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세종공업, 수소전기차 부품으로 제2의 신화 쓴다

현대차 ‘포니’ 시작으로 배기시스템 생산, 국내 시장 점유율 1위
수소차 상용화 대비 2006년부터 수소전기차 핵심부품 개발 나서
센서류·배기시스템 개발, 현대차 수소전기차 운행서 신뢰성 검증
中 리파이어에 수소센서 공급 시작으로 해외수출 활성화 기대


[월간수소경제 이종수 기자] 세종공업㈜은 1976년 창업 이후 자동차용 소음기와 컨버터 등 배기시스템 분야에서 국내 시장 점유율 1위를 차지하고 있는 자동차 부품 전문기업이다.


국내 최초의 자동차인 현대자동차 ‘포니(Pony)’의 소음기 생산을 시작으로 지금까지도 현대차의 주요 파트너사로서 미래차인 수소전기차의 핵심부품을 공급하며 국내 자동차 부품산업의 제2의 신화를 써나가고 있다. 


배기시스템은 자동차의 핵심 부품으로 전 세계적으로 배기가스 규제가 강화되면서 기술 고도화의 중요성이 더욱 커지고 있다.


주행 중인 자동차엔진에서 연소된 고온·고압의 배기가스는 배기시스템의 촉매정화장치를 통과하면서 촉매 화학반응을 통해 무해한 가스로 정화된다. 이렇게 정화된 가스는 소음기(Muffler)를 통과하며 소음과 진동이 감쇠되고 최종적으로 최적의 음질을 가진 배기가스로 변환돼 배출된다.



세종공업의 배기시스템은 현대·기아 자동차가 선정하는 ‘그랜드 품질 5스타 1호 업체’로 등재될 만큼 최고의 기술력과 품질을 자랑한다.


‘그랜드 품질 5스타’는 현대·기아 자동차가 부품 품질이 글로벌 최고 수준에 도달한 우수 협력회사를 선정하는 품질평가제도로 2010년 당시 380여 개의 1차 협력회사 중 유일하게 세종공업이 ‘최초’ 인증을 받았으며 매년 재인증 과정을 거쳐 현재까지 유지하고 있다.


세종공업은 전 세계적으로 엄격해진 배기가스 규제에 대응하고 연비를 향상시키기 위한 전략으로 배기가스 및 소음저감기술, 배기열 회수 기술과 부품 경량화 기술 개발 등 배기시스템 기술 고도화에 매진하고 있다.


세종공업은 울산을 중심으로 경기도 용인, 중국 상해에 총 4개의 기술연구소(R&D Center)를 운영하고 있다.


배기시스템 관련 연구가 주로 이뤄지고 있는 울산 연구소를 비롯해 수소전기차 등 자동차 친환경 융합기술을 연구하는 전장연구소, 중국의 글로벌 OEM 기술대응을 위한 중국 연구소 등을 운영하며 글로벌 경쟁력을 갖추고 있다.


국내 생산법인으로는 세종공업(울산) 이외에도 세정(아산), 세움(정읍), 아센텍(아산) 등 3개 회사가 있다. 중국에는 북경 세종 기차배건 유한공사, 염성 세종 기차배건 유한공사 등 6개 생산법인, 북중미에는 세종 알라바마 등 3개 생산법인, 유럽에는 세종 체코 등 3개의 생산법인이 있다.

 
수소전기차 핵심부품 개발, 현대차에 공급
연 매출 1조2,000억원대(IFRS 연결기준) 회사로 성장한 세종공업은 수소전기차의 본격적인 상용화에 대비해 지난 2006년부터 수소전기차 핵심부품 개발을 시작해 기술력을 확보하며 새로운 성장동력으로 키워나가고 있다.


경기도 용인에 있는 전장연구소가 수소전기차 핵심부품을 연구하고 실험하는 곳이다. 이 회사가 개발한 수소전기차 핵심부품은 수소센서, 압력센서 등 5가지가 있다. 


수소센서는 수소가스의 누설 여부를 감지하고 차량의 안전을 진단하기 위한 부품이다.  MEMS(초정밀 반도체 공정)기술을 적용해 국내 최초로 국산화 개발하고 세계 최초로 양산하는데 성공했다.


특히 MEMS 공정기술을 접목한 박막형 코어칩(Core-chip) 설계 기술을 확보함으로써 센서의 핵심 성능인 저전력, 반응속도 향상을 구현했다. 이 설계 기술은 대량생산 기반 구축이 가능해 제품의 가격경쟁력을 높이고 생산성을 향상시키는 최첨단 기술로 평가된다. 


이처럼 세종공업은 대부분을 수입에 의존하고 있는 국내 센서 시장에서 원천기술을 확보해 수입산보다 10분의 1 정도로 가격을 낮춰 현대차의 수소전기차 가격저감에 기여할 수 있었다.  


압력센서는 수소저장장치로부터 이어지는 수소 배관 및 연료전지 스택 입·출구의 운전압력 모니터링을 위한 부품이다. 연료전지시스템의 특성상 수소가스를 사용하고 높은 습도의 내부 운전환경에서 작동되기 때문에 혹한기의 결빙으로 인해 발생하는 다양한 문제점을 극복할 수 있는 기술이 요구된다.  


이러한 취약점들을 극복하고 안정성에 대한 신뢰성 확보는 물론 압력과 온도 측정의 기능까지 하나로 통합시킨 압력센서를 개발해 양산 중이다. 현대차의 차세대 수소전기차 ‘넥쏘’가 영하 30℃에서도 시동이 걸릴 수 있도록 냉시동성이 개선된 이유도 세종공업의 압력센서 때문이다. 


세종공업은 수소차용 압력센서 기술을 활용한 산업용 압력센서 개발도 진행 중이다.


워터트랩(Water Trap)은 수소전기차의 성능 최적화 및 내구성 강화를 위해 연료전지 스택에서 생성된 응축수를 관리하기 위한 부품이다. 세종공업은 응축수와 직접 접촉하지 않으면서도 반응성이 우수하고 정밀하게 수위를 감지해내는 ‘비 접촉식’ 수위센서를 개발해 적용했다.


기존 배기시스템을 생산하면서 쌓은 기술력과 노하우를 살린 수소전기차용 배기시스템도 개발했다. 특히 기존 배기시스템의 최대 장점인 소음 튜닝기술이 적용됐다.


자동차 운행 중 연료전지시스템이 비정상적으로 가동돼 규정 압력을 초과할 경우를 대비해 시스템 보호를 목적으로 장착되는 안전장치인 ‘수소 압력릴리프밸브’도 개발해 수소전기차의 안전성 확보에 기여할 수 있게 됐다.


세종공업의 수소전기차 배기시스템은 울산공장, 수소센서 등 나머지 부품은 아산공장에서 생산된다.


수소전기차 부품 기술력 인정받아…해외수출까지
‘수소 압력릴리프밸브’를 제외한 수소센서 등 4가지 부품은 현대차가 지난 2013년 세계 최초로 양산을 시작한 수소전기차 투산ix 모델부터 적용됐다. 투싼ix가 4년여간 실차 운행을 통해 현장 테스트를 하는 동안 세종공업의 부품도 함께 기술력과 신뢰성을 검증받은 것이 세종공업의 큰 자산이다. 


이로 인해 지난해부터 중국의 완성차(승용차, 상용차) 및 연료전지 모듈 업체 등에서 제품 문의가 대폭 증가하면서 실제 해외수출로까지 이어졌다.


지난해 9월 중국 수소연료전지 시스템 전문 기업 리파이어(Re-Fire)와 수소센서 공급계약을 체결했다. 지금까지 현대차의 수소전기차에 공급한 양보다 더 많은 양의 수소센서를 리파이어에 공급했다.


리파이어는 중국 상해에 있는 수소차에 적용하는 파워트레인 제조사로 수소버스 스택(stack)을 공급하는 세계 최대 연료전지 기업 캐나다 발라드파워시스템즈 중국 현지 주요 협력사 중 하나다. 중국 정부가 추진하는 대규모 수소전기버스 보급 활성화 정책에 따른 혜택을 받을 것으로 기대되고 있다.


이에 따라 세종공업은 리파이어와의 공급계약을 계기로 중국시장 확대를 꾀할 수 있게 됐다. 실제 리파이와와 다른 차종에 수소센서를 적용하는 것을 논의 중이다.


또 중국 완성차 업체 2곳과 기술적 사양을 맞추는 작업을 진행 중이어서 추가적인 공급 계약이 잇따를 것으로 전망된다.


올해 3월부터 출시되는 현대차의 차세대 수소전기차 ‘넥쏘’에도 세종공업의 수소·압력센서 등이 전량 독점 공급된다. 


서호철 세종공업 전장연구소장(이사)은 “수소전기차의 연료인 수소가스를 적정 압력과 유량으로 연료전지 스택에 공급, 재순환 및 배출을 유도하기 위한 수소공급시스템 핵심모듈의 개발을 통해 수소전기차의 안전성을 확보하고 어떠한 환경 조건에서도 최적의 성능을 발휘하도록 기여하기 위해 신기술 개발에 박차를 가하고 있다”며 “내구성을 강화하는 것은 물론 저온 시동성을 확보하고 잉여 수소가스의 위험성을 제거하는 배기 수소 농도 저감 기술의 완성도를 높이는데 주력하고 있다”고 밝혔다.  


또한 세종공업은 친환경에너지사업의 일환으로 수소에너지를 이용한 이동형 연료전지 발전기를 개발했다.


이 발전기는 액화석유가스(LPG) 연료를 수소가스로 변환한 후 이를 다시 전기로 전환하는 발전장치로 전기공급이 어려운 곳이나 비상전력이 필요한 곳에서 다양한 형태의 전력 공급원으로 활용이 가능하다. 


세종공업은 이동형 연료전지 발전기 양산체제를 갖추고 시장에 공급하기 위해 영업·마케팅 분야에서 협력할 수 있는 기업을 찾고 있다. 


수소에너지사업, 경영진의 경영철학 담겨

세종공업이 수소전기차 분야를 미래성장동력으로 삼은 것은 경영진의 적극적인 마인드가 있었기 때문이다.


수소전기차 핵심부품 개발을 시작할 당시인 2006년만 해도 수소전기차 시장이 아직 열리지 않은 상태였지만 수소전기차를 중심으로 한 수소경제사회가 실현될 것이라는 큰 그림과 미래를 내다보고 선제적으로 연구개발과 투자에 나선 것이다.




세종공업은 지난해 11월 해외 법인 투자와 전장 및 수소차 부품 연구개발 투자 등 시설자금 목적으로 200억원 규모의 전환사채(CB) 발행을 결정하기도 했다.


세종공업은 현재 정부과제를 통해 △수소 누설 모니터링 시스템 △연료전지 스택 금속분리판 △고습도 환경 고농도 수소센서의 신호처리부와 패키지 △고체전해질 기반 고정밀 수소 누설 센서 등 총 4건을 개발하고 있다. 


세종공업은 지난 2016년 창립 40주년을 맞아 2023년 매출 3조원, 영업이익 1,200억원, 신규사업 30%라는 ‘2023 GREAT 3’ 비전을 선포했다.


최순철 세종공업 대표는 “배기시스템 기술 고도화를 통해 본원적 경쟁력을 강화시키고 전장 융합 기술과 친환경 에너지 연구개발에 매진해 자동차 종합 부품 모듈 및 친환경 자동차 산업의 리더로 성장하겠다”라며 “적극적인 투자와 글로벌 시장 개척으로 국내 시장 점유율 1위를 유지하는 것은 물론 글로벌 시장선점을 위해 지속적으로 노력하겠다”고 포부를 밝혔다.








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