고효율 차세대 파워트레인 2025년 출시독일의 자동차 부품사인 ZF가 승용차 및 소형 상용차의 차세대 전동 모델에 탑재하는 전동 드라이브 시스템의 개요를 발표했다.
ZF는 대표적인 메가 서플라이어로, 전 세계 31개국, 188개의 사무소를 운영하고 있으며 현재는 파워트레인과 드라이브트레인, 그리고 주행 보조 시스템 등 자동차 기술을 이끌고 있는 부품사 가운데 하나다. 2021년도 매출은 383억 유로에 이른다.



ZF가 이번에 발표한 승용차•소형 상용차용 전동 드라이브 시스템은 '효율', '성능', '비용'이라는 3가지 요소를 실현한 제품이다. 주요 구성 요소는 전동 모터, 파워 일렉트로닉스 (전자 제어 유닛), 리덕션 기어, 소프트웨어의 4가지 부분으로 이뤄진다. 개개의 요소는 모두 높은 기술 수준을 달성하고 있으며, 이를 통해 시스템 전체의 뛰어난 출력 밀도와 에너지 효율을 실현하고 있다.


게다가 각 요소는 모듈형 컨셉으로 개발되고 있기 때문에 모터와 파워 일렉트로닉스 각각을 별도로 판매하는 것도 가능하다. 전동 드라이브의 시스템은 2025년 이후부터 판매될 예정이지만, 구성품의 경우 전체 시스템보다 빠른 시기에 양산을 시작할 계획이다.


고효율화는 물론 확장성도 중시
앞서 설명한 것과 같이 새로운 전동 드라이브 시스템은 전동 모터, 파워 일렉트로닉스, 리덕션 기어로 구성된다. 컴팩트한 설계를 통해 차량에 용이하게 탑재할 수 있는 것도 장점이다.


전동 모터 또한 새로운 냉각 시스템과 소형화를 통해 헤드 부분의 부피를 약 50% 줄였다. 파워 유닛과 차축을 연결하는 감속 장치에는 AT의 노하우를 살려 유성 기어를 적용했으며, 디퍼렌셜 기어와 같은 차동 기능도 갖게 된 만큼 유닛 전체를 소형화할 수 있다고 한다.



ZF에서 전기 구동 시스템 개발을 담당하는 오트만 샤러는 "정교한 인터페이스 구조로 인해 매우 콤팩트한 디자인과 시스템 그리고 구성 요소를 각각 조정할 수 있다. 또한 해당 디자인은 매우 높은 구조적 강성과 정숙성을 발휘한다"라고 설명했다.


ZF의 e-드라이브 시스템은 2025년 시장에 출시될 예정으로 개별 구성 요소의 경우 이보다 일찍 생산에 돌입한다. 전력 장치는 구성 요소 간 균일성과 높은 유연성을 유지하고 인버터는 별도의 전력 반도체로 제작된다. 또한 신규 전기 모터는 현재 시장에서 사용되는 기술에 비해 전력 밀도를 한 단계 높인 것으로 전해졌다.


다양한 시스템적 혁신을 통해 ZF는 전기 모터의 경우 동일한 무게와 공간에서 성능을 크게 향상시켰다고 밝혔다. 또 모터 출력은 최대 85%까지 증가되고 기존 유성 기어박스에 대한 노하우를 바탕으로 신규 동축 감속 기어박스를 도입했다고 덧붙였다.



이 밖에 연료전지로 구동되는 전기 드라이브에서 핵심적인 역할을 담당하는 고전압 컨버터의 경우 승용 및 상용차를 목적으로 개발된 파워 일렉트릭 플랫폼의 신규 고전압 컨버터를 통해 효율성 측면에서 개선이 이뤄졌다고 밝혔다.


공급업체에 요구되는 변화에 대한 적합성
어느 시대건 기술의 진화는 업계의 판도를 바꾸는 중요한 부분이다. 자동차 업계에서는 EV가 보급됨으로써 부품 수가 줄어들고, 필요한 자원이 변화하면서 소프트웨어 기술의 중요성이 증가하고 있다. 피라미드형의 산업구조 속에서 완성차 메이커의 요구에 부응하며 성장해 온 각 부품 메이커에 있어서는 이러한 변화를 ‘선취’하는 것이 쉽지 않을 것이다.


이번 ZF가 발표한 전동 드라이브 시스템은 현재 상황에서는 기술 정보밖에 없고 사업성은 미지수다. 그러나 전동화의 트렌드를 배경으로 모듈화를 추진하고 시스템을 '단품 판매'도 할 수 있는 플랫폼으로 내세운 점은 주목할 만하다.



게다가 이러한 비즈니스 형태는 완성차 메이커가 개별적으로 요구하는 사항에도 충분히 대응할 수 있다는 점에서 흥미롭다. 요구사항에 따라 별도로 개발해야하는 제품이 아에 따라 개별적으로 제품을 개발하는 것보다 저렴하고 짧은 납기 일정으로 대응할 수 있다. 모빌리티가 다양화하는 지금의 시대에도 적합한 방식이다.


ZF는 기존과 같은 피라미드 형태의 자동차 산업 구조 뿐만 아니라 새롭게 시장에 진입하는 제조사들 모두를 위한 형태의 제품군을 새롭게 선보였다. 각 공급업체의 새로운 기술 정보와 뿐만 아니라, 비즈니스 형태의 변화도 주의깊게 살펴 볼 필요가 있다.

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