ZF의 Electric Portal Axle AVE 130는 상업용 전기차 및 대형 버스 등 미래형 교통 수단의 핵심적인 구동 시스템으로 개발된 전기 액슬(축) 시스템입니다.




AVE 130은 각 휠에 독립적인 전기 모터를 탑재해 효율적이고 안정적인 주행 성능을 제공하며, 특히 도심 환경에서 효율적이고 친환경적인 운행을 가능하게 합니다.




이를 통해 ZF는 전기 구동 시스템의 미래를 선도하며, 글로벌 전기 모빌리티의 핵심 기술 중 하나로 자리매김하고 있습니다.

 

 

 

ZF AVE 130

대중교통 전기화를 담당하는 ZF사의 Electric Portal Axle AVE 130을 살펴보겠습니다.



 

 

1. AVE 130의 개요와 배경

AVE 130은 대중교통 전기화의 필요성에 대응해 개발되었습니다.




도시가 밀집되고 교통량이 증가함에 따라 소음, 배기가스 배출, 공간 제약 등의 문제가 부각되고 있습니다.

이를 해결하기 위해 여러 나라의 주요 도시에서는 전기 구동 버스와 같은 친환경 대중교통을 도입하고 있으며, ZF의 AVE 130은 이 요구에 맞춰 높은 효율성과 신뢰성을 제공하는 솔루션으로 주목받고 있습니다.

 

 

 

 

2. AVE 130의 주요 특징 및 기능

듀얼 인휠(in-wheel) 전기 모터

AVE 130은 전기 모터가 휠에 직접 장착된 구조를 가지고 있습니다.



각 바퀴에 개별적으로 전기 모터를 장착함으로써 별도의 드라이브샤프트가 필요하지 않으며, 모터가 독립적으로 작동하여 각 바퀴에 토크를 분배할 수 있습니다.

이러한 듀얼 인휠 모터 설계는 저소음, 고효율 주행이 가능하게 합니다.

 

독립적인 모터 제어로 민첩성 향상

AVE 130의 독립적 구동 모터는 주행 상황에 따라 필요한 토크를 실시간으로 조정해, 핸들링과 안정성을 크게 향상시킵니다.

특히, 코너링 시 안쪽 휠과 바깥쪽 휠에 필요한 만큼의 토크를 전달하여 민첩하게 반응할 수 있습니다.

이는 차체가 큰 버스가 좁은 도심 환경에서도 쉽게 주행할 수 있도록 돕습니다.

 

 

에너지 효율성을 높이는 회생 제동 기능

AVE 130은 회생 제동 기능을 갖추고 있어, 제동 시 에너지를 배터리에 재충전하여 에너지 사용 효율성을 극대화합니다.




회생 제동 시스템은 전기차의 주행 거리를 늘리는 중요한 기술로, 특히 도심 내 잦은 제동 및 가속을 반복하는 상황에서 에너지 소모를 줄여줍니다.

 

공간 효율성을 극대화하는 포털 액슬 디자인

포털 액슬 디자인은 공간을 절약할 수 있는 구조를 제공하며, 이를 통해 차체 하부의 탑재 공간을 효율적으로 사용할 수 있습니다.

덕분에 차량 내부 공간을 더 넓게 사용할 수 있으며, 승객 수용력과 편의성을 높이는 데 기여합니다.

 

 

환경 친화적 운영을 가능하게 하는 배출가스 제로 시스템

AVE 130은 완전 전기 구동 시스템이기 때문에 배출가스가 전혀 발생하지 않습니다.

이는 특히 환경 규제가 엄격한 도심지에서 사용하기에 적합하며, 공기질 개선과 소음 감소에도 도움을 줍니다.

 

 

 

3. AVE 130의 장점과 효과

운영 비용 절감

전기 구동 시스템은 전통적인 내연기관에 비해 연료비 절감 효과가 크며, 기계적 부품의 마모가 적어 유지보수 비용이 낮습니다.




또한 회생 제동 기능을 통해 제동 시 발생하는 에너지를 재사용하므로 배터리 소모를 줄이고, 이는 충전 간격을 늘려 운영 효율을 극대화할 수 있습니다.

 

편안한 승차감과 주행 안정성

전기 구동 방식은 매우 조용하며, 차량의 진동도 크게 줄일 수 있습니다.

특히 AVE 130은 각 휠에 독립적으로 구동 모터가 장착되어 있기 때문에, 필요에 따라 개별적인 제어가 가능해 승차감이 크게 향상됩니다.

코너링이나 급제동 시에도 높은 안정성을 유지해 승객들에게 쾌적한 주행 경험을 제공합니다.

 

 

차량 설계 자유도 향상

포털 액슬 디자인 덕분에 엔진이나 드라이브샤프트가 차지하던 공간이 줄어들어 차량 하부 구조가 단순해지며, 설계의 유연성이 높아집니다.




이를 통해 차량의 인테리어를 더욱 효율적으로 배치할 수 있으며, 승객 좌석 수를 증가시키거나 추가적인 수하물 공간을 마련하는 것이 가능합니다.

 

도심 내 운행에 최적화된 설계

ZF의 AVE 130은 소음과 진동이 적고 배출가스가 없기 때문에 도심 운행에 매우 적합합니다.

도심 내 저속 주행과 잦은 정차가 요구되는 상황에서 더욱 효율적인 성능을 발휘하며, 이러한 환경적 장점으로 인해 많은 도시에서 AVE 130을 기반으로 한 전기 버스를 선택하고 있습니다.

 

 

 

 

4. AVE 130의 주요 적용 사례

ZF AVE 130은 주로 전기 버스와 대형 상업용 차량에서 사용되며, 특히 도심 환경에서의 대중교통 수단에 많이 적용되고 있습니다.




다양한 글로벌 제조사들과 협력하여 상용 전기 버스 모델을 개발해 온 ZF는 각 지역의 운송 시스템에서 요구하는 성능을 충족시키는 다양한 버전의 AVE 130을 제공하고 있습니다.

 

유럽의 전기 버스

유럽의 여러 도시들은 친환경 대중교통 시스템 구축을 목표로 전기 버스를 도입하고 있으며, 이 과정에서 AVE 130은 주요한 구동 시스템으로 선택되고 있습니다.

예를 들어, 독일, 영국 등의 도시들은 ZF와 협력하여 AVE 130이 장착된 전기 버스를 운영하고 있습니다.

 

 

중국 및 아시아 시장

중국은 세계 최대의 전기 버스 시장으로, ZF의 AVE 130 역시 중국 시장에 맞춘 다양한 제품 라인을 제공하고 있습니다.

중국 내 여러 대형 버스 제조사와 파트너십을 통해 AVE 130을 채용한 전기 버스 모델이 많이 도입되고 있으며, 아시아 시장 내 수요 또한 빠르게 증가하고 있습니다.

 

 

미국의 친환경 교통 시스템

미국 내 주요 대도시들도 전기 대중교통 시스템으로의 전환을 추진하고 있으며, 이 과정에서 AVE 130의 전기 포털 액슬이 도입되고 있습니다.

특히, 캘리포니아와 같은 환경 규제가 엄격한 지역에서는 배출가스를 줄일 수 있는 이러한 ZF의 전기 구동 시스템이 널리 채택되고 있습니다.

 

 

 

 

5. AVE 130과 미래의 전기 모빌리티

ZF의 AVE 130은 전기 버스와 같은 상업용 전기차 분야에서 매우 중요한 역할을 하고 있으며, ZF는 이 기술을 기반으로 한층 더 발전된 전기 구동 시스템을 개발하고 있습니다.




더불어 자율주행 기술과 결합하여 AVE 130은 미래의 자율주행 전기 버스 및 상업용 차량에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.

 

자율주행과의 통합 가능성

AVE 130은 독립적인 휠 제어가 가능하기 때문에 자율주행 시스템과의 통합이 용이합니다.

자율주행 차량은 구동력을 세밀하게 조절하는 능력이 중요하며, 이를 통해 더 안전하고 효율적인 자율주행이 가능하게 됩니다.

 

 

지속 가능한 교통 수단을 위한 핵심 솔루션

환경 친화적이고 효율적인 대중교통 시스템을 구축하는 것은 지속 가능한 미래를 위해 필수적입니다.



ZF의 AVE 130은 이러한 목표를 달성하는 데 핵심적인 역할을 수행하며, 다양한 도시에서 전기 버스를 통한 친환경 교통 시스템을 지원하고 있습니다.

ZF의 Electric Portal Axle AVE 130은 전기 버스 및 상업용 차량의 구동 방식에 혁신을 불러일으키며, 미래형 친환경 교통 시스템에서의 핵심 기술로 자리 잡고 있습니다.

 

 

 

 

미래의 전기 모빌리티의 현실성과 과제 해결방안

전기 모빌리티의 미래는 현대 모빌리티 산업의 큰 화두입니다.

환경 오염을 줄이고 지속 가능한 미래를 구축하기 위해 각국 정부와 자동차 제조업체들은 전기차(Electric Vehicle, EV) 기술을 적극적으로 개발하고 있습니다.



전기 모빌리티는 기존의 내연기관 자동차에 비해 탄소 배출을 현저히 줄일 수 있어 기후 변화 문제에 효과적인 대응책으로 평가됩니다.

그러나 전기차의 현실화는 충전 인프라, 배터리 기술, 경제성, 환경적 문제 등 여러 도전에 직면해 있습니다.

 

 

1. 전기 모빌리티의 현황과 현실성

전기 모빌리티 시장은 급속도로 성장하고 있으며, 주요 자동차 제조업체들은 전기차 출시를 통해 시장 경쟁력을 확보하고 있습니다.

특히 테슬라, 현대, BMW 등은 전기차 전용 모델을 생산하여 기존 내연기관 모델과 차별화된 전기차 라인업을 구축하고 있습니다.




또한, 정부의 지원과 규제 강화가 전기차 보급을 가속화하고 있으며, 유럽연합과 미국, 중국은 탄소 중립 목표를 달성하기 위해 전기차 전환을 적극적으로 추진하고 있습니다.

그러나 전기 모빌리티가 현실화되기 위해서는 몇 가지 중요한 요소들이 뒷받침되어야 합니다.

특히 충전 인프라의 구축, 배터리 성능과 수명의 개선, 자원 확보 및 환경 문제 해결이 필수적입니다.

이러한 문제들을 해결하지 않으면 전기차 보급은 지연될 수밖에 없습니다.

 

 

2. 주요 과제와 해결 방안

2.1 충전 인프라 부족 문제

충전 인프라는 전기차 보급의 핵심 요소 중 하나입니다.




현재까지 충전소는 도심 지역에 집중되어 있어, 시외 지역이나 고속도로에서 충전소를 찾기 어려운 경우가 많습니다.

또한, 충전 속도가 느리기 때문에 장시간 충전 대기 시간이 발생할 수 있습니다.

 

해결 방안:

충전소 확대:

정부와 민간 기업의 협력을 통해 전국적으로 충전소를 구축하고, 특히 고속도로와 주차장 등에 급속 충전기를 설치하는 것이 중요합니다.

 

충전 속도 개선:

초고속 충전 기술의 연구 개발을 통해 충전 시간을 줄일 수 있습니다.

350kW급 충전기를 사용할 경우, 10~20분 내에 대부분의 전기차를 충전할 수 있습니다.

480kW 급 초급속 충전기를 사용하게되면 적지않은 개선이 될것으로 예상합니다.

 

가정용 충전 인프라 지원:

가정에서 충전이 가능한 환경을 조성하여 사용자가 집에서도 간편하게 충전할 수 있도록 해야 합니다.

특히 아파트와 같은 공동주택에도 충전 시설을 확충하는 지원 정책이 필요합니다.

 

 

2.2 배터리 성능과 비용 문제

전기차의 배터리는 가격의 30~40%를 차지하는 주요 부품입니다.




현재 배터리 기술은 완충 시 주행 거리의 한계와 충전 시간, 그리고 열화 문제를 가지고 있습니다.

이로 인해 전기차의 유지 비용이 증가할 수 있으며, 배터리 성능 향상이 전기차 대중화의 필수 요소로 부각됩니다.

 

해결 방안:

차세대 배터리 연구:

리튬이온 배터리보다 안전하고 효율이 높은 전고체 배터리(solid-state battery)의 연구가 활발히 진행되고 있습니다.

이 배터리는 기존 배터리에 비해 충전 속도가 빠르고 안전성이 높아 미래 전기차의 핵심 기술로 자리 잡을 수 있습니다.

 

재활용과 자원 확보:

배터리 생산에 필요한 리튬, 코발트 등의 자원은 한정되어 있기 때문에 자원 재활용 기술을 강화해야 합니다.

배터리 재활용 업체들과 협력하여 폐배터리를 수거, 분해, 재활용하는 시스템을 마련할 필요가 있습니다.

 

비용 절감 기술 개발:

배터리의 대량 생산을 통해 단가를 낮추고, 대체 소재를 개발하여 코발트 의존도를 줄이는 방안이 고려될 수 있습니다.

 

 

2.3 환경 문제

전기차는 운행 중 탄소 배출이 없다는 점에서 친환경적이지만, 배터리 생산 과정에서 탄소 배출이 많이 발생하며, 폐배터리 처리 과정에서 환경 오염 문제가 발생할 수 있습니다.




따라서 전기차가 환경적으로 진정한 대안이 되기 위해서는 전체 라이프사이클의 환경 영향을 고려해야 합니다.

 

해결 방안:

재생에너지 사용 확대:

배터리 생산 과정에서 화석연료 대신 태양광, 풍력과 같은 재생에너지를 사용하는 것이 필요합니다.

 

친환경 소재 사용:

재생 가능한 자원으로 구성된 친환경 소재를 배터리에 적용함으로써 환경 오염을 줄일 수 있습니다.

예를 들어, 식물성 바이오 소재나 재활용 금속 등을 활용한 배터리 기술을 개발할 수 있습니다.

 

폐배터리 처리 및 재활용 강화:

폐배터리에서 유용한 자원을 추출하는 재활용 기술을 강화하여 자원 낭비를 줄이고 환경 오염을 최소화할 필요가 있습니다.

 

 

2.4 전기차의 경제성 문제

전기차는 초기 구매 비용이 높아 소비자 접근성이 낮을 수 있습니다.




내연기관 자동차와 비교할 때 전기차의 초기 비용이 높아 소비자들이 구매를 망설일 수 있으며, 정부 보조금이 없다면 경제적인 선택지로 자리 잡기 어렵습니다.

 

해결 방안:

배터리 대여 서비스 도입:

배터리의 소유권을 소비자가 아닌 제조사나 렌탈 회사가 갖고, 소비자는 배터리를 임대하는 방식을 도입하면 초기 구매 비용을 낮출 수 있습니다.

 

정부 보조금 정책 강화:

전기차 구매에 대한 보조금 지원을 통해 초기 비용 부담을 줄이고, 세제 혜택 등을 통해 전기차의 경제성을 높일 수 있습니다.

 

중고 전기차 시장 활성화:

전기차의 수명이 길어질수록 중고 전기차 시장이 활성화될 가능성이 커집니다.

제조사는 배터리 성능을 유지하거나 교체하는 서비스 정책을 도입하여 중고 전기차의 경제성을 높일 수 있습니다.

 

 

3. 미래 전기 모빌리티의 전망

향후 전기차 시장은 보다 빠른 속도로 성장할 것으로 예상되며, 정부와 민간 기업의 협력을 통해 기술 개발과 인프라 확충이 가속화될 것입니다.




특히 자율 주행 기술과 결합된 전기차는 스마트 모빌리티의 핵심으로 자리 잡을 것으로 보입니다.

또한, 무선 충전 기술과 차세대 배터리 개발이 상용화되면 전기차의 사용 편의성이 크게 향상될 것으로 기대됩니다.

전기 모빌리티는 환경 문제 해결과 지속 가능한 미래에 중요한 역할을 할 수 있으며, 각국의 정책 지원과 기술 발전이 뒷받침된다면 내연기관 자동차를 대체하는 주요 교통수단으로 자리 잡을 것입니다.

 

결론

전기 모빌리티의 현실화에는 충전 인프라 구축, 배터리 기술 개선, 환경 문제 해결, 경제성 확보라는 네 가지 핵심 과제가 존재합니다.

이를 해결하기 위해 정부와 기업의 협력, 지속적인 기술 개발, 소비자 친화적인 정책 지원이 필요합니다.

전기 모빌리티는 기후 변화 대응과 지속 가능한 발전을 위한 필수적인 대안이며, 이를 통해 미래의 모빌리티 패러다임을 긍정적으로 변화시킬 수 있습니다.