 자동차를 말하며, 가솔린엔 진과 전기모터, 수소연소엔진과 연료전지, 천연가스와 가솔린엔진, 디젤엔진과 전기모터 등이 하이브리드 자동차 임 2.2. 시나리오 자동차 선진국은 하이브리드 자동차 개발이 가장 현실성 있고 세계 환경규제 동향에 적 응력이 빠른 미래형 자동차의 주요 기술로 인식하여, 정부 주도로 핵심 부품 개발과 동시 무역장벽을 구축하기 위한 자국 기술의 특허 획득 및 국제표준화로의 제정을 위한 사업 진행 국내도 기존 자동차산업에서와 같은 대응으로는 국제시장에서 경쟁력 확보에 한계가 있다 고 판단하여 차세대성장동력산업의 한 분야로 미래형 자동차 사업을 정부주도 아래 시행 하고 있음 선진업체들은 하이브리드 자동차의 핵심부품 개발을 완료하고 시스템 구성과 비용 인하 노력에 나서고 있는 것에 비하여, 국내의 하이브리드 기술은 선진대비 개발시기가 늦고 개 발자원이 부족으로 핵심부품의 개발 및 시험 평가 수준이 낮은 상태임. 국제표준이 국내 시장 환경 및 기술에 부합되지 않아 제품 개발이나 특정 연비 시험 평 가 기법에 의한 불이익을 당하는 것을 방지하고 국내 시스템 개발 기술이 상품화되어 미 래형 자동차 기술개발 사업이 차세대 성장동력 산업으로 육성될 수 있도록 하기 위해서는 국제수준에 부합한 표준제정이 요구됨 하이브리드 자동차 용어 및 정의 에 대한 국제표준 제정을 우선으로 하며 정부에서 신성 장 동력 산업으로 진행 중인 미래형 자동차 사업의 개발에 유념하여 국내 기술개발과 동 시 개발되는 기술과 국제표준과의 적합성을 판단하여 국제표준의 개정으로 국제표준에 국 내 기술을 반영하는 것을 전략으로 함 59
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 2.3. 기술 및 표준 사양 가. 하이브리드 자동차의 표준화 대상기술 <표 15> 하이브리드 자동차의 표준화 대상기술 순번 A-1 레벨 A-1-1 레벨 특성 비고 1 2 3 4 5 6 승용 HEV 신 동력분배 전달 시스템 MP HEV 신동력 시스템 4WD/AWD 전후륜 모터 구동 시스템 LD/MD HEV 신동력 시스템 HD HEV 신동력 시스템 Plug-In HEV 신동력 시스템 7 In-wheel HEV 시스템 8 동력발생장치 9 모터 시스템 소형 승용 HEV 신 동력분배 전달 시스템 1 중대형 승용 HEV 신 동력분배 전달 시스템 2 HEV 신동력 시스템 3 초소형(1.X L/100Km) HEV 신동력 시스템 4 국제협력 소형 MP HEV 시스템 5 중대형 MP HEV 시스템 6 4WD HEV 전후륜 모터 구동시스템 7 AWD HEV 신동력 시스템 8 CVT/IVT 기반 동력분배 전달 시스템 9 독립모터 하이브리드 시스템 10 국제협력 LD/MD 트럭 동력 시스템 11 LD/MD 버스 동력 시스템 12 LD/MD 특수차량 동력 시스템 13 국제협력 HD 트럭 동력 시스템 14 국제협력 HD 버스 동력 시스템 15 HD 건설기계 동력 시스템 16 HD 특수차량 동력 시스템 17 Plug-In HEV 시스템 18 충전형 HEV 에너지관리 시스템 표준화 19 충전 시스템 및 표준화 표준화 20 In-wheel HEV 제어기술 21 국제협력 In-wheel 모터 시스템 22 In-wheel 샤시 시스템 23 Gasoline 24 Diesel 25 Alternative Engine 26 국제협력 소형 Motor 27 중대형 Motor 28 초대형 Motor 29 ISG 30 60
미래형자동차 순번 A-1 레벨 A-1-1 레벨 특성 비고 10 전력전장 소자/부품 11 하이브리드 시스템 제어기술 12 에너지시스템 Inverter 31 Converter 32 Harness 33 HEV 전장 부품 및 소자 34 전장 부품 신뢰성 향상 기술 35 HCU 개발 36 엔진 제어 기술 37 변속 제어 기술 38 Motor 제어 기술 39 냉각 시스템 기술 40 BMS 개발 41 회생제동제어기술 42 통합에너지제어기술 43 신뢰성 및 Safety 확보 기술 44 시험 및 평가 기술 표준화 45 국제협력 나. 표준 제정 목표 및 사양 기초 개념 정립 - 하이브리드 자동차 용어 및 정의 - 충전시스템 및 표준화:충전 인프라 구성 및 안전 관리 규격 첨단엔진 - 분사계통, 연료공급 시스템 차량기술 - 2차 전지 BMS - 회생 제동 장치 전기 시스템 - 42V 고전압 운용 시스템 - 충전형 HEV 에너지 관리 시스템:Plug-In HEV 차량의 에너지 관리 및 안전 시스템 규제 61
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 평가 기술 - 고전압 시스템 안전성 평가방법 - 42V 고전압 운용 시스템 내 배터리 시험방법 - 에너지 회생에 따른 연비상승 효과 평가방법 - 신뢰성 및 Safety 확보 기술:하이브리드자동차의 신뢰성 평가 기준 및 안전 규제 2.4. 표준화 로드맵 1차년 2차년 3차년 4차년 5차년 기초 개념 정 립 하이브리드 자동차 용어 및 정의 충전시스템 및 표준화 첨단 엔진 차량 기술 2차 전지 BMS 분사계통 연료공급시스템 회생 제동 장치 전 기 시 스 템 평가 기술 42V 고전압 운용 시스템 충전형 HEV 에너지 관리 시스템 고전압 시스템 안전성 평가 방법 42V 고전압 운용 시스템 내 배터리 시험방법 에너지 희생에 따른 연비상승 효과 평가방법 신뢰성 및 Safety 확보 기술 <그림 20> 하이브리드 자동차 국제표준화 로드맵 2.5. 중점 표준화 추진 전략 제품군 표준화 대상기술 추진 전략 Plug-In HEV 신동력 시스템 하이브리드 시스템 제어기술 충전형 HEV 에너지 관리 시스템 충전시스템 및 표준화 신뢰성 및 Safety 확보 기술 시험 및 평가 기술 국제 표준 제정 위원회 참여를 통하여 국내의 입장을 반영하고 국제 표준 수립 국제 표준 제정 위원회 참여를 통하여 국내의 입장을 반영하고 국제 표준 수립 국제 표준 제정 위원회 참여를 통하여 국내의 입장을 반영하고 국제 표준 수립 사업 초기부터 하이브리드 차량의 성능을 정 확히 계측할 수 있는 기반을 조성하고 객관적 인 시험 평가 표준 마련 62
미래형자동차 하이브리드 자동차의 시장 확대에 따라 유럽국을 중심으로 한 주요 자동차 소비국에서 자 국의 환경 및 산업을 보호하기위해 연비측정시험규정의 강도를 높이는 방향으로 국제표준 의 제 개정 작업이 진행 자동차 주요 선진국은 하이브리드 자동차 관련 표준 제정 시 자국의 기술 누출을 우려하 여 시험방법 위주의 표준화를 진행 중 이에 하이브리드 자동차 국제표준화 동향에 부합하고 국내 기술 개발자들의 지적재산권을 보호하기위해서는 하이브리드 자동차 시스템 및 연비의 평가방법위주로 표준화를 우선 진 행하는 것이 필요 63
신성장동력산업 국제표준화 로드맵 Ver3.0 3. 연료전지 자동차 3.1. 정의 유해배출가스가 전혀 없어 궁극적인 환경 친화형 자동차라고 할 수 있는 자동차로 연료전 지를 동력원으로 하는 전기자동차 3.2. 시나리오 환경오염에 따른 규제, 석유자원 고갈, 해외석유자원 의존, 후발기업에 대한 진입장벽을 설 정하기 위해 환경친화형 자동차의 개발에 관심 집중 전기, 천연가스, 메탄올 에탄올 등의 대체에너지를 사용하는 자동차가 짧은 주행거리, 인 프라 구축 문제 등의 실현 불가능으로 자동차 주요 선진국은 1990년대 초부터 연료전지 자 동차 의 개발에 박차를 가하기 시작 주요선진국은 연료전지 자동차의 기술개발과 함께 국제표준 및 세계기술기준을 이용하여 매연 및 연비 기준 강화를 통해 후발 기업에 대한 진입장벽을 설정하기 위해 노력 최근 정부는 10대 신성장동력산업의 하나로 연료전지 자동차의 기술을 포함한 미래형 자 동차와 차세대 전지를 선정하여 기술 개발 중 국내 연료전지 자동차 기술개발 사업은 선진국 대비 개발 시기가 늦고 개발 능력 및 자원 이 부족하기 때문에 국제표준과의 연계를 통한 전략적인 대응이 필요 이에 진행 중인 국제 표준에 대해 명확히 이해하고, 국내 전문가들의 국제표준에 대한 이 해를 증진 하여 국내기술의 국제표준 반영을 활성화하기 위해서는 연료전지 자동차 용어 및 정의 에 대한 표준을 개발이 우선시 됨 따라서 연료전지 자동차 용어 및 정의 에 대한 국제표준 제정을 우선으로 하며 정부에서 신성장 동력 산업으로 진행 중인 미래형 자동차 사업의 개발에 유념하여 국내 기술개발과 동시 개발되는 기술과 국제표준과의 적합성을 판단하여 국제표준의 개정으로 국제표준에 국내 기술을 반영하는 것을 전략으로 함 64
미래형자동차 3.3. 기술 및 표준 사양 가. 연료전지 자동차의 표준화 대상기술 <표 16> 연료전지 자동차의 표준화 대상기술 순번 B-1 레벨 B-1-1 레벨 특성 비고 1 2 3 4 5 자동차 구동용 80kW급 PEMFC 발전모듈 80kW급 승용차용 고분자 연료전지 운전장치 200kW급 버스용 연료전지 시스템 승용 연료전지 차량 설계 및 제어 기술 연료전지 버스용 고전압 구동시스템 (200kW급) 발전모듈 설계 기술 1 저가형 고성능 장수명 MEA 기술 2 국제협력 발전모듈 요소기술 3 국제협력 연료전지용 운전장치 시스템 설계 및 평가 기 술 4 연료전지용 열 및 물 관리 시스템 기술 5 연료전지용 공기 공급 시스템 기술 6 연료전지용 전자제어식 냉난방 시스템 기술 7 연료전지용 운전장치 기초기반 기술 8 버스용 PEMFC 발전모듈, 운전장치 및 시스템 제어기 9 차량 탑재형 시스템 설계 기술 차량 탑재 설계 기술 고안전 설계 기술 10 고출력 운전 및 시스템 연동 제어 기술 차량 탑재형 시스템 제작, 평가 및 검증 표준화 11 연료전지차 전용 고안전 차체 설계 기술 12 수소시스템 안전 설계 기술 13 고효율 연료전지 시스템 제어 기술 14 아이들 스톱 제어 기술 15 연료전지차량 용 분산제어기 설계 기술 16 회생제동용 브레이크 기술 17 전기구동식 조향시스템 설계 기술 18 대용량 구동모터 설계기술 (200kW급) 19 고토크 변속기(감속기) 설계 및 통합기술 20 국제협력 인버터(파워모듈) 설계 기술 21 국제협력 버스용 고전압 직류변환장치 설계 기술 22 국제협력 버스 차량 전장용 직류변환장치 설계 기술 23 국제협력 모터 최적 운전제어기술 24 국제협력 전기동력부품 냉각시험 및 평가 25 국제협력 성능시험 및 시험평가(내구/환경) 기술 표준화 26 생산 및 양산설계 기술 표준화 27 국제협력 65