전기 이동성의 혜택을 받게 될 산업 분야

케이블과 와이어 업계가 전기 이동성 덕분에 충전 스테이션에서 자동차 내의 배선까지 어느 정도 성장을 기대할 수 있게 되었다. 튜브 가공 업체가 상대적으로 어려워 보이지만 상대적인 것으로 나타났다.

슈테파네 이타세(Stéphane Itasse)

핵심 내용

  • VDA에 의하면 전기자동차는 시장성이 충분하고 시장 점유율도 급속도로 증가하고 있다.
  • 전기 자동차는 내연 기관 자동차에 비해 많은 케이블을 사용한다. 케이블 업계는 성능이 우수한 케이블 수요로 인해 뚜렷한 성장세를 기대하고 있다.
  • 와이어 벤딩 부품도 전기 모터 수요로 인해 시장이 커지고 있다.
  • 튜브 가공 업체도 전기자동차의 경량화 추세로 인해 기지개를 켜고 있다.

독일 VDA(자동차 산업 협회)도 전기자동차의 시장성이 무르익고 있다는 것을 인정하고 있다. “Alix Partners Global Automotive Outlook 2019” 연구에 따르면 2018년 전 세계 자동차 시장에서 전기 드라이브 점유율이 2.7%를 차지했다. 이는 뒤셀도르프 와이어 및 튜브 박람회(올해는 코로나 사태로 인해 12월로 연기됨) 측이 앞서 밝힌 바와 동일하다. Outlook 2019에 따르면 전기 드라이브 성장률은 65%로 전기자동차 시장은 이제 ‘돌이킬 수 없는 대세’에 들어섰다.

하이브리드와 플러그인 하이브리드 그리고 전기자동차가 전 세계적으로 급성장할 것으로 예상된다.

2020년에서 2025년 사이에 하이브리드와 플러그인 하이브리드 그리고 전기자동차가 전 세계적으로 급성장할 것으로 예상된다. 자동차 제조사들과 부품 업체들은 적극적으로 투자에 나서야 한다. 위 연구에 따르면 전 세계적으로 전기 드라이브로의 전환과 전기자동차 개발, 생산과 마케팅을 위해 향후 5년간 약 2천2십억 유로(원화로 275조 원)가 투자될 것이라 한다.

와이어 및 케이블 업계 공급자들도 전기 이동성을 기회로 보고 이미 가속을 시작했다. 와이어 및 튜브 벤딩 기계 공급자인 Wafios는 강력한 시장 잠재력을 확인했다. 자동차의 전기 드라이브는 구성 요소 간의 연결 부위에 접촉 레일이 필요하다. 신형 전기 모터는 코일뿐만 아니라 수많은 헤어핀들로 구성된다. 이는 모두 벤딩기로 제작하기에 적합한 부품들이다. “우리는 이미 큰 수요가 예상되는 전기 드라이브 벤딩 부품을 위한 컨셉트를 모두 갖추고 있습니다.”(Dr. 우베 페터 바이크만, Wafios 이사회 대변인)

튜브 벤딩 노하우가 도움이 된다

“모든 최신 기술 및 제품의 경우처럼, 각각의 후속 세대에는 뚜렷한 최적화 잠재력이 있습니다.” 우도 호른페크, Leoni 차량 전장 시스템 부문 CTO

이러한 도전 과제에는 약간의 차이가 있다. 전기 절연을 위해 플라스틱이 코팅된 구리 베이스 튜브 재료는 부분적으로 단면적이 사각이다. 튜브 벤딩 시에 튜브 손상을 방지해야 하는 반면, 구리 벤딩 시에는 절연재가 손상되면 안 된다. 하지만 튜브 벤딩에서 사용하는 공구 접근법은 절연 구리 부품 벤딩 작업에 적합하다. 변화는 전기 드라이브에 국한되지 않는다. 뒤셀도르프 메쎄에 따르면 내연 기관, 연료 시스템, 배기가스, 저전압 차량 전장 시스템이 사라진다는 점에 유의하고, 대신에 전기 모터, 전자 장치, 배터리 냉각 장치, 충전기, 고전압 차량 전장 시스템, PTC 히터에 대비해야 한다. 모두 우수한 와이어와 케이블을 필요로 하는 구성 요소들이다.

와이어와 케이블 업계는 이러한 도전 과제들로 매우 희망적이다. 케이블과 전장 시스템 전문인 Leoni도 전기자동차로 인한 매출 상승을 기대하고 있다. 하이브리드 차량에는 많은 케이블이 필요하며, 특히 고급 케이블 수요가 커지고 있다. Leoni는 특히 고전압 배터리를 전기자동차 및 플러그인 하이브리드 차량의 에너지 스토리지로 보고 있다. Leoni 전장 시스템 분과 CTO인 우도 호른페크에 따르면 이러한 고전압 전장 시스템을 비교적 경제적으로 제작할 수 있다고 강조한다. 이를 위해 가치 창출과 시스템 한계와 넘어 전체적으로 고려하는 자세와 표준화를 위한 노력이 필요하다.

“모든 제품과 기술은 후속 세대를 위한 최적화 잠재력이 있습니다. 중요한 것은 이런 잠재력을 개별 구성 요소 개선에 국한하지 않고 전체 시스템 차원에서 고려해야 합니다.”(우도 호른페크) 재료비 외에 생산 비용도 중요한 구성 요소이다. Leoni는 공급업체와 함께 전체적인 최상의 컨셉트를 찾고 있다. 첫 번째 공동 조사에서 고전압 전장 시스템이 시스템 조정을 통해 최적화 잠재력이 있다는 것을 확인하였다.

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전체 가치 창출 체인 최적화하기

“가치 창출 체인에서 잠재력을 최대한 현실화하는 것이 중요합니다. 고객의 공장에서 조립 비용을 낮출 수 있다면 공급업체가 발생하는 높은 생산 비용을 감수하는 것이 합리적일 수 있습니다.”(우도 호른페크)

주로 수동으로 이루어지는 고전압 전장 시스템 생산을 고도로 자동화된 생산으로 전환하는 것이 효율적입니다. 이를 위해 필요한 시스템 기술이 발전하고, 미래의 전자 플랫폼을 위해 패러다임 전환을 숙고해 보는 것이 좋다. “중요한 것은 생산 시스템 비용뿐만 아니라, 제품 라이프 사이클 비용도 고려해야 합니다. 자동화는 변종이 적고 대량 생산하는 경우에 장점이 있습니다.”(우도 호른페크)

이 주제와 관련하여 튜브 가공 기계 제조사들은 초기에 낙관적이지 않았다. “전기 이동성으로 인해 우리는 수요가 줄어들 것으로 예상했습니다.” Soco Machinery의 CEO 이자 매니징 디렉터인 카일 로가 타이베이에서 열린 Timtos 전시회에서 위와 같이 밝혔다. 자동차 경량화 컨셉트는 튜브 구조가 실현할 수 있지만 다른 한편으로 가솔린 라인, 배기가스 튜브 시스템, 브레이크 라인이 없어지게 된다. “따라서 우리는 자동차 산업에서의 손실을 다른 분야에서 채워야 합니다.”(카일 로)

튜브 업계는 제품 라인을 조정해야 한다

“전기 이동성 프로젝트 문의 건이 지난 2년 동안 5배나 증가하였습니다.” 볼프강 A. 하겐뮐러, Felss Group 비즈니스 개발 매니저

로터리 스웨이징 기계와 파이프 축 방향 성형 기계 제조사인 Felss Group의 비즈니스 개발 매니저 볼프강 A. 하겐뮐러는 조금 다르게 보았다. “제품 포트폴리오가 바뀌고 있습니다. 가솔린 라인, 배기가스 시스템, 브레이크 또는 캠 샤프트나 피스톤과 같은 엔진 관련 구성 요소는 근본적인 변화를 겪게 될 것입니다. 하지만 스티어링 중공 부품과 중공 드라이브 샤프트가 부품 경량화와 주행 거리 개선을 위해 주목을 받고 있습니다.”라고 볼프강 A. 하겐뮐러는 MM 편집부의 요청을 받아 의견을 피력했다. 볼프강 A. 하겐뮐러에 의하면 이러한 컨셉트는 다른 분야에서도 필요하다. “개발 사이클이 짧아지고, 그로 인해 제조, 엔지니어링, 프로토 타이핑 및 사전 개발에서 유연하고 효율적인 절차가 필요합니다.”(볼프강 A. 하겐뮐러)

“우리는 경량화 컨셉트와 복잡해지는 벤딩 형태와 구조로 인해 표준 튜브 벤딩기가 제품에 따라 전용 장비로 변화할 것으로 기대하고 있습니다.”(베르트 조른, 튜브 벤딩기 제조사 Schwarze-Robitec 이사) 이 외에 자동차 생산에서 점점 더 커지는 비용 압박도 중요하다.

튜브 벤딩기는 유연성이 있어야 한다

고객에게 매력적인 기계가 되기 위해 변화하는 요건에 맞추어 유연하게 대응할 수 있어야 합니다.”(베르트 조른) 영어권에서는 이를 ‘커스터마이징’이라고 합니다. 기계는 고정적인 벤딩 출력과 같은 성능 매개변수, 벤딩 반경이나 길이와 같은 형상 변수, 공구 장착 공간 및 소프트웨어 사양과 같은 측면에서 고객 또는 제품 요건에 맞추어 대용할 수 있어야 한다. 여기에는 포괄적인 자동화와 ‘벤딩 이외의’ 작업 단계 또는 프로세스의 통합이 포함된다.

프로세스 체인은 여러 시나리오로 구분된다


“고객에게 매력적인 기계가 되기 위해서는, 변화하는 요건에 맞추어 유연하게 구성할 수 있어야 합니다.” 베르트 조른, Schwarze-Robitec 이사

볼프강 A. 하겐뮐러는 앞에서 언급한 컨셉트를 위해 최대한 유연한 기계가 필요할 것이라고 했다. 그는 일반적인 자동차 제조사의 전기 구동 시스템의 성능과 크기가 커짐으로써 기계 크기도 커지고 있다고 설명하였다. “변종 다양성과 생산 개수 측면에서 변화하는 요건들로 인해 지금까지 지켜온 가치 창출이 무너지고 있습니다. 최적의 생산 루트 차원에서 다양한 시나리오들이 있습니다.”(볼프강 A. 하겐뮐러) 또한 부분적으로 최대 30.000min-1에 이르는 빠른 전기 드라이브 속도로 인해 정교한 구동과 밸런스 측면에서 요건도 까다로워지고 있다.

고객과 함께 실시한 여러 프로젝트에서 이미 전기 이동성을 통한 이러한 변화들이 감지되고 있으며, 이는 베르트 조른의 설명에도 잘 나타난다. “우리는 전형적인 라운드 튜브를 벤딩하는 것보다 다른 프로젝트들이 뚜렷하게 증가하는 추세를 확인했습니다. 경량 재료의 비대칭 프로파일 벤딩을 주제로 하는 프로젝트들이 증가하고 있습니다. 또한 자동차 산업에서 전통적인 구리 케이블을 대체하는 프로파일이나 라운드 바로 이루어진 전류 도체가 주목받고 있습니다.” 베르트 조른에 의하면 양산까지 프로젝트를 실현하고 생산을 지원하기 위해서는 벤딩 시스템 공급자의 노하우 외에 공구 설계와 프로세스 설계 측면에서 지식과 경험이 중요하다고 한다.

볼프강 A. 하게뮐러는 이 점을 보다 구체적으로 지적하였다. “전기 이동성 프로젝트 문의가 지난 2년 동안 5배 이상 증가하였습니다. 현재 투자는 대부분 전기 이동성 분야에서 이루어지고 있습니다. 내연 기관 시장은 현시점에서 포화 상태입니다.”