센서로 고장 징후 진단 ‘PHM 기술’ 주목
전문가 연계 공동 연구체계 구축 필요성도
[교통신문 김정규 기자] 친환경 미래차가 더 안전해지기 위해서는 내연기관차보다 차별화되고 고도화된 신뢰성 검증 기술이 필요하다는 분석이 나왔다.
한국자동차연구원 보고서에 따르면, GM과 폭스바겐, 도요타 등 글로벌 기업들은 미래차 신뢰성 검증 기술 연구를 상당 수준 진척시켜 놓은 것으로 알려졌다.
전기차와 수소전기차, 자율주행차 등 미래차는 내연기관차에 비해 다양한 기술을 복합적으로 적용하고 전장화 비율이 높아 문제를 예측하기 쉽지 않다. 이에 자동차업계는 기술 개발을 먼저 한 뒤 신뢰성과 안전성을 확보하는 기존의 틀에서 벗어나, 기술 개발 단계부터 신뢰성 연구를 함께 진행하는 일원화 체계를 구축해 나가고 있다.
특히 GM과 도요타는 미래차의 부품별로 신뢰도 목표치를 분배하는 신뢰성 검증 기술을 개발해 적용하고 있다. 자동차 시스템 전체의 신뢰도 목표 값을 하위 부품별로 분배해서 정한 뒤 부품별로 신뢰도 목표 달성 여부를 점검하는 것이다.
자동차연구원은 GM과 도요타가 이 방식을 통해 전기차 등 미래차의 신뢰성과 안전성을 입증하고 있다고 분석했다.
국내에선 현대차가 현재 일부 내연기관차와 전기차에만 이 같은 신뢰성 배분 기술을 적용하고 있고, 앞으로 적용 범위를 넓히기 위해 연구개발을 이어가고 있다.
미래차는 불확실성이 높은 신기술이 적용되기 때문에 고장을 예측하고 사전에 방지할 수 있는 시스템을 구축하는 것도 관건이다. 때문에 자동차업계는 판매 전 ‘어떤 원인으로 어떤 고장이 발생할 것인가’를 예측해 방지하는 설계 기술을 확보하는 데 주력하고 있다.
글로벌 자동차 업체들은 전기차의 배터리와 모터 등에 센서를 부착해 기능 상태를 체크하고 고장의 징후를 진단하는 ‘PHM 기술’에 주목하고 있다. 차량 엔진에 이상이 있으면 경고등이 들어오듯 전기차 배터리나 모터에 문제가 생기면 운전자에게 알려주는 시스템이다.
PHM 기술이 적용되면 배터리에서 화재가 발생할 위험성도 줄일 수 있다. 위신환 자동차연구원 신뢰성연구본부 본부장은 “배터리 기술은 아직 경험치가 높지 않아 이상 유무를 지속적으로 확인해야 한다”며 “특히 배터리 셀의 충전 상태가 각기 달라 발생하는 과충전 문제 등을 방지할 수 있다”고 말했다.
현대·기아차를 비롯한 국내 완성차 업계도 신뢰성 검증 기술 개발에 적극 나서고 있지만 우리보다 전기차를 빨리 내놓은 글로벌 기업보다는 뒤쳐져 있다는 것이 업계의 분석이다.
다양한 전문가 그룹을 연계해 공동으로 신뢰성 연구체계를 구축할 필요성도 제기된다. 자동차연구원은 “미래차 기술은 전기, 전자, 통신, 화학, 기계 등 다양한 기술이 융합돼 있어 다양한 전문가 그룹이 연계된 산학연 장기 협력 모델이 필요하다”고 말했다.
