□ 경쟁 동향

 ○ 지난 십여 년간 일본 자동차 업체들은 하이브리드 기술에 대규모 투자를 해왔으며, 유럽과 북미 완성차 업체들이 뒤늦게 하이브리드 시장에 뛰어들었으나, 일본 업계의 기술력은 이미 3~5년 정도 앞서 있는 걸로 분석됨.

  - 하이브리드 차량의 배선 및 배전 시스템 주요 공급업체인 Yazaki의 제품 매니저인 Fawaz Bahtaji는 ‘하이브리드 차량은 디자인, 개발, 평가, 제작에 많은 비용이 소요가 된다.’고 전하고 있으며, 이러한 개발 비용이 하이브리드 차량 시장의 강력한 진입 장벽으로 작용

 ○ 하이브리드 분야 선두 주자인 도요타는 1997년 Prius를 시작으로 Lexus GS, Lexus RX, Highlander, Camry 등을 하이브리드로 생산하고 있으며, 2012년까지 전 차종에 하이브리드 모델을 도입할 예정

  - JD Power 글로벌 파워트레인의 수석 매니저인 Anthony Pratt은 ‘도요타는 하이브리드를 생산하는 기업 중 가장 수직적 통합이 잘 이루어져 있으며, 하이브리드 생산량이 많기 때문에 규모의 경제를 통한 비용 절감이 가장 용이할 것’으로 분석

 ○ 북미 완성차 업체 중에서는 포드가 가장 적극적으로 하이브리드 시장에 뛰어들고 있음. 포드는 2010년까지 하이브리드 차량 생산량을 25만대까지 늘릴 예정이며, Tribute(마츠다 브랜드), Fusion, Mercury, Edge, Five Hundred, Lincoln MKX, Montego 등의 차종에 하이브리드 모델을 도입할 예정

 ○ 그동안 수소 전지 차량 연구에만 집중하던 GM은 Saturn VueDCX, BMW 등과 함께 플러그인 하이브리드(기존 하이브리드 차량은 내연엔진이 주 동력, 전기 모터가 보조 동력원이었으나, 플러그인 하이브리드 차량은 전기 모터를 주 동력으로 함) 차량을 개발 중임.

□ 시장 확대의 장애물

 ○ 판매량이 빠른 속도로 증가하고는 있으나, 동급의 가솔린 엔진 차량에 비해 3000~6000달러가량 높은 구입 가격이 해결되지 않는 한 시장 점유율 확대에는 무리가 있을 것으로 전망되고 있음.

 ○ 높은 제작비

  - 전기 모터, 전기 인버터/컨버터, 고전압 배터리 등 기존 차량에서 사용되지 않는 부품들을 기존 차량과 동일한 크기의 차량 내에 추가해야 하기 때문에 디자인, 개발 및 제작에 많은 비용 소요

  - 하이브리드 차량에는 실시간으로 멀티 태스킹이 가능한 시스템이 요구되기 때문에 브레이크, 엔진, 트랜스미션 등의 제어 시스템 역시 디자인이 복잡해질 수 밖에 없음.

 ○ 산업 표준 부재 : 각 회사마다 독자적인 기술 사용으로 비용 증가

  - 업계 전문가들은 기동 발전기(starter generator), 전기 모터, 에너지 저장시스템, 파워 일렉트로닉스 등 주요 하이브리드 부품의 표준화가 반드시 필요하게될 것으로 예상하고 있으며, 이를 통해 R &D 비용 감소 및 신기술 개발 기간 단축이 가능할 것으로 보고 있음.

 ○ 한정된 공급업체

  - 대부분의 하이브리드 부품은 일본 공급업체들이 생산하고 있어, 미국 완성차 업체들은 주요 부품을 공급해줄 공급업체를 찾는데 어려움을 겪고 있으며, 수요의 공급 초과로 인해 가격이 높게 형성되고 있는 점도 하이브리드 차량 가격에 영향을 미치고 있는 것으로 분석됨.

  - 그러나 일본 부품 업체들은 하이브리츠 시장 규모를 확실히 알기 어려운 상황에서 부품 생산을 확대하기는 어렵다는 입장이라 당분간 공급 부족 사태가 지속될 것으로 보임.

□ 하이브리드 차량의 주요 부품

□ 엔지니어링 동향

 ○ 소형화와 경량화

  - 하이브리드 차량이 더 많은 부품을 사용하기 때문에 더 작고 가벼우면서 성능이 좋은 부품에 대한 수요가 증가할 수 밖에 없으며, 이에 따라 완성차 업체와 부품 업체들은 부품을 소형화하고 시스템을 단순화하거나 통합시킴으로써 부품 증가로 늘어난 무게를 줄이려고 하고 있음.

  - Denso의 경우 기존 제품보다 크기는 65%, 무게는 50% 줄어든 배터리 모니터링 유닛을 개발한 바 있음.

 ○ 배터리 분야

  - 배터리는 하이브리드 차량 부품 중에서 무게는 2/3, 원가는 1/2 이상 차지하고 있는 가장 무겁고 비싼 부품

  - 니켈 수소, 리튬 이온, 리튬 카본과 같은 효율이 좋은 배터리 개발은 하이브리드 차량의 지속적인 판매에 중요한 요소이며, Frost &Sullivan의 애널리스트인 Rajesh Kannan은 ‘회생 제동 에너지를 극대화해 저장이 가능하고, 펄스가 일정하면서 피크가 높은 배터리 생산 가능 여부가 관건’이라고 전하고 있음.

  - 배터리 공급 업체들은 점차 니켈수소 축전지에서 리튬 이온 배터리로 옮겨가면서 배터리 시스템의 크기와 무게를 줄이기 위해 지속적으로 노력하고 있음. 전기 시스템을 사용할수록 배터리 온도가 상승하기 때문에 배터리 온도 관리 및 관련 냉각 시스템 관리 역시 매우 중요한 요소

 ○ 패키징의 중요성 확대

  - CSM Worldwide의 북미 파워트레인 애널리스트인 Casey Selecman은 ‘기존 자동차의 크기를 유지하면서 하이브리드 부품들을 추가해야 하기 때문에 자동차 엔지니어들 상당수가 패키징에 많은 신경을 쓰고 있다’면서, ‘엔지니어들은 부품을 한데 모아 묶음을 만들어 한 곳에서 플러그를 꽂을 수 있게 하려고 연구 중’이라고 전하고 있음.

 ○ 모듈화

  - 조립 비용을 크게 절감할 수 있는 모듈 생산을 통해 수익성 개선 노력

  - 예를 들어, Continental AG와 ZF Fried-richshafen AG는 전기 모터, 파워 일렉트로닉스, 에너지 관리 시스템, 브레이크 시스템 등을 포함하는 하이브리드 모듈을 개발 중이며, 전기 모터와 클러치, 토션 댐퍼, DMF(Dual-Mass Flywheel), 유압장치 등을 통합함으로써 공간을 절약한 하이브리드 트랜스미션도 개발된 바 있음. 이 하이브리드 트랜스미션은 현대와 폭스바겐의 하이브리드 차량에 사용될 것으로 전해짐.

 ○ 엔지니어링 측면에서 하이브리드 차량은 아래와 같은 과제들을 제시하고 있음.

엔지니어링 측면의 과제

□ 비용 절감 노력

 ○ 마일드 하이브리드

  - 일부 자동차 회사는 비용이 풀 하이브리드(Full hybrid)보다 적게 드는 마일드 하이브리드(Mild hybrid) 차량을 시장에 출시하고 있으나, 관련 전문가들은 마일드 하이브리드가 풀 하이브리드에 비해 출력이 약하고 연비가 좋지 않기 때문에 시장이 성숙해가면서 풀 하이브리드가 우세할 것으로 전망하고 있음.

 ○ 산업 표준 제정 노력

  - SAE(Society of Automotive Engineers)는 2005년 하이브리드 기술 표준 위원회를 구성하고, 커넥터, 고전압 안전 시스템, 인터록, 배터리 시험 방법 등 경쟁이 치열하지 않은 분야에 대해 산업 전체의 표준 제정을 촉구한 바 있음.

 ○ 컨소시엄

  - 일부 완성차 업체들은 위험을 최소화하고 R &D 비용을 줄이고자 전략적 제휴를 체결하고 있으며, 가장 규모가 큰 BMW-DCX-GM 컨소시엄은 미시간주에 개발 센터를 건립, 합작을 통해 하이브리드 모듈 시스템과 개별 부품 개발 및 시스템 통합과 프로젝트 관리를 진행하고 있음.

  - GM 파워트레인의 Tom Stephens 그룹 부사장은 ‘부품과 생산 설비의 광범위한 공유와 공급업체들과의 유기적인 관계를 통해 이번 컨소시엄이 규모의 경제 달성은 물론 부가적인 비용 절감 효과도 가져올 것으로 기대한다’고 전하고 있음.

□ 시사점

 ○ 차량 생산에서 차지하는 비중이 크지는 않지만 전기/전자 부품 소요량이 기존 차량보다 월등히 많다는 점은 공급업체들, 특히 전기 모터, 배터리, ECU, 반도체, 센서 분야의 공급업체들에게 새로운 시장 기회를 제공하고 있음.

 ○ 현재까지의 부품 공급에서는 일본 기업들이 과점에 가까운 지배력을 가졌으나, 점차 경쟁 회사들이 등장하고 있음.

  - 배터리 부문의 경우 최근까지는 Panasonic EV Energy와 Sanyo Electric이 하이브리드 배터리 시장의 지배적인 지위를 누려왔으나, A123 Systems, Cobasys, Johnson Controls 등으로 배터리 공급업체들이 확대되고 있음.

 ○ 완성차 업체들이 플러그인 하이브리드 등 하이브리드 기술을 기반으로 한 미래형 차량 연구에 주력하고 있어 한국 부품 기업들 역시 하이브리드 기술 분야에 대한 적극적인 관심이 필요한 상황임. 한국 기업들의 경우 독자적 기술 개발로 현재의 기술 수준을 따라잡기에는 한계가 있으므로, 동종 업계 내 컨소시엄 등 협력 관계를 통한 지속적인 기술 개발이 필요

자료원 : Assembly Magazine, Green Car Congress, EDTA 등