대기업과 충돌없이 시장진입이 가능한 전동카트와 같은 저속 전기차분야에 집중할 계획
인류가 원(Circle)을 발견하여 활용한 것은 위대한 발견이었다. 우리의 삶속에서, 산업분야에서 원이 없다면 어떻게 되었을까? 아마 4차 산업혁명까지 올 수 없었을 것이다. 최근 서울시에서 미세먼지 해결방안으로 수소 전기차 도입이 뜨겁게 달아오르고 있다.
 ▲ 하대표는 " 심화되는 자동차시장 경쟁 환경에서 THMISSION과 같은 독보적인 원천기술 확보는 세계적 표준을 확보하는 정부차원의 지원이 필요하다"고 역설했다. © 김충열 정치전문기자 |
수소전기차 시대의 도래는 시간의 문제이지 필수이다. 전기차의 경쟁력은 밧데리 1회 충전 시 주행거리로 판가름 난다. 문제는 주행거리를 늘리는데 한계가 있다. 때문에 전기차 차량의 무게를 줄이는 것은 회사의 명운이 달려있다.
문제는 전기차가 평탄한 아스팔트 위만 달리는 게 아니라 경사진 비탈길을 달리고 굴곡진 비포장도로를 달릴 때 기존의 미션으로는 해결될 수 없는 난제들이 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 전기공학도 입장에선 전기차이기에 미션이 없이 달린다고 주장하고, 기계공학도 입장에선 미션이 필요하다고 전망했다.
필자는 전기 차량의 무게를 줄이면서 동시에 자유자재로 변속이 되는 THMISSION을 원에 해당하는 플렛폼 역할을 할 정도로 높게 평가하고 싶다.
세계 최초로 각고의 노력 끝에 개발하여 전 산업분야에 파급될 가히 혁명적인 변속기로 주행거리를 획기적으로 증대시키는데 결정적인 역할을 한 THMISSION을 알아보기 위해 브레이크뉴스는 20일, 하태환 대표를 인터뷰하기 위해 (주)THT(경기도 퇴계원 소재)를 찾았다.
다음은 일문일답
- TH Mission 개발 동기는?
▶ 우리나라가 세계적인 자동차 강국으로 성장하기 까지 경쟁력있는 기술력을 확보하여 한국의 원천기술이라 할 수 있는 엔진이나 변속기 등 파워트레인에서의 핵심 기술력은 일본,미국,유럽에 비하여 상대적으로 현재 까지도 경쟁우위를 갖고 있지 못하여 왔습니다.
저는 1990년대 초반부터 약 30여년간 자동차 기술의 핵심기술에 대한 관심을 갖고 세계에서 인정 받는 선도적인 기술을 확보하기 위하여 연구 개발을 해오던 가운데, 변속기의 성능이 차량의 성능과 안전측면에서 중요한 역할을 한다고 생각했습니다.
또한 변속기 분야는 향후 다양한 에너지원으로 동력원이 변화하여도 토크와 회전의 효율적 활용을 위해 엔진자동차는 물론 미래 전기, 하이브리드 자동차등 모든 분야에서 핵심적인 기술로 인식했습니다.
그래서 이에 대한 연구를 집중하여 1998년 초기 프로토 타입 변속기 개발에 이어 2011년 전세계 자동차 엔지니어들이(2011년 미국 디트로이트 SAE Congress 기술상수상)감탄할 만한 수준의 변속기 개발에 성공했습니다.
- 언재 개발했으며 시행착오는 없었는가?
▶ 기본적인 아이디어를 바탕으로 하는 초기모델은 1998년경 개발 되었고 이를 더욱 단순화하고 개량하여 2009년도 현재의 유성기어 1개 세트로 속도에 따른 기어비를 자유롭게 제어하는 형태의 THMISSION을 개발했습니다.
초기 모델의 경우 제어를 통한 기어비의 자유로운 제어라는 측면의 아이디어를 통하여 구동장치의 운영과 연계되어 가능한 효과적인 기능 등을 넣었으나 이에 대한 국내 연구자 및 기술자들과 시장의 이해 부족으로 사업화 하는데 많은 어려움이 있었습니다.
이런 상황을 극복하기 위하여 부가적인 기능을 제거하고 변속의 제어기능의 구조를 단순화하고 국내외 특허출원과 함께 2011년 미국 SAE에 기술을 공개하여 세계 석학들과 관련 엔지니어들로 부터 폭발적인 관심을 받았습니다.
당시 자동차관련 엔지니어들의 관심뿐만 아니라 다수의 사업적 제안을 받게 되었습니다. 하지만 예상치 못한 해외의 사업적 기회가 발생하면서 기술운영 권리에 대한 협력 파트너의 무리한 지분요구와 방해로 인한 스트레스로 건강상의 문제가 생겨 약 3년 여간 건강회복을 위해 사업진행이 중단되는 어려움을 겪기도 했습니다.
 ▲ 하 대표는 THMISSION이 에너지 효율 50%절감, 부품수 1/20, 무게 1/20, 크기 1/5로 줄이는 획기적인 시스템이라고 설명하고 있다. © 김충열 정치전문기자 |
- TH Mission 개발 내역은?
▶ 기존의 자동변속기는 각각 고정된 기어비를 갖고 있는 다수의 유성기어 세트를 자동차의 구동 속도 및 조건에 따라 각각의 유성기어 등을 연결하고 분리했습니다. 재결합 하는 형태로 변속을 수행하는데, 기어들이 고속으로 회전하고 있는 상황에서 이러한 분리 결합 작동을 위해서는 디스크와 이를 밀착시키는 유압장치 등 약 300여개의 부품으로 구성되는 복잡한 구조의 변속장치를 사용하고 있습니다.
따라서 현재 성능이 좋은 차량일수록 무겁고, 고비용의 한계를 갖고 있습니다. 이례로 토크컨버터, 유압밸브, 쿨링시스템 등 부수적인 부품들이 들어가는 복잡한 구조의 변속기를 사용하고 있는데 고속 회전의 기어를 다단 제어하는데 따른 Shift Shock와 열발생 이러한 상황이 영향을 미치게 되어 부품들의 내구성에 대한 문제들을 갖고 있습니다.
이에 반하여 THMISSION의 특징은 상시적으로 물려 돌아가는 단 한 개의 유성기어를 사용하고 있습니다. 유성기어의 기어비를 연속적으로 선형변속 시키는 제어 기어를 추가 함 으로서 변속 충격없이 부드럽게 변속하고 최고속력에 이르기까지 최소의 에너지만을 소비하는 단순한 구조의 변속기를 혁명적으로 바꿨습니다.
변속기 구조의 획기적인 단순화는 생산원가를 절감하고 고장의 원인을 제거함은 물론 최소한의 에너지만을 사용하는, 에너지 효율이 획기적으로 증대된 변속기 개발에 성고했습니다.
- 국내외 특허틍록 및 PCT현황은?
▶ 2009년 국내특허 출원하여 2012년 특허등록 하였고 출원에 이어 국제특허 출원을 위한 PCT등록에 이어 미국,일본,EU등에 특허 등록되었습니다.
 ▲ © 김충열 정치전문기자 |
- TH Mission의 국내외 평가는?
▶ 초기 비 전공자로서의 기술개발에 대한 몰이해와 저평가로 인정을 받지 못했으나 해외 에서는 동력 전달 기계구조의 한 획을 긋는 획기적인 아이디어로 자동차는 물론 동력전달의 기능이 들어가는 모든 구동장치의 패러다임을 변화시키는 혁명적인 기술로 평가했습니다.
 ▲ (사진, 중앙 하태환 대표) © 김충열 정치전문기자 |
● THMISSION은 용도가 상상을 초월할 정도로 크다.”, “ 이 기술은 시장의 판도를 바꾸고 엄청난 파급효과를 기대할 수 있다 “ - Eric Lee, GE Energy 전무/발전설비 담당 아시아 총책임자 -
● “Clever! 유성기어를 이렇게 활용할 수 있다는 생각을 미처 못 했었다.” - Kurt Mittes, GM -
● “이 것은 자동차 트랜스미션 외에 다른 많은 곳에 활용 될 수 있다.” - John Alexander, 크라이슬러 -
● “작은 모터로 엄청난 힘을 발생시킬 수 있는 구조다.” - Scott Cook, JOHN DEERE -
● “현재 우리 제품에 들어가는 CVT의 비효율성을 해결 할 수 있는 기술이다.”, “얼마에 납품이 가능한가 ?” - Monty Cleeves, Pninacle Engines -
● “전기차 배터리 량과 모터의 열 발생 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 기술이다.”
- James Trask, Azure Dynamics -
 ▲ (사진, 외국 바이어들과 상담하고 있는 중앙 하태환 대표) © 김충열 정치전문기자 |
- 에너지 효율 50%절감, 부품수 1/20, 무게 1/20, 크기 1/5로 줄이는 획기적인 시스템인데 왜 시장진입이 어려운가?
▶ 2011년 건강상의 이유로 사업이 중단된 이후, 비록 성과물인 기술은 남아 있으나 개인 자본으로만 약 30여년간 연구개발에 투자하여 일구어 왔던 사업 기반이 무너졌습니다.
또한 경제적인 압박과 함께 기술에 대한 효과를 입증하는데 필요한 테스트를 수행하는데 자본이 없어 어려움을 겪고 있는 상황입니다.
본 기술은 자체 원천기술로 프로토타입 개발이 완료된 상태로 자동차 모델별 상품개발에 필요한 사업화 자금이 필요한 상태로, 기존 투자여력이 있는 국내 자동차기업들의 입장에서는 자동차에 필요한 안정성 검증 등을 이유로 50만 Km, 최소 20만Km의 주행성능 평가 및 안정성 검증자료를 요구하고 있습니다.
하지만 이러한 테스트를 위한 비용은 실제 수십억원의 경비가 필요한 작업이고, 전기자동차의 경우에는 아직 영세한 규모로 변속기 상품화에 필요한 자금을 부담하기에는 부담스러운 환경입니다.
해외 몇몇 자동차그룹에 타진한 결과는 기술 인수의 조건을 내세우고 있어 원래 국내 기술로서 선도적인 기술환경을 이끌고자 개발했던 본래 기술 개발 취지와 달라 협상를 보류하고 있습니다.
또한 다양한 분야의 학자,기술자 등을 접촉한 결과 기존 자동차 관련 제조산업의 전반적인 생산 기반 차체의 변화가 요구되는 기술로서 기존 자동차 플레이어들의 변화에 대한 표면화 되지 않은 심리적 저항이 있어 적극적인 사업협력이나 지원을 받기 어려웠습니다.
- 퀄컴과 TH Mission을 비교해보면 정부차원에서 어떻게 하길 바라는가?
▶ 퀄컴의 경우 모바일 통신 기술개발 초기 당시 미국에서는 이미 채택되었던 THMA 방식을 퀄컴사가 개발한 기술인 CDMA로 대체 하면서 독점 원천기술 사업자로 세계적인 무선 휴대전화 보급을 선도했습니다.
THMISSION의 경우 국내 독자 개발된 기술로서, 현재 시작되고 있는 전기자동차 상용화에서 기존 변속기를 사용하지 못하고 있어 발생하는 문제점(주행거리 향상, 내구성, 안정성증대)등을 일거에 개선하는 핵심 기술입니다.
퀄컴과 마찬가지로 현재 적용되고 있는 기술들을 대체함으로서 기존 시장의 성장을 급격하게 가속화 시킬 수 있는 기술입니다.
퀄컴사의 기술보급은 전 세계에서 인정받지 못하던 원천기술을 한국에서 적극 지원함으로서 국내 통신 관련 산업의 경제적 효과는 물론 국가 기간사업으로서의 성장을 이루었습니다.
심화되는 자동차시장 경쟁 환경에서 THMISSION과 같은 독보적인 원천기술 확보는 세계적 표준을 확보하는 정부차원의 지원이 필요합니다.
현재 미세먼지 및 저탄소배출 문제해결을 위한 엔진자동차의 개선, 전기자동차의 상용화 측면에서의 주행거리 향상 등에 본 기술이 적용됨으로서 50%이상의 효율 개선과 성능 개선이 가능합니다.
정부가 일자리 창출 및 세계 기술 표준을 위해서는 기술 효용성을 객관화 하는 작업을 수행하고 우선적으로 관,공,군에서의 도입기준을 상향 조정함으로서 산업전반의 전체적인 기술 확산을 전개해 나갈 필요가 있습니다. 이를 위해서 우선 기술효용성 검증에 필요한 자금지원이 필요합니다.
- TH Mission이 산업에 미치는 파급효과는?
▶ 세계 최초 변속기를 탑재한 전기차 생산은 최고의 고효율 에너지 전기차 생산 보급이 가능합니다. THMISSION 전기차 목표는 2020년 1회 충전 시 1,000Km 상용 승용차를 목표로 하고 있습니다. (참고로 미국 테슬라는 2020년 600Km 목표로 상용승용차 보급)
2016년 세계 전기자동차 보급 대수는 약 69만 대로 집계되었고, 향후 연평균 31% 증가, 2025년에는 약 7.6백만 대에 도달할 것으로 전망됩니다. 그럼에도 불구하고 전체 자동차 시장의 약 50%이상은 여전히 내연기관자동차가 차지하며 이에 따라 전기차와 함께 고효율 에너지 자동차 기술이 중요한 시장 경쟁력이 될 것으로 예측됩니다. (KPMG, 2017 Report)
따라서 THMISSION적용을 통한 전기차 시장의 선점은 물론 기존 내연자동차의 그린에너지 기술로의 대체도 동시에 필요합니다.
현재 국내자동차 시장점유율은 글로벌 10위 약 2%수준으로 9,165만대 중 183만대 정도를 판매, 3위는 504만대 일본이 차지하고 있습니다.(2016년 기준)
향후 자동차 시장의 국가경쟁력 확보, 글로벌 자동차 시장에서 경쟁력 있는 원천기술 보급,확산을 통한 세계 시장을 선도적으로 재편 가능합니다.
에너지 고효율 선박 제조를 통한 선박제조/물류 산업 경쟁력 회복으로 선박 운영 비용(유류비)절감에 따른 THMISSION선박의 독보적 경제성과 유류비 절감에 따른 물류비 절감을 통한 물류 운송산업 부문 파급 효과가 지대합니다.
뿐만 아니라 전기자전거, 기관차, 산업용 운송기구, 발전기, 국방 (탱크, 어뢰, 군함 등)과 같은 효율적 동력전달 기술이 필요한 전 방위적 산업 분야 적용이 무궁무진합니다.
 ▲ 하 대표는 "변속기 분야의 혁명적인 구조인 THMISSION탑재만으로 기존 엔진 자동차에서 필요로 했던 변속기술을 바로 적용할 수 있게 되어 2배 이상의 주행거리 향상이 즉시 가능한 획기적인 기술"이라고 설명했다. (사진, 하태환 대표(왼쪽에서 네번째)제공) © 김충열 정치전문기자 |
- 전기차 2020년 1회 충전 시 1,000Km목표인 반면에 테슬라 2020년 600Km이다.
▶ 현재 테슬라를 포함한 모든 전기차의 경우 상용화를 위한 가장 시급한 성능 개선의 목표로 1회 배터리 완충시 주행거리 향상을 위해 많은 투자와 기술 개발을 진행하고 있습니다.
하지만 자동차 변속기의 한계로 모터와 배터리의 성능개선 만으로 주행거리 향상은 고전압, 고전류의 사용은 안전성의 문제를 내포하게 되고 과전류로 인한 열 발생 및 내구성 저하의 문제가 발생되고 있어 현실적으로 상용화에 필요한 목표 달성이 어려운 실정입니다.
그러나 변속기 분야의 혁명적인 구조인 THMISSION탑재만으로 기존 엔진 자동차에서 필요로 했던 변속기술을 바로 적용할 수 있게 되어 2배 이상의 주행거리 향상이 즉시 가능한 획기적인 기술입니다.
- TH Mission이 상용화 될 시 일자리 창출은?
▶ 현재 전세계 변속기시장은 일본의 아이신과 독일의 ZF 변속기 등이 시장을 석권하고 있습니다. 국내 변속기 생산은 자동차 강국 위상과도 맞지 않는 미미한 실정입니다.
THMISSION의 사업화는 변속기 생산인프라의 급격한 성장과 이에 따르는 직접적인 일자리 창출이 이루어지게 되며 소형의 고성능 변속기 탑재로 경쟁력을 갖게 되는 전기자동차의 상용화를 앞당기고 글로벌 경쟁에서의 경쟁우위를 갖게 됨으로서 이에 따르는 간접적인 고용창출의 기회를 마련하게 됩니다.
- 크라우드 펀딩 1억원을 모금해서 전기차에 TH Mission을 장착해 서울 -부산 주행을 도전해볼 생각은?
▶ 크라우드 펀딩을 통한 최소의 자본으로 시험주행과 이에 대한 홍보를 통한 사업 확장 전략은 홍보 측면에서의 관심유도와 사업화 기회 발굴에 의미있는 시도라고 할 수 있습니다.
하지만 제조 기반사업으로서의 성장을 목표로 하는 THMISSION사업화 전략과 현재 제한된 인력으로 집중해야 하는 목표로서는 국내외의 투자자와 협력사 발굴을 통한 기회 모색과 그 결과를 예측해 볼 때 시의 적절하지 못하다고 생각 됩니다.
- TH Mission의 주력분야는?
▶ 장기적으로 자동차는 물론 산업용구동장치,선박,철도,발전기,군수산업 등 동력전달이 필요로 하는 기계 산업 전방위적인 사업확장 계획을 갖고 있습니다. 일차 주력 분야는 단기간 과도한 투자 없이 사업화를 진행하여 대기업과 충돌없이 시장진입이 가능할 수 있는 전동카트와 같은 저속 전기차(LSEV, Low speed Electric Vehicle)분야에 집중할 계획을 갖고 있습니다.
