[TECH한주] 전기차 주행거리와 배터리 효율을 잡는 열 제어 두뇌… 통합 열관리(ITMS) 플랫폼의 강자 ‘현대위아’

전기차 시장의 경쟁축이 배터리 용량 확대 중심에서 에너지 소비 효율·겨울철 주행거리 유지 기술 중심으로 이동하면서, 차량 내 복합 열원의 통합 제어 필요성이 확대되고 열관리 시스템의 중요성도 급부상하고 있습니다.

이런 흐름 속에서 현대위아(Hyundai Wia)는 배터리·모터·전장부품·실내 공조(HVAC)의 열을 통합 제어하며 전기차 에너지 효율 극대화를 지향하고 있습니다. 현대위아(Hyundai Wia)는 독자적 통합 열관리 시스템(ITMS)과 모빌리티 공정 자동화 솔루션을 보유한 글로벌 전동화 부품 생태계를 선도하는 기업입니다.

현대위아(Hyundai Wia)는 현대자동차그룹 핵심 부품 기업으로, 전통 기계·엔진 부품사에서 친환경 전동화·열관리 기업으로의 전환을 추진하고 있습니다.

현대위아는 1976년 설립됐으며, 현대차그룹의 핵심 엔진·변속기·등속조인트 등 정밀 파워트레인 부품과 고성능 공작기계를 전문으로 하는 종합 기계·자동차 부품 기업입니다. 현대위아는 핵심 부품과 공작기계의 국산화를 성장 기반으로 삼아 왔습니다.

이 과정에서 현대위아는 내연기관 핵심 기계 가공을 축적했고, 유압·열 제어·정밀 기계 기술 노하우를 보유하게 됐습니다. 이를 바탕으로 현대위아는 이른 시기부터 차세대 전동화 부품·열관리 전문 기업으로의 전환을 대대적으로 추진했습니다.

이 같은 사업 재편은 수 년 간 이어진 선제적 R&D 투자를 기반으로 진행됐습니다. 그 성과로 현대위아는 국내 최초로 전기차 전용 냉각수 분배·공급 통합 모듈의 양산에 성공했고, 배터리·구동 모터·실내 공조 열 통합 대응이 가능한 차세대 통합 열관리 시스템(ITMS)도 완성했습니다.

현대위아는 ITMS를 기아 목적기반모빌리티(PBV) PV5와 차세대 주요 전기차 라인업에 공급하기로 확정했습니다. 이에 따라 현대위아는 전통 엔진 부품사에서 글로벌 전동화 열관리 생태계의 핵심 기술 파트너로 자리 잡았습니다.

현대위아의 핵심 기술 무기는 '통합 열관리 시스템(ITMS, Integrated Thermal Management System)'과 '열관리 모듈 아키텍처'입니다. ITMS는 전기차 내부의 분산 열원을 단일 인프라로 결합하며, 통합 대상은 배터리·모터·실내 공조입니다.

기존 1세대 전기차 구조에서는 배터리 냉각 서킷이 분리 배치됐고, 구동 모터·전장 부품 냉각 서킷도 분리 배치됐습니다. 실내 냉난방(HVAC) 시스템 역시 분리 배치됐으며, 개별 제어 장치·배관을 기반으로 했습니다.

이 같은 기존 1세대 전기차 구조의 한계로는 공간 낭비와 중량 증가, 전력 손실이 있었습니다. 이에 대비해 현대위아는 냉각수 계통과 냉매 계통을 모듈화하고 하나의 플랫폼에서 함께 제어하는 방식으로 전기차 내부 열원을 통합합니다.

현대위아의 ITMS 플랫폼은 리저버 탱크·전동식 워터 펌프(EWP)·유량 제어 밸브가 일체형인 '냉각수 모듈'로 구성됩니다. 또 에어컨 컴프레서·칠러(Chiller)를 결합한 '냉매 모듈'로 구성되며, '냉각수 모듈'과 '냉매 모듈'을 통합 제어합니다.

모터·전장부품의 고온 폐열을 회수해 겨울철 배터리 예열과 실내 난방에 재활용하는 방식이 적용된다. 이 과정에서 고효율 히트펌프 연동 알고리즘이 가동된다.

이 같은 구성의 결과로 부품 수가 대폭 감소하고, 중량도 대폭 감소한다. 아울러 전기차 겨울철 주행거리 단축 현상을 억제하고, 전력 효율 최적화를 완성한다.

이 시스템은 ISO 26262와 AEC-Q100 규격을 충족한다. 극심한 외기온 변화 조건에서도 오작동 없는 수준의 안전성을 보장한다.

이어 현대위아는 중국산 저가 부품사 대비 격차 확대의 핵심 기술로 'e-LSD(전자식 차륜 배분 제어 장치)'와 '스마트 팩토리 기반 로보틱스 솔루션'의 결합을 제시한다. 'e-LSD'는 고성능 전기차 구동 제어 모듈의 성격을 지닌다.

현대위아의 e-LSD 및 e-AWD 시스템은 전동화 차량을 대상으로 한다. 이 시스템은 강한 초반 토크를 정밀 제어하는 기능을 수행한다.

또한 노면 상태와 주행 상황을 감지하며, 감지 주기는 1,000분의 1초 단위다. 이를 바탕으로 좌우·전후륜의 구동력을 최적 분배하는 제어 기능을 수행한다.

현대위아는 현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS)와 차세대 스마트 공장에 자율주행 물류 로봇(AMR, Autonomous Mobile Robot), 협동 로봇, 무인 주차 로봇 플랫폼을 독자 공급한다.

이 가운데 AMR은 3D 라이다와 AI 비전 센서를 기반으로 한다. AMR은 공장 내부에서 부품을 오차 없이 이송하며, 스마트 팩토리 제어 알고리즘과도 연동된다.

이 같은 구조를 통해 AMR은 전기차와 배터리 팩 제조 수율 향상도 가능하다. 현대위아는 전동화 부품 생산 하드웨어 기술과 제조 로보틱스 솔루션을 동시에 보유하고 있다.

현대위아는 이를 바탕으로 양산 생산성과 원가 경쟁력을 극대화할 수 있는 모빌리티 제조 플랫폼 지배력을 구축하고 있다. 현대차그룹은 차세대 전기차 전용 플랫폼(E-GMP)을 확산하고 있으며, 기아 PV5를 선도로 PBV 시장도 본격화하고 있다.

이에 따라 현대위아는 E-GMP와 PBV 공급 확대에 맞춘 ITMS와 전동화 부품 수주 모멘텀에 진입했다. 현대위아의 ITMS와 전동화 부품 수주는 가파른 인플렉션 포인트에 도달했다.

현대위아는 기존에 내연기관 부품 중심의 매출 구조를 두고 있었으나, 고부가가치 ITMS·e-LSD·로보틱스 솔루션의 매출 비중이 가속되면서 수익 구조를 고도화하는 구간에 있습니다.

현대위아는 독자 개발 중인 차세대 통합 모듈을 보유하고 있으며, 이 차세대 통합 모듈은 공조 및 열관리 완결형의 성격을 갖고 있습니다. 현대위아는 차세대 통합 모듈의 상용화를 추진하는 동시에, 유럽·북미의 글로벌 완성차 브랜드를 대상으로 열관리 시스템의 수주 타깃 확대를 추진하고 있습니다.

이 같은 흐름 속에서 현대위아의 기업가치 재평가에는 탄력이 붙고 있습니다. 재평가의 방향은 단순 엔진 부품사 탈피와 미래 모빌리티 열관리 및 스마트 팩토리 거인으로의 전환에 맞춰져 있습니다.

다만 현대위아에는 과제가 있습니다. 글로벌 내연기관 차량 수요 둔화로 기존 엔진 및 변속기 사업부의 매출이 감소하고 있어, 내연기관 부품 감축을 신규 ITMS 및 전동화 사업이 얼마나 신속하게 상쇄할 수 있는지가 핵심 과제로 제시됩니다. 목표는 글로벌 최상위 열관리 플랫폼 기업으로의 정착이며, 글로벌 3자 수주 확대도 함께 요구되고 있습니다.

현대위아의 장기적 기업가치 제고를 위해서는 그룹사 내부 시장 의존도 축소가 과제로 꼽힌다. 이를 위해 글로벌 최상위 OE 브랜드들로 공급선을 다변화하는 전략이 필요하다. 아울러 차세대 친환경 냉매 적용과 열관리 모듈 모듈화 수율의 지속 입증이 과제로 제시된다.

이 같은 과제를 충족해야 양산 수율 고도화와 원가 경쟁력 고도화라는 목표에 다가설 수 있다. 내부 거래 비중을 낮추고 외부 주요 OE 고객으로 공급처를 넓히는 한편, 친환경 냉매와 열관리 모듈의 양산 성과를 계속 증명해야 수율과 비용 측면의 경쟁력이 강화된다는 흐름이다. 이는 장기적 기업가치 제고의 핵심 열쇠로 꼽힌다.

자동차 업계 한 전문가는 전기차 시대의 핵심 기술력이 배터리 용량보다 배터리·모터·실내 열의 유기적 통합을 통한 에너지 손실 최소화에 있다고 봤다. 이 전문가는 현대위아가 독자적 냉각수·냉매 통합 모듈과 ITMS 플랫폼 기술력, 정밀 가공 로보틱스 역량을 보유하고 있다고 평가했다. 이어 현대위아가 글로벌 전동화 열관리 시장에서 독보적 기술 경쟁력을 보유하고 있다고 분석했다.

출처: 테크월드뉴스 · 김용수 기자
원문: https://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=408344

참고자료

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