대형 차량 산업은 완전 전동화를 향해 빠르게 나아가고 있으며, 2026년은 이러한 변화의 중요한 해로 떠오르고 있습니다. 자동차 제조사(OEM)들이 중앙 구동 시스템과 휠 내장형 모터 사이의 장단점을 평가하는 가운데, 새로운 선두 주자가 등장하고 있습니다.고집적 전기 구동 차축 (일반적으로 e-액슬이라고 불립니다.)—는 전기차 파워트레인의 미래를 재편하고 있습니다. 이러한 변화는 기술 발전과 경제적 필요성 모두에 의해 주도되고 있습니다. 이 글에서는 이러한 전환의 배경을 살펴보고, 통합형 e-액슬 기존 시스템보다 뛰어난 성능을 보이는 새로운 시스템과, 공급업체들이 첨단 전기 구동 시스템 혁신을 통해 이러한 전환을 어떻게 가능하게 하는지에 대해 알아보겠습니다.
중장비 제조업체들이 중앙 구동 시스템을 재고하는 이유는 무엇일까요?
그렇다면 통합형 e-액슬은 왜 필요할까요? 더 자세히 알아보겠습니다. 통합형 e-액슬은 왜 필요할까요? 중앙 구동 방식이 인기를 얻고 있는 가운데, 먼저 1세대 대형 전기차 아키텍처에서 발견되는 중앙 구동 방식 설계의 주요 특징과 제약 사항 몇 가지를 강조할 필요가 있습니다.
전통적인 중앙 구동 방식
역사적으로 중앙 구동 방식은 모듈식 설계와 차체 호환성 덕분에 선호되어 왔습니다. 중앙 구동 방식의 일반적인 구성은 모터, 변속기, 차동 장치가 하나의 유닛으로 통합되어 있으며, 토크는 이전과 마찬가지로 프로펠러 샤프트를 통해 전달됩니다. 이러한 구성 덕분에 초기 차량 전동화가 용이했지만, 차량의 무게와 구조가 크게 증가하여 효율성 측면에서의 이점을 상쇄하는 단점이 있었습니다.
현대 응용 프로그램의 기술적 한계
SAE International의 연구에 따르면 기계식 변속기 부품의 에너지 손실은 8~10%에 달할 수 있습니다. 하이브리드 및 전기 자동차에 사용되는 기계식 변속기는 공간을 많이 차지하는 설계로 인해 배터리와 냉각 시스템의 효율적인 설계에 제약을 받습니다. 또한, 하이브리드 및 전기 자동차에는 움직이는 부품이 많아 정기적인 윤활 및 점검이 필요하며, 이는 차량 운행 중단 시간을 증가시키는 원인이 됩니다.
차량 운영업체에 미치는 경제적 영향
대규모 차량을 관리하는 운영업체의 경우 유지보수 비용이 빠르게 누적됩니다. 잦은 정비 주기는 총 소유 비용(TCO)을 높이고, 다양한 차종에 걸쳐 확장성이 제한적이라는 점은 제조 효율성을 저해합니다. 전 세계적으로 전기화가 확대됨에 따라 이러한 비효율성이 더욱 두드러지게 나타나고 있으며, 이에 따라 자동차 제조업체(OEM)들은 더욱 친환경적이고 단순한 구동계 아키텍처를 모색하게 되었습니다.
휠 내장형 모터가 고하중 용도에 매력적이면서도 어려운 이유는 무엇일까요?
휠 내장형 모터는 분산형 구동계 설계에 사용되는 최신 기술 중 하나입니다. 하지만 대형 차량에 적용되는 방식은 아직 미흡한 실정입니다.
휠 내장형 모터 구성의 장점
휠 내장형 모터는 개별적으로 제어할 수 있어 버스나 라스트마일 배송 차량과 같은 도심 환경에서 향상된 트랙션 제어 및 토크 벡터링을 가능하게 합니다. 또한, 기존의 차축 및 차동 장치 부품을 구동계에서 제거하여 손실을 줄이고 좁은 공간에서 차량의 회전 성능을 향상시킬 수 있습니다.
광범위한 도입을 가로막는 공학적 장벽
전기 모터를 휠 내부에 직접 장착하는 방식은 불규칙한 노면의 충격과 도로 위의 장애물로 인한 손상에 취약하며, 이는 장거리 트럭의 경우 용납할 수 없는 문제입니다. 휠 허브 주변 공간이 극히 제한적이어서 효과적인 냉각 시스템을 구현하기 어렵습니다. 또한, 증가된 비스프링 질량은 승차감과 험로 주행 시 서스펜션 성능에 부정적인 영향을 미칩니다.
오늘날 휠 내장형 모터가 가장 적합한 곳
초기 인휠 모터 적용 분야는 민첩성이 내구성보다 중요한 경량 상용차 및 저속 물류 차량에 집중되었습니다. 공항 셔틀과 항만 차량은 잘 정해진 경로와 조건에서 운행되는 초기 도입 사례의 좋은 예입니다.
일체형 E-액슬이 선호되는 솔루션으로 부상하는 이유는 무엇일까요?
중앙 구동 방식과 휠 내장형 구동 방식 모두 장단점이 있습니다. 하지만 통합형 전기 차축은 전기 자동차의 고하중 작업에 적합한 소형화와 견고성의 균형을 제공합니다.
고집적 전기 구동 차축의 기본 개념
고집적 전기 구동 차축은 모터, 인버터, 기어박스 및 차동 장치를 하나의 하우징에 통합합니다. 차축 빔에 직접 설치되는 이러한 시스템은 배선 하니스와 기계적 연결 부품을 최소화할 수 있다는 핵심적인 장점을 제공합니다. 또한 모든 구성 요소에는 연속 작동 시 우수한 열 성능을 보장하는 데 필수적인 공용 냉각 시스템을 적용할 수 있습니다.
기존 시스템 대비 성능상의 이점
AVL 파워트레인 시스템즈는 2023년 파워트레인 전동화 보고서를 발표했습니다. 차량에 통합된 전기 액슬은 중앙 구동 방식에 비해 최대 5~8%의 효율 향상을 가져옵니다. 또한 무게 절감으로 주행 시 에너지 소비량을 약 6% 줄일 수 있습니다. 통합형 전기 액슬은 공간 요구 사항이 적어 배터리 패키징을 더욱 유연하게 설계할 수 있습니다. 이를 통해 자동차 제조업체는 차량의 주행 거리를 늘리거나 적재 용량을 유지하면서 공기역학적 성능을 최적화할 수 있습니다.
차량 관리의 비용 효율성 및 투자 수익률(ROI) 고려 사항
조향 장치와 추진기 장치의 통합으로 조립이 최대 20% 더 쉽고 빠르게 진행되어 시간과 비용을 절감할 수 있다는 재정적 이점이 있습니다. 추진기 장치는 움직이는 부품 수가 적고 밀폐형 윤활 장치를 사용하여 유지보수 주기를 연장합니다. 일반적인 3~4년의 항공기 운용 주기를 고려할 때, 에너지 절감 측면에서 향상된 재정적 이점은 기존 시스템에 비해 높은 투자 수익률(ROI) 잠재력을 분명히 보여줍니다.
2026년까지 E-액슬이 시장을 지배하게 되는 과정은 어떻게 진행되고 있는가?
글로벌 시장 동향을 살펴보면, 성능에 대한 시장 요구가 증가하고 규제가 더욱 엄격해짐에 따라 가까운 미래에 e-액슬 기술은 새로운 대형 전기차 플랫폼의 주류 기술로 자리 잡을 것으로 예상됩니다.
산업 동향이 도입률을 견인하고 있습니다
글로벌 마켓 인사이트(Global Market Insights)의 분석가들은 대형 전기 구동 액슬 시장이 2026년까지 연평균 25% 이상의 복합 성장률을 기록할 것으로 전망합니다. OEM 업체들은 유럽, 북미, 중국 전역에서 강화되는 배출가스 기준에 맞춰 제품 개발에 박차를 가하고 있으며, 1차 협력업체들은 다양한 톤수 범주에 적용 가능한 확장형 플랫폼에 대규모 투자를 진행하고 있습니다.
초기 도입 기업들의 실제 구축 사례
유럽의 물류 기업들은 전기 구동 차축을 도입한 첫 해에 에너지 비용을 두 자릿수 비율로 절감하는 성과를 거두었습니다. 중국에서도 버스 제조업체들은 특히 도심 교통에 맞춰 설계된 고토크 통합 차축을 통해 92% 이상의 구동계 효율을 달성했습니다. 이는 실제로 달성된 효율이 이론적인 효율을 훨씬 뛰어넘는다는 것을 보여줍니다.
E-액슬 성장을 뒷받침하는 공급망 진화
현재 공급망은 급격한 변화를 겪고 있습니다. 모터, 인버터, 기어 제조업체 간에 새로운 파트너십이 형성되고 있으며, 상용차 제조업체가 신형 모델에서 디젤 엔진 섀시에서 완전 전기 구동 버전으로 쉽게 전환하고 리드 타임을 단축할 수 있도록 시장의 다양한 하위 시스템 간의 인터페이스를 구축하기 위한 새로운 표준화 계획이 개발되고 있습니다.
이러한 변화에서 항저우 현대 e-드라이브 기술 유한회사는 어떤 역할을 할까요?
통합형 전기 차축 기술을 발전시키고 있는 다른 업체들은 다음과 같습니다. 항저우 현대 e-드라이브 기술 유한회사 중국에 본사를 둔 항저우 컨템포러리 e-드라이브 테크놀로지(Hangzhou Contemporary e-Drive Technology Co., Ltd.)는 중형 및 대형 전기차용 전기 구동축 전 제품군을 공급하는 업체로서, 고성능 소형 전기 구동 장치 설계에 엔지니어링 접근 방식을 적용하고 있습니다. OEM 업체와의 공동 연구 개발 활동을 통해 전기 구동축 솔루션의 토크 밀도를 향상시키고 시뮬레이션을 통한 검증을 수행함으로써, 항저우 컨템포러리 e-드라이브 테크놀로지는 시제품 개발 기간을 단축하는 동시에 전 세계 상용차 운영업체의 차량 운행에 필요한 신뢰성을 유지하고 있습니다.
결론
대형 차량에 중앙 구동 방식과 휠 내장형 모터를 사용할지에 대한 논쟁은 점차 종결되고 있으며, 대부분의 관계자들은 미래의 대형 전기차에는 통합형 전기 구동축이 선호되는 방식이 될 것이라는 데 동의하고 있습니다. 최고 수준의 통합은 효율성, 생산 간소화, 수명 주기 비용 절감이라는 이점을 제공하며, 이는 향후 운송 부문에서 구매를 결정하는 핵심 요소입니다. 이미 물류 및 대중교통 분야에서 다양한 적용 사례를 통해 실증이 입증되었으므로, 이는 단순한 부분적인 발전이 아니라 동력 전달 관점에서 전기차 구동계의 완전한 재설계를 의미합니다. 항저우 컨템포러리(Hangzhou Contemporary)와 같은 공급업체들은 방대한 데이터를 활용하여 솔루션을 개선하고 있으며, 글로벌 OEM 업체들과 협력하고 있습니다. 2026년까지 통합형 전기 구동축이 상용화될 것으로 예상되며, 이는 기정사실이자 필연적인 발전으로 여겨집니다.
자주 묻는 질문
1. 고집적 전기 구동 차축이란 무엇입니까?
고집적 전기 구동축은 모터, 인버터, 변속기 및 차동장치가 결합된 형태입니다. 차량의 차축 하우징에 단일 유닛으로 장착됩니다. 전기 구동에 필요한 모든 구성 요소를 소형 공간에 탑재함으로써 무게를 줄이는 동시에 전기차 파워트레인 시스템 전체의 효율을 최적화할 수 있습니다.
2. 통합형 전자식 차축은 유지보수 측면에서 중앙 구동 장치와 어떻게 비교됩니까?
일체형 전기 차축은 회전 부품 수가 적어 유지 보수가 덜 필요합니다. 긴 프로펠러 샤프트나 외부 기어박스가 없어 윤활이나 잦은 마모 점검이 필요하지 않습니다.
3. 일체형 e-액슬은 모든 유형의 고하중 작업에 적합한가요?
일체형 전기 차축은 일정한 부하가 걸리는 중형 및 대형 트럭과 버스에 가장 효율적입니다. 그러나 극한의 오프로드 환경에서는 손상된 부품을 쉽게 교체할 수 있도록 모듈식 설계의 전기 차축을 사용하여 유연성을 높이는 것이 좋습니다.
4. 통합 설계를 도입함으로써 차량 관리자가 얻을 수 있는 비용 절감 잠재력은 무엇입니까?
차량 관리 관련 연구에 따르면 5년 동안 총소유비용(TCO)을 10%에서 15%까지 절감할 수 있는 잠재력이 있는 것으로 나타났습니다. 이는 에너지 소비를 줄이고, 운행과 무관한 유지보수 활동을 더 많은 차량에 분산시켜 서비스 중단 시간을 줄임으로써 달성할 수 있습니다.
일체형 전기 구동축이 전 세계적으로 보편화되는 시기는 언제쯤으로 예상할 수 있을까요?
시장 전망에 따르면 2026년 말에서 2027년 초까지 전 세계에서 새로 생산되는 대형 트럭의 절반 이상이 고도의 집적화를 거친 새로운 전기 구동 차축을 기본 사양으로 장착할 것으로 예상됩니다. 이는 유럽, 북미 및 아시아 태평양 시장에서 판매되는 트럭에 모두 적용될 것입니다.