중국의 전기자동차 기술개발 동향과 상용화 전망

 

 

      중국의 전기자동차 기술개발 동향과

                    상용화 전망

 

[목 차]

Ⅰ. 중국의 자동차산업 배경
Ⅱ. 중국의 전기자동차 기술개발 프로젝트
Ⅲ. 전기자동차 상용화 프로젝트

 

 

Ⅰ. 중국의 자동차산업 배경

1. 다국적기업의 중국진출

최근 세계적 자동차기업의 중국시장 진출이 본격화 되자 중국의 자동차업계는
생산기술과 산업기반이 낙후하여 다국적기업과 경쟁하는 것은 ‘계란으로 바위치
기’라는 인식이 지배적이다.한 때 중국 자체브랜드인 ‘상해(上海)’승용차가

1980년대 초까지 국가기관/기업/사업체 등에서 외국귀빈 의전용, 국가공무 지원
차량으로 이용되었으나 1985년 폭스바겐유한공사(上海大衆)가 설립되고 1991년
11월 25일 신상품이 출하되자 상해자동차는 중국의 도로에서 점차 모습을 감추
었다.

외국의 자동차부품업체 진출도 활발해지고 있다. 호북성 십언시(十堰)에 소재한
동풍자동차(東風汽車公司)에 납품하던 로컬부품업체는 200여개였으나, 동풍이
일본 닛산과 합자하고 글로벌 부품구매시스템을 도입하자 현재 남아있는 로컬업
체는 20개에 불과하다. 그나마 남아있던 부품업체들도 동풍닛산자동차 본부와

일본 부품업체가 다수 무한경제기술개발구로 이전하고 재무/판매/기술/브랜드
등 핵심사업기능이 완비되자 고전하고 있다. 신종차량출시/기술개조/가격책정/마
케팅기획/브랜드이미지구축 등 전반 업무에 일본측이 결정권을 갖고 있어서 동
풍은 승용차 나사 하나를 교체하더라도 협력사의 동의를 거쳐야 하는 실정이다.

2. 특허관리 강화

‘특허’를 통한 다국적기업의 중국시장 공세는 더욱 거세다. 2003년 2월 도요타
는 카탈로그 상표사용과 관련해 Geely Holding Group(吉利集團)산하의 미일자
동차(美日汽車)를 상표권 침해로 고소했다. 중국업계에서는 고소건에 대해서 다
국적기업이 중국기업을 경쟁상대로 인식하여 조기에 대응하고 중국시장을 선점

하려는 의도라고 평가했다. Geely Holding Group이 강경대응하자 도요타는
2003년 11월 24일 침해안을 철회하여 사안이 마무리됐다.

중국 자동차산업은 발전초기부터 다국적기업과의 치열하게 경쟁하며 시장원리에
적응하는 중이다.기존의 지재권 교육내용을 개선/보강한 “지재권설명교재(知識
産權簡明敎材)”를 전문 발간하여 특허/사업기밀/기술계약/상표권침해 등에 관한
법률정보와 업체의 지재권보호에 대한 교육을 강화하고 있다.

3. 중국정부의 전기자동차산업 발전계획

이런 배경 하에 중국은 차세대 자동차산업을 집중 육성하고 자국업체 위주의 산
업구조로 재편성하기 위해 2001년 ‘전기자동차 중점프로젝트’를 제정하고 향후
5년 동안 연료전지자동차 연구개발에2,000만 달러까지 투자를 확대해 나갈 것
이라고 공식 발표했다.

2002년에는 향후 3년 내로 1,200만 달러를 투입하여 수소전지개발에 주력할
것을 표명했으며 국가발전개혁위원회의 <중국자동차산업발전계획>(2004년 6월
공식발표)에서도 수소전지를 비롯한 친환경연료 개발을 국가차원에서 지원한다 1)
고 명시한 바 있다.

 

Ⅱ. 중국의 전기자동차 기술개발 프로젝트

1. 전기자동차 관련기술발전 개요

중국의 연료전지 연구개발은 1950년대부터 시작됐다. 1990년대 부터 지구환경
기금 (Global Environment Facility, GEF)의 지원을 받아 연료전지자동차 시범사
업이 본격적으로 추진됐고 중국정부가 “10차5개년”기간 국가863계획 가운데 ‘전
기자동차 중대프로젝트’를 포함시키면서 전기자동차 연구개발사업이 본격적으로
진행됐다.

■ 1988년

청화대학(淸華大學)에서 중국 최초의 연료전지 탑재차량을 개발했다. 골프장용
1)<중국자동차산업발전계획>제3장 기술정책 제9조
주간 중국과학기술[2005-11-15 ] 3
차량으로 개발된 이 전기자동차는 북경부원세기연료전지에너지(北京富源世纪燃
料电池能源)에서 생산한 연료전지(5킬로와트)동력으로 가동됐다.

■ 1998년

상해신력과기유한회사(上海神力科技有限公司)가 설립됐고 이 업체는 단기간 내
에 40킬로와트의 연료전지를 이용한 jitney, 승용차, 오토바이를 자체개발했으며
현재 양자교환막(PEM:Proton Exchange Membrane)연료전지와 고효율모터를 개
발중이다.

■ 2001년

북경친환경에너지회사(北京綠能公司)와 청화대학(淸華大學), 북경공업학원(北京
工業學院)이 공동으로 12인승 연료전지탑재 버스를 개발했고 현재 삼성, 도요타
와 공동 연구개발 중이다.

■ 2002년

상해자동차(上海汽車)와 GM이 합자로 설립된 중국최초의 자동차기술연구센터인
PATAC(泛亞汽車技術中心)은 Buick의 소형자동차 차체와 GM의 연료전지기술
을 이용한 “봉황(鳳凰)”이라는 브랜드의 승용차를 선보였고 2002년 중국시장
상용화를 위한 투자확대의사를 공식 발표했다.

■ 2003년

상해자동차(上海汽車)는 자체적으로 동제대학(同濟大學)과 협력하여 ‘싼타나
2000형’ 모델에 기반한 “초월1호(超越1號)” 연료전지자동차를 개발했다.

■ 기타

일기자동차그룹(一汽集團)은 중국이 집중발전시키는 3대 업체(上海汽車, 東風汽
車)중 하나로서 일본 도요타와 협력하여4년전부터 하이브리드(Hybrid)자동차
생산을 준비하여 2006년 1월 정식 출하를 앞두고 있다.

2008년 북경올림픽과 2010년 상해엑스포 상용화를 목표로 중국의 60여개 기관
(연구소/대학/기업)이 연료전지를 연구개발하고 있으며 그 중 3/4 정도가 자동차
연료전지 개발에 집중하고 있다.

2. 전기자동차 관련기술 주요 연구개발성과

<표1. 중국의 전기자동차 관련 특허기술 중대성과 >
성 과 명 연 구 개 발 기 관
연료전지(Fuel Cell)탑재
도시승용차 및 운행시스템
청화대학(淸華大學)
연료전지차 (Fuel Cell Vehicle)
상해연료전지자동차동력시스템유한회사
(上海燃料電池汽車動力系統有限公司)
EQ6110H 하이브리드 버스
동풍전기자동차주식유한회사
(東風電動車股份有限公司)
순수전기(Pure Electric) 승용차
완제품 기술
북경이공대학(北京理工大學)
북경북방화덕NEOPLAN유한회사
(北京北方華德尼奧普蘭有限公司)
등
동력축전지
북경이공대학(北京理工大學)
국가첨단기술친환경재료발전센터
(國家高技術綠色材料發展中心)
중산신형재료공정센터(中山新材料工程中心)
성항전원유한회사(星恒電源有限公司)
비철금속연구총원(有色金屬硏究總院)
뇌천친환경전원유한회사
(雷天綠色電源有限公司)
압축연료전지/모터
상해신력과기유한회사
(上海神力科技有限公司)
양자교환막 연료전지/모터
중국과학원대련화학물리연구소
中國科學院大蓮化學物理硏究所)
대련신원동력주식유한회사
(大蓮新源動力股份有限公司)
MPC기반 하이브리드 자동차
동력시스템 및 연구개발기술플랫폼
청화대학(淸華大學)
순수전기차(Pure Electric Vehicle)
모터 /제어시스템 및 관련기술
천진대학내연기관연소학국가중점실험실
(天津大學內燃器燃燒學國家重點實驗室)

 

중국 과기부 발표에 의하면 중국 전기자동차 중대전문프로젝트(팀장 만강(万鋼,
Wan Gang)2))는 올 6월까지 500여건의 기술이 특허를 받을 것으로 알려졌다.
(그 중 발명특허는 2/3인 310건)

중국은 전기자동차 개발사업 초기단계부터 연구기관의 지재권관리, 특허신청을
강조하고 있다.중국 과기부가 추진하는‘전기자동차개발 국가중점프로젝트’인
경우 지재권관리에 대한 전문연구가 하위 프로젝트로 선정되어 ‘중국전기자동차
특허 DB구축', '지능화검색기반 DB시스템 최적화 개선' 작업이 정부지원으로 진
행되고 있다.

3. 전기자동차개발 국가중점프로젝트

중국 과기부는 연료전지(Fuel Cell), 하이브리드(Hybrid), 순수전기(Pure
Electric) 자동차 등 3종 개발관련 “종향(從向)전략”과 핵심기술인 발전기-제어
기술/동력시스템기술/전지기술 개발관련 “횡향(橫向)전략”으로 구성된 전기자동
차개발 국가중점프로젝트인 “3종3횡전략(三縱三橫戰略)”을 세웠다.

중국 과기부는 계획경제시 국유기업을 중점지원하던 선례와 달리 중국과 해외의
연구소/생산기업이 공개/공정 경쟁하도록 하는 토너먼트(승자진출방식) 방식을
채택했으며, 최근 전기자동차 핵심기술과 부품개발에서 만족할만한 성과를 거두
었다고 밝혔다.

(1) 종향전략(從向戰略) 추진성과

■ 연료전지자동차 (Fuel Cell Vehicle)

청화대학(淸華大學)과 북경버스총공사(北京客車總廠)가 공동 연구개발한 연료전
지 탑재 도시버스가 연료전지모터/엔진 혼합구동방식을 적용하여 주행거리
10,000km를 기록했다. 프로젝트는 연료전지탑재 도시버스의 전체설계/시스템
조립/시뮬레이션분석/제어최적화/전체차량 종합제어 등 연료전지차량 설계-생산
-테스트설비로 구성된 완결형시스템을 갖추는데 성공했다.핵심기술과 공통기술
은 기타 전기자동차 개발에도 적용이 가능하다.

2) 동제대학 부총장

■ 하이브리드 전기자동차 (Hybrid Electric Vehicle)

동풍전기자동차주식유한공사(東風電動車股份有限公司)가 자체개발한 동풍하이브
리드승용차는 택시/정부차량/자가용으로 적합하다. 전 차량에 CAN모선통신 및
고압전류 안전시스템이 장착되어 있으며, 인공지능형 미터측정기가 운전상태와

차량고장을 실시간으로 진단하고 감속시 회생제동 즉 자동차를 급제동할때 소모
되는 에너지는 발전기에서 전기에너지로 전환되고 임시로 저장된 전기에너지는
자동차를 다시 가속할 때 모터에 공급되어 동력으로 이용된다. 이 차량의 안전

주행거리는 2만km이며 최고속도는 160km/h이상, 0~100km구간 가속도는 유럽
Ⅲ표준 미만으로 기존 차량보다 30%이상의 연료가 절감된다. 배기량은 유럽Ⅲ
표준을 만족시키고 저소음이면서 주행이 안정적이다. 현재 이 차량은 산업화 준
비단계에 있다.

■ 순수전기자동차 (Pure Electric Vehicle )

북경이공대학(北京理工大學)이 주축이 되어 개발한 순수전기버스 4종 모두가 최
근 국가자동차품질검사센터 인증에 통과했다. 순수전기자동차의 시뮬레이션주행
/전동기능/축전지성능 등 전체 테스트플랫폼이 구축되고 40여대의 샘플차량과
제어시스템 제작까지 완료된 상태이다.순수전기버스의 기동성/경제성/주행거리/

소음 관련 테스트결과가 세계기준에 근접하거나 통과되었고 핵심기술 연구개발
과 산업화 시스템도 기본적으로 구비된 상태이다. 순수전기버스는 40km/h등속
주행거리가 306km에 달해 단거리여행이 가능하며 완성차량의 성능은 중국 내
선두수준이다. 특히 전기식동력조향장치(power assisted steering), AMT, 전동
일체형에어컨 등을 탑재하여 성능을 보완했다.

(2) 횡향전략 (橫向戰略)추진성과

■ 발전기/제어기술

핵심기술인 희토자기변환형 통전기(通電機)/제어시스템은 영구자석 코일증가에
의한 직류전기기술을 도입한 신개념의 발전(發電)자동제어시스템이다. 액정표시
기에 나타난 효율은 92%이상으로 제어안정성 및 신뢰도가 높고 생산코스트가
낮아 다양한 기계에 활용될 수 있다.종합기술평가도 세계첨단수준이며 2004
년 중국국가기술발명2등상을 수상했다.

■ 동력시스템기술

엔진과 가스터빈 등 내연기관과 축전지/모터를 동시에 이용하는 혼합동력시스템
은 전기자동차의 핵심기술이다.주행환경에 따른2개 동력원의 완전제어/시스템
결합 등이 시뮬레이션측정 배기측정 등을 거쳐 이미3종 특허를 획득했다.이
기술을 적용한 ‘초월2호(超越2號) 연료전지승용차’는 제6회 “국제친환경자동차
Bibendum Cup"대회에서 5개 항목 A등급을 받았으며 이 대회는 중국이 연료전
지자동차 동력시스템 기술선진국임을 알리는 계기가 되었다.

■ 전지기술

중국과학원물리연구소가 개발한 리튬이온전지가 해외특허를 출원하여 국제인증
을 받았다.

(3) 프로젝트 종합성과

중국은 중앙정부가 적극 추진하는 전기자동차개발 중점프로젝트에 힘입어 세계
첨단수준의 성과를 다수 획득했다. 2004년 10월 50개국 150여대 차량이 참가
한 ‘제6회 상해국제친환경자동차 Bibendum Cup대회’에는 중국의 전기자동차가
17대 참여했는데 그 중 4종이 7개 부분 기능테스트에서 5개 A등급을, 7종이 4
개 A등급을 받았다. 기타 차량도 최소 1개 이상의 분야에서 A등급을 받았다.

특히 동제대학이 자체개발한 “초월2호” 연료전지승용차가 5개 항목 A등급으로
종합성적1위를 기록했고 세계최고 기술수준과 비교해도’동력시스템/절전/배기
량감소”, “차체구조 및 조절제어 안정성” 등 2개 분야에서 대등하거나 우수하다
는 평가를 받았다.중국이 개발한“경화(京華)”연료전지탑재 대중버스의 수소 소
모량은 외국에서 개발한 차량의 1/4수준이었다.

일본이나 미국을 비롯한 선진국에서도 전기자동차 R&D에 8년이라는 기간과 10
억 달러 이상이 투입되었다. 중국의 경우 전기자동차개발은 국가 최대규모의 과
기프로젝트지만 2001년부터 본격 추진되어 기술개발 기간은 4년이 채 안되며
R&D 투입규모도 2005년 기준 8억 8,000만 위엔(약 1억 달러)으로 자동차선진
국에 비해 적은 투자로 커다란 성과를 거둔 것으로 평가되고 있다.

 

Ⅲ. 전기자동차 상용화 프로젝트

1. 연료전지 대중버스 상용화 시범프로젝트

전기자동차는 기술연구 못지않게 가격대비 성능이 우수하여 상용화되는 것이 중
요하다.중국의 전기자동차 상용화를 위해서 중국정부,세계환경기금(GEF), 국
제연합개발계획(UNDP)등이 공동지원하는 “중국 연료전지 대중버스 상용화 시
범프로젝트가” 2003년 3월 27일 정식 가동되었다. 중국과기부, 북경시, 상해시
가 프로젝트를 공동으로 추진하며 3,200만 달러가 투입되어 연료전지차량의 생
산코스트 절감과 신기술개발을 전격 지원하게 된다. 이 프로젝트의 완료기한은
5년 6개월이며 2단계에 걸쳐 진행된다.

■ 1단계사업 (추진기간 : 1년 6개월)

연료전지차량 신기술개발,수소전지 관련연구 및 생산업체 정보수집,관련설비
생산업체에 대한 조사, 북경시/상해시에서 구입하는 연료전지차량과 운행시스템
설비에 대한 표준 연구제정,공식생산업체 선정.

■ 2단계사업 (추진기간 : 4년)

북경시와 상해시에 각각6대의 연료전지버스를 구매하고 시범운행.차량 및 수
소공급 설비의 안전성에 대한 각종 DB구축/기록/분석작업. 2차 차량 구매량을
증가하고 시범운행하여 운행시스템의 DB 구축과 분석에 완정성을 기함.

■ 프로젝트 목표

본 프로젝트는 북경시와 상해시에 각각 6대의 연료전지버스를 시범 운행하면서
중국의 연료전지 서비스 상용화가 적절한지 진단하고 판단하는 것이 1차 목표
이다. 이와 동시에 북경시와 상해시 대중교통기관에 연료전지차량기술자를 집중
배양하고 자격 인증을 거치게 한다. 이들은 대중교통용 전기차량의 안정적인 운
행과 내부시스템 점검을 책임지며 중국 도시환경에 맞는 전기자동차 인프라를
기획/구축하는 전문인력으로 활동하게 된다.

이와 동시에 정부부처의 고위급 책임자, 엔지니어, 기업가 등이 전문포럼을 개
최하고 관련기술에 대한 연구와 토론을 활성화하며, 연구성과물은 인터넷이나
국가공문을 통해 대중에 보급하여 전기자동차에 대한 사회적 이해도를 높일 계
획이다. 이 프로젝트는 국가차원의 전기자동차 본격발전계획을 다시 제정하는
것이 최종목표이다.

2. 상용화 가능성

중국은 정부의 적극적인 지원에 힘입어 전기자동차 관련기술이 급속히 발전하고
있으나 완제품을 양산하여 상용화할 만큼 자동차산업구조가 안정적이지 못하고
업계 역량도 부족하다.

■ 성능

현재 외국에서 개발된 전기자동차의 지속주행거리는 1회 충전당 400~500km
이며 상용차량은 200km 수준이나 중국산 전기자동차는 100km이고 주행속도도
외국 전기자동차를 따라잡지 못하고 있다.

■ 기술

외국에서는 알루미늄공기전지/마그네슘공기전지/니켈수소전지 등 고효율 축전지
개발에 성공했지만 중국은 연구진행 중이며 현재 아연산축전지만 사용 가능하고
해외에서 생산라인을 도입했으나 품질은 여전히 낮은 수준이다. 모터/전기제어/
샷시/케이스/차량내부시설 등 분야별 기술도 외국과 수준차가 존재한다.

■ 산업구조

현재 동풍(東風), 상해(上海), 일기(一汽)등 중국 자동차 3대기업이 전기자동차
기술개발에 대규모 투자를 하고 있지만 중국의 전기자동차 상용화에는 핵심기술
/산업인프라/정책 등에 한계가 존재한다. 중국이 다국적기업과 치열하게 경쟁하
고 자체 자동차산업을 육성해야 한다는 이중부담을 안고 있는 상황에서 전기자
동차의 상용화는 당분간 어려울 것으로 전망된다.

향후 5~10년 안에 세계자동차 시장은 하이브리드차량이 주를 이룰 것이라는 전
망이며 자동차 선진국인 일본과 미국은 하이브리드차량 개발에 독일은 LPG차량
개발에 주력하고 있다. 중국정부와 자동차업계도 적절한 선택이 필요한 시기이
다.

 

[참고자료]2005 .11. 15

1)中國電動汽車正在突破重圍, 2005.9.12. 科學時報A1면
2)중국연료전지대중교통차량상업화시범프로젝트개요, 중국전기자동차전문항목판공실
3)중국자동차산업발전정책(2004년), 중국국가발전개혁위원회
4)중국연료전지차량발전현황 [China Electric Vehicle, www.chinaev.gov.cn]
5)중국전기자동차관련특허기술 [China Electric Vehicle, www.chinaev.gov.cn]