전기차용 전동 액슬, X in 1(엑스인원)형이 주류로 부상한다

완성차업체들이 기가 캐스팅을 근간으로 하는 생산 방식 혁신을 추구하고 있다. 그에 못지 않게 부품업체들도 비용절감을 위한 노력에 힘을 쏟고 있다. 그 중 주목을 끄는 것이 X in 1 전동 액슬이다. 액슬 하나에 여러 개의 부품을 통합해 무게를 덜어내고 부피를 줄이기 위한 것이다. 우선은 중국업체들이 주도하고 있고 최근에는 보쉬와 발레오, 아이신 등도 뛰어 들었다. 그 상황을 정리한다.(편집자 주)


전기차용 구동 모듈인 전동 액슬에서는 구동용 모터와 인버터, 감속기를 주요 3부품으로 일체화한 3 in 1이라 불리는 형식이 일반적이다

최근에는 중국·BYD 화웨이 등 중국세를 중심으로 통합하는 부품을 늘린 X in 1을 개발, 실용화하는 예가 늘고 있다. 중국에서는 X in 1이 주류라는 의견이 지배적이다. 다만 일부에서는 중국세 특유의 움직임이라고 하는 의견도 있다. 레거시 완성차회사들은 차종 전개의 용이함이나 부품이 고장났을 때의 교환의 용이함 등을 감안해 앞으로도 당분간은 3 in 1이 주류가 될 것으로 전망하고 있다.

지금의 X in 1은 중국 업체들이 주도하고 있다. X in 1과 같은 플랫폼화된 모듈은 전기차 개발 기간이 짧은 중국 스타트업 기업들의 수요와 일치한다. BYD를 비롯한 중국 전기차 스타트업들은 이 분야에 적극적이다.

더 나아가 창안자동차는 7 in 1의 전동 액슬을 실용화하고 있다. 창안자동차가 화웨이, CATL과 공동 설립한 전기차 브랜드 아바타가 그 예다.

게다가 X in 1에 참가하는 메가 공급업체는 전동 액슬에서 최대의 경쟁업체인 일본 니덱(구 일본 전산)에 대항하고자 하는 의도도 있다는 의견도 존재한다. 니덱은 X in 1로 고전압 케이블이나 와이어 하네스, 반도체의 개수의 삭감 등에 의한, 한층 더 저비용화를 추구한다. 일본 업체인 아이신은 인버터나 DC-DC 컨버터, 차재 충전기(OBC), 배터리 관리 시스템(BMS)을 내제하고 있지 않다.

이에 비해 메가 서플라이어들은 소형화나 고효율화 등 전동 액슬의 부가가치를 높이는 것에 중점을 두고 있다. 예를 들어 발레오는 주요 3부품에 더해 DC-DC 컨버터, 차재 충전기(OBC), 배전 유닛(PDU)을 일체화한 6 in 1의 전동 액슬을 차세대 제품으로 개발하고 있다. 지난 9월 독일 뮌헨에서 개최된 IAA 모빌리티2023을 통해 처음으로 공개했다. 메가 서플라이어들 중 X in 1의 구체적인 개발 예를 공개한 것은 이 회사가 처음이다.

인버터의 파워 반도체에는 SiC(탄화규소)를 채용함으로써 효율을 5% 높여 전력 밀도를 40% 향상시켰다고 한다. 3 in 1의 전 세대 제품에 비해 질량은 10% 가볍고, 부피는 20% 소형화할 수 있었다고 한다. 또한, 구동 전압 800V의 시스템에 대응한다. 이에 더해 발레오는 동 전동 액슬로, DC-DC 컨버터, OBC로 이루어지는 유닛과 인버터를 다른 케이스(분)로 나눈 것을 개발하고 있다.

이에 대해 발레오는 유지보수성을 고려했다고 말한다. 인버터와 DC-DC 컨버터, OBC를 하나의 하우징 내에 집약한 X in 1에 비하면 부품 점수나 재료의 삭감 효과는 작지만 부품 고장 시의 리스크는 작아진다.

*닛산자동차의 X in 1 파워트레인

일본 아이신은 전력 변환이나 열 매니지먼트 시스템을 일체화한 X in 1을 개발하고 있다. 주요 3부품 외에 DC-DC 컨버터나 OBC, 열관리계의 부품을 통합할 것이라고 한다. 이미 시제품은 완성되어 있어 평가를 시작하고 있으며 2027년 시장 투입을 목표로 하고 있다고 밝혔다.

아이신의 X in 1의 특징은 소형화와 철저한 집적화다. 아이신 전동 액슬의 제2세대 제품은 2025년에 출시 예정이다. 부피를 반감한 제3세대 제품은 2027년 투입 예정이다. 단지 부품 통합에 그치지 않고, 고도의 기능까지 통합하는 것으로, 대폭적인 소형화 실현을 목표로 하고 있다.

글로벌 메가 서플라이어들이 X in 1에서 고부가가치 노선을 내세우는 것은 비용 경쟁이 심한 중국의 저가 전기차 시장과 거리를 두고 싶기 때문이라는 분석이 있다. X in 1에 뛰어든 메가 서플라이어들은 소형화로 전동 액슬이 차지하는 공간을 줄일 수 있는 점이나 고효율화로 같은 항속거리를 얻는데 필요한 전지의 탑재량을 줄일 수 있다는 점에 착안하고 있다.

중국 시장에서도 고급차의 경우 비용이 조금 높아도 항속 거리를 늘리고 싶다는 요구가 있고, 인버터에 SiC 파워 반도체를 사용하는 (비용이 높은) 전동 액슬도 채용될 수 있다는 의견 또한 존재한다. 물론 고부가가치 노선 전략에는 리스크도 따른다.

당장 전기차의 주력시장은 고급차에서 합리적인 가격대의 보급형으로 이동하기 시작하고 있다. 전기차 시장을 주도하고 있는 중국에서 특히 그렇다. 기가 캐스팅을 근간으로 하는 차체 생산방식의 변화에 이어 전동 액슬의 통합화는 앞으로 업계의 공통된 트렌드로 자리잡을 것으로 예상된다.
<저작권자(c) 글로벌오토뉴스(www.global-autonews.com). 무단전재-재배포금지>