기술적 제약에도 불구하고 온라인 서비스의 활용을 통해 머지않아 일상생활에 적합한 배터리 전기차가 만들어질 것이다. 안드로이드와 같은 플랫폼은 자동차에서 중대한 문제들을 해결하는데 사용될 수 있고, 이같은 플랫폼들은 미래에 시장을 선도할 것이다. 

글│스테판 송크 티에보(Stefaan Sonck Thiebaut) 박사, 오픈시너지
역│최주희 주임, MDS테크놀로지 MS사업팀

많은 자동차 운전자들이 배터리 전기차(Battery Electric Vehicles)의 시장 출시를 기대하고 있다. 그러나 제한된 배터리 지속시간과 긴 충전 시간은 여전히 이 차가 넘어야 할 큰 장벽이다. 또 시장 출시 이후에도 1세대 전기차들은 신뢰할 수 있는 에너지 관리 시스템이 요구되고 있다.
전기차들은 우선 모든 충전소가 이용 가능한지 모니터링 하고, 사용자들이 충전소를 어떻게 찾을 수 있는지에 대한 답안을 제시해야만 한다. 에너지 관리 시스템은 얼마만큼 전력이 남아 있는지를 모바일 폰을 통해 운전자에게 보여주고, 출발하기에 앞서 원격으로 배터리를 충전할 수 있도록 하거나 주차된 차에 히터를 켤 수 있도록 해야할 것이다. 이렇게 되기 위해서는 자동차는 언제나 온라인 상태에 있어야만 한다.
현재의 가능한 기술만으로도 이미 이같은 기능의 구현은 가능하며, 관련 솔루션으로 기업들은 전기차 시장에서 매우 광범위한 기회를 얻을 수 있다.

다양한 제품들의 준비
지구온난화에 대한 걱정 때문에 더욱 많은 사용자들이 배터리 전기차에 대해 관심을 갖게 되었다. 또한 거의 모든 자동차 제조사들이 전기차를 개발하고 있다. 파일럿 프로젝트의 범위는 소형 시티카(City car)에서 패밀리 카(Family car) 또는 고급 스포츠카에 이르기까지 매우 다양하다. 첫 모델은 이미 거리를 활보하고 있고, 소비자들의 관심 또한 고조되고 있다. 예를 들어 독일의 여러 도시에는 이미 많은 충전소들이 구축됐고 운전자들은 새로운 전기차의 출시를 기다리고 있다.

관리가 요구되는 배터리
그러나 전기차가 상품성을 제대로 갖추고 출시되기 위해서는 긴 충전시간과 높은 가격, 적은 배터리 용량 등 극복해야 할 장벽들이 많이 있다. 완전히 충전된 배터리는 겨우 200 km 정도의 거리만큼만 운행을 허용하고 있다. 게다가 주행거리는 강렬한 햇빛, 배터리의 수명, 히터나 에어컨 작동의 유무와 같은 다른 요소에도 크게 영향을 받는다. 그러나 가장 큰 난점은 적재적소에 배치된 충전소 네트워크의 문제다.
주차장이나 차고에서 충전이 가능하다고 해도 전기차와 관련된 새로운 시장 창출은 얼마든지 할 수 있다. 예를 들어 출발 전의 긴 충전시간은 곧 대기 시간을 의미하는데, 충전소의 가용 여부는 사용자들의 전기차 선택에 큰 영향을 미칠 것이다. 다시 말해 향상된 에너지 관리 시스템이 전기차의 실용화에 필수적이라는 것이다.
에너지 관리 시스템은 운전자가 차에 있지 않더라도 운전자에게 배터리 상태를 알려주고, 충전 네트워크 혹은 배터리 교환소의 정보를 지속적으로 제공하는 시스템을 말한다. 배터리는 장기간 운전하지 않는 경우 방전될 수 있고, 강한 햇빛에 노출될 경우에도 그 정도가 더 심화될 수 있다.
운전자들은 에너지 관리 시스템을 통해 배터리의 양과 충전소의 위치 및 가용 정보를 활용해 충전계획을 수립할 수 있다. 에너지 관리 시스템은 충전소들의 최신 정보를 제공하고, 자동차 배터리의 파워 레벨을 알려주는 유일한 방법이다.
예를 들면 운전자가 갑자기 차를 사용해야 하는 경우, 즉시 최대한 빨리 충전하라는 명령을 모바일 폰을 통해 차에 보낼 수 있어야만 한다. 겨울철에 자동차를 따뜻하게 덥히기 위해 모바일 폰을 이용해 명령을 보내는 것은 여러 이점 중 하나일 것이다. 매우 추운 날 장기 주차 후에도 다시 차와 배터리의 온도를 높이기 위해 많은 전력이 요구될 것이다. 따라서 운행이나 충전 이전에 히터를 켜거나 에어컨을 가동하는 것은 매우 중요한 문제다. 이를 위해 전기차는 언제나 온라인 상태에 있어야만 한다.



헤드유닛의 조건
그림 1은 에너지 관리 시스템이 차 안이나 밖에 있는 운전자와 자동차 시스템, 에너지 관리 기능들과 지속적인 커뮤니케이션을 필요로 한다는 것을 말한다. 가장 좋은 방법은 자동차의 헤드유닛에서 다른 인포테인먼트(Infotainment) 기능들과 함께 시스템이 통합되는 것이다. 전기차와 관련된 서비스 공급자와 새로운 비즈니스 모델들은 점차 구체화되고 있다. 또 이들 모두는 차에 빌트인 된 Online 헤드유닛을 통해 운전자와 자동차가 상호작용하는 것을 기대하고 있다.
예를 들어 전기차 서비스 공급자들 중에는 “Better Place”란 기업이 있다. Better place는 운전자들의 배터리 충전시간을 절약해 주기 위해 배터리를 교환하는 교환소 네트워크를 구축하는 회사다. 이 아이디어를 실천으로 옮기자면 “Better Place”는 헤드유닛으로부터 배터리에 대한 정보를 얻은 후 운전자들의 여행 계획에 Better Place 교환소가 포함되도록 해야만 한다. 에너지 공급자들은 특화된 서비스를 제공하고 그들의 충전소를 고객들에게 직접 제안하고자 한다.
동시에 운전자들은 그들이 PC 또는 모바일 폰을 통해 이미 친숙한 애플리케이션을 자동차에도 설치하려고 할 것이고, 자동차 제조사들은 고객들이 사용할 소프트웨어를 설치 할 수 있도록 해 제품의 가치를 향상시키려 노력하고 있다.
즉, 모든 이해 당사자들이 전기차의 Online 헤드유닛 활용에 지대한 관심을 갖고 있다.

안드로이드, 아이폰과 앱
이동전화의 세계에서 전화는 애플리케이션 사용을 위한 오픈 플랫폼으로 진화하고 있다. 구글의 안드로이드나 애플의 iOS와 같은 성공적인 플랫폼은 다음과 같은 3가지 특징을 갖고 있다.

- 이식성이 용이한 구동환경을 지니고 있고 다양한 임베디드 장치에서 구동이 가능하다.
- 앱 스토어를 통해 사용자들이 자신의 기기에 무한대의 새로운 기능들을 사용할 수 있게 제공한다.
- 앱 스토어와 함께 SDK(Software Development Kit)를 제공해 전체 에코 시스템에서 애플리케이션 개발자를 지원한다.

그리고 이러한 특징들은 항상 Online 상태인 전기차의 헤드유닛에 매우 적합하다.
두 플랫폼은 모바일 산업에 의해 등장했으며 큰 시장을 구축하고 있다. 이미 이들 플랫폼은 online 환경에서 애플리케이션 기능, 인터넷을 통한 원격 서비스 커뮤니케이션, 로컬 정보 접근과 같은 수많은 요구사항들에 대처해 왔으며, 에너지 효율도 매우 높다.
명확한 유저 인터페이스(Clean app interface)는 전기차와 상호작용하고자 하는 이해당사자들의 애플리케이션을 하나의 헤드유닛에 설치될 수 있도록 허용한다. 자동차 제조사는 특화된 자동차 서비스들을 제공할 수 있고, 에너지 제공자는 충전소 또는 배터리 교환소를 쉽게 찾을 수 있게 하는 애플리케이션을 제공할 수 있다. 마지막으로 자동차 시스템과 모바일 기기의 호환성은 모바일 폰에서 차량용 애플리케이션들을 설치 가능하도록 할 수 있다.
운전자는 유사한 사용자 인터페이스를 특징으로 하는 각 디바이스에서 배터리 상태를 확인하거나 급속 충전할 수 있다.

안드로이드의 안전한 통합
자동차에 안드로이드와 같은 플랫폼을 결합하는 것은 새로운 기술적 도전이다.

- 현재 애플리케이션 인터페이스는 자동차의 속도, 배터리 충전상태 등을 추적할 수 있도록 자동차 산업에 특화된 인터페이스를 포함하도록 확장돼야 한다.
- 기존 앱들은 모바일 폰의 터치스크린에 최적화 돼 있다. 자동차 제조업체들은 음성 구동과 같은 두 환경의 다리 역할을 해 줄 수 있는 새로운 사용자 인터페이스를 선호한다.
- 안드로이드 기기들은 예를 들면 빠른 부팅타임(Fast Start-up time)과 낮은 대기전력 소비와 같은 자동차의 요구사항에 대처할 필요가 있다. 기존의 소비가전 기기들은 요구사항을 만족하지 못한다.
- 신뢰할 수 있는 애플리케이션들만이 차량 시스템을 작동할 수 있어야 한다.
- 애플리케이션을 실행하는 장치들은 외부와 차량 시스템의 사이를 연결하는 가교다. 안드로이드 플랫폼이 외부 영향으로 공격을 받더라도 차량 시스템은 절대 방해받아서는 안된다.

가상화 기술 접목해 안드로이드를 통합
오픈시너지의 핵심 솔루션 COQOS는 차량에 안드로이드와 같은 플랫폼을 통합하는 기능을 제공한다.
이 소프트웨어 플랫폼은 하드웨어에서 직접 동작하는 micro kernel 기반의 매우 작은 OS를 포함하고 있다. COQOS는 다른 기능들이 서로 방해할 수 없는 방법으로 파티션 돼 있다. 그 결과 한쪽 파티션에 설치된 소프트웨어는 오직 해당 파티션에 할당된 메모리, 프로세서, 그리고 주변 자원들에 접근할 수 있다. 가상화된 시스템 디자인에 의해 상호 간섭은 배제된다. 가상화는 안드로이드가 Micro kernel 상에서 파티션으로서 직접 동작할 수 있도록 설계된다. 가상화는 다음과 같은 내용을 가능하게 한다.

- 실행되는 안드로이드 애플리케이션은 자동차의 요구사항에 만족한다.
- 안드로이드 플랫폼이 공격받았을 경우에도 차량 시스템 개입은 방지된다.
- 상이한 요구사항이 존재하는 서로 다른 기술 분야의 시스템들이 독립적으로 동작한다.

결론
기술적 제약에도 불구하고 Online 서비스의 활용을 통해 머지않아 일상생활에 적합한 배터리 전기차가 탄생될 것이다. 안드로이드와 같은 플랫폼은 자동차에서 중대한 문제들을 해결하기 위해 사용될 것이고, 이 플랫폼들은 미래의 시장을 선도할 것이다. COQOS 가상화 솔루션은 이미 추가적인 하드웨어 비용의 발생 없이 안드로이드를 빠르고 안전하게 자동차 시장에 통합시키고 있다.

AEM_Automotive Electronics Magazine