2019년도 제3차 자동차산업핵심기술개발사업 신규지원

대상과제 안내문

1. 사업개요

□ 사업목적

○ 주요 수출국의 환경·안전규제 대응 및 新시장 조기선점을 위한 미래형 자동차 핵심기술 개발

□ 지원대상분야

○ 그린카 : 전기차, 수소차, 하이브리드, 친환경 내연기관 등 이산화탄소 배출 절감, 연비 성능을 개선한 친환경차 핵심기술 개발

- (전기차) 배터리 효율, 전기구동 및 냉난방 시스템, 전력변환장치, 차체 경량화 등 효율 향상을 통한 저가형 주행거리 연장 기술 등

- (수소차) 내구성·안전성 향상 수소차 가격 40% 저감 기술 등

- (하이브리드) 고효율·차량가격 저감을 위한 핵심부품 기술 등

- (내연기관) 효율 향상 및 배출가스 저감을 위한 신연소 기술 등

2. ‘19년 제3차 신규지원 대상과제

□ 제3차 공고예산 : 28억원

□ 제3차 신규지원 대상과제(RFP/품목) : 3개

사업분야	순번	과제명	주관기관	19년 지원규모	총 수행기간	기술료	과제유형			과제특징
							가	나	다
미래형자동차	1	수소운송용 복합소재기반 대용량 Type4 고압(45MPa 초과) 용기 및 튜브스키드 기술 개발	제한없음	10	39	징수	일반	혁신제품	품목지정	해당없음
	2	전기동력자동차 핵심 요소부품 분석 기반 맞춤형 최적설계 지원기술 개발	비영리기관	9	39	징수	일반	원천 기술	품목지정	해당없음
	3	초소형 전기차 주행안정성 향상을 위한 전동식 조향시스템 기술 개발	중소⋅중견기업	9	30	징수	일반	혁신제품	품목지정	해당없음

3. 사업별 특이사항

○ 자동차 산업핵심기술개발사업의 경우, 여성연구원 비중이 상대적으로 낮은 업종에 해당하므로 R&D 과제 신청시 여성연구원의 참여가 5%보다 낮은 기업은 “여성인력 활용계획서”를 제출하여야 함

- (평가 시 우대사항)

* 기술개발 수행기업간 공동 R&D로 달성한 협력이익을 사전 약정한 대로 이익을 공유하는   협력이익공유 R&D 형태로 과제를 신청하는 경우(협력이익공유 사전약정서 제출, 2점)

4. 문의처

과제제안요구서(RFP)		과제접수/신규평가 일정/절차
담당부서	연락처(02-6009-내선번호)	담당부서	연락처(053-718-내선번호)
전기수소자동차PD	8740	수송플랜트팀	8489

[첨부1] 제3차 자동차 산업핵심기술개발사업 지원지원 대상 RFP/품목

[첨부2] 제3차 자동차 산업핵심기술개발사업 신규과제 실무작업반 명단

[첨부1] 제3차 자동차산업핵심기술개발사업 지원지원 대상 RFP/품목

관리번호

2019-미래형자동차(그린카)-일반-품목-01

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

자동차/철도차량

* 융합형 기술일 경우, 선택적으로 추가기입

융합유형

□ 신산업창출형  ■ 산업고도화형  □ 해당 없음

해당여부

□ 특허연계  □ 표준연계     □ 디자인연계    □ 글로벌 R&D

□ 초고난도  □ 경쟁형 R&D  □ 기획경쟁  □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명

수소운송용 복합소재기반 대용량 Type4 고압(45MPa 초과) 용기 및 튜브스키드 기술 개발

(TRL :  [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ ‘19년 발표된 수소경제 활성화 로드맵에 따르면 2022년 수소전기차 6.7만대, 2040년 내수 290만대를 보급할 계획이며, 승용과 택시, 버스 등 용도별로 수요가 다원화되면 22년 47만 톤, 40년 526만 톤의 수소가 필요할 것으로 전망

ㅇ 현재 사용 중인 수소운송용 튜브트레일러 차량의 총 중량은 약 40톤으로 도심 내 도로의 화물차 총중량 제한 32톤(차량+트레일러)을 초과하나 1회 저장/운송량은 약 200kg 이하 수준으로, 1회 운송/저장량을 증대시키면서 무게를 감소시킬 수 있는 기술 필요

* 서울의 경우 115개의 제한시설(교량, 고가도로, 입체교차, 한천복계, 일반도로, 터널)에 총중량 32톤 초과 시 진입 불가

ㅇ 수소의 원활한 수급과 운송비 절감 등 경제성을 확보하기 위해서는 고압기체수소 운송 용량 향상 및 트레일러 경량화를 통해 운송비용을 절감하고, 수소 공급 가능지역 확대 필요

ㅇ 수소 이송용량 증대 및 운송비용 절감을 위한 복합소재 기반 대용량 고압 용기 및 튜브트레일러 개발

- 1회 수소 운송량 1000kg 이상, 스키드 중량 20톤 이하, 차량 총중량 32톤 이하인 튜브트레일러 개발

∙ 운송용 복합재(Type 4) 기반 대용량 고압(45MPa) 용기 초과 기술 개발

∙ 수소 스키드 패키징 기술 및 내구, 내환경성 등 신뢰성 확보기술 개발

ㅇ 대용량 복합소재 고압용기 안전성 검증절차 및 운용기술 개발

∙ 대용량 복합재 고압 용기 안전성 평가기준 및 절차 개발(압력 : 45MPa, 부피 : 450L 초과)

∙ 수소 충․방전 등 운용시 용기 온도/압력제어 기반기술 및 가이드라인 개발

□ 개발결과의 활용방안

ㅇ 개발 기술을 활용하여 현재 수소가격의 약 14%에 달하는 운송비용을 효율적으로 절감하여 대량 수소유통체계 정립에 기여.

ㅇ 현재 총 중량이 약 40톤에 육박하여 대도시 도심 운행에 제한이 있는 문제점 해결이 가능할 것으로 기대.

ㅇ 본 기술 개발을 통해 기술력 및 가격 경쟁력에서 세계적인 수준의 수소 압력용기 및 튜브스키드의 제작 기술을 확보하여 해외 시장 개척 가능.

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표
1	1회 수소운송량	kg	１,000 이상
2	튜브스키드 중량	톤	20 이하
3	수소용기 압력	MPa	45 초과

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 튜브 트레일러용 압력용기는 국내에서는 Type1 용기에 180bar의 압력으로 수소를 저장해 운송 중이고, 현재 450bar 300L급 용기를 적용하는 시도를 하고 있으나 1회 수소 운송량이 550kg에 그쳐 경제성이 부족한 것으로 판단

ㅇ 독일 Linde社의 경우 독일정부의 지원으로 500bar 복합재 압력용기에 1회 최대 1.1톤까지 수송할 수 있는 튜브 트레일러를 운용 중

ㅇ 노르웨이의 UMOE사는 45ft high cube 트레일러에 1회 수송량 최대 약 1톤의 튜브 트레일러를 운용하는 등 전 세계적으로 압력용기의 대형화, 고압화를 통해서 1회 수소 수송량을 최대화하며 운용효율을 높여가는 추세

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 수소경제 활성화의 일환으로 대량 수소유통체계 확립을 위해서는 반드시 도심에 위치한 수소 충전소에 수소 공급 문제를 보다 효율적으로 해결해야 하며, 이는 세계적인 추세인 압력용기의 대형화, 고압화의 기술개발을 통해서 해결되는 것이 바람직

ㅇ 수소 가스용 대형 압력용기 제작 기술은 향후 수소 연료전지의 활용이 기대되는 열차, 건설기계, 농기계, 선박 등 다양한 분야에 활용될 것으로 예상

ㅇ 초고압 및 초대형 압력용기 개발에 따라 수소경제의 한 축이라 할 수 있는 복합재 압력용기분야에 세계적 기술선도 가능

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 대용량 이송용 수소저장용기 개발 기술은 현재 전량 수입에 의존하는 수소충전소의 저장용기 제작기술로 활용이 가능하므로 충전소용 저장용기의 국산화에 기여할 것으로 기대

ㅇ 압력용기에 사용되는 대량의 탄소섬유를 국내 제품을 적용하면 소재 및 부품분야에 국내 생태계 강화 기대

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 유럽의 경우 복합재료 수소용기에 대한 내용적 제안이 3,000L로 규정(EN-12245, ISO11515)하고 있으나, 국내는 45MPa, 450L이하로 제한하고 있어 향후 수소 수요 증가에 따른 대량 수소공급 곤란 우려

ㅇ 성공적인 기술 개발을 위해서는 민간뿐만 아니라 관련 기관 및 연구소 등이 협력하여 관련 규정의 신설 또는 개정, 기술 기준의 확립 등에 대한 전반적인 연구 필요

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  39개월 이내  (1차년도 : 6개월이내, 2차년도 : 9개월, 3차년도 : 12개월, 4차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 10억원 이내(총 정부출연금 50억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2019-미래형자동차(그린카)-일반-품목-02

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

■ 원천기술   □ 혁신제품

자동차/철도차량

* 융합형 기술일 경우, 선택적으로 추가기입

융합유형

□ 신산업창출형  ■ 산업고도화형  □ 해당 없음

해당여부

□ 특허연계  □ 표준연계     □ 디자인연계    □ 글로벌 R&D

□ 초고난도  □ 경쟁형 R&D  □ 기획경쟁  □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명

전기동력자동차 핵심 요소부품 분석 기반 맞춤형 최적설계 지원기술 개발

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 5단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 세계적인 환경규제 강화 추세에 따라 전기차, 수소차 등 전기동력자동차의 보급/운행이 급격히 확대되고 있으며, 이러한 패러다임 전환에 효과적으로 대응하기 위한 자동차 부품업계 기술개발 지원, 특히 해외 경쟁 부품의 분석 정보를 활용한 맞춤형 기술개발 지원 필요성 대두

ㅇ 전기동력자동차 요소부품의 맞춤형 기술개발 지원을 위해 운행환경 및 주행이력등을 반영한 실차 주행 블록데이터* 수집, 가공 및 분석 기술개발

- 전기동력자동차 부품의 경우 엔진기반 자동차 부품과는 달리 고전압 요소부품 간 시스템 연계 데이터의 수집, 가공 및 분석 기술은 글로벌 선진 메이커에서도 완전히 확보하지 못한 핵심 기술

* 실차 주행 블록데이터 : 자동차 주행 중 지속적으로 생성되는 데이터로서 핵심 요소부품 사이의 유기적 연관성 정보를 포함하는 통합데이터

- 연료전지, 배터리, 모터, 인버터 및 고전압 부품 등을 대상으로 온도 조건 등 실 운행환경을 반영한 주행조건에서 160,000km 상당의 주행거리 누적에 따른 성능 및 내구성 등과 관련된 핵심 데이터를 수집, 가공 및 분석 기술개발

ㅇ 글로벌 선도 전기동력자동차의 Tear-down을 통한 요소부품 평가 및 분석

- 국내 자동차부품 기업의 기술적 관심도가 높은 선진국뿐만 아니라 경쟁 예상국의 수소연료전지자동차 및 전기자동차의 Tear-down을 통한 시스템, 모듈 및 부품 단위 평가 및 분석

- 160,000km 상당 주행 차량 부품과 신차 Teardown 부품 간의 비교 분석

ㅇ 전기동력자동차 핵심 요소부품 경쟁력 제고를 위한 맞춤형 개발 지원

- 주행 블록데이터 및 Tear-down 부품 분석을 기반으로 전기동력자동차 핵심 요소부품인 연료전지, 배터리, 모터, 인버터 및 고전압 부품 등에 대한 3D 형상화, 소재 분석, 성능 해석 및 설계 인자 도출을 통한 맞춤형 최적 설계 지원

□ 개발결과의 활용방안

ㅇ 중소․중견 전기동력자동차 부품업체 시장경쟁력 제고를 위한 맞춤형 개발 지원

- 전기동력자동차 핵심 요소부품인 배터리, 연료전지, 인버터, 모터 및 고전압 부품 등의 전·후방 가치사슬과 연관된 중소․중견 부품업체의 국내 및 글로벌 시장경쟁력 제고를 위하여, 핵심 요소부품 관련 10개사 이상에 맞춤형 개발 지원

ㅇ 전기동력자동차 부품으로 신규 진입 및 품목전환 중소․중견부품업체 개발 지원

- 기존 전기·전자 부품 제조기업 또는 내연기관 부품 업체 등이 전기동력자동차 부품 시장으로 신규 진입 시 신사업 아이템 발굴 및 품목전환을 지원하기 위한 기술개발

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표
1	전기동력자동차 주행 블록 데이터 수집, 가공 및 분석	건	고전압 핵심 부품 형태별 160,000 km 상당 주행 블록 데이터 DB 및 보고서 (전기차, 수소차 등 3종 이상)
2	글로벌 경쟁 부품분석	건	Tear-down 부품 분석 50건/년 이상
3	블록데이터 및 부품분석 기반 핵심 요소부품 최적 설계	건	전기동력자동차 핵심 요소부품 5종 이상 최적 설계

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 순수 전기자동차 시장경제력 확보를 위한 기술 개발

- 일충전 주행거리 500㎞ 이상을 확보하기 위하여, 배터리팩 에너지밀도 향상(120~180 Wh/㎏의 수준), 구동모터 출력밀도 개선(2~3 ㎾/㎏ 수준), 고전압 부품의 효율 개선 및 열관리 시스템의 성능 우위 확보 등을 위한 치열한 기술개발 경쟁 진행 중

ㅇ 수소연료전지자동차의 성능확보 및 원가 절감을 위한 기술개발

- 연료전지 스택, 공기/수소 공급 및 전력변환 시스템 등의 성능개선 및 제조 원가 절감을 위한 기술 개발 경쟁 진행 중

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 전기자동차 및 수소연료전지 자동차와 같은 전기동력자동차의 주행이력에 따른  성능, 내구 및 열화 데이터를 확보한 메이커가 전무한 상황에서, 구동플랫폼에 따른 블록 데이터를 확보함으로써 이를 활용하여 차세대 전기동력자동차의 본격적인 양산 시 글로벌 경쟁력을 확보할 수 있도록 정부 차원의 전략적 지원이 필요

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 전기동력자동차의 핵심 요소부품인 연료전지, 배터리 및 모터의 글로벌 경쟁력 확보를 위하여, 단순 기술정보가 아니라 부품화의 전후방 산업을 고려한 가치사슬별 맞춤형 기술지원으로 고부가가치 및 일자리 창출

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 전기동력자동차는 배터리, 연료전지 및 모터 등의 핵심 소재를 수입에 의존하고 있어 단순한 수입 대체 국산화가 아닌 글로벌 성장기의 주도권을 확보하기 위해 가치사슬별 맞춤형 선행기술 개발 지원을 통한 경쟁력 확보 필요

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  39개월 이내  (1차년도 : 6개월 이내, 2차년도 : 9개월, 3차년도 : 12개월, 4차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 9억원 이내(총 정부출연금 40억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 비영리기관

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2019-미래형자동차(그린카)-일반-품목-03

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

전기 및 전자장치

차량 지능화 기술

융합유형

■ 신산업창출형  □ 산업고도화형  □ 해당 없음

해당여부

□ 특허연계  □ 표준연계     □ 디자인연계    □ 글로벌 R&D

□ 초고난도  □ 경쟁형 R&D  □ 기획경쟁  □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명

초소형 전기차 주행안정성 향상을 위한

전동식 조향시스템 기술 개발

(TRL :  [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 초소형 전기차의 주행안정성 및 편의성 제고와 시장경쟁력 확보를 위한 전동식 조향시스템 적용 필요성 대두

ㅇ 초소형 전기차의 주행안정성 향상을 위한 전동식 조향시스템 개발

- 초소형 전기차 전원 체계(48V 이상) 대응을 위한 전기구동모듈 개발

- 주행안정성을 확보를 위한 조향제어시스템 개발

(복원성, 토크 보조, 마찰 보상 등)

ㅇ 전동식 조향시스템 신뢰성 평가/검증 및 차량 장착 기술 개발

- 전기구동모듈 내환경성(EMC 포함) 검증기술 개발

- 시뮬레이터 기반 조향시스템 성능 및 안전성 검증 기술 개발

- 전동식 조향시스템 차량 장착 및 평가 검증기술 개발

(완성차 업체 참여 및 실차 장착 검증 필수)

□ 개발결과의 활용방안

ㅇ 차량 주행안정성 및 편의성 제고를 위한 다양한 초소형 전기차(승용 및 상용)에 활용

ㅇ 초소형 전기차의 자율주행 기술 적용을 위한 조향 제어 기술에 활용

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표
1	조향 강성	Nm/deg	0.24 수준
2	전동식 조향시스템 출력토크	Nm	10～15 수준
3	전자파(EMC) 대비 성능	규격만족	CISPR 25

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 현재 대다수의 승용 차량에 전동식 조향시스템이 도입되어 있지만, 초소형 전기차의 경우 적합한 전동식 조향시스템 적용 사례는 없음

-‘09년 국내 최초 전동식 조향시스템 개발을 시작으로 최근에는 주행외란 적응형 시스템과 고장 시 일정동작이 가능한 Fail-operational 전동식 조향시스템 개발이 진행됨

- 세계 시장규모는 ‘15년 4,700만대, ADAS 시스템 보급 확산으로 ’20년 6,890만대로 확대될 것으로 예상됨(야노경제연구소, ‘16년 EPS 시장전망)

ㅇ 국내 초소형 전기차 산업은 시장 초기에 있지만, 중소·중견기업들 주도의 사업으로 ‘25년에는 3만1천대 규모로 성장할 것으로 예상되고 있음(한국스마트이모빌리티협회, ’17년 시장전망)

- ‘18년 우정사업본부는 우편배달용 오토바이를 초소형 전기차로 ‘20년까지 총 1만대 전환 도입 사업을 추진함(집배물류혁신전략 수립)

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 전동식 조향시스템은 운전자의 조향력 감소와 조향응답성을 향상시키기 위한 장치로 MDPS(Motor Driven Power Steering) 시스템으로 불리기도 함

ㅇ 초소형 전기차는 기존 차량의 12V 전원시스템이 아닌 48V 이상의 전원체계를 적용하고 있어, 에너지 효율 향상을 위한 맞춤형 전동식 조향시스템 개발이 필요함

* 기존 12V용 전동식 조향시스템 적용 시 LDC 용량 증가(500W→2kW급)와 12V 보조배터리 추가 장착에 따른 손실 발생 및 차량단가 상승

ㅇ 초소형 전기차의 고전압 전원체계에 부합하고, 차량 조향 응답특성에 적합한 소형 전동식 조향시스템 개발이 요구됨

* EPS 시스템은 조향 보조력외에 조향복원성, 조향마찰 보상 등 추가 기능을 가짐

ㅇ 4차 산업에서 초소형 전기차의 중요도가 부각되고 있고, 향후 기술융합을 통한 자율주행시스템 적용을 위해 전동식 조향시스템 개발이 매우 중요함

- 향후 초소형 전기차를 위한 ADAS 기술 확대와 자율주행과 같은 향후 미래기술 적용에서 전동식 조향시스템은 필수적인 장치임

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 초소형 전기차 산업은 시장 초기에 있고, 기술력과 자본력이 상대적으로 취약한 중소⋅중견기업이 주도를 하고 있기 때문에 기존 자동차 부품 기술력을 응용한 편의 안전 시스템 개발이 절실하며 중소·중견기업의 경쟁력 확보에 도움

- 전동식 조향시스템은 운전자의 피로와 차량 품질을 결정하는 중요한 시스템이기 때문에 운전자 편의성 향상을 위해 반드시 필요함

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 초소형 전기차 산업은 중소·중견기업 중심의 신산업으로 향후 저가형 외국산 초소형 전기차와의 기술적 우위 선점을 위한 정부의 지원이 필요함

ㅇ 초소형 전기차 산업은 기계, 전기⋅전자, SW 산업 등 전후방 산업효과가 큰 산업으로 자본 및 기술이 부족한 중소⋅중견기업에 대한 정부의 기술지원이 절실함

ㅇ 초소형 전기차에 대한 수요자 중심의 기술 지원*이 필요하고, 향후 시장 확대를 위한 국내 기업의 핵심기술 확보를 위한 국가 지원이 필요함

* 우정사업본부의 초소형 전기차 1만대 보급사업에서 전동식 조향시스템 적용을 필수로 지정함

ㅇ 초소형 전기차의 조향 응답성, 조향안전성 향상 및 조향 보조를 통한 운전자 편의성 증대에 따른 국내 산업의 기술 경쟁력 확보

- 기존 초소형 전기차의 경우 전동식 조향시스템 미적용으로 조향응답성 저하에 따른 호응도 감소(정책적 시장확대에 따른 소비자 운전자의 편의성 Need 증가)

- 저가형 수입 초소형 전기차에 대한 국내 초소형 전기차 산업의 기술 경쟁력 확보 및 국내 초소형 전기차 산업을 보호할 수 있는 기술 장벽 확보

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 30개월 이내(1차년도 : 6개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 9억원 이내(총 정부출연금 38억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소⋅중견기업

ㅇ 기술료 징수여부 :  징수

[첨부2] 제3차 자동차 산업핵심기술개발사업 신규과제 실무작업반 명단

순 번	과 제 명	실무작업반
		성명	소속	직위
1	수소운송용 복합소재기반 대용량 Type4 고압(45MPa 초과) 용기 및 튜브스키드 기술 개발	김남현 김창종 허몽영	일진복합소재 수소융합얼라이언스 한국탄소융합기술원	과장 실장 박사
2	전기동력자동차 핵심 요소부품 분석 기반 맞춤형 최적설계 지원기술 개발	김기찬 박종민 정도현 성시영	한밭대 태성전장 자동차부품연구원 자동차부품연구원	교수 이사 본부장 책임연구원
3	초소형 전기차 주행안정성 향상을 위한 전동식 조향시스템 기술 개발	손영섭 노기한	캠시스 자동차부품연구원	연구소장 본부장