[리포트] 이슈보고서 - 전기자동차 확대에 따른 자동차 부품 산업의 영향

전기 자동차 시장 및 정책 동향

 

1. 전기 자동차 시장 동향

 

- 순수전기차 판매량은 2021년 456만대로 전세계 자동차 판매량 중 5.7%를 차지하였고 지난 10년간 연평균 61.6% 증가하며 가파른 성장세 기록.

- IEA에 따르면 순수전기차 판매량은 ’25년에는 852만 대, ‘30년에는 1,739만 대로 순수전기차의 지속적인 성장이 예상됨.

2. 국가별 전기 자동차 정책

 

(중국) ’35년까지 자동차 100% 전동화를 목표로 하고 있음 (하이브리드 50% 포함)

(EU) ’50년까지 대부분의 자동차를 친환경자동차로 전환 (하이브리드 제외)

(독일) ’30년까지 도심 버스의 50%를 전동화하고 ‘50년까지 100% 친환경자동차 판매 목표

(프랑스) ’30년에 123g CO2/km를 초과하는 자동차 판매를 금지하고 ‘40년 이후 내연기관차 판매금지

(미국) ’30년까지 친환경자동차의 판매비중을 50%로 확대 (하이브리드 제외)

(영국) ‘30년까지 단계적으로 내연기관차 판매를 중지하고 ’35년 이후에는 순수전기차‧수소전기차만 판매

(한국) ‘30년까지 순수전기차‧수소전기차 판매비중 33.3% 달성 목표

 

자동차 부품 전동화 영향

 

1. 내연기관 자동차 부품 개요

 

자동차는 크게 차체, 동력발생장치, 동력전달장치, 조향장치, 현가장치, 제동장치, 전기장치 등으로 구성

 

 

2. 전동화로 인한 자동차 부품의 변화

 

1) 사라지는 부품

 

전기자동차는 배터리를 동력원으로 사용하므로 기존 동력발생장치인 내연기관 및 이와 관련된 부품인 흡기‧배기장치, 연료펌프 등이 없어질 예정 

 

(연료 관련부품) 전기자동차는 화석연료를 사용하지 않으므로 연료를 저장하는 연료탱크, 연료의 불순물을 제거하는 연료필터, 연료를 엔진으로 보내는 연료펌프 등이 필요하지 않음 ‑ 엔진에서 연료를 연소시키기 위한 점화장치, 연료분사장치 등의 부품도 없어질 예정

(흡기‧배기관련부품) 엔진에서 연소를 하기 위해 공기를 흡입하고 배출하는 과정이 사라지면서 이와 관련된 부품은 모두 사라짐 ‑ 흡기장치는 흡입한 공기 중 불순물을 거르는 에어필터, 공기의 유량(流量)을 조절하는 스로틀 밸브, 공기를 엔진에 분배해주는 흡기 매니폴드 등으로 구성 ‑ 배기장치는 연소한 가스를 배출하는 역할을 하며 엔진에서 배기가스를 모아주는 배기 매니폴드, 배출가스를 정화하는 촉매변환기, 배기가스 배출 시 발생하는 소음을 줄여주는 머플러 등으로 구성

그 외에 전기자동차에서 사용하지 않을 부품으로는 피스톤 운동 등을 원활하게 해주는 윤활장치, 전기장치를 구동하기 위해 엔진의 힘으로 발전하는 알터네이터, 정지해 있는 엔진을 작동시켜주는 시동장치 등이 있음

 

2) 변화되는 부품

 

전기를 사용하는 특성에 맞춰 변속기는 감속기로, 냉각장치는 열관리시스템 등으로 변화

 

(변속기) 전기자동차의 모터는 구동되는 순간부터 최대토크를 발휘하면서도 높은 RPM을 갖는 특성 때문에 변속기를 사용하지 않으며 RPM을 적당한 수준으로 내려주는 감속기를 사용 ‑ 엔진은 RPM에 따라 발휘되는 토크가 달라 동력을 효과적으로 전달하기 위해 다양한 크기의 기어(변속기)를 사용하였으나 전기자동차는 단일기어비(감속기)를 사용하기 때문에 관련 부품 수가 줄어들 전망 

(냉각장치) 내연기관자동차는 엔진에서 발생하는 고온을 냉각하기 위한 시스템이 필요하지만 전기자동차는 배터리와 모터를 적정온도로 유지해주는 열관리시스템이 필요 ‑ 배터리는 저온에서는 효율이 감소하고, 고온에서는 화재위험 및 수명이 짧아지는 문제가 있어 최적의 온도(15℃~35℃)를 유지하기 위한 열관리 시스템이 필요 ‑ 전기자동차 냉‧난방을 위해 사용하는 전기는 주행거리에 영향을 주기 때문에 배터리, 모터 등에서 발생하는 열을 회수하고 재활용하는 히트펌프 등 효율 높은 시스템 사용 ‑ 전기자동차는 엔진만큼의 고온을 냉각하지 않기 때문에 냉각수를 식히는 라디에이터 그릴을 없애고 공기저항을 줄여 효율을 높임

(냉각수) 전기자동차는 냉각수 누수 시 전기사고가 발생할 수 있어 내연기관과 다른 저전도 냉각수를 사용

(타이어) 전기자동차는 배터리 무게로 인해 동급 내연기관과 비교해 더 무거우며 엔진의 소음이 없어진 만큼 외부 소음이 크게 느껴지는 등의 특성이 있어 이에 맞는 고하중 지지력‧저소음 타이어가 필요함 

 

3) 추가되는 부품

 

전기자동차는 고전압배터리, 전력변환장치 등 전기를 사용하기 위한 시스템과 구동모터, 회생제동장치, 음향차량경고시스템(AVAS) 등의 신규 부품 필요

 

(고전압배터리) 전기자동차의 핵심 부품으로 충전 속도를 높이고 내부 전류량을 낮춰 무게를 줄이기 위해 400V 이상의 고전압 배터리 사용 ‑ 높은 충전전력으로 빠른 속도의 충전이 가능하며 전압을 높여 내부 전류량을 낮추면 차량 배선 굵기를 줄여 무게를 절감할 수 있음 

(전력변환장치) 전기자동차는 필요에 따라 직류와 교류를 변환하거나 전압의 크기를 바꿔주는 인버터, LDC, OBC 등 전력변환 시스템이 필요함 ‑ 교류 모터를 사용하기 위해 배터리의 직류 전원을 교류로 변환해주는 인버터가 필요하며 이 과정에서 인버터는 모터의 회전수를 제어함 ‑ 점등장치, 멀티미디어 기기 등 전장 시스템을 사용할 수 있도록 배터리의 높은 전압을 낮춰주는 LDC(Low Voltage DC-DC Converter) 필요 ‑ 배터리 충전을 위해 외부의 교류 전원을 직류로 변환해주는 OBC(On Board Charger) 등의 전력변환장치가 전기자동차에 추가됨

(구동모터) 배터리의 전기에너지를 운동에너지로 전환하는 부품 ‑ 높은 효율을 보이는 네오디뮴 영구자석 모터를 주로 사용하며 동력전달 과정에서 손실을 최소화하기 위해 바퀴에 모터가 장착되는 인휠(In-Wheel) 시스템 개발 중

(회생제동장치) 감속할 때 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 배터리를 다시 충전하는 회생제동장치로 효율을 높임 ‑ 완전히 정지하기 위한 기계적인 브레이크 장치도 있으나 회쟁제동장치로 감속을 우선하여 브레이크 패드 등의 소모품 교체 주기가 매우 길어짐

(AVAS) ’가상엔진음‘ 또는 ’가상배기음 발생기‘라고도 하며 소음이 크지 않은 전기자동차에 인위적인 소음을 발생시켜 보행자 사고를 예방하기 위한 장치 

 

4) 기타 

 

(수소전기차) 수소전기차는 연료전지를 통해 전기를 생성하므로 연료전지 시스템 및 수소저장탱크 등이 추가됨 ‑ 수소연료전지와 화학반응을 통해 생성된 물을 배출하기 위한 시스템도 필요

(자율주행) 주변 상황을 인지하기 위한 각종 센서와 많은 정보를 취합하고 분석할 수 있는 고성능 반도체가 필요함 ‑ 카메라, 라이다, 레이더, 초음파 등 자동차 한 대당 여러 개의 센서를 사용 ‑ 센서에서 얻은 정보를 취합하고 분석하여 주행에 관한 판단이 가능한 고성능 반도체가 요구되며 현재 부품별 분산된 반도체는 통합반도체(SoC)로 합쳐질 전망

(통신) 더 높은 수준의 자율주행 및 소프트웨어 업데이트 등을 위해 자동차 통신이 중요해지고 있으며 이에 따라 통신관련 부품이 추가됨 ‑ 차량간 통신, 차량과 교통 인프라간 통신 등으로 자율주행 성능이 향상될 전망 ‑ 통신을 통해 스마트폰과 같이 소프트웨어 업데이트로 자동차 성능개선이 가능해짐

 

 

3. 부품 시장의 전동화 영향

 

1)시장전망

 

전동화로 인해 받는 영향에 따라 자동차 부품별 시장의 성장성에 차이 발생

 

(성장) 전장부품, 인테리어, 배터리, 자율주행 등의 시장은 미래자동차 전환과정에서 더욱 커질 전망 ‑ 특히 배터리와 전력구동장치, 운전자보조시스템관련 센서 부품시장은 100% 이상 성장할 전망

(유지) 차체, 좌석 등 내연기관 자동차에서 큰 변화가 없는 부품은 자동차 산업 성장률과 유사한 수준의 성장을 보일 전망

(축소) 엔진과 관련된 부품인 배기, 연료시스템 등의 시장은 ’25년까지 10% 이상 축소할 전망 ‑ 동력전달계는 부품 수 감소로 인해 시장이 축소될 전망

 

2) 공급망 변화

 

- 협력업체로 수직화되어 있던 자동차 공급망은 완성차업체가 단기간에 개발하기 어려운 배터리, 반도체 등의 부품이 중요해지고 모빌리티 서비스 비중이 확대되면서 협업을 위한 수평적인 형태로 변화할 전망

- 자동차의 핵심 부품의 변화로 배터리를 공급하는 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI, CATL 등이 자동차 공급망의 주요 업체로 부상

- 수소전기차의 경우 연료전지 시스템을 생산하는 플러그파워, 발라드파워 등의 업체가 있음

- 자율주행 기술을 구현하기 위해 고성능 반도체와 소프트웨어가 중요해짐에 따라 Nvidia, Qualcomm, Amazon, Mobileye, Waymo 등 반도체기업 및 테크기업의 진입 본격화

- 미국의 Rivian, Lucid, 중국의 Nio, Xpeng 등 신규 전기자동차 업체가 계속 생겨나고 있어 부품업체의 수요처 다변화 기회로 작용할 것으로 예상

‑ Tesla를 제외한 신규 전기자동차 업체 중 양산에 성공한 기업은 아직 Nio, Xpeng, Li Auto(플러그인하이브리드 차량 판매) 정도밖에 없으나 향후 더 많은 업체가 생겨날 것으로 기대

- 부품업체는 자동차 공급망 재편과정에서 미래 경쟁력 확보를 위해 자체 기술 개발과 더불어 적극적인 M&A, 기술제휴 발표

 

국내 자동차 부품 삽업 현황 및 전망

 

1. 국내 완성차 현황

 

내수시장 정체 및 수출량 감소에도 내수와 수출을 합친 친환경자동차의 2021년 판매량은 2017년 대비 152.5% 증가하여 전체 자동차 판매량에서 18.3% 차지

 

2. 국내 자동차 부품 산업 구조 및 현황

‘자동차 신품 부품 제조업‘에 속한 4,000여 업체의 5년간 평균 매출액은 큰 변화가 없음에도 영업이익률은 ’16년 4.5%에서 ’20년 2.3%까지 감소

2019년 차체용부품업체의 사업체수 및 종사자수는 부품업체의 약 20%로 가장 높은 비중을 차지하고 있으나 제일 높은 성장률을 보이는 부품은 전기장치로 ’15년 대비 사업체수 16.5% 증가

- 부품업체별 종사자수의 비중‧증감률은 대체로 사업체수와 유사하게 변하나 전기장치부품업체의 종사자수 비중은 사업체수 대비 큰 10.2%이며 ‘15년 대비 증가율도 부품업체 중 제일 높은 25.6%

- 2019년 부품별 출하액 비중은 사업체수 비중에 따라 차체용부품이 23.1%로 가장 높지만, 부가가치 비중은 동력전달장치가 21.6%로 가장 높고 제일 큰 부가가치 증가율을 보인 부품은 조향‧현가장치로 ’15년 대비 9.2% 증가

- 전기장치부품업체의 주요생산비는 ‘15년 대비 24.8% 증가하였으나 출하액은 그만큼 오르지 못하면서 부가가치 증가율은 2.2%에 그침 ‑ 그러나, 전기장치부품업체의 업체당 평균 부가가치는 동력전달장치 다음으로 큰 82억원

- 한국과학기술평가원에 따르면 한국의 자율주행 및 커넥티드 서비스(스마트카) 기술은 선진국 대비 84% 수준이며 전동화 및 고효율화(친환경차) 기술은 90% 수준인 것으로 조사 - 배터리 및 연료전지 기술에는 앞서 있으나 인버터, 모터 등 전장부품에 취약

 

3. 국내 자동차 부품별 전망

 

 

220525_연구소_전기자동차_확대에_따른_자동차_부품산업의.pdf

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