본문내용
1. 미래 자동차 기술
1.1. 전기 자동차
1.1.1. 전기 자동차의 정의 및 특징
전기 자동차는 전기 공급원으로부터 충전받은 전기에너지를 동력원으로 사용하는 자동차이다. 기존의 내연기관으로 작동하는 일반적인 자동차와는 달리 매연을 배출하지 않아 친환경차로 분류된다. 대표적인 전기 자동차 업체로 테슬라가 있으며 국내 현대자동차, 기아에서도 전기차 출시에 노력하고 있다. 자동차 업체 뿐만 아니라 IT업체에서도 전기차에 관심을 가지고있다. 대표적으로 Apple의 Apple Car, SONY의 vision-s가 있다. 특히 중국의 전기자동차 시장은 현재 세계 최대의 규모인데 전기차 생산량 1위를 차지하고 있다.
1.1.2. 전기 자동차 기술의 발전
전기 자동차 기술의 발전은 충전 기술, 배터리 기술, 모터 기술 등 다양한 분야에서 이루어지고 있다. 먼저 충전 기술의 경우 유선충전, 무선충전, 배터리 교환 등의 방식이 개발되고 있다. 유선충전은 전기 자동차에 연결된 케이블을 통해 전기를 공급하는 방식이며, 무선충전은 차량과 충전소 간 자기유도 방식으로 전력을 전달하는 기술이다. 배터리 교환 방식은 방전된 배터리를 새 배터리로 교체하는 방식으로, 충전 시간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.
배터리 기술 측면에서는 에너지 밀도 및 출력 밀도 향상, 충전 속도 향상, 수명 연장 등이 이루어지고 있다. 특히 리튬이온 배터리의 지속적인 성능 개선과 더불어 차세대 배터리 기술로 리튬황, 리튬공기, 고체전해질 배터리 등이 연구되고 있다. 이러한 배터리 기술 발전으로 전기 자동차의 주행거리가 늘어나고 충전 시간이 단축되는 등 사용자 편의성이 향상되고 있다.
모터 기술 측면에서는 영구자석 모터, 유도 모터, 릴럭턴스 모터 등 다양한 모터 타입이 개발되고 있다. 영구자석 모터는 고효율과 고출력의 장점이 있으나 희토류 원료 수급의 어려움이 있다. 유도 모터는 구조가 간단하고 신뢰성이 높으며, 릴럭턴스 모터는 구조가 단순하고 희토류 원료가 필요 없어 제조 비용 절감이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 모터 기술 발전으로 전기 자동차의 주행성능과 효율성이 개선되고 있다.
최근에는 급속충전, 차량 대 그리드(V2G) 기술 등 전기 자동차 시스템 기술도 발전하고 있다. 급속충전 기술을 통해 10분 내외의 짧은 시간에 배터리를 80% 이상 충전할 수 있게 되었다. 차량 대 그리드 기술은 전기 자동차의 배터리를 이용하여 전력망에 전기를 공급할 수 있는 기술로, 전력 공급의 안정성을 높일 수 있다.
이처럼 전기 자동차 기술은 충전, 배터리, 모터 등 핵심 부품 기술과 시스템 기술이 지속적으로 발전하면서 주행거리 확대, 충전 시간 단축, 효율성 향상 등 전반적인 성능 향상이 이루어지고 있다.
1.1.3. 전기 자동차 시장 전망
전기 자동차 시장 전망은 매우 밝다. 블룸버그통신에 따르면 2036년 쯤에는 전기차 판매가 내연차 판매를 앞지를 것으로 전망되고 있다. 미국도 2021년에 기존의 빅3 내연기관 자동차 회사들이 2030년에는 신차 절반을 전기차로 생산하도록 하여 전기차로의 전환은 피할 수 없는 시대적 흐름이 되었다.
특히 중국의 전기자동차 시장은 현재 세계 최대의 규모인데 전기차 생산량 1위를 차지하고 있다. 또한 자동차 업체 뿐만 아니라 IT업체에서도 전기차에 관심을 가지고있는데 대표적으로 Apple의 Apple Car, SONNY의 vision-s가 있다.
전기차와 관련한 다양한 기술들이 발전하고 있는데 충전 방법에 따라 전차선 급전, 비접촉 급전 하이브리드, 수소 연료장치 급전, 태양전지 급전, 축전지 급전 등 다양한 충전 방식이 등장하고 있다.
하지만 전기차에는 화재의 위험성 등 논란거리도 꽤 있는 편이다. 리튬이온 배터리 탑재한 자동차의 경우 더 빠르고 강하게 타오르며 무조건 전소되기 때문에 더 위험하다는 주장이 있다. 충전 인프라 확대, 전기차 가격의 안정화, 배터리 발전 등 여러 과제가 있지만 전기차 시장은 지속적으로 성장할 것으로 예상된다.
1.2. 자율주행 자동차
1.2.1. 자율주행 자동차의 개념
자율주행 자동차는 운전자 또는 승객의 조작 없이 자동차 스스로 운행이 가능한 자동차를 말한다. 이는 기존의 자동차와 달리 운전자의 개입 없이도 목적지까지 주행할 수 있는 첨단 기술의 집합체이다. 자율주행 자동차는 운전자의 개입이 전혀 필요 없는 완전한 자율주행 기능을 갖추며, 첨단 센서와 카메라, 레이더 등을 활용하여 주변 환경을 인식하고 판단하여 스스로 운전한다. 이러한 자율주행 기능은 운전자의 편의성과 안전성을 향상시키며, 교통 체증 해소 및 환경 문제 개선 등 사회적 측면에서도 많은 이점을 제공할 것으로 기대되고 있다. 자율주행 기술은 현재 여러 자동차 업체와 IT 기업, 연구 기관 등에서 활발하게 개발되고 있으며, 향후 단계적으로 발전하여 완전한 자율주행 기능을 갖춘 자동차의 상용화가 이루어질 것으로 예상된다.
1.2.2. 자율주행 자동차 기술의 발전 단계
자율주행 자동차 기술의 발전 단계는 총 6단계로 구성된다. 0단계부터 5단계까지 단계별로 발전하고 있다.
0단계는 운전자 지원 기술로, 차선이탈 경보 기능, 크루즈 컨트롤 기능 등이 해당된다. 운전자가 주행을 주도하고 자동차 시스템이 보조하는 수준이다.
1단계는 부분 자율주행으로, 차량이 특정 상황에서 자동으로 제동, 가속, 조향을 수행할 수 있지만 운전자가 주행을 책임진다. 대표적으로 테슬라의 오토파일럿 기능이 이 단계에 속한다.
2단계는 조건부 자율주행으로, 특정 조건에서 자동차가 자율적으로 주행이 가능하지만 운전자가 시스템을 감시하고 있어야 한다. 웨이모가 3단계에 해당하는 기술을 개발 중이다.
3단계는 조건적 자율주행으로, 자동차가 특정 환경에서 완전 자율주행을 가능하게 하지만 위험 상황 발생 시 운전자의 개입이 필요하다. 올해 현대자동차에서 EV9, G90 모델에 이러한 기능을 탑재할 예정이다.
4단계는 완전 자율주행으로, 운전자의 개입 없이 자동차가 모든 상황에서 자율적으로 주행이 가능하다. 주행 시 탑승자는 휴식을...
