수소연료 전지차의 일본 자동차업체 개발동향
작성자 : nhk2050 분류 : 연구개발 | IT 작성일 : 2018.02.23 10:31:44 조회 : 727 키워드 : 4차산업혁명,차세대친환경자동차,수소연료전지차,일본개발동향
(질문배경)
수소연료전지차(Fuel Cell Electric Vehicle)는 기존 가솔린 내연기관 대신 수소와 공기중의 산소 결합으로 전기를 자체 생산하는 연료전지를 동력원으로 하는 차세대 친환경 자동차이다. 일종의 전기차로서 엔진이 없기 때문에 배기가스 및 오염물질을 배출하지 않는 무공해 자동차이다.
(일본의 수소연료전지차)
(도요다의 수소연료전지차 개발동향)
도요타는 1992 년에 수소연료 개발에 착수하여 1996 년 오사카에서 개최된 제 13 회 전기자동차국제심포지엄에서 첫 수소연료전지차(FCEV)를 공개했다. 차량에 수소연료저장장치를 탑재하고 이곳에서 공급되는 수소를 사용하여 연료전지 스택을 구동한다. 2001 년에는 독자적인 연료전지 스택을 사용한 수소연료전지차 3 개 모델을 발표했다. SUV 모델인 ‘크루거V’를 베이스로 90 kW 의 연료전지와 80 kW 의 교류동기 모터, 니켈수소전지를 탑재했다. 2002 년부터 미국과 일본 내에 리스 판매를 시작하여 2002 년 12월, 일본 중앙관청에 FCHV 4 대를 공급했다. 일본 국내에서의 실용화 프로젝트와 함께 이미 시작한 CaFCP(캘리포니아 연료전지 파트너십)에 FCHV-4 를 가지고 참여했다. 또 히노자동차와 공동으로 연료전지 버스 개발도 추진했는데 2002 년 10 월에는 그 2 호차에 해당하는 FCHV-BUS2 의 실증시험을 시작했으며, 2003 년 8 월에는 도쿄시에 납품했다. 2015 년부터는 ‘FCHV-adv’를 일반인 대상으로 판매할 예정이며, 수소탱크를 가득 채웠을 경우 최대 주행거리 830km 로 선행 모델 ‘CHV'의 2 배 이상을 달릴 수 있다. 도요타는 연료전지차의 상용화를 위해서는 연료전지 본체는 물론 연료전지 시스템을 구성하는 각 컴포넌트의 완성도를 높일 필요가 있으며, 시스템 구성의 최적화, 제어방법 검토, 연료선택 등 많은 개발단계를 넘어갈 필요가 있다고 보고 있다.
(혼다의 수소연료전지차 개발동향)
혼다는 1999 년 첫 연료전치차를 발표했고, 2002 년 12 월 도요타와 함께 가장 먼저 리스판매를 시행했다. 고압수소 탱크를 가진 FCX 로 일본 중앙관청에 1 대, 미국 로스앤젤레스 시에 1 대를 납품했다. 2003 년 최초로 영하 20℃에서 시동이 가능한 수소연료전지차를 개발했고, 현재 유일하게 수퍼 커패시티를 장착한 차량을 운행했다. 혼다는 2007 년 세계 최초의 양산형 수소연료전치차인 ‘FCX Clarity’를 발표하여 2008년 캘리포니아에서 리스판매를 시작했다. FCX Clarity 는 도치기현 생산설비에서 제작되어 2008 년 7 월부터 미국에서, 11 월부터 일본에서 리스 판매하였다. 스택 기술에 있어 세계
최고의 기술력을 보유하고 있다는 평가를 받고 있다. 또 일본 전국에 100 여 곳에 불과한 수소공급충전소를 2015 년까지 대폭 확충하기 위해 관련 업계와 협력하고 있다. 기존 부품과의 공통화, 시스템의 소형화, 고급 소재 사용량 절감 등 비용을 줄여 양산을 위해 대당 비용을 500 만 엔 이하로 낮출 계획이다.
(닛산의 수소연료전지차 개발동향)
닛산은 1999년 5 월부터 연료전지차를 테스트하기 시작했으며 2000 년 3 월 캘리포니아 연료전지파트너십(CaFCP)에 참가했다. 2002 년 12 월 압축수소형 수소연료전지차 ‘XTRAIL FCV’가 국토교통성의 인정을 취득하고 JHFC(수소ㆍ연료전지 실증연구 프로젝트)의 실증사업에 참가하였다. 연료전지에 미 UTCFC 사와 공동 개발한 스택을 사용하고 2차전지에 리튬이온 배터리를 갖춘 하이브리드 방식이다. 2005 년 12 월에는 새로 개발된 연료전지 스택이 탑재된 ‘X-Trail FECV’를 공개했다. 2007 년에 개발된 ‘신형 엑스트레일’ 수소연료전지차는 90kW 이상의 힘으로 휘발유 엔진과 동일한 최고 속도와 최대 가속을 낼 수 있으며, 700 기압의 고압 수소 실린더를 장착해 높은 수소저장용량으로 500km 이상 주행이 가능하다. 수소연료전지차의 생산 코스트를 2015 년까지 판매차의 1.2 배로 억제하는 목표를 설정하였고, 2011 년 10 월에는 차세대 연료전지 스택을 공개하였다. 2012 년 10 월 파리모터쇼에서 연료전지를 탑재한 미래 SUV 컨셉트카 ‘테라(Tera)’를 출품하였다.
Tip
차세대 친환경 자동차로서, 수소연료전지차가 부상된다. 이러한 수소연료전지차의 일본 자동차업체 개발동향에 대해 알아 두자.
<참고자료>☞ 본문 답변과 관련된 사이트, 문헌자료
attfile.konetic.or.kr/konetic/xml/manage/d1a1a1370201.pdf
www.kea.kr/elec_journal/2015_6/6.pdf
<전문용어>
수소연료전지차, 도요다, 혼다, 닛산, FCHV-adv, FCX Clarity, 테라(Tera)