콘티넨탈 테크쇼(1)-친환경 기동성을 위한 혁신 Smart Vehicle


콘티넨탈은 테크쇼 2013을 통해 친환경 및 미래의 기술을 소개했다. 올해의 테크쇼에서는 5개 디비전의 최신 기술이 모두 망라됐으며 자동차에 요구되는 친환경 가치 기술이 제시됐다.

산하 5개 사업 부서의 시너지 효과를 극대화 하는 동시에 광범위한 전문성을 키워나간다는 계획이다. 이번에 소개된 콘티넨탈 테크쇼의 내용을 5회에 걸쳐 소개한다.

앞으로 적어도 10년간은 모든 신차의 95%가 여전히 가솔린 또는 디젤 엔진을 사용할 것이 확실하다.

이런 이유에서 오염 물질과 CO2 배출을 절감할 수 있는 가장 효과적인 방법은 여전히 기존 구동 장치를 최적화하는 동시에 점진적으로 전기차 기술을 개발하는 것이다.

콘티넨탈은 클리 파워 기술 패키지의 양대 기둥인 연소기(combustor)와 전기화(electrification)의 동시 개선을 통해 2020년 이후 개인 자동차의 청정 기동성을 이루기 위한 완벽한 최적화 컨셉을 지원한다.
전기 및 기계적 기능들이 전체적 접근을 통해 통합되고, 배터리와 파워 일렉트로닉스에서부터 모든 종류의 전기 주행을 위한 전기 모터에 이르기까지 각종 전기 구동 장치의 시스템과 부품들은 더욱 더 최적화되고 있다.

전자 솔루션은 이미 운전자가 연료를 절감할 수 있도록 해준다.

그 일례가 ‘eHorizon’으로 불리는 소프트웨어 컨셉이다.

AFFP®(포스 피드백 가속 페달)와 함께 eHorizon은 예측주행을 가능하게 하며 연료 절감에도 도움이 된다. 특별 센서가 탱크 내 실제 연료 품질과 유황 함유량을 계산하여 CO2 배출 저감뿐 아니라 현대 디젤 엔진의 효율성과 내구성을 개선하도록 해준다.

더 가벼운 소재와 에너지 효율이 좋은 부품 역시 친환경 기동성을 추구하는데 중요한 역할을 한다. 소재를 더 가볍게 만들기 위해 콘티넨탈은 최고로 튼튼한 모터 마운트와 구조재를 만드는 것에도 폴리아미드를 더욱 자주 사용하고 있다.

이런 부품의 경우, 폴리아미드를 사용하면 기존의 알루미늄 마운트보다 무게를 50%까지 줄일 수 있다. 도어 트림의 내장 포일과 TPO(올레핀 기반 열가소성 엘라스토머)로 만들어진 계기판은 無할로겐에 재활용 가능한 소재이며, 무게 역시 디자인에 따라 25~50%까지 줄일 수 있다.

콘티넨탈의 구동 벨트는 연비가 좋고 CO2 배출이 적은 엔진을 개발하는 또 다른 수단이다. 기존 구동 벨트에 비해 마찰도 적을 뿐 아니라 수명도 길다.

콘티넨탈의 견고한 차량용 멀티플 V 벨트(Heavy-duty multiple V-ribbed belts) 역시 연비는 높으면서 CO2 배출은 적은 스타트-스톱 시스템에서 한 몫 하고 있다.

이와 동시에 많은 자동차에 장착된 특수 호스는 에어컨과 배기가스 정화 시스템을 더 효과적으로 만들어준다. 전기 자동차, 하이브리드, 디젤 자동차는 진공 시스템을 특히 더 많이 필요로 한다. 전기 진공 펌프(EVP, electrical vacuum pump)는 ‘필요에 따른 진공(vacuum on demand)’의 경우에, 구동 장치와 무관하게 기존 내연기관에서 나오는 CO2 배출을 줄이는데 도움을 준다.

콘티넨탈이 현재 보유한 외장재들에서도 느낄 수 있다시피, 건강과 환경에 대한 염려는 서로 밀접하게 연관되어 있다. 시트 커버와 도어 트림에 사용되는 최첨단 소재들은 특히 피부에 부드럽고, 알러지를 유발시킬 수 있는 성분이 없으며, CO2 배출을 줄일 수 있는 소재들이다.

이런 소재들은 최대 50%의 재생 가능 원자재를 함유하고 있으며, CO2 배출량 역시 표준 재질의 15%에 지나지 않는다. 우리가 살아가는 동안 2년 반 정도를 차에서 보낸다는 사실을 생각해보면, 차량 내부 환경을 최대한 건강하게 만드는 것이 중요하다.

중국에서는 정부가 차량 내부에서의 오염물질 발산치에 대해 구체적인 가이드를 발표하기도 했다. 콘티넨탈의 소재를 사용하면 이런 기준을 한결 쉽게 준수할 수 있다.

친환경 기동성을 위한 콘티넨탈의 세부적인 혁신 분야

Acella® Eco Natural: 재생 가능한 원자재로 만들어진 시트 소재
콘티넨탈의 소재 스페셜리스트(surface specialist) 베네케 칼리코(Benecke-Kaliko)는 Acella® Eco 제품군으로 차량 내부 환경을 개선하는데 기여하고 있다.

시트 및 도어 트림용 내장재인 Acella® Eco Green은 피부에 부드럽고, 알러지를 유발시키는 성분이 없으며, CO2 배출 역시 적다.

Acella® Eco Natural은 최대 50%의 재생 가능 원자재를 함유하고 있으며, CO2 배출량 역시 표준 재질의 15%에 지나지 않는다. TEPEO® 내장용 포일은 일반적인 PVC 제품보다 최대 50%나 가벼워 자동차 무게를 최대 2kg까지 줄일 수 있도록 해준다. 그러나 본 제품군은 비단 내장재로만 유용한 것이 아니라 사람과 환경에게도 바람직하며, 그 진가는 제조단계에서 그리고 이후에는 재활용 단계에서 볼 수 있다.

각 제품들의 에코 발란스가 이를 잘 보여준다. TEPEO® 의 경우, 기존의 타 PVC 포일 제품과 비교했을 때 제조에서부터 재활용까지 경량형 TEPEO® 포일이 표준 포일보다 48%나 더 개선된 CO2 배출량을 보이는 것을 알 수 있다.

플라스틱, 알루미늄을 대신하다 - 더 가벼워진 엔진 마운트와 구조재

부품으로 금속이 아닌 플라스틱을 사용하는 것도 무게를 줄이고 더 환경 친화적인 자동차를 만드는 방법 중 하나이다. 콘티넨탈이 제조하는 유리섬유강화 폴리아미드 엔진 마운트와 구조재들은 제너럴모터스, BMW, 포르쉐 등의 자동차에서 사용되고 있다. 이 초강력 부품들은 기존의 알루미늄 엔진 마운트와 비교했을 때 무게 면에서 50%는 더 가볍다.

또한 플라스틱은 다른 금속, 이를테면 알루미늄보다 더 낮은 온도에서 녹아 성형이 가능하기 때문에 제조 과정에서 에너지가 한결 적게 든다. 게다가 플라스틱은 금속과 달리 다양한 방법으로 재활용될 수 있다. 콘티넨탈은 실린더 비활성화 또는 하이브리드 주행 기능이 있는 엔진과 같이 혁신적이고 연료 소비가 적은 엔진에 적합한 능동형 마운트 컨셉을 새로 개발하고 있다.

알루미늄, 철을 대신하다 - 신세대 경량형 브레이크 부스터
신세대 브레이크 부스터는 최신의 3세대 부스터보다 더욱 무게가 감소했다. 전체가 알루미늄으로 만들어져 있기 때문에 무게가 기존의 철제 브레이크 부스터보다 약 50% (1700그램) 가볍다.

전장도 12% (15밀리미터)가량 줄어들었다. 더 얇은 패널과 내부 부품 부피를 최적화 함으로써 무게를 줄일 수 있었고, 패키징을 개선할 수 있었다.

기존 알루미늄 기술과 비교할 때 패널 두께는 50% (2.4밀리미터에서 1.2밀리미터) 얇아졌으나 브레이크 부스터의 수명은 그대로 유지했다.

고성능 호스, 생태 효율성을 보장
내연 기관을 더욱 효과적으로 만들면서 배기가스 배출을 줄이기 위해 엔지니어들은 차세대 터보차저 엔진을 개발하고 있다. 그러기 위해서는 3바(bar) 이상의 압력이 가해져야 하고 따라서 호스 역시 특별한 것이 필요하다.

서로 다른 니트 패브릭과 고무 재질을 혁신적으로 결합하고 신소재를 사용함으로써 성능 면에서 기존의 소재를 가볍게 뛰어넘었다. 콘티넨탈은 SCR(선택적 환원촉매) 기술로 배기가스 정화에 사용하는 부품을 개발하는데 있어 선두에 위치해 있다.

가열 가능한 EPDM(ethylene propylene diene rubber) 재질 호스 라인 모듈 덕분에 처리에 필요한 요소가 냉각되지 않는다. 현재 콘티테크(ContiTech)도 더 강력한 엔진을 탑재한 자동차에 사용할 수 있도록 이런 최첨단 기술을 제공하고 있다. 에어컨 라인과 실내 열 교환 장치로 구성되어 있는 새로 디자인된 ECO AC 제품군은 에어컨의 효율을 높이고 무게는 줄이며 냉매 사용 수준은 낮춰준다.

저 유해가스 배출 엔진을 위한 구동 벨트
어떤 구동 벨트가 사용되고 있는지도 마찬가지로 연비와 엔진의 배기가스 배출에 영향을 미친다.

콘티넨탈이 제공하는 고도로 유연한 멀티플 V 벨트(Heavy-duty multiple V-ribbed belts)인 ‘CONTI® UNIPOWER ECO2-FLEX’는 보조 장치들에서 동력 손실을 10%까지 줄여주며, 연비는 높으면서 CO2 배출은 적은 스타트-스톱 시스템에서도 찾아볼 수 있다.

내유성 타이밍 벨트인 CONTI® OIL RUNNER는 오일펌프 드라이브와 캠축 타이밍 어셈블리의 체인들을 대신한다. CONTI® OIL RUNNER는 또한 마찰을 적게 일으켜 자동차의 연료 소비를 줄이면서 시동을 더 조용하게 걸리도록 해주기 때문에 CO2 배출을 상당히 줄여 환경에 기여한다. 또 다른 예는 특수 고성능 V벨트를 사용하는 벨트 구동 스타터-제네레이터G(belt-driven starter generator)이다.

이 기능을 통해 5~10%까지 연료 소비를 줄이고, 교통 신호 때문에 멈출 때나, 교통 체증으로 가다 서기를 반복하는 상황에서 배기가스 배출을 저감시킬 수 있다.

Conti® Thermo-Protect, 열 손실을 최대 70%까지 줄여
자동차 내부 공간(clearance)이 갈수록 작아지면서 차량의 단열 역시 중요한 문제가 되고 있다. 유연한 단열재인 Conti® Thermo-Protect는 자동차와 공장의 단열 라인 시스템에 모두 사용될 수 있다.

Conti® Thermo-Protect는 기존의 실링이나 단열 시스템이 처리하기 어려웠던 닿기 힘든 곳이나 중요한 지점에도 적합하게 사용될 수 있다. Conti® Thermo-Protect는 미소공성 구조 덕분에 사용하기가 매우 쉬우며, 특히 매우 각진 라인 시스템에서 그 진가를 발휘한다.

콘티넨탈의 이 고도로 유연한 소재를 사용하여 파이프와 라인시스템을 감쌀 수 있고, 또한 -50°C에서 +250°C까지의 온도에서도 안정적인 성능을 보이며 최대 70%까지 열 손실을 줄여준다.

‘청정 동력’ 기술 패키지에 다양한 연료 절감 컨셉트를 결합
기존 구동 장치를 좀 더 최적화하면 연료 절감의 가능성을 발견할 수 있으며, 콘티넨탈은 이 분야에서 더 큰 개선을 이루기 위해 전력을 다하고 있다.

콘티넨탈이 새로 개발한 ‘청정 동력’ 기술 패키지에서는 다양한 컨셉을 볼 수 있다. 특히, 다운사이징과 터보차징을 통해 가솔린 엔진의 연료/비용 효율성을 상당히 높일 수 있다는 부분은 주목할 만하다.

흡기관 분사에서 직분사로의 전환을 통해 가솔린 엔진의 효율 개선에 큰 진전을 볼 수 있다. 콘티넨탈은 XL3 전자 밸브와 그에 맞는 엔진 컨트롤 장치 및 고압 펌프를 이용하여 이미 이 분야에서 제3세대 제품을 만들어가고 있다. 직분사는 갈수록 더 강력하면서도 효율적이며 동시에 매연 입자 배출은 크게 줄여준다. 현재 콘티넨탈은 이미 새로운 기능과 최대 350바에 이르는 압력을 지닌 차세대 직분사 시스템을 개발 중에 있다.

디젤 엔진 측면에서 보면 컨트롤 장치, 고압 펌프, 그리고 인젝터 분야에서 다음 단계 개발이 이루어지고 있다. 2,000바의 분사압을 갖춘 시스템은 현재 양산 중이며, 2,500바 압력의 시스템은 2015년 이후 차세대 시스템으로 나올 예정이다. 더 강력하고 비용 최적화된 디젤 커먼 레일 피에조 서보 (Piezo servo) 인젝터인 PCRs5는 디젤 엔진을 사용하는 전세계 경량 자동차 (승용차 및 6톤 미만의 경량형 상용차)에 좋은 해결책이 될 것이다. 이 정확하고도 탄탄한 기술을 사용함으로써 디젤 엔진이 Euro 6 배기가스 규제 사양을 준수하는데 한결 쉬워질 수 있다.

시스템 통합, 에너지 소비를 줄여준다
콘티넨탈은 자랑스럽게 선보이는 혁신적 시스템 두 가지를 결합시킴으로써 새로운 부품과 시스템을 개발할 때 자동차 전자기기의 여러 장치들이 완벽히 조화되어 연동되는 것이 얼마나 중요한지를 명백하게 보여주었다.

'eHorizon (electronic horizon)‘ 컨셉을 통해 운전자들은 내비게이션 데이터로 다른 자동차 시스템을 통제할 수 있다. eHorizon은 예측 데이터를 입수하여 도로 앞쪽에 무슨 일이 벌어지고 있는지 예상한다.

그리고 그 정보를 다른 컨트롤 장치나 AFFP®(피드백 가속 페달)에 전달하고, AFFP®는 운전자에게 상황에 맞는 촉각 신호를 운전자와 직접 전달한다. 이를 통해 운전자들은 전방 도로 상황에 맞게 주행 스타일을 조정할 수 있게 된다. eHorizon과 AFFP®를 결합함으로써 운전자들은 눈에 띄게 연료 소비를 줄이면서 그에 따라 CO2 배출을 낮출 수 있고, 그와 동시에 하이브리드 및 전기 자동차의 제품군 잠재력을 늘릴 수 있다.

전기 진공 펌프, CO2 배출을 줄이다
전기 진공 펌프(EVP)는 직분사식 가솔린 엔진 자동차뿐만 아니라 특히 전기 자동차, 하이브리드, 디젤 자동차에서의 모든 진공 요건을 충족시킨다.


EVP는 가솔린 내연 기관의 무부하 조건에서 브레이크 부스터나 진공 제어 액츄에이터 및 진공 작동 액츄에이터를 가동하는데 충분한 진공 상태를 제공할 수 없을 경우에도 사용된다.

콘티넨탈의 EVP가 지닌 강인하고 내구성이 뛰어난 설계는 자동차의 유일한 진공 공급원이 되기에 충분하다. EVP는 '필요에 따른 진공(vacuum on demand)'의 개념으로, 구동 장치와 무관하게 기존 내연기관에서 나오는 CO2 배출을 줄이는데 도움을 준다

출처: 글로벌오토뉴스


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