보쉬의 미래 기술개발 전략
세계 최대의 자동차부품업체인 미국 보쉬사는 부품의 환경친화성 향상을 위해 자동차의 이산화탄소(CO2) 배출 감축 및 안전 시스템 고도화와 보급 확대를 목표로 하는 기술개발 장기전략을 수립하고 있다.
보쉬는 CO2 감축 노력의 일환으로 전기구동 시스템 탑재 확대를 예상하여 전기자동차(EV) 및 하이브리드카(HV) 비용 상승의 최대 요인인 배터리 비용 인하를 비롯한 과제 해결에 주력할 방침이다.
한편 안전 시스템은 ESC를 응용한 자동 긴급 제동장치를 연내에 양산할 계획이며, 또한 교통사고 사망자가 증가하고 있는 중국과 인도 등 신흥시장용 고기능 안전 시스템의 가격 인하를 실현하여 현지 대량 판매 차량용으로 공급할 계획이다. 보쉬의 장기 기술개발 전략을 살펴본다.
■ 보쉬의 전기차 및 하이브리드카 개발 추진 계획
○ 엔진 개량을 통한 연비 향상 방안 추진
- 보쉬는 EV 및 HV용 배터리 개발을 위한 노력을 가속화하는 계획 속에 비용과 성능을 감안할 경우 앞으로 20년 동안은 내연기관이 파워트레인의 주도적인 위치를 유지할 것으로 전망
- 따라서 보쉬는 고연비 저배기량 엔진을 통해 고배기량 엔진과 같은 출력을 낼 수 있는 소형화 기술의 고도화를 추진함으로써 중형차 1km 주행에서 CO2 배출량을 100g 미만으로 억제하는 고연비 차량 실현에 주력할 방침
- 보쉬는 전기구동 시스템 개발 체제를 강화하기 위해 올해 말까지 기술인력 규모를 100명 늘어난 500명 수준으로 확충할 방침
- 또한 삼성SDI와의 리튬이온 배터리 합작사인 SB리모티브에 앞으로 5년 동안 5억 유로를 투자하여 기반 기술 확립을 추진할 계획
○ 장기적인 관점에서 EV 개발을 추진할 계획
- 보쉬는 석유 자원의 고갈과 EV의 주행 특성에 적합한 대도시 증가에 따라 EV 개발 및 투자 계획을 추진
- 그럼에도 불구하고 보쉬는 EV가 주행수단으로 보편화되는 것은 2020년 이후로 예상하여, 단기적인 성과보다는 장기적인 관점에서 시스템 최적화를 목표로 추진할 계획
- 보쉬는 신차 총 수요대수가 1억대에 달할 것으로 예상되는 2020년 전세계 HV 시장규모는 600만대, EV와 플러그인 하이브리드카 시장규모는 600만대에 이를 것으로 예상
○ 배터리 실용화를 위해서는 가격 인하 및 에너지 밀도 향상이 과제
- 최근 조사에 따르면 현재 기술 수준으로 EV의 희망 주행거리 200km를 실현하기 위해 필요한 리튬이온 배터리 양은 250kg에 달하며, 보쉬는 배터리 비용만 1만 7000유로에 이를 것으로 추정
- 배터리 가격이 2015년에 8000∼1만 2000유로까지 낮아지더라도 이는 소형차 한 대 가격으로, EV 실용화를 위해서는 배터리 가격을 1/2∼1/3까지 낮추는 것이 필수 요소
- 또한 보쉬는 배터리의 에너지 밀도를 3배 높여 차량 중량 증가를 억제할 계획이며, 비용 절감을 위해서는 부품업체 통합을 통한 양산 효과 실현이 필요한 가운데 일본과 중국에서는 상당히 진행되고 있지만, 유럽과 미국지역의 부품업계 재조정이 선결과제라고 인식
■ 보쉬의 내연기관 기술 향상 전망
○엔진 소형화 및 터보차저와 직분방식을 통한 연비 향상 방안
- 내년부터 포르쉐 카이엔과 VW 투아렉에 하이브리드 시스템을 공급할 보쉬는 풀 하이브리드 및 플러그인 하이브리드카는 복잡한 장치 및 이에 따른 비용 요인으로 고급 모델에 적합한 것으로 인식
- 한편 보쉬는 중소형 승용차의 중장기 CO2 배출량 감축 조건의 충족은 비용 대비 효과 면에서 우수한 기존 기술들의 개량을 통해 가능할 것으로 예상
- 보쉬는 이를 실현하기 위해 가솔린 및 디젤 엔진의 소형화와 함께 터보차저 압력을 2.4bar까지 고압화하고, 연료 직접분사 시스템의 최적화를 추진할 방침
- 이를 통해 보쉬는 무게 1.2톤의 표준적인 양산모델들에 배기량 1.1∼1.2ℓ 3기통 엔진을 탑재하면서 기존 2ℓ 엔진과 같은 100kW의 출력을 유지하는 한편 30% 연비 개선을 양립하고, CO2 배출량을 99g으로 억제하는 데에 주력할 방침
- 보쉬는 2016년 전 세계시장의 디젤엔진 차량 수요가 현재 대비 25∼28% 증가하고, 직접분사 방식의 가솔린엔진 차량 판매비율은 3배 높은 16%에 이를 것으로 전망
○ 연비 향상 목표
- 보쉬는 엔진 개량을 통해 2015년까지 가솔린엔진 차량의 연료 소비량을 5.5ℓ/100km로 2009년 대비 29%, 디젤엔진 차량은 3.6ℓ/100km로 33.3% 개선시킬 수 있을 것으로 전망
- 한편 보쉬는 하이브리드화에 의해 가솔린엔진 차량의 경우 39%, 디젤엔진 차량은 연료 소비량을 40% 줄일 수 있을 것으로 예상
- 또한 차체 공기저항 축소, 경량화 등 엔진 이외 개선 효과를 결합할 경우 연료 소비량을 가솔린엔진 차량 3.8ℓ/100km, 디젤엔진 차량의 경우 2.6ℓ/100km로 현재의 절반까지 감축 가능할 것으로 예상
○ 직분화 방식에 의한 연비 향상 노력
- 현재 전 세계에서 판매되고 있는 가솔린엔진 차량의 2/3은 포트 분사 방식으로 보쉬는 이를 직분화하고 소형화함으로써 연비를 최소 15% 향상시킬 수 있을 것으로 추정
- 보쉬는 흡배기 밸브의 가변 타이밍 장치를 사용함으로써 새로운 공기 흡입을 확대하여 토크를 향상시키는 방식을 채택할 방침
- 한편 엔진정지-재시동 기능을 채택하고 열 회수 시스템을 통해 가솔린 소비를 22% 줄일 수 있을 것으로 보고 있으며, 제동에너지 회생 장치를 통해 압축기를 전동화하는 방식을 채택할 방침
<자료 : 日刊自動車新聞 / 2009. 5. 27> 