보쉬, CO2저감 위해 디젤부터 연료전지까지 모두 동원

글로벌오토뉴스 조회 264 등록일 2020.10.12

보쉬는 생활의 중심인 경상용차부터 장거리 운송을 위한 대형트럭에 이르기까지 모든 상용차량을 위해 디젤엔진부터 전동화, 수소 연료전지 등 가능한 모든 자원을 동원해야 한다는 사고를 갖고 있다. 보쉬는 도로 운송에 대한 기후 행동은 광범위한 기술 공격을 요구한다며 특히 상용차는 주행 프로필, 탑재 하중 및 주행 거리에 따라 이산화탄소 배출량이 크게 다르기 때문에 파워 트레인 솔루션과 관련하여 다양한 요구 사항이 있다는 생각이다.

경차는 예를 들어 도심 배달 경로에서 더 짧은 거리를 운전하는 경향이 있지만, 대형 트럭은 상품을 장거리로 운송한다. EU 요구 사항을 충족하려면 2030 년까지 경상용 차량과 대형 트럭 모두에서 CO₂ 배출을 획기적으로 줄여야 한다. 보쉬는 모든 차량 등급에 기후 중립적인 운송을 실현하는 데 역할을 하기 위해 내연기관 엔진과 배터리 전기차에서 수소 연료전지 전기차에 이르기까지 다양한 효율적인 파워 트레인을 개발하고 있다. 보쉬의 파워트레인 전략을 요약해 본다.(편집자 주)


상용차용 파워 트레인 솔루션

도시 전체에서 조용함 – 경상용차용 전기 파워트레인


오늘날 상품과 서비스에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있다는 점을 감안할 때 배달 차량, 상인 및 기타 소규모 비즈니스가 없는 도시 거리를 상상하기는 어렵다. 그렇기 때문에 사회는 주민들과 환경에 가능한한 부담을 주지 않는 선구적인 파워 트레인이 필요하다. 보쉬의 e시티트럭(eCity Truck)파워트레인 솔루션은 현지에서 배기가스가 전혀 없는 저소음 주행을 가능하게 한다.


이들은 함께 전기 모터, 파워 일렉트로닉스 장치 및 변속기를 소형 장치에 결합한 전자 축과 전기구동 모듈 (변속기 없음)로 구성된 소형 모듈을 형성한다. 두 솔루션 모두 통합하기 쉬우며 최대 7.5 톤의 경상용차에 맞게 확장 할 수 있다. 배터리 설계에 따라 최대 200km의 범위를 지원하므로 하루에 80km 미만의 대부분의 배송 경로를 한 번의 충전으로 쉽게 처리 할 수 있다.


보쉬 파워트레인 솔루션 사업부의 사장인 우베 각스타터(Uwe Gackstatter)는 “모듈식 e시티트럭 파워 트레인 솔루션을 통해 우리는 전동화된 파워 트레인을 경제적이고 컴팩트하며 효율적으로 만들고 있다. 그렇게 함으로써 대중 시장을 위한 배터리 전기 밴을 준비하고 있다.”고 말한다.






시골 도로용 배터리 전원 – 7.5 ~ 26 톤의 지역 배달 트럭을 위한 경제적인 전동화


보쉬는 도시 외곽에서도 상용차의 전동화를 추진하고 있다. 예를 들어, 중형 및 대형 트럭은 물론 도시 및 장거리 버스 및 특수 사용 사례를 위한 e레지오 트럭(eRegio Truck) 파워트레인 솔루션을 제공한다. 파워트레인 개념은 반경 약 250km 이내의 지역 교통을 가능한 한 경제적이고 효율적으로 만드는 데 중요한 역할을 한다. 뿐만 아니라 저소음 및 제로 지역 배출로 이를 수행한다. 전기 모터, 인버터 및 차량 제어장치는 모두 이 시스템 솔루션의 일부이다. 토폴로지에 따라 소형 전기 모터는 변속기와 결합된 별도의 전기 장치로 제공되거나 단단한 축에 통합된 활성 구성요소로 제공될 수 있다.


효율적인 거리 이동 – 긴 경로와 무거운 부하를 위한 파워트레인 솔루션


높은 주행 거리와 운송하는 부하 때문에 장거리 노선을 운행하는 차량에서 CO₂를 줄일 수 있는 잠재력은 특히 크다. 보쉬는 디젤, 천연 가스, 배터리 또는 연료 전지로 구동되는지 여부에 관계없이 전 세계 어디에서나 각 고객의 요구에 맞는 올바른 파워 트레인 솔루션을 제공하고자 한다고 밝히고 있다. 또한 현재 연소 엔진에서 수소 사용과 관련된 기술적 문제를 검토하고 있으며 이 기술의 시장성을 검토하고 있다. 현재 사용 가능한 엔진 기술과 기존 차량 아키텍처는 이미 이러한 접근 방식을 개발하기 위한 견고한 기반을 형성하고 있다.


e디스턴스 트럭(eDistance Truck) 파워트레인 솔루션 : 앞으로 40 톤에 달하는 트럭이 전기 모드에서 1,000km 이상을 이동할 수 있는 방법은 무엇일까에 대한 답으로 보쉬는e디스턴스 트럭 파워 트레인 솔루션을 내 세우고 있다. 여기에는 연료 전지와 하이브리드 드라이브가 포함된다. 특히 연료 전지 시스템은 장거리 및 짧은 충진 시간이 장점이다. 사용된 수소가 재생 가능한 자원에서 나온다면 연료 전지의 작동은 기후 중립적이다. 보쉬는 설계의 핵심인 스택, 서브 모듈의 개별 구성 요소 또는 상용차용 전체 시스템 등 전 세계 고객의 요구 사항을 해결하는 모바일 연료 전지 시스템을 위한 다양한 솔루션을 제공하고자 하고 있다.


컴팩트한 디자인 덕분에 솔루션은 기존 차량 플랫폼에 쉽게 통합할 수 있다. 보쉬는 현재 스타트 업 파워셀(Powercell)과 협력하여 스택을 개발하고 시장에 출시할 수 있도록 연구 개발하고 있다. 이 계획은 2022 년에 연료 전지 스택의 대규모 제조를 시작하고 2023 년에 완전한 연료 전지 시스템인 보쉬 연료전지 전력 모듈을 출시하는 것이다. 또한 이를 위해 보쉬는 현재 다른 회사와도 협력하고 있다. EU가 자금을 지원하는 H2Haul 프로젝트는 소규모 연료 전지 트럭을 만들어 도로에 배치한다는 계획이다.


천연 가스 파워트레인용 구성 요소 : 천연 가스 충전소를 위한 인프라가 잘 개발된 지역에서 보쉬의 천연 가스 구동 시스템은 장거리 노선을 위한 기존 연료에 대한 실행 가능한 대안을 제공한다. 액체 연료에 비해 천연 가스는 CO₂ 및 미립자 배출량을 낮추고 현지 연료 가격에 따라 많은 국가에서 비용 이점을 제공한다. 보쉬는 다양한 차량 유형에 대해 입증된 천연 가스 기술의 포괄적인 포트폴리오를 보유하고 있다.


보쉬 디젤 기술 : 디젤 엔진은 상용차에서 지배적인 파워 트레인이며 가까운 미래에도 선호되는 선택이 될 것이다. 다른 연소 엔진은 이러한 다양한 방식으로 사용되지 않는다. 그 장점으로는 고효율 및 이와 관련된 경제적 이점은 물론 강력한 엔진 성능이 있다. 보쉬의 디젤 포트폴리오는 연료 분사 및 연료 공급, 엔진 및 공기 관리, 배기가스 처리를 위한 구성 요소를 특징으로 하고 있다. 또한 합성 연료 사용을 위해 이들을 승인했다.


보쉬와 중국 엔진 제조업체 웨이차이 파워(Weichai Power)는 처음으로 상용차 디젤 엔진의 효율성을 최대 50 %까지 높였다. 이는 현재까지 트럭의 최대 열효율이 46 %라는 점을 감안할 때 중요한 진전이다. 이는 보쉬가 도로 내외 도로 운영을 위해 디젤 구동 시스템을 체계적으로 개선하고 있음을 보여준다. 새로운 엔진의 한 가지 특징은 분사 압력이 최대 2,500bar 인 상용차를 위한 보쉬의 모듈식 커먼레일 시스템이다. 이 계통은 효율적인 연료 공급 및 분사를 보장하고 확장 가능하며 최대 8 개의 실린더로 엔진 크기에 맞게 구성 할 수 있다. 구간에 따라 서비스 수명은 최대 160 만 km, 비 고속도로 운행시 1만 5,000 시간이다.


또한 이중 분사 방식의 보쉬 SCR 시스템에서 요소 분사 (선택적 촉매 환원 또는 SCR이라고 함)에 의한 배기가스 처리는 디젤 차량의 배출을 더욱 줄이고 자원 사용을 더욱 경제적으로 만드는데 도움이 된다. 여기서 요소는 엔진에 가까운 촉매 변환기와 멀리 떨어진 촉매 변환기에 주입된다. 이 시스템은 고부하 및 저부하 사이클 또는 냉간 시동과 같은 주행 조건에 유연하게 대응하므로 질소 산화물의 배출을 효과적이고 효율적으로 줄일 수 있다. 또한 낮은 연료 소비를 위해 설계됐다.


완전한 연결 – 드라이브 시스템의 사물인터넷 (IoT)으로 개발 시간 단축 및 문제 해결 속도 향상


보쉬는 드라이브 시스템을 연결하고 전체 차량 수명주기 동안 클라우드 기반 서비스를 제공한다. 이러한 IoT 애플리케이션의 예는 대규모 개발에서 웹 기반 검증이다. 이 프로세스는 연결된 차량에서 파워트레인 데이터를 전송한다. 원격 분석을 통해 여러 애플리케이션을 동시에 모니터링하고 평가할 수 있으므로 드라이브 시스템의 결함을 조기에 감지할 수 있다. 이를 통해 개발 시간이 단축되고 생산 차량에서 시스템의 신뢰성이 더욱 향상된다. 생산 차량을 위한 추가 IoT 애플리케이션은 특별히 개발된 알고리즘을 사용하여 개별 구성 요소의 고장 가능성을 제거하여 가동 중지 시간을 효과적으로 방지 할 수 있다.​
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