전기차 제동시 마찰열도 에너지로 재사용하는 '회생제동 기술' 특허출원 ↑

특허청, 출원 동향 분석 결과 현대차·만도·현대모비스 등 주도

자동차가주행 시 가지고 있는 운동 에너지를 감속 시 전기 에너지 형태로 배터리에 일시 축적하였다가 발진.가속 시 재사용하는 '회생제동 시스템' 개요./자료제공=특허청

최근 보급이 확대되고 있는 전기차의 제동장치로 마찰열 에너지를 배터리에 저장해 재활용하는 회생제동 시스템이 주목받으면서 현대차 등 대기업들을 중심으로 관련 특허도 늘고 있는 것으로 나타났다.

이 시스템은 지난 1960년대 미국 자동차 제조사인 '아메리칸 모터스'에서 처음 고안돼 철도차량에 먼저 적용됐지만 배터리가 사용되는 전기차에도 연비개선을 목적으로 폭넓게 이용되고 있는 것이다.

13일 특허청에 따르면 지난 11년간 총 338건이던 회생제동 시스템에 관한 국내 특허출원은 2010년 18건, 2019년 44건 등 증가세를 보이고 있다.

현대차가 155건(45.9%)으로 가장 많았고 만도 (20건, 5.9%), 현대모비스 (18건, 5.3%) 등이 그 뒤를 이으며 국내 대기업이 출원을 주도하고 있다.

기술별로는 마찰제동과 회생제동의 원활한 전환을 위해 모터를 제어하는 기술(118건, 34.9%), 각 바퀴에 적절한 제동력을 분배하기 위한 제어 기술(98건, 29.0%), 배터리가 과충전 되는 것을 방지하기 위한 배터리 제어 기술(81건, 24.0%) 등이 주류를 이루고 있다.

최근에는 회생제동 시스템이 적용된 차량의 승차감 문제가 주요 해결 과제로 대두되고 있다.


이 시스템은 연비개선 등의 장점은 있지만 저속에서 빈번한 제동과 급제동시 승차감 저하 등의 단점이 있다.

이런 문제를 해결하기 위해 최근 센서를 활용해 도로면 경사, 전방 차량의 속도나 거리 차이에 대한 정보를 얻고 이를 통해 회생 제동량을 스스로 결정하는 스마트 회생제동 시스템에 대한 기술이 많이 개발되고 있다.

스마트 회생제동 시스템은 불필요한 브레이크 조작을 줄여 운전자의 피로도를 낮추고 가속 페달만을 사용해 가속과 회생제동을 오가며 주행할 수 있는 편의성을 제공한다.

김병찬 특허청 심사관은 "회생제동 시스템은 연비개선 등의 여러 장점이 있지만 운전자의 승차감 향상 문제는 지속적으로 개선해야 할 주요과제"라며 "이러한 문제를 해결하기 위해 향후 지속적 연구개발 및 지식재산권 확보가 앞으로의 기업 경쟁력 강화의 핵심적 요소가 될 것"이라고 말했다.