“전기차 시대에 들어서면서 자동차의 열을 효율적으로 이용하는 통합 열관리 시스템을 채용하는 것이 필수가 됐으며, 이를 차량에 구현하기 위해서는 공정을 자동화하고, 부피 및 무게를 감소할 수 있도록 모듈형 부품으로 제작해야 한다”

한국자동차연구원(원장 나승식)은 14일 코엑스 스타트업 브랜치에서 ‘모빌리티 열관리/최적의 모빌리티 성능을 위한 열관리 전략’을 주제로 ‘제14회 자산어보’ 행사를 개최했다.

이번 행사에서 ‘미래 모빌리티 통합열관리, 왜 필요한가’라는 주제로 발표한 서울대학교 김민수 교수에 의하면 과거 내연 기관의 경우 엔진, 미션, 공조장치 등 열관리 분야에서 각각 독립적으로 구성해 이를 또 관리하는 형태였으나 전기차로 전환되며, 이를 통합적으로 관리할 필요성이 증가하고 있다고 밝혔다.

전기차의 경우 필수적으로 배터리를 이용하는데 겨울철 배터리의 온도가 낮아지면 에너지 소비량이 늘어나고, 공조장치 가동시 전비가 급격하게 줄어드는 것은 피할 수가 없다.

이런 상황에서 배터리, 모터, 공조장치 등에서 열관리를 따로 하게 된다면 에너지 효율이 급격히 떨어지고, 부품 수가 늘어나 비용, 전비 등에 악영향을 줄 수 밖에 없는 것이다.

모터의 경우 여름철이나 겨울철에 상관없이 열이 발생하는데 이 열을 배터리가 저온시 이용한다면 배터리의 효율을 높일 수 있고, 에너지 낭비도 막을 수 있다.

또한 공조장치에도 이용한다면 히트펌프를 통해 여름철에는 냉방을 겨울철에는 난방에도 사용할 수 있다.

이에 모터, 배터리, 공조 시스템을 통합하면 에너지 효율을 최적화하고 겨울철에도 전비를 높일 수 있는 것이다.

이어 현대자동차 오만주 연구위원이 미래차 열관리 기술 동향을 발표하며, 통합열관리 시스템의 모듈형 방식을 주목했다.

오만주 위원은 전기차의 가장 중요한 요소는 중량인데 냉각을 위해 여러 장치를 사용하게 될 경우 중량이 늘어나고 전비가 떨어지는 것은 당연한 요소라며, 중량을 줄이면서도 효과적인 열관리를 할 수 있는 장치가 중요하다고 밝혔다.

오만주 위원은 테슬라의 수냉 컨덴서 방식을 사례로 들며, 통합 열관리 장치에 사용되는 밸브와 배관은 매우 복잡하게 얽혀있어 사람이 이를 조립하기에는 무리가 있다며, 이를 모듈형으로 구성해야 자동차 제작시 자동화가 가능하다고 밝혔다.

또한 전기차의 핵심이라고 할 수 있는 무게 감소와 부피 감소를 위해서도 모듈화가 필요하다고 언급했다.

이와 함께 현재 수냉식 방식을 사용하고 있는 통합열관리 시스템이 향후 무게를 감소시키기 위해 냉매를 사용하게 될 것으로 될 것인데 관건은 얼마나 싸고 작게 만드느냐가 관건이라고 밝혔다

더불어 냉매의 경우 비싼데 향후 환경 규제에 맞는 냉매를 사용해야 하는 어려움이 있다며 관련 기업들과 함께 싸면서도 환경 규제에 맞는 냉매를 개발하고 있다고 언급했다.

냉매와 관련해서는 한국자동차연구원 조중원 열제어기술부문장이 ‘미래 모빌리티 열관리 관련 주요 규제 동향’을 통해 다뤘다.

조중원 부문장은 온실 효과를 줄이면서, 쉽게 분해되며, 인체에 영향이 없는 냉매를 개발하기 위해서 다시 자연 냉매로 돌아가야 한다는 말이 있는데, 냉매 개발에서 자연 분해, 발암 가능성, 인체 위험성 등 여러 문제가 있어 환경규제 스케줄이 점점 연기가 되고 있다며 2030년 새로운 형태의 냉매가 사용된다고 하면 약 20년 주기로 냉매의 교체가 이뤄지지 않을까 전망했다.

한편 이번 행사에서는 한온시스템, 명화공업, 테라온 등이 선도기업 발표를 진행했고, 한온시스템, 테라온, 와이엠레미가 홍보 부스 운영을 통해 다양한 기술 교류와 신규 협력기업 발굴 지원에 나섰다.