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Nikkei X-TECH_2023.8.17

첨단 기술 뉴스 플러스
전동 액슬 개발 기간, 14~15개월로 단축
ZF, 미국 반도체 대기업과 R&D센터 설립

“전동 액슬을 14~15개월 만에 개발할 수 있다”. 독일 ZF의 이사회 멤버로 전동 파워트레인 및 조달에 대한 아시아 태평양 지역 책임자를 맡고 있는 슈크만 씨는 일본에서 개최된 기자 회견에서 이렇게 말했다.

전기자동차(EV)에서는 엔진과 변속기 등으로 구성되어온 파워트레인이 전동 액슬로 대체되고 있다. 슈크만 씨는 “지금까지 변속기의 기어박스에서 중요한 것은 기어였다. 하지만, 향후 시스템에서는 그렇지 않다. EV의 경우 중심이 되는 것은 반도체. 특히, 출력 부분에 탄화규소(SiC)로 만든 것이 탑재될 것이다”라고 말했다.

이를 위해 ZF가 단행한 것이 미국 반도체 대기업인 울프스피드(Wolfspeed)와의 파트너십이다. 우선 양 사는 합작투자를 통해 독일의 자를란트 주에서 SiC 칩을 생산한다. 목적은 SiC 칩 공급 확보를 확실하게 하는 것이다.

더 나아가 양 사는 R&D(연구개발) 센터를 설립. 센터는 바이에른 주에 마련된다. 개발 효율을 높이는 것이 센터 설립의 가장 큰 목적으로, ZF로부터는 자동차 경험과 드라이브 라인(동력전달장치), 울프스피드로부터는 SiC에 대한 경험을 제공 받아 개발 속도를 높일 계획이다.

서두의 14~15개월이라는 개발 기간은 울프스피드와의 협업에 따른 효과로, 기존 변속기에서는 3~4년으로 여겨져 온 개발 기간을 대폭 단축할 수 있다고 한다.

ZF는 차세대의 전동 액슬 ‘EV Sys 800’ 개발을 추진하고 있으며, 올해 5월 24~26일 퍼시피코 요코하마(PACIFIC CONVENTION PLAZA YOKOHAMA)에서 개최된 ‘사람과 자동차의 테크놀로지전(展) 2023 YOKOHAMA’에서 시제품을 선보였다.

ZF의 EV Sys 800은 800V의 전원 시스템을 사용할 경우, 최대 출력은 275kW, 연속 출력은 206kW, 최대 토크는 5200N·m, 연속 토크는 2,850N·m. 규소(Si)보다도 내압이 높고 스위칭에 의한 전력 손실이 적은 SiC를 파워 반도체에 적용함으로써 800V의 전원 시스템으로의 대응을 도모하고 있는 것으로 보여진다.

해당 전동 액슬의 무게는 74kg, 토크 밀도는 70N·m/kg. 양사는 유성 기어 장치를 사용해 감속기와 차동 기어 장치를 일체화한 기어 세트 및 모터 권선에 대한 연구개발을 통해 소형화도 도모. 축의 길이는 ZF의 현행 제품보다 50mm 짧다고 한다. 모터의 영구자석(PM)에 중(重)희토류 원소는 사용되지 않는다. 제품화는 2026년으로 예정되어 있다.

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