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51


목차
< 목 차 >
Ⅰ. 서 론 1
1. 연구의 배경 및 필요성 1
2. 연구의 목적 2
3. 연구의 방법 3
II. 기술 동향 분석 4
1. 하이브리드 자동차의 개요 4
2. 하이브리드 자동차의 특징 9
3. 하이브리드 자동차의 기술구성 12
가. 엔진기술 14
나. 차체기술 15
다. 모터/컨트롤러 기술 15
라. 축전지 기술 15
마. 보조 에너지 저장장치 기술 16
바. 차량제어 기술 16
사. 변속기 기술 17
아. 시뮬레이션 기술 17
4. 기술 연구개발동향 18
가. 하이브리드 자동차 비교분석 18
나. 국내외 기술발전동향 19
III. 기술특허정보분석 26
1. 분석의 범위 및 방법 26
2. 하이브리드 자동차의 특허 출원동향 28
가. 전체 특허 동향 28
(1) 연도별 특허출원동향 28
(2) 국가별 특허출원동향 29
(3) 국제특허분류별 특허출원동향 30
나. 국내 특허동향 32
(1) 주요 출원인별 특허출원동향 32
(2) 주요 기술별 주요 출원인의 국내 특허출원 동향 33
다. 해외특허동향 34
(1) 미국특허의 기술별 진입시점 및 활성화 시점 34
(2) 각국의 주요 출원인 동향 35
(3) 주요 3개사의 국가별 분류별 출원 동향 36
라. 특허기술 전망 38
IV. 시장동향 및 전망 40
1. 하이브리드 자동차 시장동향 40
가. 국내 시장동향 40
나. 해외 시장동향 42
2. 향후전망 47
V. 결론 49
참 고 문 헌 50
Ⅰ. 서 론 1
1. 연구의 배경 및 필요성 1
2. 연구의 목적 2
3. 연구의 방법 3
II. 기술 동향 분석 4
1. 하이브리드 자동차의 개요 4
2. 하이브리드 자동차의 특징 9
3. 하이브리드 자동차의 기술구성 12
가. 엔진기술 14
나. 차체기술 15
다. 모터/컨트롤러 기술 15
라. 축전지 기술 15
마. 보조 에너지 저장장치 기술 16
바. 차량제어 기술 16
사. 변속기 기술 17
아. 시뮬레이션 기술 17
4. 기술 연구개발동향 18
가. 하이브리드 자동차 비교분석 18
나. 국내외 기술발전동향 19
III. 기술특허정보분석 26
1. 분석의 범위 및 방법 26
2. 하이브리드 자동차의 특허 출원동향 28
가. 전체 특허 동향 28
(1) 연도별 특허출원동향 28
(2) 국가별 특허출원동향 29
(3) 국제특허분류별 특허출원동향 30
나. 국내 특허동향 32
(1) 주요 출원인별 특허출원동향 32
(2) 주요 기술별 주요 출원인의 국내 특허출원 동향 33
다. 해외특허동향 34
(1) 미국특허의 기술별 진입시점 및 활성화 시점 34
(2) 각국의 주요 출원인 동향 35
(3) 주요 3개사의 국가별 분류별 출원 동향 36
라. 특허기술 전망 38
IV. 시장동향 및 전망 40
1. 하이브리드 자동차 시장동향 40
가. 국내 시장동향 40
나. 해외 시장동향 42
2. 향후전망 47
V. 결론 49
참 고 문 헌 50
본문내용
하이브리드 자동차가 그 주도적인 역할을 하게 될 것이 분명하다.
국제에너지기구(IEA)도 하이브리드 자동차를 포함한 환경 자동차가 2005년에는 전체 시장의 2%, 2010년에는 7%, 2015년에 22%, 2020년에는 42%를 차지할 것이라고 예측하고 있으며, 하이브리드 자동차는 2010년에 성장기에 들어서고 연료전지 차량은 2020년에는 본격적으로 시장에서 팔리기 시작할 것이라는 것이다. 결국 2010년부터 새 에너지를 쓰는 환경 자동차들이 시장의 강력한 흐름으로 등장해 2020년에는 기존 내연기관 자동차를 대체할 것이라는 전망이다.
미국의 경우, 2002년 미국의 연료 전지 협회는 하이브리드 에너지와 연료전지 기술 개발을 위한 연방정부 차원의 10개년 계획 마련과 이를 수행하는데 필요한 55억불에 상당하는 공공기금 지원을 요청한 바 있으며, 이에 미 정부는 2003년 1월 향후 5년간 하이브리드 및 연료전지와 하이브리드 공급 인프라, 하이브리드 전지 자동차 엔진 기술개발에 총 17억불(이중 720백만불은 신기금임)을 지원하겠다고 밝혀, 동 사업으로 2030년경 75만의 신규 고용이 창출될 것이 예상되어진다.
일본의 경우, 일본 정부도 2002년 예산에 약 240 백만불을 하이브리드와 연료전지 관련 연구개발 및 시범 연구에 할당하는 등 동분야 기술 발전에 주력하고 있고, 일본 전기자동차 연합(Japanese Electric Vehicle Association) 주관하에 있는 일본 연료전지 상업화 위원회(The Japan Fuel Cell Commercialisation Conference)는 2002-2003년 중 동경과 요코하마에 6개의 하이브리드 연료 공급 주유소를 위탁 경영할 것으로 예상되어 진다.
유럽에 있어서는 동 분야의 연구활동이 국가 또는 기업 수준에서 분산적으로 이루어지고 있는데다가 투자 수준도 미국이나 일본에 비해 훨씬 낮으므로, 미국이나 일본 수준에 달하려면 앞으로 지원 금액을 크게 증가해야 할 뿐 아니라 통합적인 연구활동으로 불필요한 이중 연구를 피해야 할 것으로 보여진다.
국내의 경우, 현재 수행되고 있는 G7 차세대자동차기술개발사업에서 전기자동차 기술개발이 상당 기간 진행되어 왔으며 상당한 성과를 거두고 있으나, 이 사업이 시작될 당시의 전세계 기술자의 전기자동차에 대한 기대와 예측은 그 동안 상당한 변화가 있었으며 또한 지금까지 언급한 바와 같이 하이브리드 자동차의 필요성이 발생한 상황이다. 기술의 범위로 보면 하이브리드 자동차는 전기자동차 기술을 포함하면서 저공해엔진과 동력절환 및 구동시스템 등을 추가하여 연구하여야 하기 때문에, 현재의 G7 차세대자동차사업의 전기자동차 개발을 하이브리드 자동차 개발사업으로 확장하고 계속 진행하면 향후 예상되는 전기자동차와 하이브리드 자동차 기술경쟁에 대비할 수 있는 훌륭한 연구개발 체계가 될 수 있을 것으로 생각되며, 미국, 일본과 유럽의 경쟁업체들이 정부의 대대적 지원 아래 하이브리드, 연료 전지등 차세대 기술개발에 한발 앞서고 있는 점을 고려하여, 자동차 산업에 대한 정부의 적극적인 지원이 이뤄지리라 전망된다.
V. 결론
하이브리드 자동차 기술은 향후 10년까지 저공해 고효율 자동차로서 가장 유력한 대안으로 평가되고 있다. 하이브리드 자동차 기술은 미래 자동차 산업의 필수기술로 엔진, 모터, 2차전지, 초소형 모터, 촉매, 연료전지 등 매우 다양한 분야의 부품 및 차량기술을 필요로 하고 있어 전후방 효과가 매우 크다. 특히 새로운 방식의 축전지(고성능, 초저가)나 안정성 있는 연료전지 기술이 개발될 경우 전기자동차 시장이 급성장할 가능성도 있으며 그 동안 에너지 절감 및 해외의 각종 규제 대응과 소비자의 지속적인 관심 등으로 인하여 향후에는 적극 추진되어야 할 기술로 평가되고 있다.
미국의 경우 현재 판매되고 있는 하이브리드 자동차 대부분은 병렬방식이며 이것은 차량의 제어기술의 발달과 함께 시스템이 다소 복잡하더라도 연비 향상 및 배기가스 절감 측면에서 유리한 방향으로 연구가 진행되었다.
유럽의 경우는 시내 및 시외용 자가용에 목표를 맞추고 있으므로 시내 주행시는 모터를 사용하나 도시간 고속주행을 하게 되는 대부분의 시간에 엔진을 사용하게 되는 저공해 저연비 엔진개발에 주력하고 있으며 보조 역할을 하는 축전지로 2012년에는 리튬이온 축전지를 탑재한 가솔린 엔진의 병렬식 하이브리드 자동차를 목표로 두고 있다.
상기 해외기술동향에 맞서 국내에서는 하이브리드 자동차의 개발추진을 통해 미국내 저공해자동차 의무수출규정 환경의 변화에 적극 대처함으로서 대미수출시장에 대한 지속적인 유지 및 국외 완성차 업체에 대한 관련부품의 수출 등을 꾀하여야 할 것이다. 특히 국내에서 엔진기술 및 축전지, 슈퍼 캐퍼시터 기술 등은 해외에 비하여 높은 경쟁력을 보유하고 있으므로 경쟁력 확보가 가능하며 핵심 부품 및 차량기술의 확보를 통해 국제적인 수출경쟁력 확보 및 시장선점의 효과를 누릴 수 있을 것으로 판단됨에 따라 국내 현황에 맞는 기술개발을 통해 하이브리드 자동차의 실용화에 대비하고 기술졍쟁력을 확보하여 저공해 자동차 선진국으로의 기반을 다져야 할 것이다.
참 고 문 헌
1. 국가기술지도 : 비전Ⅳ 기반주력산업 가치창출 제1권 차세대자동차기술
2. 국가기술지도 작성연구, 과학기술부, 2002.04
3. 2001년 산업자원백서, 산업자원부
4. 산업자원통계, 산업자원부, 2002.03
5. 해외과학기술동향정보, KISTI, 2002.03
6. Hybrid 차량기술개발동향, KISTI, 기술뉴스브리프
7. California's Air Quality Programs: Air Resources Board 2002, 2003
8. U.S. DOE Home Page (http://www.doe.gov)
9. http://www.howstuffworks.com/hybrid-car.htm
10. http://www.toyota.com/prius/
11. http://www.insightcentral.net/
12. http://avt.inel.gov/hev.html
13. http://www.autoenv.org/
국제에너지기구(IEA)도 하이브리드 자동차를 포함한 환경 자동차가 2005년에는 전체 시장의 2%, 2010년에는 7%, 2015년에 22%, 2020년에는 42%를 차지할 것이라고 예측하고 있으며, 하이브리드 자동차는 2010년에 성장기에 들어서고 연료전지 차량은 2020년에는 본격적으로 시장에서 팔리기 시작할 것이라는 것이다. 결국 2010년부터 새 에너지를 쓰는 환경 자동차들이 시장의 강력한 흐름으로 등장해 2020년에는 기존 내연기관 자동차를 대체할 것이라는 전망이다.
미국의 경우, 2002년 미국의 연료 전지 협회는 하이브리드 에너지와 연료전지 기술 개발을 위한 연방정부 차원의 10개년 계획 마련과 이를 수행하는데 필요한 55억불에 상당하는 공공기금 지원을 요청한 바 있으며, 이에 미 정부는 2003년 1월 향후 5년간 하이브리드 및 연료전지와 하이브리드 공급 인프라, 하이브리드 전지 자동차 엔진 기술개발에 총 17억불(이중 720백만불은 신기금임)을 지원하겠다고 밝혀, 동 사업으로 2030년경 75만의 신규 고용이 창출될 것이 예상되어진다.
일본의 경우, 일본 정부도 2002년 예산에 약 240 백만불을 하이브리드와 연료전지 관련 연구개발 및 시범 연구에 할당하는 등 동분야 기술 발전에 주력하고 있고, 일본 전기자동차 연합(Japanese Electric Vehicle Association) 주관하에 있는 일본 연료전지 상업화 위원회(The Japan Fuel Cell Commercialisation Conference)는 2002-2003년 중 동경과 요코하마에 6개의 하이브리드 연료 공급 주유소를 위탁 경영할 것으로 예상되어 진다.
유럽에 있어서는 동 분야의 연구활동이 국가 또는 기업 수준에서 분산적으로 이루어지고 있는데다가 투자 수준도 미국이나 일본에 비해 훨씬 낮으므로, 미국이나 일본 수준에 달하려면 앞으로 지원 금액을 크게 증가해야 할 뿐 아니라 통합적인 연구활동으로 불필요한 이중 연구를 피해야 할 것으로 보여진다.
국내의 경우, 현재 수행되고 있는 G7 차세대자동차기술개발사업에서 전기자동차 기술개발이 상당 기간 진행되어 왔으며 상당한 성과를 거두고 있으나, 이 사업이 시작될 당시의 전세계 기술자의 전기자동차에 대한 기대와 예측은 그 동안 상당한 변화가 있었으며 또한 지금까지 언급한 바와 같이 하이브리드 자동차의 필요성이 발생한 상황이다. 기술의 범위로 보면 하이브리드 자동차는 전기자동차 기술을 포함하면서 저공해엔진과 동력절환 및 구동시스템 등을 추가하여 연구하여야 하기 때문에, 현재의 G7 차세대자동차사업의 전기자동차 개발을 하이브리드 자동차 개발사업으로 확장하고 계속 진행하면 향후 예상되는 전기자동차와 하이브리드 자동차 기술경쟁에 대비할 수 있는 훌륭한 연구개발 체계가 될 수 있을 것으로 생각되며, 미국, 일본과 유럽의 경쟁업체들이 정부의 대대적 지원 아래 하이브리드, 연료 전지등 차세대 기술개발에 한발 앞서고 있는 점을 고려하여, 자동차 산업에 대한 정부의 적극적인 지원이 이뤄지리라 전망된다.
V. 결론
하이브리드 자동차 기술은 향후 10년까지 저공해 고효율 자동차로서 가장 유력한 대안으로 평가되고 있다. 하이브리드 자동차 기술은 미래 자동차 산업의 필수기술로 엔진, 모터, 2차전지, 초소형 모터, 촉매, 연료전지 등 매우 다양한 분야의 부품 및 차량기술을 필요로 하고 있어 전후방 효과가 매우 크다. 특히 새로운 방식의 축전지(고성능, 초저가)나 안정성 있는 연료전지 기술이 개발될 경우 전기자동차 시장이 급성장할 가능성도 있으며 그 동안 에너지 절감 및 해외의 각종 규제 대응과 소비자의 지속적인 관심 등으로 인하여 향후에는 적극 추진되어야 할 기술로 평가되고 있다.
미국의 경우 현재 판매되고 있는 하이브리드 자동차 대부분은 병렬방식이며 이것은 차량의 제어기술의 발달과 함께 시스템이 다소 복잡하더라도 연비 향상 및 배기가스 절감 측면에서 유리한 방향으로 연구가 진행되었다.
유럽의 경우는 시내 및 시외용 자가용에 목표를 맞추고 있으므로 시내 주행시는 모터를 사용하나 도시간 고속주행을 하게 되는 대부분의 시간에 엔진을 사용하게 되는 저공해 저연비 엔진개발에 주력하고 있으며 보조 역할을 하는 축전지로 2012년에는 리튬이온 축전지를 탑재한 가솔린 엔진의 병렬식 하이브리드 자동차를 목표로 두고 있다.
상기 해외기술동향에 맞서 국내에서는 하이브리드 자동차의 개발추진을 통해 미국내 저공해자동차 의무수출규정 환경의 변화에 적극 대처함으로서 대미수출시장에 대한 지속적인 유지 및 국외 완성차 업체에 대한 관련부품의 수출 등을 꾀하여야 할 것이다. 특히 국내에서 엔진기술 및 축전지, 슈퍼 캐퍼시터 기술 등은 해외에 비하여 높은 경쟁력을 보유하고 있으므로 경쟁력 확보가 가능하며 핵심 부품 및 차량기술의 확보를 통해 국제적인 수출경쟁력 확보 및 시장선점의 효과를 누릴 수 있을 것으로 판단됨에 따라 국내 현황에 맞는 기술개발을 통해 하이브리드 자동차의 실용화에 대비하고 기술졍쟁력을 확보하여 저공해 자동차 선진국으로의 기반을 다져야 할 것이다.
참 고 문 헌
1. 국가기술지도 : 비전Ⅳ 기반주력산업 가치창출 제1권 차세대자동차기술
2. 국가기술지도 작성연구, 과학기술부, 2002.04
3. 2001년 산업자원백서, 산업자원부
4. 산업자원통계, 산업자원부, 2002.03
5. 해외과학기술동향정보, KISTI, 2002.03
6. Hybrid 차량기술개발동향, KISTI, 기술뉴스브리프
7. California's Air Quality Programs: Air Resources Board 2002, 2003
8. U.S. DOE Home Page (http://www.doe.gov)
9. http://www.howstuffworks.com/hybrid-car.htm
10. http://www.toyota.com/prius/
11. http://www.insightcentral.net/
12. http://avt.inel.gov/hev.html
13. http://www.autoenv.org/
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