Nikkei Automotive_2023.10 특집 (p38-49)

EV의 신조류 'X in 1'
중국이 전개하는 부품비 저감 경쟁

“중국의 신흥 업체만의 흐름이라고 결론 내려도 될까?” 한 일본계 부품 대기업의 기술자는 당혹감을 감추지 않는다. 염두에 있는 것은 전동파워트레인 주변의 새로운 부품 통합 움직임이다. 비야디(BYD)를 비롯한 중국 업체는 전기자동차(EV)의 비용 저감을 목표로, 집약하는 부품 개수를 늘린 ‘X in 1’이라는 전동 액슬을 추진한다. EV 대국을 석권하는 신조류는 일본, 미국, 유럽도 집어삼킬까?

Part 1. 밀려오는 부품 통합의 물결
EV 비용 감소에 중국 기업이 선행

전기자동차(EV)의 새로운 기술 트렌드로서 떠오르는 ‘X in 1’형 전동 액슬. 최대 8개의 부품을 통합하여 구동 시스템의 비용을 극적으로 낮춘다. 실용화에서 앞서는 중국의 자동차 업체들은 배터리와 견줄 만한 비용 경쟁력의 원천으로 생각한다. 반면 전통적인 자동차 업체들은 과도한 통합에 따른 폐해를 고려해 ‘X in 1’과 거리를 둔다.

부품의 통합화는 전동 파워트레인이나 그 주변 시스템에까지 밀려왔다. 특히 EV에서는 배터리와 나란히 핵심 부품인 전동 액슬로 통합화가 가속화되고 있다. 현재 주류는 구동용 모터와 인버터, 감속기 등 주요 3개 부품을 일체화한 ‘3 in 1’ 형식이다.

주변 시스템에서는 DC-DC 컨버터나 차량탑재충전기(OBC), 배전유닛(PDU) 등을 일체화하는 사례도 눈에 띈다. 미국 테슬라의 EV ‘모델3’나 도요타자동차의 EV ‘bZ4X’ 등이 채택했다.

최근에는 중국을 중심으로 이들 2개의 통합화 흐름을 합친 기술이 등장했다. 그것이 X in 1형 전동 액슬(이하, X in 1)이다. 주요 3개 부품에 더해 DC-DC 컨버터와 OBC, 배터리관리시스템(BMS) 등을 하나의 모듈로 집약한 것이다. 3 in 1형 전동 액슬(이하 3 in 1)에 비해 고전압 케이블이나 와이어링 하네스, 커넥터 등을 줄일 수 있기 때문에 구동 시스템 전체의 비용을 절감할 수 있다고 한다.

-- BYD나 화웨이를 NIDEC이 쫓는다 --
실용화에서 앞선 것은 중국 BYD다. BYD의 주력 브랜드 ‘오션(Ocean)’ 시리즈의 EV 등에 8개 부품을 일체화한 ‘8 in 1’ 전동 액슬을 채택했다. 주요 3개 부품과 DC-DC 컨버터, OBC, BMS, PDU에 더해 차량 컨트롤러를 하나의 모듈로 집약했다. BYD는 통합화의 목적을 “차내 공간의 유효 활용과 비용 저감, 경량화”라고 말한다.

X in 1을 채택하는 중국 업체는 BYD뿐만이 아니다. 시장조사업체 마크라인(Marklines)에 따르면, 중국 장화이자동차(JAC)에는 ‘6in1’, 장안자동차에는 ‘7 in 1’ 전동 액슬을 실용화하려는 움직임이 있다.

공급업체 중에서는 자동차 관련 사업을 강화하고 있는 중국 통신장비업체 화웨이가 X in 1 표준품을 개발했다. 주요 3개 부품과 DC-DC 컨버터, OBC, BMS, PDU를 일체화한 7 in 1이다.

중국 기업이 개발과 실용화에서 앞서고 있는 가운데, 중국에서 전동 액슬 1위 자리를 차지하고 있는 NIDEC(구 일본전산)도 2023년 4월에 X in 1에 참여한다고 밝혔다. 같은 해 6월에는 같은 형식의 전동 액슬 개발에서 르네사스 일렉트로닉스와 협업할 것을 발표하며 추종 체제를 갖추었다. 이르면 2024년 6월에 X in 1을 중국 시장에 투입할 계획이다.

-- 통합화의 폐해를 우려하는 목소리도 --
전동 액슬에서 NIDEC, 화웨이 등과 경쟁하는 메가 공급업체에도 X in 1 개발을 검토하는 업체는 나오고 있으나, 구체적인 개발을 진행 중인 업체는 아직 없다.

개발을 검토 중인 곳은 독일 Bosch, 프랑스 Valeo, 미국 Borg Warner 등이다. 3사에 공통되는 것은 3 in 1 뿐만 아니라 DC-DC 컨버터나 OBC도 다루고 있다는 점이다. 즉, X in 1에 필요한 기술 요소를 갖고 있다. 그럼에도 구체적인 개발에는 나서지 않고 있다.

반면 독일 Vitesco Technologies는 3 in 1 외에 DC-DC 컨버터나 OBC, BMS를 다루지만 X in 1 개발에는 부정적이다. 독일 ZF나 Schaeffler는 DC-DC 컨버터나 OBC 등의 주변 시스템을 제품으로서 보유하지 않고 X in 1과 한층 더 거리를 둔다.

-- 전통적인 업체가 3in1을 선택하는 이유 --
대형 공급업체가 X in 1의 개발에 신중한 이유는 전통적인 자동차 업체 입장에서는 반드시 유효한 제안은 아니기 때문이다. X in 1은 1종류로 커버할 수 있는 차종수가 한정되기 때문에 EV의 라인업이 적은 중국의 신흥 업체 특유의 움직임이라고 파악하고 있다.

전통적인 자동차 회사의 경우, 많은 업체에서 향후 계획하고 있는 EV가 수십 차종에 달하고, 도착지도 다양하다. 각각 전동 액슬의 개별 부품에 요구되는 성능이 다르기 때문에 X in 1으로 대응하려고 하면 부품의 조합 패턴이 늘어나게 된다.

어느 일본계 자동차 업체에서 파워트레인 개발을 담당하는 간부는 “(너무 통합화한) X in 1은 수평 전개가 어렵다. 3 in 1이 개발 효율이 좋다”고 단언한다. 3 in 1의 경우 전동 액슬과 DC-DC 컨버터, OBC 등 주변 부품 사이를 하네스로 묶을 수 있기 때문에 자유도가 높다고 한다.

게다가 전동 액슬은 EV 구동을 담당하는 기간 부품이기 때문에 전통적인 자동차 업체들은 자체 제작하려는 의지가 강하다. 한 대형 공급업체의 파워트레인 기술자는 "전통적인 자동차 업체는 X in 1처럼 많은 기능을 가진 모듈을 외부에서 조달하지 않을 것이다. 내연기관차에서 엔진과 변속기, ECU(전자제어유닛)를 묶어 외주를 주는 것과 같다”고 지적한다.

다만 최근에는 독일 폭스바겐이 중국 상하이자동차(SAIC)와 전기자동차 제조업체 샤오펑(Xpeng)으로부터 EV 전용 플랫폼(PF)을 외부 조달하는 사례도 나오기 시작했다. 차세대 EV에서 뒤처진 폭스바겐이 중국 업체에 도움을 요청한 모양새다.

EV에 필요한 많은 요소를 집약한 X in 1도 중국과 같은 특정 시장, 한정된 차종에서의 개발 효율, 속도를 높이는 데는 유효한 수단이 될 수 있다. 앞으로 비용에 따라 X in 1의 조달을 외부 조달로 전환하는 자동차 업체가 증가해도 이상하지 않다. EV 대국으로부터 밀려오는 신조류에 어떻게 직면할지가 중요해졌다.

Part 2. 선구자 BYD의 실력
‘8 in 1’ 전동 액슬을 분해

통합형 전동 파워트레인 ‘X in 1’을 통해 전기자동차(EV)의 저비용화에 도전하는 중국 기업들. 그 견인 역학을 하는 것이 세계 2위의 EV 업체인 중국의 비야디(BYD)이다.

Part 3. NIDEC도 ‘X in 1’에 참여
‘트렌드에 뒤처지면 이길 수 없다’

NIDEC(구 일본전산)은 ‘X in 1’형 전동 액슬 시장에 참가한다. NIDEC의 전동 액슬 주력 시장인 중국에서는 전기자동차(EV)의 저비용화가 급속히 진행되고 있다. 부품 통합 움직임을 놓치면 전동 액슬의 비용 경쟁에서 이길 수 없다는 위기감을 느끼고 있다.

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