닛산: 전기차 리프의 미래
차세대 모빌리티 사회 위한 V2G와 자율주행 개발
2020년 03월호 지면기사  /  정리│ 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr

Nissan Motor Corporation Kunio Nakaguro 닛산 쿠니오 나카구로 부사장

닛산이 강조하는 것은 새로운 모빌리티 사회에 대한 공헌이다. 모빌리티는 도시, 지방 등 사회구조에 따라 다르고 해법 또한 다양하다. 도시는 대중교통은 잘 갖춰져 있지만 여전히 많은 차가 유입되고 있어 정체가 만성화되고, 환경문제를 심각하게 만들고 있다. 지방은 여전히 인구가 감소하고 있어 대중교통 인프라가 줄어들고 있으며 고령화가 심화돼 이동 난민 문제를 발생시키고 있다. ‘Automotive World 2020’에서 닛산의 쿠니오 나카구로 부사장이 닛산이 전기화와 자율주행 기술로 이에 공헌하겠다고 말했다.

정리│ 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr


 
자동차를 둘러싼 환경은 매해 변하고 있습니다. 키워드는 지구환경의 변화, 고령화, 도시화입니다. 기술변화 관점에서는 IT, IoT, 빅데이터, 인공지능과 함께 자동차에 대한 기대도 변하고 있습니다.

CO₂ 배출은 매해 증가하고 있어 1960년대 대비 4배나 증가했고 관련 규제는 갈수록 엄격해지고 있습니다. 자동차 회사들은 이를 달성하기 위해 전기화가 시급해졌습니다. 고령화는 갈수록 심화되고 있습니다. 일본의 경우 과거 10년간 75세 이상 면허보유자 수가 1.8배 증가했습니다. 80세 이상도 마찬가지로 매해 늘고 있습니다. 이에 따라 심각한 사고건수는 인구 10만 명 당 75~79세가 6.2건, 80~84세가 9.2건, 85세 이상이 16.3건으로 매우 높게 나타나고 있습니다. 특히 85세 이상은 70세 미만에 비해 5배나 됩니다. 도시화 문제는 지역에 따라 다르게 나타나고 있습니다. 도시에 인구가 집중되면서 공간이 부족해지고 있습니다. 예를 들어 도쿄에는 매일 280만 명이 유입됩니다. 반면 지방은 인구감소가 지속되고 있고 인프라가 축소일로에 있습니다. 폐쇄 철로 추이를 보면 2008년 이후 최근까지 약 900 km가 폐쇄됐습니다. 이것을 해결하기 위해서는 각각 다른 모빌리티를 제공할 필요가 있습
니다. 그리고 여기서 열쇠가 되는 것이 첨단기술이며, 이는 해마다 발전하고 있습니다.


현장 및 중계를 통해 3,000여명의 청중이 강연을 들었다.
 

작년 도쿄모터쇼에서 각각의 기업은 전기차에 대한 비전을 발표했습니다. 물론, 이것은 최근의 일만은 아닙니다. 특히 닛산은 1990년대부터 차량용 배터리, 파워트레인 연구개발을 시작했고 2010년에 양산형 전기차 ‘리프’를 출시하면서 지속적으로 그 성능과 비용을 개선해왔습니다. 또 하이브리드 기술도 발전시키고 있습니다. 2000년부터 2010년까지는 각종 첨단 운전자 지원 시스템이 실용화됐습니다. 닛산 프로파일럿과 같은 부분 자율주행 기술은 실용화됐으며 커넥티드 내비게이션 시스템은 2010년경부터 발전을 거듭해 음성인식이 AI와 함께 채택되고 있습니다. 이런 기술들은 고급 차종에서 시작해 대중화되고 있습니다.

100% 모터 구동의 전기차는 물론, e-POWER 기술은 소형차 노트의 66%, 미니밴 세레나의 40%에 채택되고 있습니다. 프로파일럿은 승용차의 50% 이상, 경차의 30%에 채택되고 있습니다. 리프 전기차는 전 세계적으로 45만 대 이상이 팔렸고, 프로파일럿은 50만 대 이상 판매됐습니다.
기술의 진화는 여전히 진행되고 있고 가속화되고 있습니다. 특히 전기화 기술에서 배터리가 크게 진화했습니다. 전극재를 바꿈으로써 배터리팩 밀도가 크게 개선되고 있습니다. 이렇게 함으로써 리프의 한 번 충전 주행거리는 322 km에서 458 km로 향상됐습니다. 충전시간도 단축되고 있습니다. 운전자 지원 기술에서는 긴급 자동제동 시스템과 같은 단독 기능에서 차량 주변 360도 센싱을 통한 다양한 어시스트 기능이 가능해졌습니다. 이와 함께 3D HD맵 데이터를 이용해 고속도로 핸즈오프 주행, 자동 차선변경이 가능해졌습니다.

그러나 사회의 다양한 문제를 기술로 개선하기 위해서는 이런 기술이 일부 차량에만 탑재돼서는 불가능합니다. 닛산은 이에 따라 첨단기술 보급화를 위해 ‘기술의 매력을 전한다’, ‘세계 도처의 고객에게 확실히 전한다’, ‘기술로 사회를 풍요롭게 한다’는 세 가지 키워드를 설정하고 모두가 공감할 수 있도록 하기 위해 노력하고 있습니다.



기술을 매력적으로 전하자는 것은 고객이 실감할 수 있는 가치를 보여주는 것이다. 닛산의 트윈 모터 올-휠 제어 시스템은 친환경뿐만 아니라 승차감을 개선할 수 있다. 4륜 제어를 통해 가속, 감속 시 탑승자의 머리가 전혀 흔들리지 않게 함으로써 안심감을 줄 수 있고 보다 안정적인 코너링을 가능하게 한다.



기술의 매력적 전달

기술을 매력적으로 전하자는 것은 고객이 실감할 수 있는 가치를 보여주자는 것입니다. 몇 가지 사례를 들면, 트윈 모터 올-휠 제어 시스템(Twin motor all-wheel control system)을 통해 친환경뿐만 아니라 승차감을 개선할 수 있습니다. 4륜 제어를 통해 가속, 감속 시 탑승자의 머리가 전혀 흔들리지 않게 함으로써 안심감을 줄 수도 있으며 보다 안정적인 코너링을 가능하게 합니다. 원-페달 기술은 브레이크 동작 없이 액셀러레이터 조작만으로 대부분 가감속을 제어할 수 있게 함으로써 페달 작동의 90%를 줄여 운전을 더욱 쉽고 편안하게 할 수 있게 합니다.

또한 프로파일럿(ProPILOT) 2.0의 정밀도는 일반 운전자보다 뛰어납니다. 프로파일럿 2.0으로 핸즈오프 상태에서 시속 100 km로 주행하면 운전자보다도 훨씬 정확한 레인 센터링이 가능할 뿐만 아니라 차선 변경, 추월도 자동 지원합니다. 특히, 장거리 여행에서 피로도를 70% 이상 낮춰 줍니다. 이러한 첨단기술은 센서, AI의 진화, 최신 HMI, 인프라의 통합과 기능 향상으로 진화하고 있습니다.


세계의 고객에게 확실히 전달

기술 보급을 위해서는 전 세계 고객이 완전하게 기술을 사용할 수 있도록 하는 것이 중요합니다. 환경에 최적화된 기술을 만들고, 이를 빠르게 전달하고 지속적으로 향상시키는 순환과정이 중요합니다. 전기화와 관련해 닛산은 다양한 사용환경에 대응할 수 있는 모터 구동 시스템을 전개하고 있습니다. EV, e-POWER 구동 시스템, 전동 컴포넌트를 공용화해 충전 인프라가 보급된 곳에서는 EV를, 그렇지 않은 지역에서는 e-POWER를 적극적으로 전개하고 있습니다.

또한 철저하게 기술 비용을 절감하는데에 포커스하고 있습니다. 예를 들어, 전기 파워트레인 기술에서 배터리 비용은 매우 큰 부분으로, 이것은 지속적으로 내연기관 수준으로 내려가고 있습니다. 니켈-망간-코발트 프리를 통한 배터리 비용 감소, 배터리 재사용, 중고 배터리의 가치를 고객에게 돌려드리는 등 비용을 더 줄일 수 있도록 노력하고 있습니다.

닛산은 4R 에너지라는 회사를 설립하고 배터리 재사용/재활용 사업을 추진 중입니다. 폐차 시 배터리를 회수해 다른 곳에서 이용할 수 있도록 하는 비즈니스 모델을 구축했습니다. 회수한 배터리 모듈을 성능 그룹별로 적합한 애플리케이션으로 재사용하는 것입니다. 예를 들어 상태가 나쁜 배터리는 사용빈도가 낮은 백업 전원용으로, 중간 상태는 좀 더 짧은 거리의 구동용으로 사용합니다. 이를 위해서는 초기 설비의 규격화, 정확한 성능 예측이 중요합니다. 또 자동차 업계 외의 파트너와 협력해 재사용 배터리, 태양광 배터리를 조화시켜 재사용 비율을 높이고 있습니다.

글로벌 시장에는 신속하게 기술을 전달할 수 있어야 합니다. 여기서 가장 중요한 것은 개발 환경의 디지털화입니다. 프로파일럿은 일본에서의 기술 디지털화를 글로벌로 확대해 기술 개발 및 고객 전달을 가속화해 2016년부터 2019년까지 50만 대에 공급한 기술을 2022년까지 전 세계 20개 지역, 20개 모델을 통해 연 100만 대 보급을 목표로 하고 있습니다. 프로파일럿 2.0 이전에는 실제로 일본의 고속도로 20만 km를 주행하면서 기능과 성능을 평가해야 했지만 디지털화를 통해 그렇게 하지 않고도 가능해질 것입니다. 예를 들어 드라이빙 시뮬레이터를 이용하면 실제 도로를 주행하지 않고도 차량 거동, 운전자의 반응 등을 평가할 수 있습니다.


닛산은 4R 에너지라는 회사를 설립하고 배터리 재사용/재활용 사업을 추진 중이다. 상태가 나쁜 배터리는 사용빈도가 낮은 백업 전원용으로, 중간 상태는 좀 더 짧은 거리의 구동용으로 사용한다. 정확한 성능 예측이 중요하다. 또 자동차 업계 외 파트너와 협력해 다양한 배터리의 재사용률을 높이고 있다.


V2H는 이미 현실이 돼 리프 8,000대가 가정과 연결돼 있다. 또 빌딩과 연결하는 V2B 기술이 실용화됐고 V2C, V2G가 테스트되고 있다.


기술로 사회를 풍요롭게

전기차를 통해 친환경 사회를 지향해야 합니다. 그렇게 하기 위해서는 전기화 기술과 그리드와의 연결, 정부 지자체 유틸리티 회사와의 협력이 중요합니다. 전기차는 사회의 새로운 에너지 활용법을 제공합니다. 대용량 배터리는 도시 전체 에너지와 연결될 수 있습니다. 예를 들어 리프 전기차 한 대면 나흘간 가정의 전기 사용을 감당할 수 있습니다.

일본에서 V2H는 이미 현실이 돼 리프 8,000대가 가정과 연결돼 있습니다. 또 빌딩과 연결하는 V2B 기술이 실용화됐고 V2C, V2G가 테스트되고 있습니다. 전기차는 재해대책에도 기여할 수 있습니다. 태풍으로 큰 피해를 입었던 지바 현에 수십 대의 리프가 출동해 에어컨, 스마트폰, 작업용 조명의 에너지원으로 사용되기도 했습니다. 최근의 이상기온 현상, 일본 전역에서의 재해 급증으로 닛산은 이러한 위험성을 줄이기 위해 자치단체들과 재해협정을 맺고 있습니다. V2G가 실현되면 리프는 보다 더 사회에 공헌할 수 있고 기회를 창출할 수 있을 것입니다. 10년에 걸쳐 리프의 텔레매틱스 데이터 분석을 한 결과, 하루 95%가 주차상태로 있습니다. 이 정차 상태의 리프를 파워 컨디셔너 시스템(PCS)으로 중계해 그리드에 연결시키면 전력수요 조절이 가능합니다.



24시간 가동할 수 있는 자율주행이 현실화되면 이동성 효율을 더 올리고 차량 수를 줄여 도로를 다른 용도로 활용할 수 있게 할 것이다. 닛산은 이런 미래를 위해 디나(DeNA)와 함께 요코하마 미나토 미라이 지구에서 ‘이지라이드’ 온디멘드 자율주행 실증시험을 하고 있다.


지방은 이동 수요에 맞춘 저비용 모빌리티 실현이 중요하다. 특정 구간 자율주행의 실현은, 예를 들어 대형마트와 같은 사업소가 일부 모빌리티 비용을 부담해 고객은 저렴한 비용으로 이동하고 사업자는 더 많은 손님을 유치하는 식이 될 수 있다.



모빌리티 사회에 대한 공헌

향후 우리가 생각해야할 것은 새로운 모빌리티 사회에 대한 공헌입니다. 모빌리티는 도시, 지방 등 사회구조에 따라 다르고 해법 또한 다양합니다. 도시는 대중교통은 잘 갖춰져 있지만 여전히 많은 차가 유입되고 있어 정체가 만성화됐고 환경문제를 심각하게 만들고 있습니다. 지방은 여전히 인구가 감소하고 있어 대중교통 인프라가 줄어들고 있으며 고령화가 심화돼 이동 난민 문제를 발생시키고 있습니다.

도시는 새로운 모빌리티로서 시간, 공간 효율을 올릴 수 있습니다. 교통, 차량 데이터를 활용해 차량과 대중교통, 도시를 심리스하게 연결해 이동성을 비약적으로 올릴 수 있습니다. 차량 수도 줄일 수 있습니다. 또 24시간 가동할 수 있는 자율주행이 현실화되면 이동성 효율을 더 올리고 차량 수를 줄여 도로를 다른 용도로 활용할 수 있게 할 것입니다. 닛산은 이런 미래를 위해 디나(DeNA)와 함께 요코하마 미나토 미라이 지구에서 ‘이지라이드’ 온디멘드 자율주행 실증시험을 하고 있기도 합니다.

지방의 경우, 예를 들어 홋카이도는 수익성이 낮은 철도 노선이 폐쇄되면서 자동차 밖에 사용할 수 없는 상황이 늘고 있습니다. 이런 도시에는 새로운 모빌리티를 통해 도시의 매력을 높여야 합니다. 지역 이동 수요에 맞춘 저비용 모빌리티를 실현해야 합니다. 구체적으로 특정 구간에서 자율주행을 실현해야 합니다. 예를 들어, 대형마트와 같은 사업소가 일부 모빌리티 비용을 부담하면 고객은 저렴한 비용으로 이동하고 사업자는 더 많은 손님을 유치할 수 있는 식이 돼야 합니다. 또 V2G로 비용을 최적화할 수도 있습니다. 지방에서는 주유소와 같은 인프라가 여전히 감소 추세입니다. 이것은 소형 EV 보급 가능성이 올라가고 있다는 것이고 고령화에 따른 자율주행 모빌리티의 가능성도 높다는 것입니다.

이러한 새로운 모빌리티 사회에 대한 공헌은 닛산 혼자 할 수 있는 것은 아닙니다.

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