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[오토저널] 초소형전기차 개방형 공용플랫폼의 군용 전기차 적용 방안

글로벌오토뉴스 조회 수477 등록일 2022.05.24.
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초소형전기차의 등장도시 인구 증가 및 집중현상으로 거대 도시화 가속에 따라 교통 혼잡도 증대로 인해 대중교통 접근성 및 도로, 철도, 주차장 이용 등 이동효율성의 획기적 방책이 요구되면서 선진국을 중심으로 초소형 전기차의 개발과 인프라 구축에 박차를 가하고 있다.


최근에는 소유가 아닌 사용의 개념으로 전환한 공유경제 모델이 도입되고 있고, 보유 비용과 주차 공간 부족 해소를 위한 Car sharing 산업이 성장하면서 도로 환경이 열악한 도심의 미래 교통수단으로 초소형전기차가 각광받고 있다. 미국ㆍEUㆍ일본ㆍ동남아 등 초소형 전기차 글로벌 시장 연평균 성장률은 38%로 2025년 경 90만대로 추정되며, 국내는 우정사업본부 및 민간 배달업체 등을 중심으로 2020년 이후 연간 5천~1만대로 전망하고 있다<그림 1>.







초소형전기차 보급전략의 일환으로 개방형 공용플랫폼 개발
초소형전기차 개방형 공용 플랫폼은 OEM社들이 상부차체를 조립하여 초소형전기차로 생산 가능한 롤링섀시 수준의 하부 차체를 의미하며 조향, 제동, 현가, 전기구동(EPT), 에너지저장, 전력변환시스템 및 E/E 아키텍처 등을 포함하는 것으로 정의할 수 있다<그림 2>.





유럽·일본에서는 안전성·편의성 향상 및 생산비 절감을 목적으로 개방형 플랫폼을 제안·개발하였으며, 국내에서도 충돌안전, 부품공용화, 소비자수용성, 부품국산화 및 수출, 신산업 생태계 조성 등 5가지 주요 이슈 해결을 위해 초소형전기차 개방형 공용플랫폼의 필요성<그림 3>과 더불어 개발되고 있다.





본 고에서는 국내에서 개발 중인 초소형전기차 승·상용 공용플랫폼에 대해 알아보고, 이를 이용한 군용 활용 방안에 대해 제시하고자 한다.


초소형전기차 공용플랫폼 개발 현황
먼저 현재 개발 중인 공용플랫폼에 대해 간략하게 소개를 하면, 초소형 전기차 승·상용 공용플랫폼 개발 과제로 하부 차체, 모터, 인버터, 감속기, 배터리 등 개발을 진행중이며, 관련 기술을 확보하였다<그림 4, 표 1>.
※중소·중견기업 지원을 위한 초소형전기차용 개방형 공용플랫폼(2019~2021, 340억) 사업 (산업통상자원부)





초소형전기차 공용플랫폼 군 활용성
● 전기차 군용 활용 사례
현재 전기차를 군용으로 도입하려는 시도가 활발하게 진행되고 있다. 해외 사례를 먼저 살펴보면 첫 번째는 호주의 한 기업인 EVolution은 호주국방과학기술그룹과 연계하여 지형 탐색, 병력 수송이 목적인 e-ATV를 개발하였다. 전륜에는 10kW, 후륜에는 50kW 모터가 장착된 4륜구동 차량으로, 최고 속도는 60km/h이며 200km정도 주행이 가능하며 지형 탐색을 돕기 위해 언덕을 내려가거나 암석을 등판할 수 있도록 설계되었다. 두 번째로는 영국의 TORQ 기업은 폭발물 처리반(EOD)이 현장 출동시 사람과 장비를 빠르고 안전하게 이송하는 것을 목표적으로 LTEV(Light Tactical Electric Vehicle) 개발하였다. 세 번째로는 니콜라 모터스(Nikola Motors)의 4인승 UTV(Utility Vehicle)으로, 미 해병대는 이를 작전용(각종 무기와 레이더 장비 이동)으로 테스트하고 있다. 제로백은 3.9초이며 125kWh 배터리를 탑재하여 1회 충전으로 약 322km 주행이 가능하다. ABS System과 선회시 유용한 토크 벡터링 기능이 적용되어 있으며 뒷바퀴 조향 시스템이 장착되어 최대 10°까지 비틀 수 있기에 협소한 산악 지형에서 회전반경을 극도로 줄일 수 있다. 무엇보다 전기차이기 때문에 군 작전 시 조용하게 움직일 수 있는 장점이 있다. 마지막은 터키의 오토카(Otokar)의 아크렙2로 직경 90mm의 중형 포탑이 탑재되었으며, 정찰과 방공 임무 수행을 목적으로 개발되었다. 4륜 독립 서스펜션과 네 바퀴 굴림 방식을 채택하여 진흙과 눈길에서 기동력을 확보하고, 초기 구동에 전기모터의 강력한 토크 발생으로 신속한 이동 가능하며, 부드러움 움직임을 위해 조향, 가속, 감속은 모두 Drive by wire 방식으로 설계되어 있다. 최대 속도는 48km/h까지 가능하도록 설계되었다.


국내에서도 국방부가 미래 대표 핵심산업으로 꼽히는 그린뉴딜 정책에 동참하고 2020년까지 수소·전기 SUV를 도입하여 업무용 차량으로 운용하고 있으며 올해에는 동일 차량과 수소·전기 버스를 추가 구매하여 장병복지 향상을 위한 다양한 목적으로 운용할 계획이다. 또한 민·군 겸용 수소충전소도 올해 자운대 지역을 시작으로 설치할 예정이다.





● 군용 활용 방안
현재 보병 전투력을 강화하는 핵심 체계인 전술차량은 4분의 1톤·4분의 5톤·5톤 등 표준차량을 거쳐 소형전술차량, 차륜형장갑차 형태로 발전해왔다. 변화하는 전장환경과 진보된 기술에 따라 다양한 계열화를 이루고 있다. 그러나 4차 산업혁명 시대에서 요구하는 기술의 활용과 함께 전장환경 변화, 탄소 중립으로 대변되는 친환경 가치의 대두 등으로 전술차량은 새로운 고민을 요구받고 있다. 최근 획득 과정을 보면 민간의 발전된 자동차 기술을 군의 요구에 맞게 개조·개발해 적용하고, 임무 수행에 필수적인 부품을 추가 개발해 전력화하고 있다.


민군겸용기술 개발을 위한 민간의 기술인 초소형전기차 공용플랫폼은 오프로드 차량들에 주로 적용되는 바디 온 프레임 형태로 단단한 프레임이 차체 하부를 지지하고 있기 때문에 강이나 산악지형, 노면이 고르지 못한 지형 주행시에 차체 강성이 우수한 장점을 가진다. 이 형태는 상부차체와 하부차체를 결합하는 구조이기 때문에 모노코크 바디에 비해 정비성이 용이하고 다양한 용도에 맞게 최적화한 상부차체를 장착 및 교체할 수 있기 때문에 활용도가 높다. 또한 내연기관에 비해 극도의 정숙성을 가지고 초반 구동토크가 높기 때문에 험로 주파능력이 우수하며, 차량 자체의 배터리에서 전력수급이 용이하기 때문에 장비운용을 위한 별도의 배터리가 필요 없고, 교환형 배터리방식을 적용시 주행거리 연장에 따라 작업 및 작전 반경이 확대되는 장점이 있다.


민간의 자동차와 달리 군은 방탄기술, 독립 현수장치, 공기압 조절장치 등은 군의 임무 수행에 맞게 개발해 기동성·생존성을 보장하는 방향으로 발전해 왔다. 따라서 위의 사례 및 공용플랫폼의 특성을 살펴보았을때 먼저 오토 바이크 등 소형체계를 초소형 전기차 공용플래폼 기술을 적용하여 활용하고 이를 기반으로하여 무인 수색차량, 다목적 무인차량, RCWS(Remote Controlled Weapon Station)·드론 등을 탑재한 전술차량 등 목적과 능력에 부합하는 중·대형 공용 플랫폼을 단계적으로 개발, 개별 무기체계 목적에 맞는 계열화 추진, 운용성·정비성을 증대, 부품을 국산화한다면 효율적 작전수행이 가능 할 것이다. 또한 이러한 미래 무기체계는 막대한 전기 에너지가 소요되기 때문에 고에너지 밀도 에너지원인 수소전기전술차량이 추가적인 대안으로 연구되고 있다.





수소와 산소를 결합해 전기에너지를 생성해서 전기모터를 구동하는 방식으로 친환경 차량의 지향점이다. 수소는 다른 연료와 비교해 가볍고 충전효율이 높아 1회 충전으로 장거리 주행을 할 수 있다. 또한 미래는 친환경 가치가 크게 대두될 것이므로 디젤연료를 주로 사용하는 군은 탄소중립이라는 세계적 흐름에 발맞춰 유연한 국방획득체계로 대비해야 한다.


우리 군은 하이브리드 전술차량을 시작으로 종국에는 수소차량으로 발전하는 로드맵 <그림 7>을 구상하고 있다. 하지만 이를 위해서는 특히, 전시 민간 전력차단시 안정적 전력 공급체계 획득이 필수적이므로 에너지원 관련 핵심기술로 수소연료전지기반 발전소, 수소연료 전지 군용발전기 등도 식별하여 개발을 검토하고 있다.


초소형전기차 공용 플랫폼 군 활용 시 효과
초소형전기차 승·상용 공용플랫폼은 국내 중소·중견기업들이 참여해서 만든 개발품으로, 초소형전기차 협동조합 설립(영광군)을 통해 안정적으로 공용플랫폼 공급이 가능하다. 이를 통해(수색·정찰, 전투부대 기동, 수송용 등) 군이 요구하는 형상으로 수정, 제작에 용이하며 고장 시 즉각적인 대응이 가능하다. 또한 현재의 내연기관을 사용하는 기동장비가 점차 친환경 전기에너지 기술과 원격제어/인공지능 관련 기술 등과 결합하여 무인화, 고성능화, 다목적화, 소형화되면서 매래전에서 최소피해로 최대의 전투효과를 기대할 수 있다. 마지막으로 개발제품의 군 활용을 통한 제품 신뢰성 확보로 관련 중소·중견기업 수출경쟁력 강화에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.​
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