지능형 주택, 지능형 전력망, 지능형 이동성, 지능형 도시 등은 정보통신, 건축 시공 및 관리, 전기/전자, 기계 기술 등 어느 한 가지 특정 기술로는 달성될 수 없다. 스마트 시대로의 진입이 점차 빨라지면서 자동차에도 이동만을 목적으로 하는 기술이 아닌 융합 기반 기술이란 새 패러다임이 제시되고 있다.

미래는 새로운 개념의 차를 원한다. 예를 들어 전기자동차는 자원의 효율적인 활용, 주행 중 배출되는 이산화탄소의 최소화, 국가 에너지 전략 및 안보 측면에서 긍정적 영향을 미칠 수 있기 때문에 지난 수년 동안 신재생에너지, 지능형 전력망(Smart Grid), 배터리 기술 등의 첨단기술, 다른 산업과의 융합이 기대되며 발전해 가고 있다.

기존의 내연기관 차량은 비교적 공간과 공간을 이어주는 이동수단으로서의 근본적 역할을 수행하는데 집중했다. 그러나 자동차는 전기차처럼 공간과 공간을 이어주는 일차적 목적 외의, 예를 들어 다임러의 스마트포투(Smart fotwo) EV 모델이 약 40 kW의 대용량 전력 저장장치 역할을 수행할 수 있듯이 또 다른 관점에서 활용되는 개념으로 발전하고 있다. 선진국은 실제 이에 대한 접근을 시도하고 있다.
 


4가지의 미래

정보통신 기술과 자동차 기술, 예를 들어 운전자 또는 동승자의 안락과 편의를 위한 각종 장치 및 차량 안전 기술은 수년 전부터 다양한 방법과 기술 융합을 통해 눈부신 발전을 거듭하고 있다. 

이와 관련 다임러의 이사회 임원이자 연구개발 책임인 토마스 베버(Thomas Weber)의 말을 빌리자면, 메르세데스 벤츠는 다음과 같은 네 가지 사안을 미래 자동차의 핵심 가치로 여기고 있다.



첫째, 자동화(Automatization) 측면에서 차량에 통합된 자체 기술만 보면, 헤드업 디스플레이(HUD), 지능형 인포테인먼트(Smart Infortainment) 시스템, 인공위성 기반의 고성능 내비게이션(Advanced Navigation System) 등과 같이 일차적인 사용자 편의 측면에서 자동화가 진행되고 있다. 또한 융합 기술, 전기차 시대 도래와 관련된 다양한 모니터링 및 시스템 운용 사업에서 차량과 인프라, 사람 간의 정보 교환을 기반으로 하는 또 다른 자동화 기술이 개발되고 있다. 

둘째는 네트워크(Network)와 커뮤니케이션(Communication)이다. 라스베가스 CES (Consumer Electronic Show)에서는 현재를 사는 사람을 ‘digital natives’라 정의하고, 이들이 영위하고 있는 세계를 ‘digital lifestyle’이라고 명명했다. 이와 관련해 다임러의 디터 제체(Dieter Zetsche) 회장은 ‘자동차 독립 선언문(automobile Unabhaengikeitser klaerung)’을 발표하며, 스마트폰이나 태블릿 PC 등을 이용해 차량을 원격 제어하거나 차량과의 커뮤니케이션, 인터페이스 강화로 잠재적 기술 혁신을 이끌어내겠다고 했다. 지금까지 차는 운전자와 1:1로 정보를 주고받아 제어했지만, 다가올 시대에는 다수 대 1, 또는 1 대 다수의 정보 교환과 정보의 구체화를 통해 제어될 것이다.

세 번째는 파워트레인의 전동화다. 전 세계는 이미 오래 전부터 가솔린, 디젤 엔진 또는 천연가스 엔진을 대체하기 위해 하이브리드 카, 플러그인 하이브리드, 순수 전기차, 수소 연료전지차 등 차세대 동력전달기관에 대한 기술을 꾸준히 개발해 왔다. 기술의 한계와 기존 내연기관 대비 비용 효율성으로 인해 이들 파워트레인이 크게 각광받지는 못했지만, 최근 전 세계가 강력한 친환경 정책을 펼침으로 인해 특히 독일은 재차 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

네 번째는 연계통합이다. 독일에서 자동차는 비단 이동성, 이동수단(Mobility)의 범위에 대한 연구개발뿐만 아니라 친환경 성장에 초점을 맞춘 신재생에너지를 이용한 전력 발전, 정보통신 기술 융합을 통한 지능형 전력망, 지능형 도시(Smart City) 구축 및 연계 등에 주안점을 둔 정부 정책에 함께 포함되고 있다.

이제 기술은 더 이상 한 가지 분야에만 국한되지 않는다. 가치 공학(Value engineering)이나 경제학적 측면에서도 새로 개발된 기술은 전혀 다른 분야의 기술과 접목되거나 상호 보완이 가능한 또 다른 분야의 기술과 융합을 통해 다양한 분야에서 유사 기능을 수행하거나 새로운 가치를 창출해 낼 수 있다.

하이브리드 국가와 자동차

필자가 독일에서 학업을 시작할 무렵만 해도 ‘지속가능한 발전’, ‘지속가능한 기술’ 등 ‘지속가능성(Sustainability)’에 기반한 기술, 경제, 사회구조가 포커스 돼 모든 것이 전개돼 왔다. 그런데 불과 몇 년 전부터 정보통신 기술의 획기적인 발전과 신재생에너지를 비롯한 에너지, 환경 보호가 크게 부각되면서 이들이 서로 융합된, 소위 ‘스마트(Smart)’ 기술이 각광을 받기 시작했다. 급변하는 유가와 국가 에너지 안보, 환경에 대한 인식이 높아지면서 미래 지향적 기술들은 앞서 언급한 다양한 기술들이 서로 융합 적용돼 현실화되고 있다. 

독일은 첨단기술 개발에서 세계 최고의 수준에 있고, 기술력이나 이에 대한 응용력 역시 세계적으로도 가장 빠른 편에 속하지만 이러한 기술의 광범위한 적용까지 소요되는 시간은 상당히 오래 걸리는 편이다. 그러나 전기차와 지능형 전력망의 경우에는 매우 이례적으로 독일연방 정부의 지원 속에 신속히 전개되고 있다. 

예를 들어, 독일연방 교통건설부(BMVBS)는 건설 분야에 적용 가능한 이니셔티브(Initiative) 프로젝트인 ‘미래형 건축(Zukunft Bau)’에 대한 지원을 결정했는데, 이 이니셔티브에는 다음과 같은 연구 클러스터를 바탕으로 전기차를 포함한 다양한 연구 개발을 진행하고 있다.

- 지속가능한 건축과 건축의 질(質)
- 건축 분야에의 에너지 효율, 신재생에너지
- 건축물 및 부속 기술들의 최신화
- 건축 분야에서의 새로운 Concept/ Prototype 개발(Zero-emission House, Efficiency House 등)
- 새로운 건축 재료 및 시공기술

 스마트 폰의 응용 프로그램을 기반으로 지능형 주택(Smart House)을 제어 및 관리하고, 지능형 주택과 지능형 전력망과의 상호 정보 교환을 통해 지능형 전력망을 고도화 하며, 지능형 전력망으로 구성된 지능형 도시(Smart City)를 구축한다. 그리고 이들은 교통의 피드백으로 이뤄진 스마트 모빌리티(smart mobility)와도 통합된다. 이것은 더 이상 정보통신 기술, 건축 시공이나 관리 기술, 전기/전자 기술 또는 기계 기술 등 한 가지 특정 기술로는 달성할 수 없는 것이다.

그림 1은 전기차가 포함된 ‘Efficiency House’의 기본 컨셉이다. 그림 2는 Efficiency House의 기술적 컨셉을 나타낸다.
스마트 시대로의 진입이 점차 빨라지면서 이동 목적을 위한 차량 기술은 점점 그 의미를 잃어가고 있다. 대신 융합기술 적용 기반의 다목적 차량의 패러다임이 제시되고 있다.

스마트폰과 연동을 통한 차량의 점검은 물론이거니와 인공위성과 연결된 차량 위치 및 운행 효율 증진과 같은 일차적, 단편적인 운영효율 향상뿐만 아니라, (전기차의 경우) 차량 배터리의 역할 다변화, 최종 소비자의 차량 사용 패턴에 대응된 스마트그리드와의 전력 정보 공유 등의 주거 기술, 차량 기술, 에너지 관리 기술들이 융합된 하이브리드 시스템, 하이브리드 국가(Hybrid Nation)가 도래하고 있다.

 

AEM_Automotive Electronics Magazine