1. 문서의 목적

본 문서는 European Green Car Initiative (EGCI)의 일환으로 도로교통의 전기화를 중점을 두고 장기적 관점에서 EUCAR(European Council for Automotive R & D, 유럽 자동차 부문 연구개발위원회)내에서 유럽 자동차제조사의 의견이 반영된 R&D 이슈사항들을 제시한 것이다. EUCAR는 2009년 초 자동차제조업체중심으로 Task Force를 만들고, 단기, 중기 및 장기관점에서의 R&D 사항을 정리하였다. 본 문서는 이러한 Task Force의 결과물이다. (본 건은 순수 전기자동차를 중심을 두고 있고, 연료전지전기차량이나 하이브리드 전기차량등 에 대한 논의는 포함하지 않는다)

2. 소개/비전

에너지 고갈 문제나 기후변화 문제는 인류에게 당면한 중요한 문제이다. 또한 도시지역의 인구집중 문제로, 많은 인구가 매일의 통행 상 100 km이하의 짧거나 중간의 통행이 도시에 집중되어 있다. 많은 물자가 도시내에서 통행되고, 깨끗하고 에너지 효율적으로 이를 분산하는 차량에 대한 필요성이 날로 증대되고 있다. 자동차 산업분야에서도 이러한 부문에 대한 지속가능한 해법을 찾고 이를 현실화하려는 노력을 하고 있다.

미래 교통부문은 확실하게 어떠할지는 알 수 없으나, 이동성이 확보된 교통시스템의 전자화가 가능한 해답일 수 있다. 즉 새로운 개념과 기술들로 전기차량을 통해 보다 효율적으로 개인과 공공의 이동성, 물자 운반 등에 활용될 것이다. 그림 1은 전자화에 따른 기술의 진행을 나타낸 것이다. 연료전지, 배터리 전기차량과 같은 기술이나, 높은 전력 시스템, E-드라이브 등의 기술들이 요구된다.

게다가 도심지역에서의 특별한 이동수단은 혼잡한 상태와 제한된 범위 하에서 이루어지고 있고, 어떠한 수단은 높은 속도를 가지는 특성을 보인다. 이러한 양분적 교통은 장래의 차량 유형과 차량 추진력, 전자화 형태 등의 다양화를 가져올 것으로 보인다. 그림 2는 적합한 어플리케이션 분야에 따른 차량의 유형의 형태를 보이는 것으로 각기 다른 기술의 적용이 요구된다.

3. 통합된 “진화론적” 접근법을 위한 요구

교통시스템의 전자화의 성공은 다음과 같은 요구사항이 필요로 된다.

● 자동차 산업- 효율적이고 저렴한 전기차량의 개발

● 에너지 공급자나 제공자 - 정보와 통신 시스템과 관련한 충전지점을 포함한 인프라의 개발

● 정부당국 - 전기자동차의 개발과 시장 확산을 위한 노력

단기적 관점에서 적용할 수 있는 접근법이 요구되고, 장기적 관점에서 도시지역에 확산될 수 있는 전기 자동차 신기술이 요구된다. 차량에서 제공하는 공간, 속도, 범위 등을 고려하면 현재의 전기 차량기술은 제한적인 수준이다. 장래의 전기차량은 최적의 기술들을 사용할 수 있도록 보다 정교한 수준으로 기술이 진행될 것으로 보인다. 현재의 전기차량의 한계 하에 현재의 도시교통인프라와의 지능화된 통합은 필수적이며 교통관리최적화나 다른 교통수단간의 인터모달러티 등이 가능하다.

4. 차량과 ITS 인터페이스를 위한 R&D 우선순위

다음과 같은 R&D 사항이 요구된다.

● 향상된 능력과 수명을 가진 저렴하고 안전한 배터리 시스템

 ◆ BEV(Battery Electric Vehicle)는 2015년에는 150km(이상적 조건하에서는 250km) 내를 조건을 충적하며, 2020년에는 200km(이상적 조건하에서는 300km)를 충족해야 함

 ◆ 에너지 밀도는 2015년 150Wh/Kg, 2020년 200Wh/Kg을 가져야 함(현재 수준은 100Wh/Kg 임)

 ◆ 배터리는 2020년 15년이상의 수명이나 5000 deep charge/discharge 주기를 가져야 함

 ◆ 비용은 2015년 300 €/kWh, 2020년 150 €/kWh를 수준이 요구됨

● 효율적인 차량과 에너지 관리 시스템

 ◆ 전기 전장장치 비용의 감소와 효율성의 증대

 ◆ 히터, 쿨링, 스티어링, 브레이킹등과 같은 차량의 보조장치의 전자화를 위한 효율화 솔루션

 ◆ 시스템 아키텍쳐와 통합화 문제

● 차량-인프라간 인터페이스

 ◆ 차량-인프라간의 손쉬운 인터페이스 사용을 통한 무선의 빠른 요금지불시스템의 개발

 ◆ 요금 관리 등을 위한 단거리 정보 시스템

5. R&D 제안과제

자동차 제조업체 중심으로 살펴본 전기자동차의 개발에 따른 R&D 방향과 우선순위와 관련된 내용은 다음과 같다. 이는 향후 European Green Car Initiative 하의 FP7에서 수행될 것으로 제안되었다.

① Energy storage technology

② Post Lithium-ion battery cells and chemistry

③ Electric machines

④ Power electronics

⑤ Heating, cooling and other auxiliaries

⑥ Range Extender

⑦ System Architecture

⑧ System Integration

⑨ Intelligent charging system

⑩ Road-Map for market creation

⑪ Energy storage systems for vehicle applications

⑫ High voltage

⑬ Field tests / Demonstrations

▣ 원문의 주요목차 **********************************************************************

1. 문서의 목적
2. 소개/비전
3. 통합된 “진화론적” 접근법을 위한 요구
4. 차량과 ITS 인터페이스를 위한 R&D 우선순위
5. R&D 제안과제