[기계신문] 지난 6월 14일 ‘올해의 발명왕’에 전기차 배터리 냉각기술 개선으로 세계 최고 수준의 주행거리를 달성해 전기차 분야 국가 기술경쟁력 강화에 기여한 현대자동차 김재연 연구위원이 선정되었다.
미국자동차협회 조사에 따르면, 여름철에 에어컨을 켜면 17%, 겨울철에 히터를 켜면 40%까지 전기차 주행거리가 짧아지는 것으로 나타났다. 전기차 시장의 확대에 따라 효율적인 차량 냉·난방 및 전력부품의 온도관리를 위한 통합 열관리시스템 시장도 크게 성장하고 있다.
친환경 자동차 시장의 급격한 성장에 따라 전력사용 효율과 주행가능 거리의 향상을 위한 전기자동차 등 친환경 자동차의 통합 열관리시스템 기술개발이 전 세계적으로 활발하다.
특허청은 세계 특허분야 5대 주요국(IP5, 미·EU·한·중·일)의 친환경 자동차 통합 열관리시스템 관련 특허출원은 최근 10년간(2011~2020) 연평균 11%로 증가했다고 밝혔다.
특히, 최근 5년간(2016~2020) 연평균 16.2%로 급증하여 2011년 이후 연평균 성장률에 비해 140% 이상 성장속도가 빨라진 것으로 나타났다.
국가별로 살펴보면(2011~2020), 중국(3,725건, 51%)에서 가장 많은 출원이 이루어졌고, 미국(1,393건, 19%)과 일본(862건, 12%), 한국(833건, 11%)과 유럽(508건, 7%) 순으로 나타났다.
최근 5년간(2016~2020) 한국, 미국, 유럽, 중국의 출원건수는 과거에 비해 증가하였으나, 일본은 451건에서 411건으로 감소하였다. 이는 일본이 하이브리드차 위주의 기술개발에 따른 현상으로 분석된다.
국가별 내·외국인 출원 비율을 살펴보면(2010~2020), 미국의 경우 외국인의 출원 비율이 70.0%로 가장 높았고, 유럽은 60.8%, 일본은 29.2%, 중국은 29.0%, 한국은 20.1% 순인 것으로 나타났다.
다출원 순위는 ❶도요타(678건), ❷현대차(609건), ❸엘지(425건), ❹혼다(320건), ❺포드(254건) 순으로, 우리 기업인 현대차, 엘지가 각각 2위, 3위에 이름을 올렸다. 주요국의 다출원 순위에서는 현대차와 엘지가 두각을 나타내며 통합 열관리시스템 기술개발에 적극 나서는 것으로 분석된다.
기술분야별로 살펴보면(2016~2020), 폐열을 이용한 난방 관련 출원이 연평균 29.7%로 증가하여 가장 높았고, 전력부품(배터리, 연료전지) 열관리 분야가 18.1%, 히트펌프 분야와 다방향(X-way) 밸브를 이용한 열관리 분야가 각각 14.5%, 14.0%로 뒤를 이었다.
폐열을 이용한 난방과 관련된 출원의 급증은 전기차의 열원 부족을 극복하여 공조기 작동에 따른 주행거리 감소를 최소화하기 위한 것으로 분석된다.
특허청 자동차심사과 황광석 심사관은 “전기차 시장의 급격한 성장에 따라 통합 열관리시스템 관련 특허출원도 가파른 증가세를 보이고 있다”며 “전기차의 주행가능 거리 향상을 위한 배터리 냉각기술과 폐열을 활용한 난방 등 열관리 효율화를 위한 연구개발 및 우리 기업들의 지식재산권의 확보가 더욱 중요해질 것으로 전망된다”고 말했다.
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