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세계 최초 소형 다단자동 변속기 개발

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기사입력 : 2019.11.26
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(주)바이젠, 별도의 유압장치 없이 자동변속 실현
EV차량, 다단변속기 개발로 주행거리·성능 향상

 
최근 다단변속기 장착시 주행거리(연비)와 성능 향상이 연구를 통해 입증되면서 포르쉐에서 2단 변속기를 장착한 전기차(EV)가 출시되는 등 EV용 변속기 개발이 세계적인 관심사로 떠올랐다.
 
국내 한 중소기업이 세계 최초로 소형 다단변속기를 개발해 화제가 되고 있다. 그 주인공은 (주)바이젠(대표 김복성, 사진)이다.
 
이 회사가 개발한 소형화 5단 자동변속기는 지난해 9월 EV 2륜차에 탑재해 서울과기대 친환경자동차 기술연구소에서 성능시험을 거쳤다.
 
김복성 대표는 “EV 보급의 걸림돌로 꼽히는 배터리 가격은 최근 수년간 기대만큼 낮아지지 않았고, 파워트레인을 통한 연비향상도 기술적 한계에 부딪히고 있다. 그래서 최근에는 EV용 다단 변속기 개발이 유일한 해결책으로 부상했다”고 설명했다.
 
(주)바이젠이 이번에 개발에 성공한 ‘소형화 5단 자동변속기’는 모터와 변속기를 합한 사이즈가 기존 In-Wheel 모터보다 작아 In-Wheel의 Trailing Arm과 전·후륜 차축의 자동기어에 장착할 수 있어 차체 경량·소형화에 기여할 수 있다. 또한 동사는 변속 충격이 없고, 0.2초내 변속이 가능한 TCU(변속기 제어장치)를 함께 개발함으로써 별도의 유압장치나 배터리 소모없이 자동변속이 가능토록 했다.
 
김 대표는 “기존 EV의 Battery to Wheel 효율은 50~60%로 고속일수록 열손실이 증가하는 구조다. 그런데 변속을 통해 모터의 에너지효율이 가장 좋은 정격 RPM영역에서 정격출력이내로 운전할 경우 열손실이 없어 모터 최고효율은 95%에 달한다. 즉 연비를 극대화할 수 있다는 이야기”라고 설명했다.
 
(주)바이젠의 ‘소형화 5단 자동변속기’는 유명 국내 전기이륜차 제품과 비교시 1회 충전 주행거리가 2배, 연비가 50%이상 향상(배터리 탑재량 60㎾h→40㎾h)되는 것이 성능검증시험에서 확인됐다. 특히 서울시 노원구 동일로 주변에서 이뤄진 주행테스트에서는 연비증가율이 95%에 달했다.
 
뿐만아니라 바이젠의 다단변속기술은 기존 단일 스피드 EV와 비교해 별도의 냉각장치 비용도 필요없다. 또한 약계자 제어용 고가의 인버터를 TCU로 대체함에 따라 제어장치 비용도 절감돼 원가절감 효과가 크다. 고속주행 및 경사가 심한 오르막 주행시 발열문제도 해결했다. 만일 바이젠의 기술이 이륜차에 적용될 경우 최고주행속도를 80㎞/h까지 높일 수 잇고, 구배능령 30%항상, 차량무게 130㎏감량, 1회 충전 주행거리 200㎞증가 등이 기대된다.
 
이에 현재 (주)바이젠 기술은 전기오토바이 브랜드 수 곳에서 적용문의가 쇄도하고 있고, 인도는 3륜 틸팅차량에 장착을 위한 샘플제작에 들어간 상태다. 그밖에 바이젠 기술은 전기차, 드론 등 모터로 구동되는 모든 전기이동수단과 풍력발전기 효율증대 등에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.       
 
김 대표는 “내년에는 EV 4륜차량도 제작 성능검증시험을 실시할 계획”이라며 “정부도 전기차에 우리 다단변속기 기술이 적용될 수 있도록 지원해주면 좋겠다”고 말했다.
 
/2019년 11월 26일 동아경제 성창희 기자

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