2022.09.21 (수)

FOCUS

에디슨모터스, 전기버스 기술력으로 수소 모빌리티 개발 도전

세계최초 전기버스 상용화…국내 시장점유율 1위
모터・전자제어・배터리 등 3대 핵심기술 자체 개발
캐나다 B사 등 해외 기업과 수소버스 공동 개발 중
美 플러그파워와 수소 버스・트럭・선박 등 개발 예정

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[월간수소경제 이종수 기자] 전기버스와 천연가스버스를 생산・공급하고 있는 에디슨모터스가 전기버스 기술력을 바탕으로 수소전기버스 개발에 뛰어들었다. 


국내에서는 현대자동차 다음으로 수소전기버스를 개발하는 셈이며, 중소・중견 버스 제작사로는 최초라는 점에서 의미가 크다. 에디슨모터스가 수소전기버스를 출시하면 수소전기차 대중화에 크게 기여할 것으로 기대된다.  


에디슨모터스는 국내외 수소연료전지 관련 기업들과 협력해 수소전기버스뿐만 아니라 트럭, 선박, 드론, 개인용 비행체(PAV) 등의 분야로 수소 모빌리티 개발을 확대한다는 계획이다. 최근 쌍용차 인수에 성공하면서 기존 쌍용차의 라인업도 전기차로 전환해 나갈 계획이다. 


에디슨모터스의 수소 모빌리티 개발 향방에 귀추가 주목된다.  

 

세계 최초 전기버스 출시 

에디슨모터스는 지난 1998년 설립된 ㈜한국화이바 차량사업본부로 출발해 처음에는 KTX 등 철도 차량의 바디와 구성부품, CNG 저상버스 등을 공급했다. 2015년 10월 중국 타이치 그룹에 인수되어 TGM으로 불리다가 2017년 1월 ㈜에너지솔루션즈에 인수되면서 에디슨모터스로 다시 태어났다.  


에디슨모터스는 2009년 세계 최초로 상업용 전기버스를 출시한 이후 전기버스에 대한 독보적 기술력을 축적해오고 있으며, 국내 전기버스 시장점유율 1위를 유지하고 있다.


2017년 10월 고상 CNG버스, 2018년 5월 저상 전기버스, 2019년엔 1톤 전기트럭까지 개발을 완료하고, 2020년 하반기부터 1톤 전기트럭과 저상 전기버스(길이 9.3m, 8.8m)를 판매하고 있다.   




에디슨모터스는 24시간 작업 기준으로 연간 2,500대의 버스를 제작할 수 있는 시설을 갖췄다. 12m 대형버스 2대를 동시에 생산할 수 있는 국내 최대 규모의 오토클레이브(Autoclave) 성형 장비(직경 5m, 길이 30m)를 보유하고 경남 함양공장(본사)과 전북 군산공장에서 차량을 생산하고 있다.    


현재 보급 차종은 SMART 110, SMART 110H, SMART 110HG(Euro 6), SMART 993, SMART 087 등 전기버스 5종과 전기트럭 1종(SMART T1, 1톤)이 있다. CNG버스로는  NEW FIBIRD CNG(Euro 6) 1개 차종이 있다. 


특히 2021년 5월부터 판매하고 있는 SMART 110 전기저상버스와 2020년 7월부터 판매하고 있는 SMART 110H 전기고상버스는 현존하는 길이 11m짜리 전기버스 중에서 세계 최고 수준의 품질과 성능을 확보했다는 평가를 받고 있다. 


이들 전기버스는 320kW 모터를 탑재해 435마력의 강력한 출력을 자랑한다. 경쟁사의 240kW 모터(330마력)와 경유・CNG 버스(290마력) 대비 월등히 높은 수준이다. 1팩당 68kWh의 리튬이온(NCM) 배터리팩을 2~4개 장착해 136~272kWh 용량으로 189~378km를 주행할 수 있다. 


모터와 배터리 모두 5년 또는 50만km를 보증하고 있다. 보증비용 추가 시 9년 또는 90만km 보증도 가능하다. 에디슨모터스가 제시한 규정대로 사용하는 것을 전제로 9년 사용하는 동안 잔존 용량 70% 이상이 유지되도록 AS를 제공한다.   




또한 고급 전기버스 시장을 개척하기 위해 2021년 직행 좌석급 전기버스 개발과 인증을 완료하고, 올해 차량을 출시했다.    


물류 및 택배 차량 등으로 활용할 수 있는 1톤 전기트럭은 130kW 모터를 탑재했고, 배터리 용량에 따라 150~300km를 주행할 수 있다. 모터와 배터리는 5년 또는 20만km를 보증한다. 

 

전기차 3대 핵심기술 자체 개발

에디슨모터스의 경쟁력은 세계 최초로 상용 전기버스 생산을 시작한 이후 축적한 전기차 생산 노하우와 함께 전기차의 3대 핵심기술인 모터, 전자제어, 배터리를 자체 개발해 차량에 적용하고 있다는 점이다. 


한국생산기술연구원(KITECH)과 공동으로 차세대 구동모터인 ‘MSO Coil 모터’를 개발해 양산 준비과정에 있다. MSO Coil 모터는 모터 슬롯 내부에 도체가 권선된 비율을 90%까지 끌어올릴 수 있는 전기차 모터 기술로, 동급 대비 2배 이상의 토크를 낼 수 있다. 


배터리팩 내재화를 위해 설립한 에디슨테크는 배터리 성능과 수명을 획기적으로 개선하기 위해 세계 최초로 개발한 ‘제3세대 SMART BMS’ 기술을 배터리팩 생산에 적용하고 있다. 






독보적인 경량화 기술도 강점이다. 복합소재(CFRP)로 전기버스 등의 바디를 제작하기에 가벼우면서도 차체 강성을 충분히 확보할 수 있어 차체 상층부에 2.5톤 무게의 배터리를 탑재할 수 있다. 경쟁사 동급 차량 대비 1.5~2톤의 경량화를 실현했다.   


또한 리튬이온 전고체 셀(Cell) 생산이 가능함은 물론 전기자동차를 제어하기 위한 VCU・PDU・인버터・컨버터 등을 통합한 전자제어통합솔루션 개발과 자율주행 등의 연구가 완성된 단계로 관련 기업 인수나 생산공장을 건립해 미래 모빌리티 산업으로 영역을 확대할 계획이다. 


최근 쌍용차를 인수한 에디슨모터스는 올해부터 승용차, SUV, RV, 공항버스, 2.5~30톤 트럭, 청소차, 트랙터, 선박, 개인용 비행체(PAV), 드론 등으로 전기차 제품군을 확대해 종합 전기자동차 메이커로 성장할 계획이다.   


우선 올해 프로토타입의 전기 SUV ‘SMART S’를 출시할 예정이다. 현재 전기 SUV ‘SMART X’도 야심차게 준비 중으로, 혁신적인 디자인과 최첨단 사양의 스마트 기능을 탑재하고서도 미국 전기차 회사 테슬라의 ‘모델X’보다 저렴한 가격에 출시한다는 계획이다. 올해 전기 요트도 출시한다는 목표다. 

 

해외 기업과 수소버스 개발 나서

에디슨모터스는 전기 모빌리티 사업 확장의 일환으로 수소전기버스 개발에도 나섰다. 대규모 투자가 필요한 자체 개발보다는 국내외 수소연료전지 개발 업체와 공동으로 개발하는 방식을 택했다. 기술력, 공급가격, 기술 전수범위를 주요 고려사항으로 하고 있다.     


이에 따라 2017년 6월 세계 굴지의 기술연구소와 전략적 파트너십을 체결하고 미국 N사, 캐나다 B사, 중국 R사 등과 수소전기버스를 공동으로 개발 중이다. 




국내 기업과의 공동 개발도 모색했지만 진전 없이 논의가 중단된 상태이다.  


현대차그룹은 지난 2019년 10월 15일 경기도 화성시 현대·기아차 기술연구소에서 열린 ‘미래차산업 국가 비전 선포식’에서 국내 중소·중견 버스 제작사인 우진산전, 자일대우상용차, 에디슨모터스와 ‘버스용 수소연료전지시스템 공급 협력 업무협약’을 체결하고, 이들 버스 제작사에 수소연료전지시스템을 공급하기 위한 협의를 진행한다고 밝힌 바 있다.


중소·중견 버스 제작사들이 현대차그룹의 수소연료전지시스템을 활용해 수소전기버스를 자체 제작하면 수소전기차의 대중화에 속도가 붙을 것으로 기대됐다.


에디슨모터스는 2020년부터 현대차 측과 수차례 실무협의를 진행해 현대차가 개발한 95kW급 연료전지시스템 공급을 타진했지만 성사되지 않았다. 


에디슨모터스 관계자는 “현대차가 제안한 공급가격과 조건으로는 시장경쟁력을 확보할 수 없고, 기술 노하우도 전수 받을 수 없어 협의를 계속 진행하기 어렵다는 내부 결론을 내렸다”라며 “현대자동차 측에서 시장경쟁력 개선을 위해 개발하고 있는 차세대 연료전지시스템에 대한 추가 제안이 있기 전까지는 현시점에서 협력 논의에 진전이 없을 것으로 판단하고 있다”고 말했다.




에디슨모터스는 다시 해외 기업을 물색한 결과 최근 미국의 수소 솔루션 업체인 플러그파워와 손을 잡게 됐다. 에디슨모터스와 플러그파워는 지난해 12월 16일 시내버스용 수소전기버스 프로토타입 개발과 양산・판매 추진을 위한 합의서를 체결했다.


양사는 2022년 하반기까지 개발과 인증을 완료해 2023년 상반기에 양산 모델을 출시할 계획이다. 에디슨모터스의 전기버스에 플러그파워의 125kW ‘프로젠(ProGen)’ 연료전지시스템을 장착한 수소전기버스를 개발하게 된다.


양사는 협력 범위를 단계적으로 확대해 수소연료전지를 기반으로 한 트럭, 선박, 드론, 개인용 비행체(PAV) 등을 개발하는 한편 해외 시장 공략에도 나선다는 구상이다. 


1997년 설립된 플러그파워는 차량용 연료전지(PEMFC), 수전해 핵심 설비인 전해조, 액화수소플랜트 및 수소충전소 건설 기술 등 다수의 핵심기술을 보유하고 있다. 수소를 연료로 사용하는 지게차와 트럭 등 수소 모빌리티 사업 역량도 보유하고 있다. 아마존, 월마트 등 글로벌 유통 기업에 수소지게차를 공급하는 등 미국 전체 수소지게차 공급 시장을 사실상 독점하고 있다.


최근에는 미국 전역에 구축된 수소충전소 네트워크를 활용해 중대형 트럭시장에 진출하는 한편 드론·항공기·발전용 등으로 수소연료전지의 활용을 다각화하고 있다. 지난해 하반기에는 미국 뉴욕주에 연간 1.5GW의 세계 최대 규모 연료전지 생산공장을 완공했다. 




SK㈜와 SK E&S는 지난해 1월 말 주식 추가 매수 옵션을 실행해 총 1조8,500억 원(16억 달러)을 투자해 지분 약 10%를 확보하면서 플러그파워의 최대주주가 됐다. 


이어서 SK E&S는 지난해 10월 플러그파워와 아시아 수소사업 공동 추진을 목적으로 하는 합작법인 설립 계약을 체결했다. 합작법인은 2024년까지 수소연료전지, 수전해 설비 등 수소사업 핵심 설비를 대량생산할 수 있는 ‘Giga Factory & R&D Center’를 수도권에 건설해 국내 및 아시아 시장에 공급할 계획이다.


에디슨모터스 관계자는 “플러그파워와의 협력은 현재까지 수소전기버스 개발을 위해 검토된 여러 제안 중 가장 매력적인 제안으로 평가하고 있다”라며 “미국에 본사를 둔 플러그파워는 수소연료전지 분야에서 최고의 기술력을 가진 기업 중 하나로 평가되고 있어 당사와의 협력 시 시너지 효과가 클 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다. 


이 관계자는 “특히 플러그파워는 수소연료전지 생산, 수소충전 인프라 구축・운영을 포함하는 포괄적인 사업모델 구축을 추진하고 있어 당사로서는 사업의 지속성, 가격경쟁력, 기술 습득 측면에서 우호적으로 접근할 수 있기에 시장진입에 유리하다고 판단하고 있다”고 덧붙였다.




에디슨모터스는 전기버스 개발 시 시행착오를 겪었던 부분에 중점을 두고 수소전기버스를 개발한다는 계획이다.  


에디슨모터스 관계자는 “당사가 최초로 전기버스를 개발할 때 시행착오를 겪은 분야는 모터, 배터리, 전력변환장치 같은 주요부품이 아니라 오히려 상대적으로 과소평가되었던 보조 동력장치 및 주변품 개발과 공급망 구축이었다”라며 “주요부품은 상대적으로 기술적 접근성이 쉬웠던 반면 주변품에 대해서는 관련 기술을 획득하기가 어려워 많은 시행착오가 있었다”고 밝혔다.


전기버스의 대표적인 주변품은 공조장치(히터, 에어컨), 냉각장치, 오일펌프, 공기압축기, 저전압공급장치(DC-DC Converter) 등이 있다.


수소전기버스의 주변품은 수소 감압기, 냉각장치, 수소연료전지용 DC 컨버터, 공기 공급장치, 배출장치 등이 있다.  




또한 에디슨모터스는 지난해 11월 영국의 연료전지 개발사인 인텔리전트에너지, 국내 드론 개발 기업 호그린에어와도 수소 모빌리티 개발을 위한 양해각서를 체결했다. 현재 전기버스와 전기트럭에서 확보한 전동화 기술력을 기반으로 PAV, 전기 요트 및 소형 전기선박에 응용할 수 있는 전동화 시스템 개발을 진행하고 있다.


특히 PAV 분야에 적용되는 전원공급장치는 특성상 무게가 가볍고 장시간 전기를 공급할 수 있는 수소연료전지 적용이 필요해 이러한 소형 수소연료전지 개발을 위해 인텔리전트에너지, 호그린에어와 손을 잡게 됐다. 


에디슨모터스는 전기버스 기술력을 바탕으로 수소전기차 분야에서도 최고의 경쟁력을 발휘하겠다는 의지를 보이고 있다. 이미 확보한 배터리 기술력과 수소연료전지를 결합하면 다양한  수소 모빌리티 개발에 충분히 접근할 수 있을 것으로 내다보고 있다. 


강영권 에디슨모터스 회장은 “당사는 시장이 확보되지 않은 상황에서도 세계 최초로 전기버스 상용화와 판매를 시작했고, 모험적 투자를 마다하지 않는 노력으로 국내 전기버스 시장점유율 1위를 유지하고 있다”라며 “미래의 먹거리로 기대하고 있는 수소연료전지 분야에서도 에디슨모터스는 모험을 주저할 이유가 없고, 대기업과 같이 막대한 투자는 어렵겠지만 전기버스를 최초로 개발했던 경험을 바탕으로 수소전기버스 시장점유율 1위도 차지할 수 있도록 노력할 것”이라고 밝혔다.





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