EURO 6 클리어, 콘티넨탈과 함께
콘티넨탈 볼커 바네케 부사장
2012년 07월호 지면기사  /  글│한 상 민 기자<han@autoelectronics.co.kr>

“청정 파워”라는 비전 아래 지역적 규제와 파워트레인 유형에 최대 중점을 두고 글로벌 비즈니스를 전개하는 콘티넨탈 파워트레인 사업부. 지난 6월 볼커 바네케(Volker Warnecke) 한국 및 중국 파워트레인 사업본부 부사장이 가솔린 직접분사 인젝터 XL 3.1 등 차세대 포트폴리오를 들고 내한했다. 바네케 부사장과 이야기를 나눴다.
Volker Warnecke
INTERVIEWEE:
볼커 바네케 부사장은 2009년 1월 콘티넨탈 파워트레인 사업본부 임원 및 아시아 파워트레인 사업본부 부사장직에 임명됐다. 1994년 지멘스 오토모바일테크닉에서 유럽 연료분사 사업담당 사업개발을 책임졌다. 1997년에 밸브트레인 액추에이터(Electromechanical Valvetrain Actuator), 2001년에 가솔린 피에조 직접분사 인젝터(Gasoline Piezo Direct Injector) 개발을 담당했다. 2003년엔 피에조 직접분사 시스템(Piezo DI System) 프로젝트 이사를 지냈다. 또 성층 급기 가솔린 엔진(Stratified Gasoline Combustion Engine)용 분사 시스템을 개발해 세계 최초 양산에 성공했다. 2006년부터 유럽, 아시아 ECU 사업담당 가솔린 시스템 사업부 부사장직을 맡았다.   
Q. 파워트레인 개발에서 가장 중요한 요소는.
A. 파워트레인이란 것은 후드 아래 숨겨져 있기 때문에 최종 고객들과 접촉이 많지 않은 부분이지만 차량의 파워, 연비를 결정짓기 때문에 기대가 매우 높은 부문입니다. 결국 콘티넨탈이 고객에게 제공하고자 하는 파워트레인이란 간단히 말해 ‘연료 효율성을 높인 솔루션’입니다. 즉, 연료 소모량과 배출가스를 줄여 환경오염을 최소화하는 “청정 파워(Clean Power)”의 제공입니다.
콘티넨탈은 파워트레인 제품을 개발하는데 있어 제한적인 연료, 증대되는 교통량 등의 글로벌 도시환경, 배출가스와 이산화탄소에 대한 지역적 규제, 도시화와 인구증가와 같은 사회적 트렌드, 내연기관에서 e모빌리티에 이르는 파워트레인의 다양성, 증대되는 애플리케이션과 컴포넌트의 시스템 복잡성 증대 등 5개 부분에 초점을 맞춰 미래 전략을 펼치고 있습니다. 특히, 국가와 지역에 따라 다른 배출 규제와 법규, 그리고 파워트레인의 다양성에 가장 역점을 두고 있습니다. 
잘 아시겠지만, 유럽에서는 OEM이 판매하고 등록되는 모든 차량이 2020년까지 km 당 95 g 이하의 CO2 배출량을 달성해야만 합니다. OEM들 각각은 파워트레인 기술이나 또 모델에 따라 달성 가능한 배출량에서 차이가 납니다. 어떤 OEM은 목표 달성을 위해 50~60%까지 배출량을 개선시켜야 하는 상황입니다.
CO2 배출량을 140 g에서 95 g으로 줄이는 것은 하나의 기술만으로는 불가능합니다. 물론 내연기관이 자동차시장에서 지속적으로 중요한 역할을 담당할 것이지만 전체 차량의 평균적인 배출 목표를 맞추기 위해서는 마이크로, 마일드, 풀 하이브리드 등의 하이브리드 기술, 플러그인 하이브리드와 순수 전기차 등 매우 다양한 기술들을 동원해야 할 것입니다. 출발점은 전통적인 내연기관의 개선과 향상된 후처리 장치의 도입일 것이고, 이후는 드라이브트레인과 트랜스미션의 전기화를 통한 대응일 것입니다.






Q. 한국에서의 상황은.
A. 콘티넨탈의 파워트레인 포트폴리오는 엔진 컨트롤 유닛(ECU), 센서와 액추에이터, 연료펌프, 하이브리드 및 전기 파워트레인 시스템, 트랜스미션 컨트롤 유닛(TCU) 등입니다. 이 각각의 부문에서 세계 1, 2위를 목표로 하고 있으며, 이미 몇개 제품은 1위에 올라 있습니다. 콘티넨탈의 글로벌 매출에서 아시아 지역의 비중은 30% 가량 됩니다. 또 파워트레인은 여기서 상당한 부분을 차지하고 있고, 수요의 증대와 기술의 요구로 실적이 해가 갈수록 증대되는 상황입니다. 
경쟁이란 항상 있을 수밖에 없으며 우리는 마켓 셰어를 지켜내야만 합니다. 콘티넨탈은 시장에서 보쉬, 덴소, 델파이 등의 톱 서플라이어들과 경쟁하고 있고 시장과 기술을 리드하고 있습니다. 한국에서는 현대겚蓚팀湄온?그룹의 계열사들도 경쟁 상대 중 한 곳입니다. 그러나 현대겚蓚팃耽?모든 것을 스스로 하고, 계열사에게 맡길 수만은 없습니다. 경쟁 없는  기술의 발전은 불가능하기 때문이며, 이에 따라 세컨드, 서드 서플라이어가 요구됩니다.
콘티넨탈은 글로벌 서플라이어로서 인하우스 서플라이어들이 볼 수 없는 부분을 내다볼 수 있습니다. 다른 OEM들과의 개발 경험과 노하우를 바탕으로, 또 시스템 솔루션 서플라이어로서 높은 기술과 품질, 저비용의 강점을 한국의 OEM들에게 제공할 수 있습니다.
현대겚蓚팃耽?세계적 메이커로 성장한 것은 단지 물량의 증대로 이룬 것이 아닙니다. 가솔린 직접분사 시스템(GDI), 듀얼 클러치 트랜스미션(DCT), 터보차저 등과 같은 엔진의 효율성을 개선하는 혁신 기술에 대한 강한 욕구와 개발 노력이 있었기 때문입니다. 여기서 콘티넨탈이 기여하고 있으며 동반 성장하고 있습니다.

Q. 사업부 통합은 부정적 의미로 비춰지기도 하는데. 
A. 콘티넨탈은 아시아에서 가솔린과 디젤 사업부를 하나의 비즈니스 유닛으로 통합했습니다. 이는 통합을 통한 기술적 시너지 효과를 창출해 내기 위해서 입니다.
가솔린과 디젤 엔진은 기계적으로, 컴포넌트적으로 상당히 다른 시스템입니다. 예를 들어 다중분사(MPI) 가솔린 엔진, 나아가 GDI 엔진만 해도 연료 압력이 160~200바(bar) 정도의  저압 시스템이지만, 디젤은 1,600, 1,800, 2,000바의 고압 엔진입니다. 그러나 한편으로는 기계와 전자 시스템을 통합한 전체적 엔진 시스템 측면에서 전자제어를 통한 기능과 연료 효율의 향상이란 컨셉은 동일하게 적용됩니다. 관련 소프트웨어의 개발 경험과 노하우를 통한 시스템 성능의 향상은 가솔린과 디젤 모두에서 활용될 수 있습니다.
콘티넨탈은 한국시장에서 디젤 기술을 공급하고 있지 않습니다. 기본적으로 콘티넨탈의 디젤 사업부는 글로벌 시장 환경에 맞춰 유럽시장에 포커스하고 있습니다. 우리의 디젤 기술은 2000년에 지멘스VDO가 세계 최초 피에조 디젤 시스템을 개발했고 현재 유로 6에 대응하는 높은 수준에 올라 있습니다. 또한 콘티넨탈은 새로운 차세대 디젤 엔진 기술을 개발하고 있습니다. 한국의 OEM들은 세계시장을 상대로 가격과 성능 모두에서 경쟁력을 지닌 디젤 차량을 수출해야할 것이고, 콘티넨탈의 기술이 이에 기여할 수 있을 것입니다.



Q. 이번에 소개할 최신 기술들은. 
A. 콘티넨탈은 곧 유로 6 배출 규제에 대응되는 차세대 가솔린 인젝터인 XL 3.1을 출시할 것입니다. 내연기관의 효율성을 높이기 위해서는 극소량의 연료를 분사하는 것과 이를 매우 정밀하게 자동 분사하는 것이 중요합니다. 추가적으로 직접분사 기술을 통해 엔진의 효율성을 크게 높일 수 있습니다.
GDI용 XL 3.1은 전자기 회로 부문에서 괄목한 만한 개선이 있었습니다. 또 분사를 극도로 정밀화하는 분리 전기자(Decoupled Amature) 기술, 스텝 홀과 큰 딤플 노즐 등이 특징입니다. 이같은 혁신을 통해 실린더 내에 200바의 압력으로 연료를 직접 분사합니다. 연소실 내의 냉각효과에 기인한 흡기 효율의 증대, 노킹 예방효과에 기인한 점화시기 조정으로 엔진 출력 향상에 직접적인 효과를 불러옵니다.
압력은 현재 200바이지만 그 이상으로 높아질 것입니다. 그동안 많은 시스템들이 150바에서 작동했지만 250바까지 높아질 것입니다. 

Q. 펌프의 역할은.
A. 연료공급 펌프의 개선으로도 엔진의 효율을 높일 수 있습니다. 자동차에는 연료공급 유닛이 있고 대개 5바 정도의 저압 펌프가 있는데, 콘티넨탈의 차세대 엔진 시스템에 적용되는 GHP2 펌프는 최고 200바의 연료 압력제어를 가능하게 합니다.
고압의 제어를 통해 인젝터에 압력을 더 높여주고, 소량의 자동화된 정밀 분사에 기여합니다. 이 펌프는 에탄올 100% 연료, 주행 중 엔진을 정지하는 스톱&스타트 시스템에도 대응합니다. GHP2 펌프에서 특히 강조하고 싶은 것은 동급 최고의 소음저감 기술이 적용됐다는 점입니다. 경쟁사와 비교할 때 소음도가 3.4 dB 낮습니다. 기계식 펌프의 소음을 줄임으로써 OEM들은 2차적 소음 차단장치를 설치할 필요가 없고, 운전자들은 더 조용한 환경에서 운행할 수 있습니다.

Q. 전자화의 가속에는 어떻게 대응하고 있나.
A. 자동차의 전자화가 가속화하고 전자 시스템의 복잡성이 증가하면서 ISO 26262, AUTOSAR(AUTomotive Open System ARchitecture)와 같은 새로운 표준이 부상하고 있습니다. 특히 ISO 26262는 자동차의 안전에 대한 규정이기 때문에 현재 출시를 준비하는 제품들에 대해 어떻게 해서든 대응시키려 하고 있습니다.
AUTOSAR는 파워트레인 개발 효율화를 위한 하드웨어의 독립성 확보 및 소프트웨어 컴포넌트의 표준화와 시스템 통합 요구에 부응하는 표준입니다. 콘티넨탈의 차세대 ECU 플랫폼인 EMS3(Engine Management System 3)가 바로 AUTOSAR에 대응하는 “PowerSAR(Powertrain implementation of AUTOSAR)” 기반입니다.
오픈 아키텍처의 EMS3는 확장 가능성이 높아 타사의 솔루션, 각각의 OEM 솔루션을 통합할 수 있습니다. 이륜차부터 승용, 상용차는 물론 가솔린 엔진에서부터 디젤, 마이크로, 풀 하이브리드, 플러그인 하이브리드, 전기차 등의 다양한 파워트레인 등 모든 차량에 대한 제어 로직을 공통화해 각 용도별로 필요한 로직을 조합해 사용할 수 있습니다. e호라이즌(eHorizon)과 같은 외부 데이터를 활용한 연비 향상 전략도 통합할 수 있습니다. 32비트 멀티코어 마이크로프로세서를 적용한 EMS3는 성능이 더욱 향상됐고, 기구적으로도 크기와 무게가 줄었습니다.
Q. 한국은 자동 변속기가 우세하고 콘티넨탈은 TCU 부문에서 글로벌 리더인데.
A. 2011년 한 해 동안 콘티넨탈은 1,000만 대가 넘는 TCU를 생산, 출고하며 시장을 리드하고 있습니다. DCT는 2003년 생산을 시작했습니다. 현재 완전한 DCT 기능을 제공하는 유일한 전문회사가 콘티넨탈입니다. 최신의 제품은 스탠드얼론 타입의 콤팩트한 DCT입니다. 제어 전략은 한국의 OEM과 공동 개발했고, 32비트 아키텍처를 기반하는 하드웨어는  ISO 26262에 대응합니다. 
최신 DCT는 크기와 무게가 획기적으로 줄어들었고, 기능에서는 스포티하면서도 부드러운 변속이 강화됐습니다. 토크의 손실 또한 없습니다. 크기와 무게를 줄였기 때문에 연료소모와 배출 측면에서도 6%까지 개선효과를 거두었습니다.


 
Q. 많은 조사기관이 전기 파워트레인 부문의 선두주자로 콘티넨탈을 꼽아왔다.  
A. 콘티넨탈은 꽤 오래 전부터 하이브리드 카와 전기차 등 e모빌리티에 대응해왔습니다. 최초의 적용은 2009년 메르세데스 S클래스 풀 하이브리드였고, 다음해 BMW 7시리즈 액티브 하이브리드에 전기 파워트레인 컴포넌트를 공급하며 경험과 선도적 기술력을 확보하게 됐습니다. 지난해에는 전기 드라이브트레인을 개발해 르노의 캉구와 플루언스 등의 모델에 모터, 기어박스, 파워일렉트로닉스, 전용 휠 등을 공급했습니다. 캉구, 플루언스 등에는 희토류를 사용하지 않는 모터가 공급됐는데, 이 모터는 인버터와 컨버터를 통합하는 모듈 기술의 발전으로 1세대 모터보다 크기가 약 30% 줄었습니다. 
전기차 보급을 강력히 장려하고 있는 중국에서는 전기 모터, 스타터 제너레이터(SSG) 등을 생산하고 있으며, 지난해엔 모 OEM의 전기차 개발 프로젝트를 수주하기도 했습니다. 이 프로젝트에는 포드, 르노삼성 등과의 전기차 개발 경험과 노하우가 활용될 것입니다. 콘티넨탈은 배터리 시스템 사업도 하고 있습니다. 메르세데스 S클래스 등에 배터리 팩을 공급하고 있으며, 향후 한국의 SK이노베이션과의 합작법인을 통해 더욱 집중할 방침입니다.


 

콘티넨탈, 포드에 터보차저 공급
콘티넨탈은 포드의 신형 엔진 플랫폼에 혁신적 터보차저를 공급했다. 포드의 3기통 GDI 엔진은 1리터만으로 74~88 kW의 출력을 낸다. 엔진은 올해 포드 포커스(Focus)에 장착되고,  C-맥스와 B-맥스에도 장착된다.
양사의 성공적 협업의 결과 소형 엔진이 지닌 특정 기술문제가 해결됐다. 터보차저 시스템의 열역학이 최적화되면서 컴프레서와 터빈 스테이지 간에 최상의 조화와 균형이 이뤄졌다. 엔진의 요건을 맞추기 위해 날의 기하학적 구조가 특별히 개선됐다. 터보차저의 직경 38 mm 터빈은 배기가스의 이동으로 분당 최대 24만 번 회전(초당 4,000번 회전)하며, 온도는 1,050도에 달한다.
엔진 출력이 높아지면서 압력이 급속히 증가하는 것을 방지하기 위해 웨이스트 게이트 밸브(배기 바이패스 밸브)가 배기가스를 터빈으로 지나가게 한다. 컴프레서 쪽에서는 컴프레서 바이패스 밸브가 있어 이미 압축된 공기가 스로틀이 닫힐 때 컴프레서 하우징으로 되돌아가는 것을 막아준다. 이 안전장치는 터보차저에 손상을 가할 수 있는 컴프레서 서지를 막아준다.
완전 자동 조립은 최상의 품질을 보장할 뿐만 아니라 비용 절감 효과도 제공한다. 이는 포드가 계획하는 3기통 엔진의 규모를 고려할 때 중요한 사항이다.

TCU 1,000만 대 생산 돌파
콘티넨탈은 2011년 한 해 동안 유럽, 아시아, 북미에 위치한 콘티넨탈 생산공장에서 1,000만 대가 넘는 자동 변속기 제어기(TCU)를 생산, 출고했다. 이같은 성과의 원동력은 자동 변속기 차량이 매년 두 자릿수 성장세를 보이는 등 효율성 높은 자동 변속기에 대한 수요가 전 세계적으로 증가한 데 있다. 
콘티넨탈의 TCU 포트폴리오는 유단 자동 변속기를 비롯해 자동화된 수동 변속기, 무단변속기(CVT), 듀얼 클러치 변속기(DCT), 사륜 구동 시스템용 TCU 등이다. 자동 변속기는 미국시장이 지배적이고, 일본과 중국 시장이 늘어가는 추세이다. 미국 및 한국 시장은 고단(6단 혹은 7단) 자동 변속기가 우세하고, 일본에서는 상당 부분을 무단변속기(CVT)가 차지하고 있다. 유럽은 연료 소비량 향상과 CO2 배출 감소를 위해 DCT 장착이 증가하는 추세다.
콘티넨탈은 고객의 요구에 따라 전자회로를 전형적 회로기판이나 후막기판 또는 LTCC 세라믹 기판에 부착하고 있다. 새로운 베어다이(bare-die) 초고밀도집적회로 기술은 TCU의 기능 확대 및 통합의 가능성을 열었을 뿐만 아니라, 성능과 효율을 향상시키는 새로운 기회를 제공한다. 자동 변속기 개발 방향은 CO2 배출 저감, 경량화, 최적화이고, 이를 위해 기어 변속의 고단화 및 최적화, 마찰 손실의 최소화, 밸브 및 모터의 에너지 소비량 최적화 등의 기술이 적용되고 있다.
콘티넨탈 오토모티브 파워트레인 사업본부
콘티넨탈의 두 개 그룹 중 하나인 오토모티브 그룹은 섀시 안전 사업본부(2011년 매출 약 65억 유로, 종업원 3만 3,000명), 파워트레인 사업본부(2011년 매출 약 58억 유로, 종업원 3만 1,000명), 인테리어 사업본부(2011년 매출 약 61억 유로, 종업원 3만 2,000명)의 3개 사업본부로 구성돼 있다. 2011년에 약 185억 유로의 매출을 달성했다. 오토모티브 그룹은 전 세계 170곳 이상에 진출해 있다. 파워트레인 사업본부는 차량 파워트레인에 혁신적이고 효율적인 시스템 솔루션을 통합한다. 이 사업본부의 포괄적인 제품 범위에는 센서 및 액추에이터를 포함한 가솔린 및 디젤 인젝션 시스템, 엔진 제어장치, 트랜스미션 제어장치, 연료 공급 시스템과 하이브리드 및 전기 드라이브 시스템 및 구성부품이 포함된다.

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