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하이브리드 전기자동차용 이차전지 개발 백경희 |
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고유가 시대에 자동차에서도 화석연료를 대체하고 에너지를 절감할 수 있는 ‘하이브리드 전기자동차(HEV)용 리튬이차전지’가 신성장동력으로 새롭게 떠오르고 있다.
이차전지는 주로 휴대폰, 노트북PC, PMP 등의 휴대단말용 전원으로 사용되었는데 HEV 등 중대형으로 확산되고 있다.
HEV는 이차전지를 동력원으로 자동차의 출발과 가속시에 사용하며 이차전지가 방전되면 HEV 내부에 장착된 발전기로 충전한다. HEV가 주행하게 되면 이차전지의 전원을 차단하고 엔진을 가동하며 적정속도로 운행하여 연비를 개선하게 된다.
이차전지의 세계시장은 227억불인데 매년 50% 정도씩 성장하여 2015년에는 305억불에 이를 것이며, HEV용 전지시장도 본격적으로 확산되어 시장규모는 훨씬 클 것으로 전망돼 이차전지의 중요성이 더욱 증가하게 될 것이다.
이에 발맞추어 지식경제부는 지난 2003년부터 5년간 393억 원의 예산을 투입, 산·학·연이 이차전지를 본격 공동 연구개발한 결과 리튬이차전지와 슈퍼커패시터(이차전지 일종)의 시제품을 개발 완료하였다.
현대자동차는 시제품을 가지고 내년 중에 생산할 ‘아반테급 HEV’에 적용코자 시험·검증을 실시하고 있으며, LPG 겸용 HEV에 리튬이차전지를 사용하는 경우 기존 엔진자동차(CV)에 비해 35% 이상 연비개선이 기대된다.
한편, 슈퍼커패시터는 2015년 세계 시장규모가 5조8천억 원으로 10배 정도 급성장할 전망이며, 이 중 HEV용 시장이 약 80%를 차지할 것으로 예상된다.
슈퍼커패시터를 적용한 연료전지 전기자동차(FCEV)는 12%, HEV에서는 33%의 연비개선과 더불어 가혹 환경에서 견딜 수 있는 고강성, 내진동성 및 내열성을 강화하여 경쟁력을 확보하였다. 또한, 2010년까지 실용화 연구를 수행하여 슈퍼커패시터 단셀 및 모듈의 양산기술을 확보할 계획이다.
HEV에 리튬이차전지와 수퍼커패시터를 탑재함으로써 고유가 시대에 에너지 절감을 통한 연비개선과 지구 온난화의 주범인 탄소배출을 획기적으로 줄이는데 기여하게 됐다.
자체 충전하는 HEV용전지에 이어 외부의 전원으로 충전이 가능한 플러그인 ‘하이브리드 전기자동차(PHEV)’에 필요한 이차전지의 핵심 소재 및 배터리시스템 개발은 국내 자동차 및 전지업계가 공동으로 추진할 계획이다.
이와 함께 지식경제부는 유비쿼터스시대에 대비한 이차전지산업 발전전략을 수립하여 디지털융합기기, HEV 및 PHEV 등에 이차전지 채택을 확산시키는 등 산업경쟁력을 강화할 계획이다.
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