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Nikkei X-TECH_2020.12.18

도요타와 덴소, '플라잉카'에 본격 착수
Woven City에서 비행할 수 있을까?

도요타자동차와 덴소가 전동 수직이착륙(eVTOL)기의 실현을 위해 엑셀을 밟고 있다. eVTOL기는 기존의 항공기와 비교해 마치 자동차처럼 쉽게 타고 내릴 수 있기 때문에 ‘플라잉카’라고 불린다. 도요타는 eVTOL기의 실용화를 위해 인재를 모집하기 시작했다. 덴소는 개발 중인 eVTOL기용 모터의 성과를 공개했다. 앞으로 도요타가 시즈오카현 스소노시에 건설을 계획하고 있는 스마트시티 ‘Woven City’에서 eVTOL기의 실증시험을 실시할 가능성도 나오고 있다.

도요타자동차는 이전부터 플라잉카에 관심을 기울이고 있었다. 히가시후지연구소(시즈오카현)에서 연구개발을 추진해 온 것으로 보이며, 관련 특허를 출원하고 있다. 도요타가 플라잉카에 많은 관심을 갖고 있다는 사실이 공개된 것은 eVTOL기를 전개하는 미국의 신흥기업 Joby Aviation에 출자했기 때문이다. 20년 1월에 400억 엔 이상을 출자한다고 밝혔다. 이전부터 도요타 산하의 미국 Toyota AI Ventures를 통해 Joby에 출자하고 있었지만, 도요타 본사가 거액을 출자한 것은 이 때부터다.

20년 1월에 출자를 발표할 때 도요타는 eVTOL기용 항공 인증이나 품질 보증을 담당할 인재를 모집하고 있다. 모집 내용을 보면, 항공우주∙방위산업을 위한 품질 매니지먼트 규격 ‘JIS Q 9100’에 정통한 인물을 찾고 있다. 그 직무로서 제조 인증 취득을 위해 협업업체와 구체적인 항목이나 기준을 정하는 일이나, 사내에서의 항공 품질 보증 체계의 구축 등을 제시하고 있다.

또한 eVTOL기의 비행제어 기술을 개발하는 인물도 별도로 모집하고 있다. 이 기술뿐 아니라 비행제어를 고려한 기체 구조의 검토∙설계∙작도도 직무로서 제시한다. 품질 보증이나 비행제어 기술은 eVTOL기의 실용화에 필수 요소다. 출자처인 Joby가 기체 개발에 착수하고 있다고는 하지만 도요타 자신도 eVTOL기 실용화에 필요한 요소를 보유하고 싶을 것이다.

한편 덴소는 미국 Honeywell International과 19년에 제휴를 맺고, 항공기 전동추진계의 공동 개발에 착수한다. Honeywell은 유압시스템이나 공조, 통신기기, 내장(內裝)과 같은 항공기 장비품 개발업체로, 항공기용 기술개발에서 100년 이상의 실적을 보유한 노포다. 덴소의 역할은 자동차로 축적한 전동화 기술을 담당하는 것이다. 구체적으로는 전동추진계의 요소 기술인 모터나 모터를 구동하는 인버터, 인버터의 중요 부품인 파워반도체를 말한다. 덴소는 이 부분에서 유리하다.

-- 덴소가 항공기의 전동화에 본격 착수, 장비품 업체와 협력 --
이 발표가 있은 뒤로 덴소는 구체적인 성과를 밝히지 않았다. 그러나 우주항공연구개발기구(JAXA) 등이 발족시킨 ‘항공기전동화(ÉCLAIR) 컨소시엄’이 20년 10월에 개최한 온라인 이벤트에서 그 일단을 공개했다. eVTOL기용 모터를 발표한 것이다.

자동차용과 eVTOL기는, 전동추진계 파워일렉트로닉스 기술에 공통하는 부분은 많지만 요구 사양은 다르다. eVTOL기는 지상을 주행하는 것이 아니라 하늘을 비행하는 것이기 때문에 무게 당 출력밀도를 자동차보다 높일 필요가 있다. 냉각도 자동차의 경우는 액냉(Liquid Cooling)이지만, eVTOL기는 공냉(Air Cooling)이 바람직하다. 공냉 쪽이 냉각시스템을 경량화할 수 있고 안전성도 향상된다. 그래서 덴소는 공냉으로 자동차용과 비교해 3배 이상의 출력밀도를 달성한 eVTOL기용 모터를 시작(試作)했다고 한다. 전동차량용 모터의 출력밀도는 일반적으로 2kW/kg 전후라고 한다. 즉, 시작품의 출력밀도는 6kW/kg 전후로 보인다. 이는 eVTOL기를 포함한 전동항공기용 모터로서 표준적인 수치다.

-- 스마트시티의 차세대 모빌리티에 조준 --
도요타가 eVTOL기에 관심을 보이는 이유는 차세대 모빌리티의 일익을 담당할 가능성이 있기 때문이다. 차세대 모빌리티는 공공교통기관이나 승차공유, 전동자전거 등 복수의 수단을 이용하는 ‘멀티모달화’를 전제로 하고 있으며, 스마트시티와 세트로 검토되고 있다. 때문에 도요타가 21년 2월에 착공하는 Woven City에서 eVTOL기 실증시험을 시작해도 이상할 것이 없다.

수많은 이동수단 중에 eVTOL기의 이점은 교통정체가 발생해도 단시간에 목적지까지 이동할 수 있다는 점이다. 또한 헬리콥터보다 조용하고, 연비는 싸기 때문에 헬리콥터보다 이용하기 쉽다. 전세계적으로 도시의 인구 집중화와 교통정체가 큰 문제가 되고 있다. eVTOL기가 노리는 것은 이러한 도시에서의 이동수단이며, 교통정체를 해결하는 비장의 카드로서 기대를 받고 있다.

eVTOL기에 의한 상용 이동서비스가 시작되는 것은 23~25년 무렵이 될 것이다. 지금은 코로나19의 영향으로 이동수요가 많이 줄었다. 그러나 eVTOL기나 eVTOL기를 이용한 이동서비스를 목표하는 기업들은 23~25년 무렵에는 코로나 사태가 해결되고 수요가 다시 살아날 것으로 보고 있다.

덴소가 eVTOL기용 모터 개발에 착수하는 것은 덴소 입장에서 새로운 판매처가 되기 때문이다. 가령 eVTOL기의 보급 시대가 도래하더라도 연간 생산대수는 자동차에 미치지 못한다. 그러나 1대당 모터 수는 많다. 예를 들면 Joby의 기체는 6개의 회전익을 갖추고 있다. 회전익 수가 많을수록 모터 수도 증가한다. 그 점에 덴소는 기대를 걸고 있다. 메인테넌스까지 덴소가 전개하게 된다면 계속적인 수입을 기대할 수 있다.

-- 현대자동차나 지리(Geely)가 라이벌 --
eVTOL기나 eVTOL기를 이용한 이동서비스에 기대를 걸고 있는 자동차업체는 도요타그룹만이 아니다. 예를 들면, 한국의 현대자동차도 eVTOL기 개발에 주력하고 있다. 현대가 구상하고 있는 스마트시티의 차세대 모빌리티로서 삼고 있다. 20년은 다양한 전동항공기 관련 이벤트에 등단하거나 협찬하거나 했었다.

중국에서는 저장지리홀딩그룹이 많은 관심을 받고 있다. 저장지리홀딩그룹은 지리자동차나 스웨덴 볼보, 영국 로터스 등을 산하에 두고 있는 기업이다. 지리홀딩은 미국의 신흥기업 테라푸지아(Terrafugia)를 17년에 인수했다. 또한 독일의 유력한 신흥기업 볼로콥터(Volocopter)의 주요 출자자 중 하나다. 또한 볼로콥터와 함께 중국에 조인트 벤처를 설립했다.

eVTOL기 개발에는 거액의 비용이 든다. 때문에 주도권을 경쟁할 수 있는 것은 대기업이나 100억엔 이상의 자금을 모은 신흥기업에 국한된다. 그럼에도 세계에는 개발할 수 있는 기업이 다수 있다. 도요타가 파트너로서 선택한 Joby는 eVTOL기 업체로서 자금과 실적 면에서 두드러진다. 20년 12월 시점에서 누계 8억 2,000만 달러의 자금을 조달했고, NASA나 미공군으로부터 ‘보증’도 받았다.

또한 Joby는 20년 12월, 우버 테크놀로지의 ‘플라잉 택시(하늘의 승차공유)’의 연구개발 부문을 인수한다고 발표했다. 우버는 승차공유로 축적한 모빌리티 서비스의 운영 노하우를 보유하고 있으며, 다른 이동수단과의 연계를 전제로 한 eVTOL기의 운항관리시스템 개발에 주력해 왔다. Joby는 이 성과를 손에 넣는다. 앞에서 말한 것처럼 덴소는 Honeywell과 협력해 전동추진계를 개발 중이다. 실증의 장으로서 이용할 수 있는 Woven City도 21년 2월에 착공을 시작한다. 그만큼 도요타는 플라잉카에서 주도권을 잡을 수 있는 가능성이 높은 입장에 있다.

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