e-모빌리티 산업의 미래와 현재 ④
영광군이 대마업단지를 중심으로 e-모빌리티 산업을 미래 전략산업으로 육성해 왔다. 그동안 추진해 온 e-모빌리티 관련 산업의 성과와 현재, 미래 가능성을 관련기관 등을 통해 짚어본다. <편집자 주>
화재감시 자율주행로봇 도입, 시험 평가동 안전성 강화
한국자동차연구원 플라잉카연구센터는 배터리 고안전성 평가 시험동의 화재 대응 역량을 높이기 위해, 4륜 독립조향 기술이 적용된 실내 화재감시 자율주행로봇을 개발해 현장에 투입했다. 이 로봇은 협소하고 복잡한 시험동 내부에서도 유연하게 이동할 수 있는 기동성과 정밀한 조향 성능을 갖추고 있다. 배터리 시험 중 발생할 수 있는 화재나 이상 징후를 실시간으로 감지하고 작업자에게 알림을 전달해 신속한 대응이 가능하도록 설계됐다.
로봇에는 LiDAR와 카메라 센서, 인공지능 기반 화재 인식 모델이 탑재되어 있어, 시험동 내를 자율적으로 순찰하며 불꽃이나 연기와 같은 시각적 이상 징후를 조기에 감지한다. 감지 즉시 경고음을 발생시키고, 작업자에게 알림을 전송해 현장 대응과 데이터 기록이 동시에 이뤄지도록 구성되었다. 시험자는 제어실에서 로봇의 실시간 영상과 상태를 확인할 수 있어, 위험 구역에 직접 접근하지 않고도 안전하게 현장을 관리할 수 있다.
해당 로봇은 사전에 구축된 가상 시뮬레이션 환경에서 충분한 검증을 거친 후 개발되었으며, 자율주행 경로 추종, 장애물 회피, 화재 인식 등 다양한 기능을 실제 환경에서도 안정적으로 수행할 수 있도록 설계되었다. 특히, 배터리 열 폭주와 같은 돌발 상황에서도 신속한 초기 대응이 가능한 점이 강점으로 평가된다. 플라잉카연구센터는 이번 자율주행로봇 도입을 통해 시험 평가 환경의 무인화·자동화 수준을 한층 향상시켰으며, 자율주행 기술, 인공지능 기반 감시 시스템, 시뮬레이션 기반 검증 기술을 융합한 통합 솔루션을 독자적으로 구현할 수 있는 역량을 입증했다. 앞으로도 이러한 기술력을 바탕으로 배터리 안전성뿐만 아니라 스마트 모빌리티 분야 전반에서의 무인 감시 및 대응 기술로 연구 영역을 확장해 나갈 계획이다.
신개념 수직이착륙 비행체 핵심 제어기술 개발 및 기업지원
최근 플라잉카연구센터는 ㈜매트로에어社와 공동개발을 수행하여 도심 환경에서 안전하게 운용되면서 비행효율을 높일 수 있는 신개념의 수직이착륙기 ‘멀티크루저’ 비행체를 개발하면서 한자연은 비행제어의 핵심기술을 확보하였다. 멀티크루저 비행체는 기동성이 우수한 멀티콥터의 장점과 비행효율이 높은 리프트 크루즈 방식의 장점을 결합한 신개념 비행체이며, 항공역학적으로 날개와 덕트(림포일)에서의 양력 발생이 가능하도록 설계되어 비행효율이 높아 장거리 운용이 가능한 이점이 있다. 또한 프로펠러가 외부로 노출되어있지 않아 사람들의 불안감을 해소하며 미래 도심 환경에서 안전한 이착륙 운용이 가능하다.
특히, 멀티크루저는 총 7개의 모터(회전익 6개 + 고정익 1개)를 사용하여 회전익 기반의 수직 이착륙과 고정익 기반의 전진 순항 비행을 모두 수행할 수 있도록 설계되었다. 기존의 Lift and Cruise 방식 수직이착륙 비행체는 수직 이륙 시 회전익 모터만을 사용하고, 천이 후 전진 순항 비행 시 전진 모터와 조종면(에일러론, 러더, 엘리베이터)만으로 위치와 자세를 제어하지만, 멀티크루저는 회전익과 고정익 모터를 동시에 활용하는 독창적인 제어 방식을 채택하여, 수직 이륙과 전진 순항 간의 부드러운 전환을 실현하였다.
또한, 자체개발한 가상현실을 이용한 비행 시뮬레이터를 이용하여 가상 환경(영광 PG 시험장)에서 모의를 통해 비행성능을 확인할 수 있고, 영광 대마산단 내 한자연 주행시험장(PG : Proving Ground)에서 멀티크루저의 축소기(1/8 스케일)의 비행시험을 통해 외풍성에 강인한 비행 제어기술 및 비행 안전성을 확보하였다. 이러한 연구성과를 바탕으로 2023, 2024년 영광 엑스포에 전시에 참여하였고, 2024년 국내 항공우주시스템공학회에 논문을 발표하여 비행체 핵심 제어기술을 인정받아 ‘우수논문상’을 수여하는 쾌거를 얻었다. 또한, 국내 드론 및 UAM 스타트업들의 기술경쟁력 향상을 위해 기술개발을 적극적으로 지원하고 있으며, 최근에는 드론배송 전문 스타트업인 ㈜매트로에어 비행체 제어 핵심기술을 이전 및 교육 지도하여 미국 라스트마일 배송시장 진출을 돕고 있다.
초소형전기차용 핵심 부품의 전동화 및 기술 고도화
플라잉카연구센터에서는 동남아시아 시장을 타겟으로 영광소재 농업용 전동차 기업인 ‘대풍EV’와 함께 초소형전기차의 수출을 지원하기 위해 2024년부터 ‘해외수요기반 수출형 초소형전기차 핵심부품 기술개발’ 사업(‘24~‘27, 82억)을 수행하고 있다. 초소형전기차의 조향, 제동 등 운전자에게 영향을 주는 핵심 부품부터 전기차 화재 방지를 위한 배터리 SOC(State of Charge) 개발, 전장 E/E Architecture 등 자동차 전반에 걸친 연구를 진행하고 있다. 또한 초소형 전기차의 배터리 활용성 확대를 위한 전기차 배터리를 역으로 일상 가전(헤어드라이기, 선풍기 등)을 사용할 수 있는 OBC(On-Board Charger) 개발 과제인 ‘초소형 전기차 및 퍼스널모빌리티의 V2G 시스템 지원을 위한 양방향 충전이 가능한 3.3kw OBC 개발’ 과제를 수행하고 있다.
이와 같은 기술 개발은 단순한 부품 고도화를 넘어, 초소형 전기차의 수출 경쟁력을 높이고 미래 모빌리티 시장에서의 주도권 확보에 기여할 것으로 기대한다.
특히, 동남아시아 등 신흥 시장을 중심으로 한 수출형 모델 개발은 지역 맞춤형 기술 전략을 바탕으로 현지 시장의 수요를 적극 반영한 결과로, 국내 전기차 산업의 글로벌 진출 확대에 중추적 역할을 할 전망이다. 플라잉카연구센터는 앞으로도 모빌리티 패러다임의 변화에 선제적으로 대응하며, 미래형 전기차 기술의 지속적인 개발과 상용화를 통해 탄소중립 실현과 수출 주도형 산업 생태계 조성에 기여해 나갈 계획이다.
/ 고영진 한국자동차연구원 전남본부 플라잉카연구센터 센터장