[오토트리뷴=기노현 기자] 전기차 보급이 확대되며, 전기차 회생제동 시스템에 관한 특허 출원이 증가세를 보이고 있다.

특허청에 따르면 회생제동 시스템에 관한 국내 특허 출원은 지난 11년간 총 338건이다. 또한 2018년 18건에서 2019년 44건으로 대폭 늘었으며, 현대차(155건), 만도(20건), 현대모비스(18건) 등 국내 자동차 관련 대기업이 출원을 주도하고 있다.

회생제동 시스템은 일반적인 내연기관의 자동차의 마찰 브레이크 시스템이 운동에너지를 열 에너지로 소모하는 것과 달리 운동에너지를 전기 에너지로 전환해 배터리에 저장하는 제동 시스템이다. 1960년대 미국 자동차 제조사인 ‘아메리칸 모터스’에서 처음 고안되어 기차에 먼저 적용됐다. 기차의 경우 회생제동을 사용하면 15% 정도 에너지 효율이 향상된다.

최근 배터리를 사용하는 하이브리드, 전기차 등이 확대 보급되며 효율 향상을 위해 회생제동 시스템이 폭넓게 사용되고 있다. 하지만 회생제동 시스템의 제동력은 디스크 마찰 브레이크 대비 제동력이 부족하기 때문에 급제동이나 정지 시 마찰제동 방식과 병행 사용이 필수적이다.

때문에 회생제동 중 마찰제동이 개입하는 과정에서 발생하는 이질감 등으로 인한 승차감 문제가 주요 해결해야할 문제로 대두되고 있다. 특히 초기형 전기차는 울컥거리는 회생제동 특유의 느낌이 강해 승차감에 대한 불만이 많았다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 센서를 활용해 도로 경사, 전방 차량의 속도나 거리 등 정보를 얻고 이를 통해 회생제동량을 조절하는 스마트 회생제동 시스템에 대한 기술이 많이 개발되는 추세다.

실제로 지난 11년간 총 338건의 특허 출원 중 마찰제동과 회생제동의 원활한 전환을 위해 모터를 제어하는 기술에 관한 특허가 118건(34.9%)를 차지해 가장 많은 부분을 차지했다. 이어 각 바퀴에 적절한 제동력을 분배하기 위한 제어 기술(98건, 29%), 배터리 과충전 방지 기술(81건, 24%)가 뒤를 이었다.

국내에서 가장 많은 특허를 출원한 현대차그룹의 역시 모터 제어 기술에 대한 특허를 많이 출원했다. 대표적으로 모터의 회생 제동 토크를 제어해 유압 제동(마찰 제동)의 오차를 보상해 충격을 저감하고, 두 가지 제동력이 크로스되는 상황에서 제동력 불일치로 인한 운전성 저하의 문제를 발생하는 기술이다.

또한 레이더를 활용해 도로 경사와 전방 차량의 속도, 거리 등을 분석해 회생제동 단계를 설정하고 제어하는 스마트 회생제동 시스템 2.0을 양산차에 적용해 효율과 승차감을 개선하고 있다. 이 기술은 현대 아이오닉 5, 기아 EV6 등에 적용됐으며, 출시를 앞둔 제네시스 GV60에도 적용된다.

특허청 김병찬 심사관은 “회생제동 시스템은 연비개선 등의 여러 장점을 가지나, 운전자의 승차감 향상 문제는 지속적으로 개선해야할 주요 과제”라며 “이러한 문제를 해결하기 위해 향후 지속적 연구 개발 및 지식재산권 확보가 앞으로 기업 경쟁력 강화의 핵심적 요소가 될 것이다.”고 말했다.

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