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기업지원성과 사례
占쏙옙占쏙옙占쏙옙 진동·막힘 걱정 없는 오폐수용 펌프 설계기술 |
占쏙옙占쏙옙占� 전기자동차 배터리에 '안전'을 장착하는 기술 |
기술지원기업: 고려전자
연구책임자: 뿌리산업기술연구소 열처리그룹 민성욱 선임연구원
북미 전기차 전문매체 ‘인사이드EVs’에 따르면 2017년 전 세계 전기자동차(EV) 판매량이 100만 대를 돌파했다. 전문가들은 2018년 판매량을 150만 대로 전망하고 있다. 주요 완성차 업체들의 공격적 전기자동차 양산 계획이 더해지면서, 전기차 핵심부품 배터리 제조시장 역시 상승세다. 연이은 배터리 폭발사고로 배터리 제조의 중요성이 커지는 가운데, 전기차 배터리 온도감지 센서 개발에 나선 고려전자와 뿌리산업기술연구소 민성욱 선임연구원을 만났다.
기술력으로 얻은 기회
올해로 설립 30주년을 맞이한 고려전자는 서모스탯(Thermostat, 수온조절기), 리저버(Reservoir, 냉각수탱크), 엔진용 센서와 같은 자동차부품 제조기업으로 출발했다. 이후 WTS(Water Temp Sensor), OTS(Oil Temp Sensor) 등의 자체 개발 특허를 바탕으로 현대, 르노삼성 자동차를 비롯한 국내외 완성차 기업들과 라이센스를 체결했다. 각종 센서류 납품을 계기로 5년 전 LG화학으로부터 전기차 배터리 온도 감지센서 개발 의뢰를 받았다.
“전기차 배터리 온도 감지센서는 국내에 자체 생산기업이 없고, 미국과 일본 제품을 가져와 조립하는 수준이었습니다.”
박연주 대표는 내연기관차 센서부품을 만들던 노하우를 살려 국산품을 만들기로 결심했다. LG화학 입장에선 국산제품 사용으로 배터리 원가절감을 기대할 수 있었다.
그렇게 전기자동차용 NTC(Negative Temperature Coefficient) 및 PTC서미스터(Positive Temperature Coefficient Thermistor) 개발을 시작했다. 온도변화에 따른 저항으로 과전류를 차단하는 전기적 장치로, 배터리 과열에 의한 쇼트나 폭발사고 방지를 위한 센서의 일종이다.
연구 개발은 ‘기본’부터 확실하게
기술 개발에 착수하고 보니 기존 서미스터와 방식은 같았지만 모양 등 디테일이 달랐다. 전기차 배터리에 적합한 소성, 소결, 성형 등의 공정과정 역시 기존 방식과 차이가 날 수밖에 없었다. 배기가스 조작사건 이후 전기차 시장 성장이 가속화되면서 생산량이 급증했고, 고객사가 요구하는 기술수준도 높아졌다. 생산성과 정확도를 높여줄 조언이 시급했다.
“저희 같은 작은 규모의 기업은 실험 장비조차 미흡합니다. 중소기업 지원 제도는 많지만 실질적으로 기술력을 성장시킬 수 있는 지원제도가 있을지 망설이던 시기에 민 박사님을 만났습니다.”
생기원 민성욱 선임연구원은 우선 기초과학적 지식을 통해 문제 해결을 시도했다. 온도에 따른 저항변화 정도, 혹은 상온에서의 명확한 전기 저항 값은 화학적 조성에 의존하기 때문이다. 이를 바탕으로 온도-전기적 메커니즘 특성을 연구해 전기자동차 배터리팩 NTC서미스터 양산화를 위한 프레임을 만들었다.
“생기원은 기초과학을 산업화로 발전시키는 중간단계, 즉 브릿지 역할을 합니다. 논의 끝에 기초연구는 생산성, 불량률과 밀접하게 연관이 있다는 결론을 내렸습니다. 기본적으로 온도 센서 기술을 가진 기업이라 기초연구를 함께 했는데, 기술 개발 측면에서 보강이 필요한 부분을 제안하면 고려전자에서 신속하게 수용해줬습니다. 기업이 기술 개발에 적극적이니까 연구자도 신명이 나서 시너지를 낼 수 있었죠.”
민 선임연구원은 고려전자가 단순한 지원 기업이 아닌 파트너임을 강조하며 말했다.
안전에 대한 연구는 끝이 없다
현재는 파나소닉에 이어 ‘2017 세계 전기차용 배터리 출하량’ 2위를 차지한 LG화학 등 차세대 주요 전기차 배터리 생산업체에 서머스터를 공급중이다. 작년 10억 원이던 고려전자의 서미스터 매출액은 올해 40억 원을 내다보고 있다.
민 선임연구원과 고려전자는 현재 서미스터를 활용한 베터리셀 온도 측정센서 BMS(Battery Management System)로까지 개발 영역을 확장했다. BMS는 향후 대폭 성장이 전망되는 아이템으로, 2020년까지 100억 원 규모를 수주한 상태다. 또 용접접합그룹 방정환 선임연구원과 배터리용 모듈이 만들어졌을 때의 열 충격, 서미스터 적용 등에 대한 신뢰성 평가를 진행해 완성도를 끌어 올렸다.
“인사가 만사라는 말이 있죠. 민 박사님을 만난 덕에 기술력을 확보해 성장할 수 있었습니다. 저희가 센서 기술을 가지고 있으니 앞으로 활로는 다양합니다.”
박 대표는 민 선임연구원과 자율주행차 분야에도 도전하고 싶다는 뜻을 내비쳤다.
전기자동차 배터리 화재로 사망자가 발생하면서 배터리 안전성 확보가 시급한 문제로 떠올랐다. 전기차 배터리에 안전성을 더하는 내구성 개선 연구에는 끝이 없다고 입을 모으는 두 파트너의 다음 성과가 기다려진다.