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친환경 전기차 최근동향- Ev trend 20120503

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전기차 대중화 관련 트렌드 보고서
부품소재 사업 성공 키워드

Publié dans : Industrie automobile
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친환경 전기차 최근동향- Ev trend 20120503

  1. 1. 친환경 전기차 산업동향 2012. 5. 3 포스코경영연구소 박형근
  2. 2. 1 산업동향 – 플러그인 전기차의 출현 2 ’11년은 플러그인 전기차의 가능성에 대한 시험무대가 된 해로, 초기 진입시 고전하였으나 최근의 상승세는 고무적 [ 볼트/리프 판매량 추이, 대 ] 1,708 2,289 쉐보레 볼트 1,529 닛산 리프 쉐보레 볼트 중형세단 준중형 해치백 954 닛산 리프 플러그인 하이브리드 플러그인 전기차 1.4l 엔진 + 110kW 모터 90kW 모터 1회 충전시 56km 주행 1회 충전시 160km 주행 엔진 사용시 + 550 km - 최고시속 161 km/h 최고시속 140 km/h 가격 3만 4천불* 가격 2만 7천불* 608 579 561 326 603 19 '10.12 '11.3 '11.6 '11.9 '11.12 '12.3 • 두 모델 모두 초기 생산량 한계로 소량판매 로 시작, 일반 양산차 판매 수준 상승. • 일본 대지진 영향으로 부품 수급문제 등 겪었으나 최근 상승세로 전환 *가격은 정부지원금, 인센티브 포함 판매량, 가격 자료: hybridcars.com
  3. 3. 1 산업동향 – 국가별 친환경 전기차 판매동향 3 ’12년 1분기 친환경 전기차 주요소비 시장인 중국, 미국, 일본에서는 연초 호조세로 판매량을 갱신해 기대감 고조 [ 2011 주요국 하이브리드/전기차 판매량 ] 44.1 만대 ※ xEV판매량, 괄호는 전체시장 점유율 ’12년 1사분기에만 판매 만 대 넘어서 급증세  전년도 총 판매량도 넘어서 성장 탄력  “에너지 절약과 신에너지 자동차산업 발전규획” 상무회 통과로 호재 (9.83%) 27.2 만대 (2.13%) 20,542 대 (1.28%) 일본 미국 한국 볼트 안정성 문제 신속대응, 신차 출시가 시장 견인 8,159 대  전기차 1분기 전년비 49% 상승한 11만 7천대 (0.04%)  볼트 화재사고 이후, 설계변경∙Buy-Back 등 대응 중국 • 전 세계 하이브리드 시장은 일본 대지진 여파 등으로 전년비 1~2% 가량 감소 • 한국은 소나타, K5 하이브리드 출시로 국산 하이브리드 차량 본격 판매 돌입  프리우스 PHV 등 신차 출시로 기대감 상승 도요타, 혼다 HEV 4~50% 전년비 매출 신장  도요타는 프리우스의 전년비 50% 넘는 매출신장, 소형 신차 아쿠아의 기대 이상 반응으로 급상승  혼다 캠리도 전년비 3배 이상의 판매고를 올리고 중고시장에서의 HEV가격도 상승하여 자료: 언론사 자료 종합
  4. 4. 2 친환경 전기차 대중화를 위한 열쇠 4 친환경 전기차의 빠른 대중 확산을 위해서는 ① 기술완성, ② 충전인프라 확충, ③ 정부 및 민간주도 적극적이어야… 1 2 전기차 기술 • 차량가격 (만불) Volt 3.4 • 1회 충전 소요 시간 K5 vs 1.9 • 1회 충전시 주행가능거리 내연기관 Volt 130 • 충전가능 장소 개인차고 216 95 Actual Target Target 2006 20122) 2020 EU -16% 168 141 • 공차중량 1.7톤 -27% -41% 160 공공시설 1.4톤 K5 - 일부 공공기관 및 주차시설 - 미국, 유럽 일부 개인차고 [g/km] - 의욕치 반영, 강제성 부족 평가 2분 60~160 km 600 km 정부정책 • 탄소배출량 규제 8 시간 전기차 내연기관 전기차 3 충전인프라 Actual Target 2006 2015 Japan4) 157 ? Actual Target Target 2006 20163) 2020 US -29% 187 132 Actual Target 2006 20155) China 1) EU이외 지역은 가솔린 엔진 배출기준 가정, 2) 2012년 신차의 65% 대상 시작으로 2015년 100%로 확대, 3) 오바마 정부 의지에 따라 2020년 목표를 4년 앞당김, 4) 승용 신차 기준; JCOB km/l 테스트 기준 환산, 5) 중국 정부 연비효율 기준 초안에 의거. 2025년에 추가적 18% 감축 목표. 자료: Roland Berger
  5. 5. 2 대중화를 위한 열쇠 - ① 전기차 기술완성 5 전기차 기술의 발전 방향은 “고성능·경량화·안정성”이며, 이 가운데 핵심은 배터리기술 및 전기구동 시스템 구현임. 전기구동시스템 고전압용 전장 부품 개발 기술 고출력 구동모터 개발 기술 초경량, 고강성 차체 개발 컨버터 7% 구동모터 20% Steer-by-Wire 시스템 전자식 제동 시스템 기타 3% 0 고효율 T/M 개발 기술 모터 제어기술 인버터 23% 배터리기술 고성능, 고밀도 에너지 저장 기술 전자식 공조 시스템 통합 시스템 신뢰성 평가기술 배터리팩 47% 에너지 회생기술 기술구성자료: 삼성증권, 주요구성품 비중자료: Automotive World Car Industry Forecast Report
  6. 6. 2 대중화를 위한 열쇠 - ① 전기차 기술완성 (※ 참고: 배터리소재 ) 6 배터리는 에너지밀도와 안정성을 동시에 확보하기 위한 소재개발이 활발하며, 차세대 배터리의 약진도 주목 필요 양극소재 동향 미래형 배터리 기술연구 • 에너지밀도와 안정성 동시추구 • 분리막 안정성 향상 위한 개선 - 에너지밀도 높은 망간계와 안정성 높은 인산철계 리튬금속의 구조결합으로 상호배타적 특성 외피: 인산철계 (안정성) 내핵: 망간계 (에너지 밀도) LiFePO4 LiMn0.85Fe0.15PO4 다공성 구조로 전도도 향상 [ 이중구조 양극소재, 한양대학교 선양국 교수 ] - 화재의 원인이 되는 분리막의 파손으로 인한 발화 막기 위해 고분자 분리막을 세라믹 코팅 • 양극소재별 특징 비교 Li-NiCoMn 다공성 고분자 분리막 양극 (리튭) 무기질 (세라믹) 코팅 음극 (탄소) • 차세대 배터리 약진 또한 주목 LiMn2O4 LiFePO4 안정성 - 이론적 밀도 리튬이온의 10배인 리튬공기전지, 연료전지차도 상용화 한 단계 가까워져 관찰 필요 ※ IBM 500 Project 성능 비용(USD/kg) 20~26 15~28 15~18 충방전싸이클* 800 500 2,000 : Asahi Kaisei, Central Glass 의 프로젝트 참여로 한층 연구에 탄력을 얻었음. *50% 성능저하까지의 충방전싸이클 양극소재자료: Roland Berger, 분리막 자료: SKI, LG화학, 리튬공기자료: IBM 언론자료
  7. 7. 2 대중화를 위한 열쇠 - ① 전기차 기술완성 (※ 참고: 구동모터 ) 7 고출력 요구에 맞추어 성능향상∙원가절감∙경량화 기술에 발전이 있으며, 인휠모터 등 유망한 미래 기술연구도 활발 모터개발 동향 미래형 모터 기술연구 • 플러그인 출시 등 고출력 요구에 맞춰 개발  HEV용 모터 • 1-Motor 타입보다 장점 많은 인휠모터  EV용 모터 5~10kW 수십만원대 In-Wheel 모터 장점 80~110kW 백만원 이상 인덕션 모터 PMSM 모터 단순한 설계구조 생산원가 우위 • 4개 구동바퀴 개별조향 • 빠른 응답속도 • 개별모터 토크 센싱가능 우수한 출력성능 생산원가 절감 필요 안정성 향상 • 모터 타입별* 장단점 비교평가 DC모터 IM PM모터 SR모터 2.5 3.5 5 3.5 제어용이성 5 4 4 3 비용 4 5 3 4 신뢰성 등 기타 … … … … 종합점수 22 26 25 23 • 슬립슬라이드 현상 감소 • 개별모터 ABS기능 가능 출력밀도 편의성 향상 • 구동밸런싱으로 롤링제어 • 가/감속기 유연한 피치제어 • 조향성 향상으로 주차 등 편리 *DC(Direct Current): 기계적인 접촉부를 제거한 Brushless, IM(Induction Motor), PM(Permanent Magnet) Synchronous Motor, SR(Switched Reluctance) 모터 타입별 평가자료: Int’l Electric Vehicle Symposium, 미래형 모터자료: NTN社 언론보도자료
  8. 8. 2 대중화를 위한 열쇠 - ② 충전인프라 확보 8 전기차가 넘어야 할 벽 가운데 하나인 충전인프라 문제를 충전기술 향상 및 비즈니스 모델 혁신으로 극복하려 노력 고속충전기술 배터리 교체 • 안정성 및 배터리 수명 저하 없는 기술개발  일반충전 • 배터리 교체시스템 및 배터리 리스BM* 검증  고속충전 24kW8시간(100%) 220V, 15A (3.3kW)  주유소 형태의 교체스테이션 24kWh20분(80%) 400V, 100A, (40kW) 배터리 교체 및 출차까지 2분  배터리 리스로 소비자 부담↓ ※ On-Site충전의 한계로 인해 충전속도 향상, 경제성 확보, 설치편의성 개선으로 보급 확산 필요 자동차사∙배터리사∙리스사∙충전소 참여로 전기차 비용부담 완화 고속충전기술 카셰어링 • 비접촉식 무선/주행중 충전기술 개발 • 저렴한 이용료 등 이유로 빠르게 확산  사용자 편의성 증대 - 주차공간 충전설비 단순화 - 충전용 케이블 충전소켓 불필요 - 고속도로 노면 일렬로 충전기 설치하여 주행중 충전도 가능 온라인 예약 스테이션 픽업 사용개시 모바일 통보 사용 및 반납  일본 오릭스, 미국 ZipCar 등 전기차 비중 확대 정부 세제감면, 전기 무료지원 등 혜택 활용 사업 확장 대학가 등 단거리 이동이 잦은 지역에서 많은 인기 *BM(Business Model) 사진 및 자료: GE 고속충전기, Betterplace 교체스테이션, Hertz 무선충전 시범사업 자료
  9. 9. 3 대중화를 위한 열쇠 - ③ 정부 및 산업계 주도 9 G8, 지구 온난화 2도 상승에 머물도록 하는 내용 공감대 형성, 산업계는 정부정책 결정 기다리는 소극적 입장 탈피 정부주도 산업계 주도  전기차에 올인하는 르노-닛산 에너지절약과 신에너지차 발전규획  ‘20년까지 EV/PHEV 500만대 보급  ‘15년 신차 연료소모량 100km당 6.9리터, ‘20년 5리터로 감소 목표  ’20년까지 280억 위안 투자 1만개 충전소 Fluence Twizy  카를로스 곤 회장은 순수전기차가 미래 주도할 것으로 전망  ’20년 미국 시장 10% 차지 전망  ’11년 한 해 Fluence, Twizy, Kangoo Z.E. 시리즈 출시 오바마의 전기차 프로그램     ‘13년까지 EV/PHEV 70만대 보급 EV/PHEV 7,500~1만불 세액 공제 2025년까지 신차 평균연비 23.17km/l 천연가스/바이오연료차 포함 10억불 지원 세제 지원, 인프라 확대  ’20년까지 HEV 30%, EV 20% 점유 목표  하이브리드 25만엔, 전기차 139만엔 지원  현재 전국 4,000개 충전소 1만개로 확대 Twingo i8 i3  BMW ‘i-시리즈’로 전기차 시장 진입  클린디젤 중심의 유럽 메이커의 순수전기차 출시  고급 유럽메이커의 전기차 시장 진입으로 시장인식 개선 및 수요폭발에 대한 기대감 고조  ’12년 말 i3 출시를 시작으로 본격 진출 예상 정부정책자료: 언론사 종합, 산업계 자료 각 사 홈페이지 및 언론자료 종합
  10. 10. 4 친환경 전기차 밸류체인 분석 10 배터리, 구동모터 기술보유로 인해 부품/소재사, 완성차 기업과 수평적 관계 유지, 협력모델 통한 성장축 마련 필요 전기차 밸류체인 및 협력 모델 소재 부품/모듈 SB Limotive 등 부품JV 미츠비시화학 등 소재전문기업 Bosch 등 부품사 LG화학, SKI 등 소재 및 부품기업 완성차 BYD등 부품 및 완성차 기업 토요타, 현대 등 완성차 업체 부품사 부품JV 완성차 기술력 NEC 부품공동개발 AESC 고객 및 자금 Nissan 기술보유 부품사-고객보유 완성차사가 대표적  고객과 자금을 보유한 완성차 업체가 기술력 있는 부품사와 협력을 통해 자사 제품개발 역량 향상 Ex. Tesla-Daimler 플랫폼 계약  신생 전기차기업, 부품사가 완성차 기업으로 도약할 가능성 주목 Hi-End 고급전기차 니치시장 명성 쌓고 기술력 인정받음 Daimler와 Benz Smart Fortwo, MyB, SLS AMG E-Cell 플랫폼 개발  테슬라는 고급전기차 시장에서 쌓은 명성과 기술력 으로 공동으로 플랫폼 개발, 완성차 업체 공급  Magna는 모터, 인버터, 배터리 기술 보유로 완성 전기차 역량 있으나 거래사와의 관계로 인해 완성차 진출 계획 없음 언급 전기차 밸류체인: 삼성증권 자료 인용 포스리 재구성, 테슬라 자료: 언론자료 종합
  11. 11. 5 친환경 전기차 부품/소재 사업 성공의 열쇠 11 전기차 부품/소재사업 성공을 위해서는 ① 고객중심운영, ② 물량확보, ③ 철저한 품질관리를 전제로 운영되어야… 1 고객사 중심운영 2 물량확보 3 철저한 품질관리 장기적 투자로 고객확보 필요 초기 우회적 고객확보 전략 부품/소재산업 특성 체화  현재의 완성차-부품사 간의 관계는 10 여 년 전부터 지속된 관계  강한 Lock-In으로 진입장벽 높아  장기적 관점의 지속투자 필요  브랜드, 트랙레코드 없이 처음부터 메이저 업체와 계약은 어려움  대상지역 및 제품군 다변화,  기술개발단계에서와 달리 양산단계 에서는 품질확보가 최우선  품질관리체계 수립 및 인력 유치 기술마케팅 육성 메이저 완성차 업체 확보 필수 한 번의 품질사고도 치명적  전기차는 초기 성장사업으로 연구 개발 과정 많이 남은 상태  R&D단계에서부터 기술인력 간 협력관계 Build-Up 필요  부품/소재사업은 기술력 못지 않게 가격경쟁력 확보 필수  규모의 경제 실현 위해 사업화 단계에서는 메이져 고객 필연적  보험수가도 산정이 어려울 정도로 초기 품질사고에 대한 비용은 천문학적  무결점 품질관리 필요 인접지역 입지, 밀착지원 다양한 트랙레코드 축적 초기 공정 분리로 품질확보  완성차 업체 특성에 따라 JIT물류 필수, 생산 지연 등은 비용 직결  인접지역 입지로 물류최적화, 트러블슈팅 현장해결  크고 작은 생산/공급 경험 축적으로 트랙레코드 관리 필수  전기차 경주 참가 등 마케팅 활용  경제성 확보 위한 무리한 Continuous Line보다는 공정의 분리를 통해 품질확보 우선

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