10년 후의 자동차

전동화·소프트웨어의 향방

자동차 업계의 미래는 불투명하다. 순수한 기술론이 아닌, 국가나 지역 사이에서 일어나는 정치적인 줄다리기에 의해서도 요구되는 자동차는 변모한다. 소비자의 요구도 다양화되고 있다. 이러한 가운데에서도 ‘전동화’와 ‘소프트웨어’라고 하는 2대 조류는 10년 후에도 계속 이어질 전망이다. 전동 파워트레인의 행방과 소프트웨어가 재정의하는 자동차의 동향을 소개한다.

Part 1. 자동차의 2대 조류, 전동화와 소프트웨어
닛산·혼다가 직면한 '위기감'

최근 세계적으로 탄소중립(온난화가스 배출량 제로, CN)이라는 목표가 설정되었다. 하지만, 그 실현 방법은 순수한 기술론으로는 정해지지 않으며, 요구되는 전동 파워트레인은 계속 변화하고 있다. 소비자의 요구도 다양화되면서 소프트웨어의 존재감은 매우 커지고 있다. 전망이 불투명한 자동차 업계에서 어떻게 살아남을 것인가? 기업들은 ‘전동화’와 ‘소프트웨어’라는 큰 조류에 직면하고 있다.

3월 15일 오후, 닛산자동차의 우치다(內田) 사장과 혼다의 미베(三部) 사장은 도쿄 도내의 한 호텔에서 공동 기자회견을 열어, 자동차의 전동화·지능화를 향해 전략적인 파트너십 검토를 개시한다고 발표했다.

“전동화와 지능화의 기술 혁신의 변화에 대응하지 못하는 기업은 도태된다. 기존의 골조로는 싸울 수 없다”. 혼다의 미베 사장은 이렇게 말하며 초조함을 드러냈다. 우치다 사장은 “속도감이 필요하다. 지금 착수하면 2030년에는 어디까지 가능할까? 지금 할 수 있는 것을 즉시 해결해 나가고 싶다”라고 말했다.

‘과연 10년 후에도 살아 남을 수 있을까?’라는 위기감을 느끼는 것은 비단 닛산과 혼다뿐만이 아니다. 테슬라와 중국의 신흥 자동차 업체 등도 자동차 업계의 2대 조류인 ‘전동화’와 ‘소프트웨어’에 주력하면서 일본의 전통적인 자동차 업체에게 위협적인 존재가 되었다.

헬리온, 올해 안에 발전 실험 추진

미국의 핵융합 스타트업 헬리온에너지(Helion Energy)는 자사의 제 7 세대인 FRC(Field-Reversed Configuration, 자기장반전배위)형 핵융합 실험 설비 ‘폴라리스(Polaris)’의 일부를 가동시켜 FRC형 플라즈마를 생성했다고 블로그 등에서 밝혔다.

이른바 '퍼스트 플라즈마(First Plasma)'이다. 2023년 11월 말에 성공한 것으로 보인다. FRC형이 아닌 플라즈마의 생성은 2023년 7월 시점에서 성공했다고 한다.

앞으로 이러한 실험 데이터를 바탕으로 핵융합 출력 향상을 위해 장치를 개선, 이르면 올해 안에 발전 실험을 시작할 계획이다.

FRC형 핵융합은 토카막형 핵융합이나 레이저 핵융합이 아닌 제 3의 핵융합 발전 방식이라고 할 수 있다.

-- 플라즈마를 생성하여 초고속으로 충돌시킨다 --
구체적으로 말하면, 우선 얇고 긴 장치의 양끝에서 도넛 모양의 플라즈마펄스(플라즈모이드라고도 한다)를 생성한다. 이 플라즈마펄스는 그 자체가 일종의 전자석으로 되어 있어 리니어모터와 같은 기술로 고속 이동시킬 수 있다. 헬리온의 경우, 이 2개의 플라즈마펄스를 압축하면서 100만 마일/시(약 447km/초)의 초고속으로 가속. 장치의 중앙부에서 충돌·융합시켜 온도를 높여 핵융합을 일으키는 것을 노린다.

도요타에 르네사스도, 소프트웨어 가시화로 가속하는 세계

소프트웨어의 구성 부품을 관리하는 방법인 ‘SBOM(Software Bill of Material, 소프트웨어 부품명세서)’. OSS(오픈 소스 소프트웨어)의 라이선스 관리와 더불어 취약성 관리에 도움이 된다고 하여 세계적으로 도입 분위기가 고조되고 있다. 유럽과 미국에서는 거래처에 SBOM 작성을 요구하는 움직임이 확대되고 있다.

일본에서도 도요타자동차나 르네사스일렉트로닉스가 움직이기 시작했다. 거래처의 요구가 거세질 공산은 크다. 남의 일이 아니다. 하루라도 빨리 SBOM의 도입을 검토하기 위해 Flow Chart도 준비했다.

Part 1. 도입 분위기가 고조되는 유럽과 미국
일본 기업도 도입 불가피

SBOM을 도입하는 분위기가 전 세계적으로 높아지고 있다. OSS 관리뿐만 아니라 취약성 관리에도 효과를 발휘할 것으로 기대된다. 그러나 도입이 진행되는 유럽과 미국에 비해 일본 기업의 대응은 뒤처지고 있다.

“라이선스 관리나 취약성 관리는 소프트웨어의 내용을 모르면 불가능하다. SBOM 이용의 목적을 명확하게 하고, 공급망 기업에 제출을 의뢰하고 있다”. “(소프트웨어 부품 정보의) 전언(傳言) 게임을 효율적이고 정확하게 하기 위한 툴로서 SBOM이 있다”(도요타자동차의 담당자).

중소기업, 엘리베이터 10분의 1의 도입비로 개발 중

휠체어 로봇을 개발하는 중소기업인 액세스 엔지니어링(가나가와현)은 낡은 아파트 단지의 폭 좁은 계단실을 간병인 없이 자동으로 오르내릴 수 있는 휠체어 로봇 ‘movBot ACE-Stair’을 개발 중이다.

이 로봇을 가나가와현 사가미하라시의 시영주택 동단지 계단실에서 실제로 움직이는 실증실험을 2024년 2월 29일에 공개했다. 사가미하라시의 ‘서비스 로봇 실증실험 지원사업’에 채택되면서 전개하는 활동의 일환이다. 액세스 엔지니어링에서는 사람을 태운 주행 실험을 하고 있지만, 이번에는 사람을 태우지 않고 1~2층을 이동했다.

movBot ACE-Stair의 특징 중 하나는 소형 바퀴를 한 곳당 3개씩 조합해 전후좌우 총 4곳에 배치했다는 점이다. 소형 바퀴로 한 이유는 바퀴를 계단의 단너비에 제대로 접지시켜 쉽게 미끄러지지 않게 하기 위해서다. 바퀴의 움직임을 1개씩 조정해 휠체어의 방향을 세밀하게 바꿀 수 있도록 했고, 좁은 계단참에서의 주행도 가능하게 했다.

movBot ACE-Stair가 오르내릴 수 있는 계단의 단높이 최대 치수는 195mm다. 설치하는 건물의 단높이 치수가 통일돼 있지 않아도 바퀴를 조정해 주행할 수 있다.

이용자는 계단을 오를 때는 뒤로 올라가고, 내려갈 때는 앞으로 내려간다. 휠체어의 방향은 항상 같다. 계단참에서는 방향을 틀어 옆으로 이동한다. 주행 중에도 보행자가 계단 옆을 지나갈 수 있도록 차체 폭은 약 80cm로 억제했다. 통상적인 승강 속도는 시속 4km로, 사람의 보행 속도와 같다. 최고 시속은 6km에 달한다.

후지전기기보_2023.4 목차 

특집: 자동차전동화/에너지관리에 공헌하는 파워반도체

세계적으로 탄소중립 실현을 위한 탈탄소화 대책이 가속화되고 있는 가운데, 후지전기는 ‘풍요에 대한 공헌’ ‘창조에 대한 도전’ ‘자연과의 조화’의 경영이념을 바탕으로, 에너지/환경사업으로 지속 가능한 사회의 실현에 공헌하는 것을 경영방침의 기둥으로 삼고 있다.

자동차의 전동화 및 에너지의 안정적이고 효율적 이용을 위한 파워 일렉트로닉스 기기의 고효율화는 탈탄소화를 위한 효과적인 어프로치이며, 후지전기의 파워반도체는 이를 위한 키 디바이스로서 탈탄소화의 실현에 공헌하고 있다. 본 특집에서는 후지전기의 파워반도체에 대해 최신 기술과 제품을 소개한다.

목차:
[특집을 내며]
와이드 밴드 갭 파워반도체 -에너지 전환의 혁명인가, 진화인가-

[현상과 전망]
동차전동화/에너지관리에 공헌하는 파워반도체
・중국 전용 BEV용 신형 IGBT 모듈 ‘M675’
・xEV용 모듈의 파워사이클 수명 향상
・산업용 대용량 IGBT 모듈 ‘HPnC’
・제7세대 ‘X시리즈’ 중용량 IGBT-IPM ‘P638’
・제4.5세대 LLC 전류공진제어 IC ‘FA6C60 시리즈’
・제7세대 2,300V ‘X시리즈’ IGBT/FWD 칩
・대용량 모듈 내장 게이트 저항 칩 기술
・SJ 구조 적용에 따른 SiC-MOSFET의 저손실화와 신뢰성 향상

[신제품 소개 논문]
・서보시스템 ‘ALPHA7’ 진단 옵션

일본제철

일본제철은 강판의 프레스 성형을 통해 부품 수를 줄인 자동차의 리어 언더보디를 개발해 자동차 기술 전시회 ‘사람과 자동차의 테크놀로지전 2024 YOKOHAMA’(2024년 5월 22~24일, 퍼시피코 요코하마)에서 선보였다. 복수의 강판을 핫스탬핑(열간 프레스)으로 일체 성형해 만든 것으로, 보디의 경량화와 저비용화에 대해 일본제철은 “기가캐스트(기가캐스팅)보다 우위에 있다”라고 한다.

기가캐스트는 대형 부품을 일체 성형하는 알루미늄 다이캐스팅이다. 전기자동차(EV)의 언더보디와 2차전지팩을 가공하는 기술로, 일본에서는 도요타자동차와 료비(RYOBI), 아이신(AISIN), 닛산자동차, 혼다 등이 실용화를 위한 개발을 추진하고 있다.

일본제철이 개발한 새로운 리어 언더보디는 보디 후방에 있는 사이드 멤버와 플로어 패널, 휠하우스를 일체화한 부품이다. 일본제철은 ‘리어 언더모듈’이라고 부른다. 어퍼와 로어를 각각 일체 성형한 후에 용접하여 리어 언더보디로 완성한다. 기존에는 19개의 부품을 개별적으로 프레스 성형한 후, 용접으로 리어 언더보디로 조립했다. 이 새로운 리어 언더보디의 부품 수는 기존의19개에서 2개로 줄었다

Web 3.0 비즈니스
KATO Naoto_2022.8.18_223P

새로운 인터넷이 비즈니스를 크게 변화시킨다--.
지금 Web 3.0이라는 새로운 인터넷의 조류가 큰 화제를 모으고 있다. 인터넷의 여명기를 Web 1.0이라고 하면, 스마트폰과 SNS의 보급에 의해 성숙해진 Web 2.0이고, Web 3.0이라는 말은 그와 같은 인터넷의 역사에 새로운 무브먼트가 다가온다는 것을 의미하고 있다.

인터넷의 세계에서는 이러한 새로운 무브먼트가 요동칠 때 사용자의 가치관과 생활의 스타일이 크게 변화고, 그에 따라 기존의 비즈니스가 모델 체인지 되거나 전혀 새로운 비즈니스등이 탄생되어 왔다. 즉 비즈니스에 관련된 모든 사람에게 있어 인터넷의 새로운 흐름에 대해서 무관심해서는 안되는 것이다.

Web 3.0에 이어 최근 활성화되고 있는 것이 “메타버스(Metaverse)’라고 하는. 가상세계를 활용한 인류에게는 꿈의 생활스타일을 나타내는 개념이다. 개념으로나 테크놀로지로나 전혀 다른 Web 3.0과 메타버스이지만, 본질을 알기 어려운 것이라고 느끼고 있다. 이 두가지의 근저에 존재하는 것은, 사람들의 가치관이 ‘Virtual First’로의 이행하는 것에 있는 것이다.

지금까지의 인터넷은 현실세계에서 우리들의 생활을 보조하는 존재였지만, Virtual First의 시대에는 드디어 주종관계가 역전되어 많은 사람들이 인터넷에 중심을 두게 되어 갈 것이다. 이미 일어나고 있는 커다란 흐름에 의해 사람들의 소통이나 소비활동, 나아가 돈을 버는 방법까지도 크게 변화될 것이다.