EV전용 플랫폼 시대의 개막

비 내리는 요코하마항에 1대의 전기자동차(EV)가 상륙했다. 독일 폭스바겐(VW)의 ‘ID.3’다. VW이 처음으로 개발한 EV전용 플랫폼(PF)을 탑재했고, 소프트웨어 업데이트는 OTA(Over The Air)를 통해 대응한다. EV에 사운을 걸고 소프트웨어 기업으로 변신을 도모하는 VW의 기술력은 어느 정도일까? 일본에서 아직 발매되지 않은 ID.3를 유럽에서 수입해 분해한 결과, 차세대 PF의 윤곽이 드러났다.

Part 1. 폭스바겐의 EV 전용 플랫폼
엔진차의 기술 자산은 버리지 않는다

성장의 원천은 EV와 소프트웨어다. 현재 전략 전환이 한창 이루어지고 있는 독일 폭스바겐(VW). 유럽을 중심으로 진행되는 탈엔진의 방향성에 따르기 위해 차기 EV 개발을 서두른다. 그 기점이 되는 것이 최초의 전용 PF을 탑재하는 양산 EV ‘ID.3’다.

"아직 다듬어지지 않았지만 열관리 시스템을 통합화하겠다는 의지를 강하게 느낄 수 있다." ID.3 분해에 참여한 자동차 기술자는 이렇게 분석한다. 다른 전문가는 “1개의 PF으로 폭넓은 배터리 용량이나 모터 출력에 대응하는 아이디어를 엿볼 수 있다. 모듈 PF의 엔진차를 대량 생산해 온 노하우를 활용했다”라고 추측한다.

수소 스테이션 사용의 편의성이 과제

현재 우리는 연료전지차인 도요타자동차의 신형 MIRAI의 분해·분석을 추진하고 있다. 이번 9월호가 여러분에게 도착할 무렵엔 어딘가에서 MIRAI가 낱낱이 파헤쳐져 있을 것이다.

분해에 앞서 7월 하순, 기자는 이번 신형 MIRAI의 새로운 기능인 첨단운전자보조시스템(ADAS) 'Advanced Drive' 등을 평가하기 위해 장거리 드라이브를 체험할 수 있는 기회를 얻었다. 차량 평가 결과에 대해서는 닛케이크로스테크에서 소개할 예정이며, 여기서는 이번 장거리 드라이브에서 느낀 우려되는 점을 전하려고 한다.

그것은 바로 수소 스테이션 이용의 불편함이다. 일단 압도적으로 스테이션의 수가 적다. 도쿄 도 내와 도요타의 본거지인 아이치(愛知) 현에는 수 십여 곳이 있지만, 그 외의 도(都)·부(府)·현(縣)에는 있어도 몇 곳, 스테이션이 전혀 없는 현도 있다. 이번 장거리 드라이브에서는 도쿄와 니가타(新潟) 현 산조(三?) 시를 왕복했지만, 고속도로의 서비스 구역에 수소 스테이션이 없어 결국 가스 공급을 위해 니가타 현 내에 유일하게 있는 니가타 시내 스테이션까지 가야 했다.

또한, 낮에만 영업을 하는 등 영업 시간에도 문제가 있었다. 게다가 영업 회사가 동일할 경우, 같은 요일이 휴점이기도 했다. 니가타 시의 스테이션과 돌아오는 길에 있는 군마(郡馬) 현 다카사키(高崎) 시의 스테이션은 같은 계열의 점포로, 쉬는 날이 목요일이었다. 마침 목요일에 이동했기 때문에 가스가 떨어지면 어떻게 하나 마음을 졸이며 운전해야 했다.

신형 센서로 ‘메가 서플라이어’에 대항

덴소는 ADAS(Advanced Driver Assistant System, 첨단 운전자 지원시스템)을 위한 신형 센서를 개발했다. 기존 제품보다 성능을 향상시킨 LiDAR(라이더 스캐너)와 원거리 및 근거리 양쪽 모두에 대응하는 2안 카메라이다. 두 제품은 도요타자동차의 첨단운전자지원시스템인 ‘Advanced Drive’에 채택되었는데, 덴소는 이러한 최신 센서 등을 전면으로 내세워 독일의 보쉬(Bosch) 및 콘티넨탈(Continental) 등의 해외 메가 서플라이어에 대항한다.

덴소는 이미, 트럭 전용이나 승용차 전용의 LiDAR를 제품화하고 있다. 이번 개발한 신형 LiDAR는 승용차 전용의 기존 제품에 비해 감지 거리를 2배 이상(200m이상), 수평 감지각을 3배 이상(120도) 확대했다(수직 감지각은 약 10도로, 기존 제품과 같다). 감지 거리와 수평 감지각은 ‘세계 최고 수준’(덴소)이라고 한다

신형 LiDAR는 평면 미러를 모터로 움직이는 ‘메커니컬식’으로, 사용하는 레이저의 파장은 870nm의 근적외선이다. 수평 감지각을 넓힘으로써, 전방의 넓은 범위를 검지할 수 있게 되었다. 검지 거리를 늘림으로써, 보다 먼 곳의 차량을 찾아내기 쉬워졌다.

-- 감지 거리 및 수평 감지각 확대 --
감지 거리를 확장하기 위한 첫 번째 아이디어는 발광용 디바이스의 고출력화이다. 레이저 다이오드의 출력을 기존 제품의 3배로 높였다. 두 번째 아이디어는 수광 소자의 감도를 높인 것이며 기존 제품의 20배로 고감도화했다.

섬세함과 로컬 수요가 열쇠

혼다는 2021년 9월 30일, 소형 로켓 사업에 참가한다고 표명했다. 지구 저궤도에 투입하는 소형 인공위성의 수송 수요를 목표로 한다. 발사 후에 로켓의 일부를 착륙시켜 재사용함으로써 저비용화를 도모한다. 상정하고 있는 페이로드는 1t. 자율주행 기술의 개발 등을 통해서 축적한 제어 및 유도 기술을 활용하여 2019년 말부터 개발을 추진하고 있다. 30년 전에 시험기 발사를 목표하고 있다고 한다.

이는 과감한 도전으로 어려움이 따를 수 있다. 그러나 기자는 큰 가능성이 있는 사업이라고 생각한다. 왜냐하면, 위성 발사 수는 20년에 세계에서 약 1,000기였지만 30년에는 5,000기로 증가할 것이라는 예측도 있을 정도로 초성장 산업이기 때문이다.

물론 일본의 우주 수송은 미국에 비해 크게 늦어지고 있는 것은 사실이다. 그 차이를 보여주는 단적인 예가, 21년 9월 중순에 미국 테슬라의 일론 머스크 CEO가 이끄는 미국 스페이스X가 성공시킨 4명의 민간인에 의한 세계 최초의 유인 우주비행이다. ‘Inspiration4’로 명명된 이 미션에서는 4명이 승선한 스페이스X사의 자율운항 우주선 ‘Crew Dragon’을 이 회사의 로켓 ‘Falcon 9’로 발사, 국제우주정거장(ISS)보다 높은 고도 575km로 옮겨, 사흘간 지구를 돌았다.

Crew Dragon은 완전 자동 우주선으로, 캘리포니아주에 있는 스페이스X의 관제 센터에서 감시 및 제어하고 있다. 따라서 탑승원이 조종에 관여하는 일은 없다. 미션 영상을 보면, 탑승원의 모습은 무중량 공간에 떠 있는 것 외에는 비행기 승객과 크게 다르지 않았다. 

데이터 정비 및 인재 확보에 과제

인공지능(AI)과 같은 정보 과학 기술을 응용해 재료 개발의 효율을 높이는 연구 활동을 머티리얼 인포매틱스(MI: material Informatics)라고 한다.

일반적으로 화학 업계나 에너지 업계에서는 신소재나 촉매 등의 재료 개발이 경쟁의 우위를 좌우한다. 그 일환으로 방대한 물질의 조합을 통해 원하는 기능이나 특성을 가진 최적의 재료를 탐색하기 위해 MI를 추진한다.

구체적으로는, 기계학습을 활용해 과거의 실험이나 논문, 시뮬레이션 데이터를 분석. 소재의 분자 구조와 조합 안, 제조 방법 등을 여러 개 추측한다. 연구자는 그것을 근거로 실험에 임한다.

MI 등장 이전의 연구자들은 경험과 감을 바탕으로 실험에서 새로운 재료를 합성하고 그 특성을 조사해 개발했다. MI를 통해 연구자는 기존보다 효율적으로 목표하는 재료를 발견할 수 있게 되었다.

MI를 도입하는 장점에 대해 아사히카세이(旭化成)의 고노(河野) 인포매틱스추진센터장은 ‘개발 기간 단축으로 인한 사업 경쟁력 강화, 비용 절감, 사람이 생각할 수 없는 조합의 발견으로 이어지는 혁신성’이라고 말한다.

개요와 갱신 포인트

NTT연구기획부문에서는 2019년에 시작된 IOWN(Innovative Optical and Wireless Network) 구상과 함께 사람들이 보다 풍요롭게 살아가는 세계를 실현하기 위한 테크놀로지에 대해 정리한 ‘NTT Technology Report for Smart World’를 발표하고 있다. 이번에 새롭게 2021년 버전이 공개, 그 개요와 갱신 포인트에 대해 소개하겠다.

-- 사회 변용의 한계를 부수는 이노베이션과 테크놀로지 --
현재 크게 바뀌고 있는 세상(코로나19, 환경 파괴 및 기후 변화)에 있어서 인류가 지금까지와 같은 활동을 지속해나가기만 한다면, 지속적인 발전은 어렵다는 것이 분명해졌다. 빅데이터의 AI(인공 지능)처리 및 가상 통화 확대 등, 정보 처리에 따른 데이터량의 폭발적인 증가로 소비 전력도 점점 더 늘어나고 있다.

이 새로운 변화에 대해 NTT의 테크놀로지는 사람들이 풍요롭게 살아갈 수 있는 세상으로 연결하는 것을 목표로 하고 있다. 이번 호에서는 현재 상황을 파악하여 풍요로운 미래를 향해 나아가기 위해 필요하다고 생각되는 복합적인 테크놀로지와 그 구성(상호 관계)에 대해 우리가 활동하는 IOWN 구상을 중심으로 설명하겠다.

-- IOWN 구상의 3가지 요소, 3가지 플랫폼, 5가지의 가치 --
네트워크에서 단말기까지 모든 것에 포토닉스 기반의 기술을 도입한 ‘APN(All-Photonics Network), 모든 것을 연결해 그 제어를 실현하는 ‘코그니티브 파운데이션(Cognitive Foundation, CF)’. 현실 세계와 디지털 세계의 조율을 통한 미래 예측 등을 실현하는 ‘디지털 트윈 컴퓨팅(DTC)’. IOWN은 이 3가지의 요소로 성립되어 있다

Python으로 배운다

지금의 세상은 크게 변화하고 있으며, 스마트폰이 일본에 보급되기 시작한지 10년이 넘었다. IoT, AI, 블록체인 등의 새로운 기술이 나오는 속도도 빨라지고, 세상의 시스템 자체가 변화하고 있다. 한편으로 노동인구는 감소하고, 지금까지의 방식만으로는 업무가 제대로 돌아가지 않게 되었다.

일하는 방식의 개혁에 의해, 일하는 방법과 업무에 대한 개인의 시각도 크게 변화하고 있는 지금, 인재육성이나 노하우의 전승 등이 큰 주목을 받고 있다. 또한 외국인 노동자 등의 문화와 국가가 다른 사람들 간의 커뮤니케이션도 지금보다는 더 원활하게 해나가야 하는 사회가 되었다.

이러한 가운데 세상을 크게 변화시키는 시스템으로, IoT가 커다란 주목을 받고 있다. IoT는 사물인터넷으로, 다양한 것들이 인터넷으로 연결되어 다양한 정보가 집약되고, 보다 편리하고 효율 좋은 시스템이다.

그러나 IoT는 그 자체로 완결되는 것이 아니라, 집약된 데이터를 어떻게 활용하는 것까지를 고려해야 처음으로 그 진가를 발휘하게 된다. 예를 들면, 데이터의 분석과 AI의 활용도 그렇고, 분석한 정보를 근거로 원격에서 기계나 스마트폰 등의 디바이스를 작동시키는 것으로 효과가 나오고 있다.