Nikkei Automotive_2018.8 Event Watch (p64-68)

사람과 자동차의 테크놀로지전 2018
배터리 고출력화와 AI 활용에 주목

“당사는 전기자동차(EV)화에서 정말 뒤쳐져 있다”. 일본의 대표적인 소형차 브랜드 스즈키의 스즈키 토시히로(鈴木俊宏) 사장은 강연에서 이렇게 밝혔다. 스즈키는 우선 2020년에 인도에서 EV를 투입한다. 발매하는 EV는 ‘이그니스’와 같은 소형 SUV다. 그러나 소형 SUV의 EV로 가솔린차와 동등한 성능을 실현하려고 하면 배터리만 300kg이 된다. 질량 증가에 견딜 수 있도록 바디나 서스펜션 시스템의 강성(剛性)을 높일 필요가 있다. 스즈키 사장은 “소형차를 전동화하는 것은 정말 큰 문제다”라고 솔직하게 털어놓았다.

히노자동차는 상용차를 위한 EV 전용 플랫폼을 개발, 그 실제 크기의 모델을 전시하였다. 이른바 ‘1.5t차’ 클래스의 소형 트럭 등에 적용하는 것을 상정한다. 전륜 구동으로 함으로써 바닥에 배터리를 깔 수 있도록 하였다. 기존의 엔진차의 경우는 860mm였던 바닥 높이를 400mm정도까지 저상화할 수 있었다. 히노자동차 담당자는 “이를 통해 트럭에 짐을 싣고 내리는 일이 쉬워진다”라고 말한다. 저상이기 때문에 EV 플랫폼을 소형 버스에도 적용할 수 있을 것 같다.

엔진을 연구 개발하는 오스트리아 AVL사는 48V 마일드하이브리드차(HEV) 시스템을 상정한 데모 차량을 전시하였다. 엔진룸 내에 48V용 시스템의 추가 장착을 제안한다. 아울러 AVL이 2016년에 개발한 컨셉트 엔진 ‘HyPer200’을 일본에서 처음 소개하였다.

-- SiC인버터를 더욱 소형화 --
덴소는 파워모듈의 양면을 직접 수냉하는 SiC인버터의 시작품을 전시하였다. 체적은 5L로 소형이지만 출력 200kVA를 실현할 수 있다. 기존에는 파워모듈의 양면을 냉각수로 채운 알루미늄 부품 사이에 끼워서 냉각시켰다. 이번에는 그 알루미늄 부품의 일부에 구멍을 뚫어 파워모듈 표면의 동(銅) 부품이 직접 냉각수에 닿도록 하였다. 열저항을 낮춤으로써 냉각 성능이 높아져 인버터의 소형화를 실현하였다.

도요타방직은 2020년대 전반의 시장 투입을 목표로 개발 중인 리튬이온 배터리 셀을 출품, 차량탑재 배터리 시장에 참여할 것을 밝혔다. 특징은 출력 밀도가 높다는 것이다. 일반적인 HEV용 배터리의 1.5~2배의 출력 밀도를 실현했다고 한다. EV나 플러그인하이브리드차(PHEV)용 배터리처럼 에너지 밀도를 높여 항속 가능 거리의 향상이 아닌 고출력을 추구하였다. 엔진 구동을 일정 시간 보조하는 HEV에의 적용을 목표한다.

TOSHIBA MATERIALS은 부극 재료에 산화텅스텐(WO3)을 이용하여 초고속 충방전을 가능하게 한 리튬이온 배터리를 출전하였다. 대전류의 입출력이 가능하며 출력 밀도와 에너지 밀도 모두 전기 2중층 캐퍼시터(EDLC)의 2~3배로 향상시킬 수 있다. Li이온 캐퍼시터와 비교해도 에너지 밀도를 높일 수 있다.

독일 보쉬는 소형 48V 배터리 팩을 출전하였다. 마일드 HEV용으로 높이를 90mm로 얇게 하여 차량에 대한 탑재성을 높였다. 예를 들면 시트 밑이나 짐칸 공간을 방해하지 않도록 짐칸 구석에 설치할 수 있다.

센사타 테크놀로지스 재팬은 EV 등에 탑재하는 배터리 팩 내의 셀 온도나 전압을 무선으로 감시하는 ‘와이어리스 배터리 셀 감시시스템’을 출전하였다. 연구 개발용이 아니라 수년 내에 시판 차량에서의 실용화를 목표한다. 엄지손가락 크기 정도의 무선 센서 모듈을 배터리 셀에 장착하여 셀의 온도와 전압을 관리한다. Bus Bar 등 전력을 입출력하는 배선을 셀에 설치하기만 하면 된다.

도모에가와(巴川)제지소는 동(銅)으로 된 가는 섬유를 종이처럼 초지(抄紙)한 ‘동 섬유 시트’를 출전하였다. 도전성이 높고, ‘약 70%가 공간’이라는 다공질 구조에 의한 방열성을 부가할 수 있다. 전시에서는 수cm 폭의 동 섬유 시트에 20A의 대전류를 흐르게 하여, 바람에 노출시킴으로써 온도 상승을 억제할 수 있는 데먼스트레이션을 실시하였다.

-- 혼다가 레벨3의 자율주행 시스템 --
혼다는 2020년에 고속도로에서의 실용화를 목표하는 ‘레벨3’의 자율주행 시스템의 개요를 전시하였다. 차량 주위를 감시하는 센서에는 단안카메라와 2종류의 밀리파레이더, LIDAR(레이저 레이더)를 사용한다. ‘단안카메라와 밀리파레이더’ ‘단안카메라와 LIDAR’라는 2쌍의 센서 퓨전으로 주위를 감시한다. 단안카메라나 장거리 밀리파레이더는 기존의 ADAS(첨단운전자보조시스템) ‘Honda SENSING’과 공용할 수 있다. 그 외의 센서에 대해서도 탑재 차종을 늘림으로써 비용 저감을 노린다.

보쉬는 딥러닝 기술을 이용한 전방 감시용 차량탑재 카메라를 개발하여 출전하였다. 딥러닝 기술을 이용함으로써 차도를 인식하는 능력을 향상시켰다. 2019년에 양산한다. 차도에 흰색 선이 없는 경우나 도로를 따라 자란 식물 때문에 차도와의 경계가 애매한 경우라도 주행 가능 영역을 특정할 수 있다고 한다.

프랑스 발레오는 차세대 LIDAR을 공개하였다. 발레오의 현행 LIDAR인 ‘SCALA’는 레이저광을 기계적으로 스캔하여 조사(照射), 반사광으로 주변 차량이나 보행자를 감지한다. 이번에 전시한 것은 SCALA의 차세대 제품 ‘SCALA2’이다. 수직 방향의 감지각을 기존의 3.2도에서 10도로 3배 이상으로 높였다. 이를 통해 노면의 표시도 쉽게 인식할 수 있도록 한다.

교세라는 카메라와 LIDAR을 일체화한 ‘카메라 LiDAR 퓨전 센서’를 출전하였다. 2022~23년 무렵의 제품화를 목표하고 있다. 카메라와 LIDAR에서 취득한 2종류의 데이터를 병용함으로써 센서 주위의 물체에 대한 인식률을 향상시킬 수 있다.

-- 운전자의 맥박을 감시 --
아사히카세이(旭化成)는 근적외선 카메라의 영상에서 운전자의 맥박을 산출하는 기술을 개발하였다. 맥박 수에서 운전자의 컨디션을 추정하여 컨디션에 맞춰서 공조를 제어하거나 졸음 운전의 위험이 있는 경우에는 경고음을 울리거나 한다. 혈중 헤모글로빈이 녹색 빛을 많이 흡수하는 성질을 이용하였다. 심장의 움직임에 따라 혈관이 확대와 수축을 반복하면 얼굴에 흐르는 혈액의 양이 변한다. 그에 따라 영상 속의 얼굴의 휘도가 변하기 때문에 휘도 변화의 횟수를 통해 맥박수를 측정하는 구조다.

스미토모리코(住友理工)는 운전자의 피로나 졸음을 감지할 수 있는 시트를 개발하였다. 경고 장치와 조합하면 사고 위험을 줄일 수 있다고 한다. 2021년까지의 실용화를 목표하고 있으며 상용차 기업이나 좌석 제조 기업에 판매한다.

아이신정기(精機)는 도로의 상황에 따라 운전자를 지원하는 시트 컨셉트 ‘내비 연계 Pneumatic Seat’를 출전하였다. 내비게이션 시스템에서 얻은 정보를 바탕으로 급 커브길을 통과할 때 공기압으로 몸을 지탱하거나 정체 구간에 접근할 때에 시트를 진동시켜서 알리거나 한다.

  -- 끝 --