일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.11.1

JAPAN MOBILITY SHOW 2023
탑승자에게 직접 냉난방하는 도요타방직의 시트
EV용으로 전력 효율화 실현

도요타방직(トヨタ紡織)은 시트로부터의 온열이나 냉기를 통해 탑승자 주위의 공기 온도를 국소적으로 제어할 수 있는 ‘서멀 컴포트 시트(Thermal Comfort Seat)’를 개발, 이번 ‘JAPAN MOBILITY SHOW 2023(JMS 2023)’(일반 공개: 10월 28일~11월 5일, 도쿄빅사이트)에 출품했다.

냉난방에 내연 엔진의 폐열을 이용할 수 없는 전기자동차(EV)의 차내 전체 온도를 올리거나 내리는 것보다 저전력 및 효율적으로 탑승자에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있다. 현재 도요타방직은 완성차 업체를 대상으로 이 시트를 제안하고 있다.

이 서멀 컴포트 시트의 헤드레스트에는 송풍기와 송풍구가 설치되어 있어 탑승자의 목 둘레나 등을 향해 온도를 조정한 공기를 내보낼 수 있다. 송출된 공기는 탑승자의 등과 등받이 사이로 들어가기 때문에 탑승자는 등을 통해 온감 또는 냉감을 느낄 수 있다. 등받이에는 난방을 위한 히터도 설치되어 있으며, 좌면(座面) 등의 시트 표피 아래에도 온도를 제어한 공기가 통과된다.

포인트가 되는 것은 탑승자의 등과 등받이 사이가 밀착되지 않도록 되어 있다는 점. 여기에 공간이 없을 경우, 온도를 제어한 공기가 충분히 들어가지 않아 탑승자에게 쾌적함을 제공할 수 없다.

그래서 공기를 통해 부풀어 오르는 작은 에어백을 탑승자의 견갑골 근처에 마련. 에어백이 부풀어 오르면 등받이 면에 돌기가 생겨 공기가 들어갈 수 있는 공간이 확보된다. 난방 이용의 경우, 등받이 표피 바로 아래에 있는 히터를 탑승자와 가깝게 하는 효과도 있다.

히터로 따뜻하게 하는 기술 외에도 표피 아래로 공기를 통과시키는 기술은 이미 개발된 것이지만, 제어 기술로 효율을 높이고 있다고 한다. 냉방 이용용으로는 척추를 따라 차가운 공기가 통하면 효과적이기 때문에 전시한 프로토타입에는 없지만 등받이에 홈을 설치하는 등의 방법을 고려할 수 있다고 한다.

-- 열을 가두어두지 않는 바이오미메틱스 표피재 --
서멀 컴포트 시트와 관련해 도요타방직은 EV의 실내온도 상승을 막는 '바이오미메틱스(Biomimetics, 생체 모방) 차열(遮熱) 표피'도 전시. 이 표피를 차내 내장재에 붙이면 밖에서 들어오는 직사광선이 닿아도 온도가 잘 오르지 않는다.

JMS 2023에서는 램프 바로 아래에 통상적인 표피와 신개발의 표피를 나란히 전시해두고 관람객이 손으로 직접 만져 온도 차이를 체감할 수 있도록 했다.

여름철에는 차내 내장 표면의 온도가 약 80℃까지 상승하는 경우가 있으며, 그 열로 인해 차내 공기 온도가 올라가면 그만큼 에어컨에 소요되는 에너지가 늘어난다. 이 표피재는 가시광이나 근적외선을 흡수하지 않고 확산 반사한다. 도요타방직은 이 표피재에 대한 상세한 내용을 밝히지 않고 있지만 사막에서 서식하는 곤충이 체온을 낮춰 서식하는 구조를 연구해 바이오미메틱스 기술로 개발했다고 한다.

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