2023. 12. 29. 23:54ㆍ전기자동차
지난 10월에는 기존의 동경모터쇼를 대신하여 4년 만에 Japan Mobility Show 2023이 열렸습니다.
Japan Mobility Show 2023에서 발표된 내용을 기반으로 최근 도요타의 전기차 개발 현황을 점검하고 분석해보려고 합니다.
도요타는 아키오 회장 주도로 하이브리드를 중심으로 한 전방위 전략으로 탄소 중립을 대응해 왔습니다.
현재 도요타는 글로벌 전용 bZ4x와 중국 전용 bZ3를 주력으로 하는 전기차를 판매하고 있습니다.
1월부터 9월까지 테슬라와 BYD, 그리고 레거시 업체의 그룹별 판매 상황과 비교해 보면 도요타의 전기차 판매 대수는 매우 미미한 편입니다. 그러나 성장률은 BYD, BMW, 벤츠와 함께 높은 편입니다.
미국 시장에서는 현대차 그룹이 2위, 폭스바겐 그룹이 4위를 하고 있지만 토요다는 11위에 있습니다. 유럽 시장에서 도요타는 이제 10위권에 들어섰습니다.
그러나 중국 시장에서의 도요타는 BYD와 공동으로 중국 전용 bZ3를 개발했지만 CTP (Cell To Body) 기술도 적용하지 못했고, 디지털 기술 적용을 제대로 개발하지 못하여 상품력은 떨어지고 가격은 비싼 편이라 판매가 매우 부진합니다.
이런 상황임에도 불구하고 도요타에게 남은 유예기간은 2~3년 정도 있다고 보입니다.
이미 SDV를 실현하고 있는 테슬라, 중국의 BYD 등 로컬 업체는 가격 할인 전쟁까지 벌이면서 앞서가고 있습니다.
이들을 따라가기 위하여 벤츠, BMW, 현대차 등도 2025년, 2026년을 목표로 차량 OS를 개발하고 있습니다.
또 하나는 지금 전기차 개발을 둘러싼 상황이 변화하고 있기 때문입니다.
높은 이자율과 인플레이가 지속되면서 테슬라는 멕시코 공장 본격 투자를 연기시켰고, GM과 포드 등도 전기차 투자를 미루고 있습니다.
지난 10월 도쿄에서 열렸던 Japan Mobility Show 2023은 일본 자동차 업체 전체적으로 보면 전기차 개발에 전향적인 모습을 보여준 쇼라고 할 수 있습니다.
미래 전기차 시대에 필요한 나름의 솔루션을 제공했다고 보입니다.
그러나 일본 자동차 8개사 중 인도에서 생산 예정인 스즈키의 eVX를 제외하면 대부분 콘셉트카 하였습니다.
이런 상황을 고려해 본다면 전기차는 우리도 충분히 할 수 있다라는 것까지는 보여주었지만, 경쟁에서 이길 수 있다는 점까지는 가지 못했다고 분석됩니다.
도요타는 올해 4월 젊은 사장인 사토코지로 교체된 이후 새로운 변화를 많이 시도하고 있습니다.
아키오 회장이 설정했던 환경차 전방위 전략 기조는 그대로 유지하고 있지만 전기차를 우선하면서 스피드감을 강조하고 있습니다.
30년 350만 대 판매 목표만 제시되어 왔습니다만 신임 사장은 올해 20만 대의 전기차를 판매하고 26년에는 10개의 신모델을 투입하여 150만 대를 판매한다는 진입 목표와 중간 목표도 추가 설정했습니다.
지난 6월에는 테크니컬 워크숍을 통하여 핵심 기술을 발표하였고, 9월에는 공장으로 초청하여 핵심 기술 개발 진척 사항을 소개하기도 했습니다.
미국 공장에서 생산할 전기차용 배터리를 안정적으로 조달하기 위하여 일본의 파나소닉 대신 한국의 LG에너지 솔루션과 장기 조달 계약도 체결했습니다.
이번 모터쇼에서 도요타는 현재 플랫폼을 쓰는 콘셉트카와 차세대 플랫폼으로 26년 양산 예정인 차량의 프로토타입 차와 콘셉트카를 공개했습니다.
현재 플랫폼으로 25년 미국에서 생산 예정인 3열 7인승 전기 SUV Landcruiser Se와 전장 5m를 넘는 미드사이즈 픽업을 지향하는 ePU의 컨셉카를 공개했습니다.
차세대 플랫폼을 활용하면서 26년 이후 생산되는 차종에는 도요다의 전기 SUV인 FT-3e 콘셉트카와 전기 스포츠카 타입인 FT-Se의 콘셉트카도 전시되었습니다.
렉서스는 차세대 플랫폼을 이용한 첫 차가 될 LF-ZC의 프로토타입 차와 플래그십 차가 될 것으로 예상되는 LF-ZL의 콘셉트카도 공개했습니다.
이외에도 KIA가 추진한 PBV 개념과 비슷하게 전개되는 Gayoibako 콘셉트카도 전시되었습니다. 데이터를 활용한 비즈니스 라스트마일 대응, 초확장성 바디 전개 등의 기술이 특징입니다.
또한 도요다 사장이 직접 무대에 올라 전기차의 새로운 가치를 실현하는 arene OS를 포함한 SDV의 미래 기술에 대한 개념 속에도 지금까지 대비 진일보한 발표였습니다.
발표된 콘셉트카 중 도요타의 미래를 읽을 수 있는 핵심 차는 차세대 플랫폼과 기가프레스, 자주 이동 기술이 적용되어 2026년에 양산할 LF-ZC 프로토타입 차라고 할 수 있습니다.
렉서스의 LF-ZC의 디자인은 테슬라의 모델 3나 테슬라를 추종하는 중국의 니오 ET5,
그리고 디자인 차별화에 신경 썼던 현대 아이오닉 6과는 아주 다르게 보입니다.
테슬라 모델 3나 니오 ET5처럼 세단도 아니고 현대 아이오닉 6처럼 해치백 스타일도 아닌 지금까지 보지 못했던 디자인이라고 평가됩니다.
실내 공간을 유지하면서도 차량 전고를 동급 차량에 비해 100mm 이상 낮게 한 점이 이러한 스타일을 실현했다고 판단됩니다.
이렇게 전고를 낮출 수 있었던 비밀에는 지난 6월 테크니컬 워크숍에서 발표되었던 세 가지 기술 요소가 숨어 있습니다.
첫 번째는 배터리 기술입니다.
도요타가 차세대 배터리로 개발하는 기술은 보급형 버전, 퍼포먼스 버전, 하이 퍼포먼스 버전의 세 가지가 있고, 이외에도 전고체 전지도 있습니다.
LF-ZC에 탑재된 배터리는 퍼포먼스 버전으로 이 배터리의 항속거리는 CLTC 기준 1000 km (WLTP 기준 약 750km) 이상입니다. 무엇보다 이 배터리는 배터리 팩 두께를 기존보다 작게 할 수 있기 때문에 차량 전고를 낮출 수 있었습니다.
전기 스포츠카인 FT-Se에는 배터리 팩 두께를 더 얇게 한 하이 퍼포먼스형 배터리를 탑재하면서 LF-ZC보다 더 낮은 중심으로 만들었습니다.
두 번째 기술은 모터제조 기술입니다.
LF-ZC는 모터 사이즈를 경량화, 소형화하여 후드와 카울의 높이를 낮출 수 있었습니다.
세 번째 기술은 로켓에서 사용되는 극초음속 공력 기술을 전기차에 적용한 것입니다.
이를 위해 도요타는 미쓰비시 중공업과 공동으로 기술 검토를 하면서 LF-ZC의 공기저항 계수를 목표로 했던 0.2 이하로 할 수 있었다고 합니다.
이러한 노력으로 LF-ZC는 지금까지 경험하지 못했던 시계 확보와 저중심화로 더 안전한 운전 성능을 선보일 수 있을 것으로 예상됩니다.
2025년 이후 양산 예정인 BMW의 Neue Klasse는 지금까지 BMW의 디자인 철학과 다른 디자인과 프런트 윈도를 대형 스크린으로 활용하는 기술로 다른 회사들과 차별화시키고 있습니다.
반면 벤츠 Concept CLA는 EQXX에서 개발된 기술을 활용하여 1km당 120Wh의 전비를 세일즈 포인트로 내세우고 있습니다.
렉서스의 LF-ZC는 BMW와 벤츠는 물론 중국의 니오등과 경쟁하기 위하여 디지털 cockpit 디자인에도 독창성이 있습니다.
중국차를 포함한 레거시 업체 중에는 테슬라 차를 카피하여 중앙의 큰 디스플레이를 많이 적용하고 있습니다.
그러나 운전자는 주행 중 팔을 뻗어 조작해야 되는 경우도 있어 안전을 고려한다면 완벽하다고 할 수 없을 것입니다.
안전을 우선시하는 도요타는 다른 전기차들과 달리 스티어링 휠 옆에 스마트폰 같은 모니터를 설치하는 등의 파격을 보여 운전자의 안전을 고려하고 있습니다.
전기차 개발에서 도요타가 하드웨어 개발과 더불어 심혈을 기울이고 있는 부분은 자체 OS인 arene의 개발입니다. 도요타는 2026년까지 arene OS를 개발하겠다는 목표를 가지고 있습니다. arene을 개발해 오던 Woven planet의 사명을 Woven by Toyota로 변경하고 새로운 임원도 임명하면서 개발을 가속하고 있습니다.
토요다는 전기차 조립 방법도 테슬라의 기가 프레스,
Unboxed 프로세스와 거의 비슷한 전략을 추진하고 있습니다.
图 14 테슬라의 기가프레스와 Unboxed 프로세스
도요타도 아래 그림처럼 3개의 단위로 구성된 새로운 바디 모듈 구조로 만들 계획입니다.
Front와 Rear 구조에 있는 각각 90개, 85개의 부품을 500개 정도의 용접 로봇이 조립하는 대신 테슬라처럼 기가 캐스팅으로 찍어내는 구조입니다.
이런 추진 현황을 보여주기 위해 도요타는 지난 9월 기자들을 공장으로 초청하여 4천 톤 기가 프레스로 시제품을 만드는 현장을 공개하기도 했습니다.
이렇게 만들어진 Front, Center, Rear 구조체에 배터리 e-Axle, 타이어, 스티어링, 주요 하네스 등을 먼저 조립한 후 세 가지 구조체를 하나로 만듭니다.
이 구조체에는 스스로 운행하여 다음 공정으로 이동하게 하여 조립하는 자주 조립 라인 기술이 적용되었습니다.
시트 등 내장 부품 조립이 완료되면 테슬라의 Unboxed 프로세스처럼 Upper body, 좌우 Structure Body, Roof 등을 조립합니다.
테슬라의 Unboxed 프로세스와 다른 점은 자주 조립 라인으로 이 방식으로 하면 기존의 컨베이어를 없앨 수 있고, 공장 레이아웃을 자유자재로 변경할 수도 있으며 양산 준비 기간과 공장 투자비용을 대폭적으로 줄일 수 있는 장점도 있습니다.
Japan Mobiity Show와 Technical Workshop에서 도요타가 보여준 전기차 개발 전략은 도요타도 충분히 고객에게 가치 있는 전기차를 만들 수 있다는 것을 보여주었다고 생각합니다.
그러나 테슬라와 BYD와 경쟁하여 이길 수 있는 수준은 아니라고 생각됩니다.
도요타의 올해 전기차 판매 목표인 20만 대는 물론 2026년 150만 대 판매 목표도 지금 상황을 고려하면 당장 달성하기 어려운 목표입니다.
반면에 중국 업체들은 기술 경쟁력 면에서 앞서갈 뿐 아니라 신차 개발 기간도 12개월에서 18개월 정도로 기존 레거시 자동차 업체의 절반 수준으로 매우 빠른 편입니다.
이미 CATL은 1천 km 주행 가능한 전지를 개발한 상태이고, 10분 충전에 400km 주행하는 전기차를 내년에 양산하는 계획입니다.
VW은 소프트웨어 개발 자회사인 CARIAD의 개발이 지연되자 중국 샤오펑과 상해기차 플랫폼에게 도움을 요청해 신차를 출시할 계획이 있습니다.
그러나 이 기간 동안 도요다는 경쟁자들과 비교할 만한 강력한 무기가 없어 보입니다.
arene OS는 개발된다고 하지만 어느 정도 진척되었는지 모르고 시작 단계인 기가 캐스팅 양산화 과제도 남아 있습니다.
자주 조립 라인에서 조립된 Under body 모듈에 Upper body, 좌우 body structure를 조립하는 방안도 구체화되어야 합니다.
2026년까지 도요타가 해야 할 과제가 많아 보입니다.
출처: 전기차 유예 기간 2년~. 도요타는 반격할 수 있을까? Japan Mobility Show를 기본으로 최근 도요타의 EV개발 전략 분석.
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