[ 글을 시작하기 전에 ]

붉은 깃발 법 (Red Flag Act)에 대해서 먼저 알아보자. 붉은 깃발 법은 영국에서 만들어진 세계 최초의 교통법인데 그 내력이 상당히 재미있다.

1826년 영국에서 사상 최초로 실용화된 자동차가 등장했다. 증기기관을 탑재한 28인승 자동차였는데 런던 시내와 인근 도시 간에 정기 노선버스로 10대가 투입돼 큰 인기를 끌었다.
그런데 이 증기 자동차가 실용화 단계를 밟을 즈음 기존의 운송수단의 주축이었던 마차 업체들이 안전성을 이유로 증기 자동차의 속도 규제를 법으로 규정할 것을 제안했다.



< 영국의 적기 조례 이미지> (출처 : 구글 이미지)


마차 업자들은 자동차 시속을 4마일(6.4km, 도심 2마일 3.2km)로 제한하고 이를 통제하기 위해서 붉은 깃발을 든 사람을 배치했다.
운송수단의 핵심인 속도가 제한이 되면서 사람들은 외면했고 자동차 산업은 영국에서 태동했지만 미국에서 꽃을 피우게 된다.

내연기관차의 편리성과 전기자동차의 불편함을 이유로 전기자동차 보급에 대해서 시기상조라고 말하는 사람들이 있다.
그리고 자율주행 기술이 발달되어서 인공지능의 운전기술에 대한 신뢰성 부적으로 부정적으로 보는 견해가 있을 수 있다.
그렇지만 시대의 흐름은 이미 전기차와 자율주행 기술로 넘어가고 있다. 이렇게 진일보된 기술을 우리 삶에 접목하기 위한 노력을 하는 것은 필수이다.


Ⅱ.전기차 시장 전망과 자율주행 핵심 기술



[ 전기자동차의 시장 전망 ]

내연기관차의 배기가스 배출 규제와 친환경차 도입을 위한 각종 지원정책으로 전기차는 내연기관차가 약 100여 년에 걸쳐 이룩한 기술적 진보를 턱밑까지 추격했다.



< 글로벌 전기차 판매량 추이 > (출처 : 구글 이미지)


전기차 판매량 추이를 보면 2020년 333만 5천대에서 2025년에는 1200만 6천대로 4배 성장 예상하고 있으나 이보다 더 급속도로 증가하고 있으며 주요 자동차 업계에서는 전기차 생산 라인을 증설 또는 내연기관차 생산 라인을 축소 및 전화하고 있다.



< 현대 기아 자동차 전기차 라인업 확대 전략 > (출처 : 구글 이미지)


전기차 보급이 가속화될 수 있었던 이유는 크게 세 가지였다고 보인다.
첫 번째 보조금으로 인한 전기차와 내연기관차의 가격 극복, 두 번째 전기차의 주행거리 증가, 세 번째 충전소와 충전 속도의 개선이다.



< 전기차와 내연기관차 연료비 및 차량 가격 비교 (2016년) > (출처 : 구글 이미지)


첫 번째 전기차는 동일 모델을 내연기관차와 비교했을 때 2016년 기준으로 자동차 가격이 1.5배 많게는 2배 이상 차이가 났다.
이유는 내연기관차에 비해서 대량 판매가 되지 못하다 보니 규모의 경제를 이룰 수 없어 부품의 단가가 비쌌기 때문이다.
가격이 비싸면 아무리 기술이 좋아도 소비자들의 선택을 받기 힘들다.



< 전기차 국고 보조금 2018 > (출처 : 구글 이미지)


때문에 전기차의 빠른 시장을 형성을 위해 보조금, 세제혜택 등의 정책 지원으로 전기차와 내연기관차의 가격 이동 등 수준으로 맞춰지면서 전기차 보급이 수월해졌다.



< 전기차 주행거리 > (출처 : 구글 이미지)


두 번째는 전기차의 주행거리 증가이다. 전기차가 등장하기 시작했을 때 구매를 망설였던 이유는 ‘1회 충전 주행거리(AER, All Electric Range)’가 짧았기 때문이다.
주행거리가 짧아 충전을 자주 해야 하는 번거로움이 있었고, 장거리 운전에 적합하지 않았다.
하지만 최근 전기차들은 배터리 기술의 발전과 제조원가 절감에 따라 1회 충전 주행거리를 지속적으로 늘리고 있다. 이미 서울에서 부산까지 한 번 충전만으로 주행이 가능한 전기차 모델이 속속 출시되고 있다.



< 전기차 충전소 보급 추이 > (출처 : 구글 이미지)


세 번째는 충전소 인프라와 충전 속도의 개선이다. 전기차를 움직이는 동력원인 전기가 석유보다 싸다 해도, 충전을 하지 못한다면 무용지물이다.
전기차의 보급을 확대하기 위해서는 전기차 충전소의 보급도 활성화되어야 한다.



< 충전기 종류와 충전 속도 비교 > (출처 : 구글 이미지)


최근 전기차 충전소의 개수 증가와 충전 속도의 개선이 지속되어 왔고 2040년에는 내연기관차보다 더 많은 충전소와 완충 (한 번에 100% 충전)까지 걸리는 시간이 7분 이내로 단축될 전망이다.


[ 자율주행의 핵심 기술 ]

자율주행의 핵심 기술은 4가지로 이루어진다.
첫 번째는 인간의 눈을 대신할 카메라, 두 번째는 자동차와 주변 물체와의 거리, 속도, 온도, 분포를 인식할 라이다, 세 번째는 카메라와 라이다가 볼 수 없는 것을 센싱해 줄 레이더, 마지막 네 번째는 인간의 뇌에 해당하는 AI (인공지능)이다. 각각을 알아보자.



< 자율 주행 외부 인식 주요 장치 > (출처 : 구글 이미지)


첫 번째 카메라 : 충돌 방지(AEB), 차선 유지(LKA), 주차 보조 등 자율주행 레벨 2 이상의 다양한 환경에서 활용되는 필수장치이다.
초고화질 광각 카메라와 같은 하드웨어 개발에 더해, 자율주행을 위한 사물 식별이나 거리 탐지와 같은 소프트웨어적 이미지 처리 기술이 더해지고 있다.



< 자율 주행 부품 설명표 > (출처 : 구글 이미지)


두 번째 라이다 : (LiDAR: Light Detection and Ranging)는 고출력 레이저를 통해 사물의 거리, 속도, 온도, 분포 등 다양한 물리적 특성 측정이 가능하여 대기 환경 연구에 주로 사용되어 오다 자율주행차에 적용되기 시작했다. 차량 주변 360도 전 방위를 정밀하게 측정할 수 있는 센서로 매우 유용하나, 높은 가격과 날씨에 따른 취약점(우천, 폭설 시 난반사)이 있다.

세 번째 레이더 :(Radar)는 정밀도(분해능)는 떨어지는 데 반해, 빛이나 기후 영향을 거의 받지 않아 카메라와 라이다의 단점을 보완한다.

마지막 자율주행 차용 AI 컴퓨터는 차량의 카메라, 레이더, 라이다 초음파 등의 센서를 통해 얻은 주변 상황, 차량, 신호 정보 등을 GPS 및 3D 정밀지도를 통한 위치 정보와 함께 분석하여 주행 전략을 결정하는 핵심 시스템이다. 딥러닝 알고리즘을 적용하여 사물 식별, 경로 추출 및 설정 등을 수행한다.


지금까지 전기자동차의 시장 전망과 자율주행의 핵심 기술에 대해서 알아보았다.
그러면 전기자동차와 자율주행이 발전되고 있다는 것에 대해서는 공감대가 형성되었지만 그 기술의 발전이 왜 필요한지에 대한 이해를 해야 할 차례이다.

모든 기술은 인간의 삶의 질 향상을 위해서 발전되어 왔다. 전기자동차와 자율주행 기술 모두 인간의 삶의 질 향상이라는 동일한 목표로 발전되고 있는 것이다. 그러면 마지막으로 자율주행이 접목된 전기자동차가 가져다 줄 우리의 삶의 변화는 무엇일까에 대해서 알아보자.

- 3편 : “자율주행이 우리 삶에 가져다 줄 변화”로 이어집니다.

참고 도서 : 자동차와 IT 융합 스마트카 시대의 도래 (지은이 : 박기혁), 자율주행 (지은이 : 안드레아스 헤르만), 자동차 에코 기술 (지은이 다카네 히데유키), 전기차 시대 내연차는 끝났다 (지은이 : 이한선), 친환경 전기차 (지은이 : 정용욱, 정구섭), 제4차 산업혁명의 핵심, 스마트카에 투자하라 (지은이 : 장문수)


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