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팬데믹 이후 세계 각국은 환경 규제를 강화하고 전기차 구매에 대한 인센티브 제공, 충전 인프라 투자 등을 통해 코로나 위기를 지속 가능한 저탄소 경제로의 전환 기회로 적극 활용하고 있다. 특히 수소전기차는 2020년 수출 규모가 995대로 아직 미미하지만 수소 트럭이 처음으로 유럽으로 수출되며 전년 대비 26.3% 증가했다. 전기차의 성능과 가격을 좌우하는 배터리 부문에서도 국내 기업들이 약진하며 2020.1~11월간 세계 전기차용 배터리 시장에서 점유율 2, 4, 5위를 차지했다. 그러나 미래차로의 성공적인 전환을 위해서는 생산과 보급뿐만 아니라 전주기적 인프라 구축이 필수적이다. 이에 정부가 미래차 전환을 위해 2021년에만 약 330억원의 예산을 투입해 전기·수소차 소재 국산화율을 현재 70% 수준에서 2025년까지 95%까지 제고한다는 계획이다. 

보스턴컨설팅그룹(BCG)에 따르면 글로벌 자율주행차 시장 규모는 2025년에 약 420억달러(약 50조원)에 이르며 2035년까지 770억달러(90조원)까지 성장할 것으로 예측하였다. 자동차 시장의 패러다임이 친환경과 자율주행으로 바뀌고 있는 시점에서 관련기업들은 전동화, 자율주행, 모빌리티 서비스화 등 자동차 산업의 급격한 변화에 따르는 리스크를 관리하고 신기술을 확보하기 위해 배터리, 인공지능, 센서 등 밸류체인의 각 부분에서 인수합병 및 다양한 형태의 전략적 제휴가 필요하다. 이에 정부는 2027년까지 총사업비 1조974억원을 투입해 '레벌4+' 자율주행기술 개발에 나선다. 자율주행기술개발혁신사업은 산업통상자원부, 과학기술정보통신부, 국토교통부, 경찰청 등 4개 부처가 추진하는 다부처 협업사업으로 7년간 총 사업비 1조 974억원을 투입해 진행하게 된다.

이에 본원 R&D정보센터에서는 자율주행 모빌리티·플랫폼 인프라구축 및 친환경 미래차산업의 핵심 기술개발이 신속히 진행될 수 있도록 관련 기관들의 분석 정보자료를 토대로 일목요연하게 정리하여 「자율주행 모빌리티·플랫폼 개발동향과 미래차 인프라구축 상용화 R&D전략」을 발간하였다. 1편에서는 자율주행기술과 스마트모빌리티 플랫폼현황과 2편에서는 전기차·수소차 현황과 최신산업 이슈를 3편에서는 차량용 반도체와 경량소재 개발동향을 수록하였다. 본서가 학계·연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

제 Ⅰ편 자율주행/스마트 모빌리티

1장 자율 주행 자동차 상용화를 위한 최신이슈

1. 자율주행차 최근 산업이슈와 주요동향

1) 자율주행 정의 및 주요 기술

(1) 주요 기술

가. 인지 기술

나. 판단 기술

다. 제어 기술

(2) 자율주행차 기술요소

가. 자율주행을 위한 처리 프로세스

A) 딥러닝 기반 인지기술

B) 주행전략 및 판단제어 프로세스

나. 커넥티드 자율주행서비스 핵심 기술

A) 클라우드 기반 자율주행학습용 데이터센터

B) V2X 통신 및 보안 기술

C) 개방형 자율주행 플랫폼

D) 시뮬레이션 및 SW평가

E) 자율주행서비스

(3) 국내외 자율주행 연구개발 현황

가. 테슬라 자율주행(FSD)

나. ETRI 자율주행

A) 자율주행 학습 데이터 구축현황

B) 도심/캠퍼스 등 자율주행서비스를 위한 위치 및 환경 인지기술

2) 자율주행자동차 최근 이슈

3) 자율주행자동차 산업 동향

(1) 시장 전망

(2) 시장 전망 가정

(3) 투자 동향

(4) 기술 전망

(5) 기업 동향 및 경쟁력 분석

가. 기업 동향

나. 자율주행 산업경쟁력

4) 국가별 자율주행 정책

(1) 미국

(2) EU

(3) 일본

(4) 중국

(5) 국내

가. 자율주행 분야 현주소와 평가

A) (부품∙SW) 핵심 부품·SW의 기술경쟁력 제고 및 국산화 필요

B) (법∙제도, 인프라) Lv.4를 대비한 선제적 준비 시급

C) (데이터, 서비스) 데이터 확보 및 서비스 상용화 촉진 필요

나. 자율주행 상용화 집중지원 방안

A) 핵심부품·SW개발

B) 인프라 및 제도기반 확충

C) 데이터 활용∙공유체계 구축

D) 자율주행 체감서비스 창출

다. 미래차 분야 관련 R&D 예산현황 (세부·내역사업 기준)

A) 전년대비 37% 증가한 3,679억원 편성

B) (분야별) 자율주행차 중심으로 집중 투자 확대

5) 자율주행차 기술 개발 특허 출원 분석

(1) 기술전체 연도별 특허동향

(2) 내외국인 특허출원 현황

(3) 기술성장 단계

(4) 기술별 연도별 특허동향

(5) 기술별 구간별 점유율 분석

(6) 특허 점유율 및 증가율

(7) 상위출원인

2. 자율주행 차량 안전 기술개발

1) 자율주행시 안전을 위한 AI와 연계 시스템연구

(1) 자율주행의 인공지능 기술연구

가. 반자율주행 차량

나. 도로 IoT 반사체 칩의 안전소통(일반차량과 AI 주행차량)

(2) 실증 분석

가. 기술 방안: 자율주행의 안전기술 신뢰성

나. 자율주행과 인공지능 IoT와 연계기술

다. 자율주행과 안전성 신뢰도

2) 카메라 비전 기반 주행안전 시스템 구현 연구

(1) 첨단운전 안전시스템

가. 차선 이탈 경고 시스템

나. 전방 추돌 경고 시스템

다. 보행자 인식 경고 시스템

(2) 제안 시스템 구성

가. 첨단운전 안전시스템 하드웨어 구성

나. 첨단운전 안전시스템 소프트웨어 구성

(3) 실험 환경 및 결과

A) 차선 이탈 경고 시스템(LDWS) 결과

B) 전방 충돌 경고 시스템(FCWS) 결과

C) 보행자 인식 경고 시스템(PDWS) 결과

3) 자율주행 상용화를 위한 차량 안전기술 동향

(1) 자동차 주행안전 기준 동향

가. 자동차의 기능안전(Functional Safety)을 위한 표준

나. 의도된 기능의 안전(Safety Of The Intended Functionality)에도 주목

다. 자율주행차의 주행안전을 위한 법규 제정

(2) 자동차 주행안전 기술 동향

가. 리던던시를 포함한 다중안전 섀시 시스템

나. 미래차를 위한 구동 시스템

다. 주행안전시스템 통합제어기술 및 주행플랫폼

4) 센서 데이터 조합을 통한 딥러닝 기반 차량 이상탐지 연구

(1) 배경이론

가. CNN(Convolutional Neural Networks)

나. LSTM(Long Short Term Memory)

다. 이상탐지(Anomaly Detection)

(2) 연구 프레임워크

가. 데이터 로드 및 전처리

나. 딥러닝 기반 이상탐지 수행

(3) 분석 결과

가. CNN 기반 이상탐지 결과

A) 데이터 변환 시 시간 축의 크기에 따른 정확도 비교

B) 전체 주행 데이터 사용에 따른 정확도 비교

C) 다른 센서를 함께 사용했을 때에 따른 정확도 비교

나. LSTM 기반 이상탐지 결과

A) 데이터 변환시 시간 축의 크기에 따른 정확도 비교

B) 전체 주행 데이터 사용에 따른 정확도 비교

C) 다른 센서를 함께 사용했을 때에 따른 정확도 비교

(4) 결과 해석 및 시사점

가. 학습 방법의 비교를 통한 검증

나. 사용 데이터 별 비교

5) 인공지능 기반의 자동차사고 감지 시스템 적용 사례

(1) 충돌방지 시스템

(2) 차량 긴급구조체계 서비스

3. 자율주행차 보안/방어 기술동향

1) 자율주행차 보안 위협 및 기술 동향

(1) 자율 주행 자동차 보안

가. 자율 주행 자동차 보안 위협 동향

A) GPS(Global Positioning System)

B) IMU(Inertial Measurement Unit)

C) LiDAR(Light Detection And Ranging)

D) 카메라

E) V2X 네트워크 공격

F) OBD 포트 기반 공격

G) ECU 펌웨어 변조 공격 및 Rogue 업데이트

H) 의도적인 오작동(Adversarial attack)

나. 자율 주행 자동차 보안 기술 동향

2) 자율주행차 AI 시스템에 대한 사이버보안 기술8

(1) 자율주행 환경의 AI 위험요소

(2) 자율주행 환경의 AI에 대한 공격 시나리오

가. 도로표지판 인식 및 차선 감지 이미지 처리 모델에 대한 악의적 행위

나. 계획 모듈에 대한 중간자(Man-in-the-Middle) 공격

다. 정지 신호 감지에 대한 데이터 중독(Data Poisoning) 공격

라. OEM 백엔드 서버 해킹 후 악성 펌웨어를 대규모 유포하는 공격

마. 센서/통신 트래픽 혼잡 및 GNSS 스푸핑 공격

(3) 자율주행 환경의 AI 보안 도전과제와 권장사항

가. AI 모델 및 데이터의 체계적인 보안 검증

나. AI 사이버보안과 관련된 공급망 문제

다. AI 사이버보안을 기존의 사이버보안과 통합하기 위한 단대단 총체적 접근방식

라. AI와 관련된 사고처리 및 취약성 발견과 교훈

마. 자동차산업의 AI 사이버보안에 대한 제한된 역량과 전문지식

3) 커넥티드 및 자동화 모빌리티(CAM) 보안

(1) CAM 분야 사이버보안 도전과제 및 권장사항

가. 전사업무와 사이버보안 거버넌스의 통합

나. 경영진 지원의 부족과 사이버보안 우선순위 설정

다. CAM 보안 구현 관련 기술적 제약사항

라. CAM 생태계 기술 복잡성

마. 규제환경의 파편화

바. CAM

사. CAM 참여자간의 보안 정보공유와 협력 부족

(2) 결론 및 시사점

4. 자율주행 인공지능 서비스 활용과 기술

1) 운전자 상황을 기반으로 한 자동차 인공지능 서비스 감성 콘텐츠

(1) 운전자와 자동차 환경의 변화

가. 운전자 환경 변화

나. 자동차 인터페이스 환경 변화

A) 음성 인공지능 서비스 동향

B) 로봇 인공지능 서비스 동향

C) 뇌파 인공지능 서비스 동향

(2) 자동차 인공지능 서비스 디자인 방향 제시

가. 자동차 인공지능 서비스 감성 콘텐츠 방향 연구

A) 사용자 시나리오 디자인

B) 공감각 인터페이스 디자인

(3) 결론

2) 자율주행 인공지능(AI) 개발에 활용되는 게임기술

(1) 자율주행 AI의 학습에 이용되는 게임

가. 볼보의 자율주행 시뮬레이터

나. 게임을 이용한 알고리즘 학습의 이점

(2) 자율주행차 개발의 숨은 강자 엔비디아

(3) 레이싱 게임에 활용되는 AI 기술

(4) 확대되는 게임과 AI의 콜라보

2장 스마트 모빌리티와 모빌리티 플랫폼 개발동향

1. 스마트 모빌리티

2. 스마트 모빌리티의 국내외 서비스 동향

1) 자율주행 셔틀 서비스

(1) 자율주행 셔틀 차량 플랫폼 개발 동향

가. 자율주행 서비스를 위한 다양한 차량 플랫폼 개발

나. 해외 자율주행 셔틀 개발 현황

다. 국내 자율주행 셔틀 개발 현황

라. 서비스 목적에 따라 차체 교체가능한 자율주행 셔틀

(2) 자율주행 셔틀 서비스 기술

가. 자율주행 셔틀 Use-case

나. 해외 자율주행 셔틀 서비스 동향

다. 국내 자율주행 셔틀 서비스 동향

(3) 자율셔틀 HMI 기술

2) 스마트주차 서비스

3) 스마트 횡단보도 서비스

4) 수요대응형 모빌리티 서비스(DRT, Demand Responsive Transit)

5) 퍼스널 모빌리티(Personal Mobility) 서비스

(1) 퍼스널 모빌리티

(2) 국내외 퍼스널 모빌리티 및 서비스 개선사례

가. 해외

A) 이탈리아

B) 미국

C) 프랑스

D) 기타 지역

나. 국내

A) 공유자전거 현황

B) 공유킥보드 현황

(3) 초소형 모빌리티(Micro car)

가. 국내 기술 동향

나. 해외 기술 동향

A) 유럽

B) 일본

C) 미국

6) 차량공유 서비스

(1) 해외 서비스 현황

가. 카셰어링

나. 라이드셰어링

다. 해외 공유자동차 정책

(2) 국내 서비스 현황

가. 카셰어링

A) 현황(시간단위 승용차 공동이용 서비스)

B) 사례 1 : 서울시 카셰어링 브랜드 “나눔카”

C) 사례 2 : 쏘카

D) 사례 3: 그린카

E) 문제점

나. 라이드헤일링

A) 현황(운전자 동승 렌터카 서비스)

B) 사례 1 : 우버 X

C) 사례 2 : 타다

D) 문제점

다. 택시헤일링

A) 현황(택시호출앱과 플랫폼택시)

B) 사례 1 : 카카오택시

C) 사례 2 : 마카롱택시

D) 문제점

라. 라이드셰어링/카풀

A) 현황

B) 사례 1 : 카카오카풀

C) 사례 2 : 풀러스

D) 문제점

7) 통합모빌리티 서비스(MaaS, Mobilily as a Service)

3. 국내외 주요 모빌리티 플랫폼 동향

1) 모빌리티 패러다임의 변화

2) 글로벌 빅테크 기업의 모빌리티 플랫폼

(1) 미래 모빌리티의 정체성

(2) 빅테크가 구상중인 모빌리티 플랫폼

가. 빅테크, 차량용 운영시스템(OS) 우선 진출

나. 자율주행 지원 및 활용

(3) 모빌리티 전환기의 변화 방향

가. 경쟁 관계의 변화

나. 가치 사슬의 변화

(4) 글로벌 모빌리티 플랫폼

가. 모빌리티 플랫폼으로 진화

나. MaaS 플랫폼 전략을 명확히 하는 자율주행 도입

다. MaaS 플랫폼 구축에 대한 규제사항

3) 국내 기업의 모빌리티 플랫폼

(1) 한국 모빌리티 플랫폼의 태동

가. 플랫폼 사업 본격 출범: 2021년 4월 시행

A) Type1: 플랫폼 운송사업

B) Type2: 플랫폼 가맹사업

C) Type3: 플랫폼 중개사업

나. 플랫폼 운송사업의 제도화

(2) 한국 모빌리티 플랫폼 시장

가. 한국 택시 시장의 현황

나. 택시업과 신사업자

다. 대리기사 시장

(3) 주요 플레이어의 현황과 전략

가. 카카오모빌리티

나. 쏘카

다. 티맵모빌리티

4) 모빌리티 플랫폼의 미래

(1) MaaS(Mobility as a Service)

가. 소유에서 공유로, 제조에서 서비스로

나. 4차 산업 혁명

다. 장기적인 시장확대

라. 마이크로 모빌리티

(2) 자율주행과 모빌리티

가. AI/자율주행

나. 모빌리티의 자율주행

다. 자율주행-서비스 플랫폼의 기폭제

제 Ⅱ편 친환경 미래차(전기차/수소차)

1장 국내외 친환경 미래차현황 및 대안기술

1. 친환경 미래차 국내외 현황분석

1) 친환경차

(1) 친환경차 범위

(2) 전기차 및 수소차 친환경성

2) 국내 친환경차 관련 현황

(1) 국내 친환경차 종류 및 보급현황

가. 전기차

나. 수소차

(2) 친환경차 보급 목표 및 보조금 지원현황

가. 친환경차 보급목표

나. 친환경차 보조금 지원현황

(3) 친환경차 충전인프라 보급 현황 및 계획

가. 개요 

나. 전기차

다. 수소차

라. 친환경차 충전인프라 관련 법령, 제도

3) 국외 친환경차 관련 현황

(1) 해외 친환경차 보급 전략 및 목표

가. 전기차

나. 수소차

(2) 해외 친환경차 충전인프라 구축 정책 현황

가. 전기차 충전인프라

나. 수소차 충전인프라

2. 친환경차 수출 현황과 경쟁력 진단

1) 수출 현황

2) 수출 경쟁력 진단

3) 향후 전망

3. CO₂ 규제만족을 위한 친환경시대 자동차 기술

1) 친환경 합성연료 ‘e-fuel’ 기술

(1) 온실가스를 줄이는 친환경 합성연료

(2) e-fuel 연구 동향

(3) e-fuel의 장래 전망

2) 내연기관 자동차 기술 고도화

(1) 산업 동향

(2) 기술 개발 동향

가. 마일드 하이브리드차(MHEV)

나. 연장형 전기차(EREV)

(3) 주요국 정책 변화

3) 전기차 사용후 배터리 재사용 활용

(1) 전기차 ‘사용후 배터리’ 현황

(2) 사용후 배터리 재사용 시장 및 활용방안

(3) 전기차 사용후 배터리 활용 국내 동향

가. 환경부

나. 산업부

다. 민간기업

라. 한국자동차연구원

4. 친환경차 시장 동향

1) 수소차

2) 전기차

2장 전기차 최신기술과 이슈 -배터리, 열관리, 충전-

1. 전기자동차 주요동향

1) 전기자동차

2) 전 세계적인 환경규제 강화 대응정책

(1) EU

(2) 중국

(3) 미국

3) 주요국 전기자동차 산업 및 시장전망

(1) 중국

(2) EU

(3) 미국

(4) 일본

(5) 국내

(6) 리튬이차전지 시장 전망

4) 주요 기업 동향 및 산업경쟁력 분석

2. 전기자동차 배터리 관련 기술 연구동향

1) 배터리 기술 및 시장

(1) 배터리 비용 절감 가능성

(2) 급속 충전

(3) 리튬이온 배터리의 2차사용

(4) 리튬이온 배터리 재활용 문제

(5) EV 배터리 재료: 코발트 생산과 가공

(6) 미래 배터리 기술의 잠재력과 중요 재료에 미치는 영향

(7) 차세대 배터리 기술 발전

2) 리튬이온배터리 기술 분석 및 주요기업 동향

(1) 심층 기술 분석

가. 핵심 요소 기술

A) 기본 구동 방식

B) 양극 소재

C) 음극 소재

D) 전해질

E) 분리막

나. 발전 방향 및 개발 트렌드

A) 차세대 리튬 대체 소재 개발 및 음극 정제 단가 확보

B) 안정성이 향상된 고순도 이온전도도 고체 전해질 개발

(2) 주요 기업 분석

3) 배터리 양극소재 기술 연구동향

(1) 전기차용 고성능 배터리의 니켈계 양극소재 기술

가. 전기차 배터리용 고용량 양극소재 필요성

A) 전기차 배터리의 고성능화

B) 고용량화에 따른 수명, 안전성에서의 문제점 대두

나. 니켈계 양극소재 기술개발 방향성

A) 니켈 함량의 지속적인 증가

B) 입자 제어를 통한 기능성의 확장

(2) 리튬이온전지 양극 물질 연구동향

가. 차세대 양극 물질 종류 및 특징

A) 스피넬 화합물

B) 리튬 과잉 산화물(Li rich layered oxide)

C) 니켈 과잉 전이금속 산화물(High Ni NCM)

나. 성능 향상 방안

A) 도핑 (Doping)

B) 표면 처리

C) 세정(Washing) 및 기타

4) 배터리 음극소재 기술 연구동향

(1) 급속 충전이 가능한 리튬이온전지 음극소재 연구 동향

가. 흑연 음극 소재 표면 활성화

나. 실리콘-흑연 복합 음극 소재

다. 흑연 전극 미세구조 제어

(2) 안정한 리튬금속음극 개발

가. 전해질 디자인

나. 리튬이온 플럭스 조절

다. 리튬 핵 생성 조절

5) 이차전지용 분리막 제조기술 및 시장전망

(1) 건식 분리막과 습식 분리막의 제조기술

(2) 이차전지용 분리막 기술 및 시장현황

(3) 유펙스켐社 고기능 이차전지용 분리막 개발

6) 배터리 전해질 소재 연구동향

(1) 리튬이온 이차전지용 고분자 전해질 연구

가. 고분자 전해질

A) 겔 고분자 전해질

B) 고체 고분자 전해질

C) 복합 고분자 전해질

나. 최신 연구 동향

(2) 전고체전지용 산화물/고분자 혼합 고체전해질 연구

가. PEO-LLZO 복합 고체 전해질

나. 신규 고분자-LLZO 복합 고체 전해질

7) 전기자동차 배터리 팩 고밀도화 기술동향

(1) 금속 대체 고분자 복합소재에 기반한 배터리 팩의 경량화 기술

(2) 구조 및 전장 부품 기능 통합화를 통한 배터리 팩 최적화 기술

3. 전기자동차 공조 및 통합 열관리시스템 기술동향

1) 전기자동차 공조 및 통합 열관리 기술

(1) 기술 필요성

(2) 전기차 공조 및 통합 열관리 기술 동향

가. 히트펌프와 냉매

나. 중앙집중형 열관리 모듈

다. 근접공조 기술

2) 전기차 배터리 열관리 관련 연구

(1) 전기차 배터리 냉각 방식

가. 배터리 공기 냉각 시스템

나. 배터리 액체 냉각 시스템

다. 상변화 물질 적용 냉각 시스템

(2) 전기자동차 배터리 안정성 확보를 위한 냉각장치 열특성 연구

가. 연구내용 및 방법

나. 결과 및 고찰

3) 내부열교환기와 TXV를 적용한 자동차용 공조시스템 성능연구

(1) 연구 배경

(2) 주요 부품 모델링

가. 압축기 모델링

나. 응축기 모델링

다. 팽창장치 모델링

라. 증발기 모델링

(3) 결과 및 고찰

4) 무방향성 상편화 냉각판(TGP) 개발

(1) 기술 정의

(2) 핵심 기술 내용

(3) 파급 효과

4. 전기자동차 충전인프라 기술과 충전 플랫폼 동향

1) 전기차 충전인프라

(1) 전기차 충전소 보급의 발전 단계

(2) 전기차 충전소의 종류

(3) 전기차 충전인프라 기술개발 동향

가. 기술 개발 이슈

A) 차량 플랫폼 기술 개발 동향

B) 무선전력전송(Wireless Power Transfer : WPT) 기술 개발 동향

C) 무선충전 기술 표준화 동향

D) 국내외 충전기 기술 표준화 동향

E) 무선충전 기술 개발 동향

나. 생태계 기술 동향

A) 해외 플레이어 동향

B) 국내 플레이어 동향

(4) 국내, 개방형 충전 통신규약 인증

(5) 전기차 충전인프라 특허 동향

가. 연도별 출원동향

나. 국가별 출원현황

다. 주요 출원인 분석

2) 전기차 충전시스템 신기술과 상호운용성 확보를 위한 연구

(1) 초고속 전기차 충전기술 현황

(2) V2G 및 PnC 충전기술

(3) 자동 충전 장치 기술(ACD)

(4) 글로벌 적합성 평가 체계 및 상호운용성 확보 활동

3) 전기차 스마트 충전 플랫폼 모델 연구동향

(1) 국내외 민간업체의 전기차 충전소 구축사례

가. 해외 민간업체 참여자

A) 전기차 충전소 구축을 위한 민간 기업의 노력

B) 민간기업의 충전소 설치사례와 방안분석

나. 국내 전기차 충전소 및 국내 기관

(2) 스마트 충전 기술과 실증

가. 스마트 충전 유형

나. 스마트 충전 기술과 실증

A) TOU

B) V1G

C) V2G

다. 스마트 충전 비즈니스 모델

A) BTM(behind the meter) 서비스

B) TSO/도매 전력시장 서비스

C) DSO 서비스

D) P2P 서비스

E) VPP 서비스

F) CMO 플랫폼 서비스

(3) LBS 기반 전주를 이용한 전기차 충전 플랫폼 설계 제안

가. 전주를 이용한 충전 기술 및 필요성

나. LBS 기반 전기차 충전 플랫폼의 설계

다. 제안하는 전기차 충전 플랫폼의 Front-end 서비스 설계

A) 충전 모니터링 및 과금 서비스

B) 전기차 충전소 중심의 LBS 서비스

라. 제안하는 전기차 충전 플랫폼의 Back-end 서비스 설계

3장 수소차 최신기술과 현황 -연료전지, 저장용기, 충전소-

1. 국내외 수소모빌리티 주요동향

1) 국내외 수소전기차 현황

(1) 국외 수소전기차 현황

가. 국가별 현황과 목표

나. 수소승용차 현황과 전망

A) 시장 현황

B) 시장 전망

다. 수소버스 현황과 전망

A) 시장 현황

B) 시장 전망

라. 수소화물차 현황과 전망

A) 시장 현황

B) 시장 전망

(2) 국외 수소충전소 현황

가. 초기 단계 수소충전소

나. 대형차 수소충전소

(3) 국내 수소전기차 현황

가. 시장 현황

나. 차종별 현황

A) 수소승용차

B) 수소택시

C) 수소버스

D) 수소트럭

다. 국내 시장 출시 전망

(4) 국내 수소충전소 현황

가. 수소충전소 현황

나. 상용차 수소충전소

2) 수소전기차 연료전지 기술동향

(1) 연료전지

(2) 전해질별 연료전지 분류

가. PAFC(인산형 연료전지)

나. SOFC(고체산화물형 연료전지)

다. PEMFC(고체고분자형 연료전지)

(3) 고체산화물 연료전지 분야 최신연구 동향

가. 고체산화물 연료전지 기술개발

A) 고체산화물 연료전지 기본원리

B) 고체산화물 연료전지 소재 종류

나. 고성능 고체산화물 연료전지를 위한 이중층 전해질 기술

A) 고체 전해질의 특징과 종류

B) 이중층 전해질 기술

다. 결론

(4) 고분자 전해질막 연료전지 분야 최신연구 동향

가. 탄화수소계 기반 가교 전해질 막의 연구동향

A) 이온교환 작용기 간의 화학 반응을 통해 제조된 가교 전해질 막

B) 고분자 주쇄에 도입된 작용기와 가교제의 화학 반응으로 제조된 가교 전해질 막

C) 고분자 말단기와 가교제의 화학 반응을 통해 제조된 가교 전해질 막

나. 고분자 전해질 연료전지용 산소환원 촉매의 연구개발

A) 탄소 담지 Pt 촉매

B) Pt 합금 촉매

C) 비귀금속 촉매 

(5) 수소 연료전지시스템 특허동향

가. 수소 연료전지시스템

A) 연도별 출원동향

B) 국가별 출원현황

C) 주요 출원인 분석

나. 수소차 연료전지 출원동향

3) 수소차 차종별 기술개발 현황

(1) 승용차 부문 기술개발

가. 수소승용차 핵심기술과 참여업체

나. 수소승용차 기술개발 목표

다. 연구개발사업 추진 현황

(2) 상용차 부문 기술개발

가. 핵심기술과 참여업체

나. 수소상용차 기술개발 목표

다. 주요 연구개발 사업

4) 안전한 수소전기차를 위한 수소저장용기 개발동향

(1) 수소저장용기 기술개발의 필요성

(2) 수소전기차용 수소저장용기 기술동향

가. 수소 저장용기

A) 압축수소 저장용기

B) 액화수소 저장용기

나. 국내외 기술동향

다. 비정형 수소저장용기 기술동향

A) 개요

B) 플랫폼 공용화와 수소저장용기

라. 수소저장용기 생산기술

A) 필라멘트 와인딩 (Filament Winding)

B) 블레이딩(Braiding)

(3) 수소저장용기 국산화 방향

2. 수소충전소와 수소공급 주요기술 동향

1) 수소충전소와 수소 공급

2) 수소충전소 기술동향

(1) 핵심모듈 기술개발

(2) 수소충전량 계측 기술개발

(3) 테스트 베드형 충전소과 실증활성화

(4) 수소충전 방식 표준화

3) 수소충전용 장비 및 부품 기술동향

(1) 최근 기술 이슈

가. 수소가스 압축기술 및 액화수소기술

나. 수소 충전용 장비/자재 개발

다. 액체수소 저장탱크 개발

(2) 해외 업체 기술동향

가. Linde

나. HONDA MOTOR

다. NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL

라. 일본 HITACHI

마. 프랑스 Air Liquide

(3) 국내 플레이어 동향

가. 현대자동차

나. 효성

다. 엘지전자

라. GS칼텍스

4) 수소충전소 냉각시스템 관련 연구동향

(1) 수소충전소용 프리쿨러를 위한 수소가스 냉각에 관한 연구

가. 연구 배경

나. 실험

다. 결과 및 고찰

(2) 수소충전용 직접 및 간접 냉각시스템 비교 평가 연구

가. 냉동기(chiller system)

A) 냉동시스템

B) 냉매

C) H₂ pre-cooler

나. 수소충전용 냉동시스템 비교

A) 시스템 구성 비교

B) 냉동기(chiller system) 열역학적 모델링을 통한 비교

C) 간접방식 시뮬레이션 결과

D) 직접방식 시뮬레이션 결과

E) 냉동기(chiller system)에 따른 pre-cooler 설계 비교

F) 냉동기(chiller system)에 따른 비용 분석

다. 결론

제 Ⅲ편 차량용 반도체/경량화 

1장 자동차 반도체 및 경량소재/공법 기술동향

1. 자동차 전장 부품산업 연구개발 투자 현황

1) 자동차산업 연구개발 투자

2) 미래차 연구개발 투자

3) 전기전자산업 연구개발

4) 미래차 관련 기술전망

2. 차량용 반도체 산업 주요동향

1) 차량용 반도체 시장 동향

2) 모빌리티 산업 트렌드와 차량용 반도체

(1) 전장화

(2) 연결성 심화

(3) 자동화

3) 모빌리티 인공지능 반도체 기술동향

(1) 자율주행 혁신을 주도하는 인공지능 시스템반도체

가. 시스템반도체 적용 확대

나. 자동차용 기능안전 대응을 위한 인공지능 시스템반도체

다. 네트워크 기술 진화

A) CAN(Controller Area Network)

B) CAN-FD(CAN with Flexible Data rate)

C) 이더넷(Ethernet)

라. 자율주행을 위한 C-V2X 기반 시스템반도체

A) Cellular-V2X(C-V2X) 기반 시스템반도체

(2) 경량 인공지능 반도체 개발동향

가. 해외 기술 동향

A) 글로벌 기업의 인공지능 반도체 개발 및 공격적 M&A

B) 뉴로모픽 하드웨어 제품화

C) 학습 가능한 경량 엣지 디바이스 R&D 경쟁 심화

D) 저전력 MCU/NoC 및 센서 인터페이스 기술

나. 국내 기술 동향

A) 저전력 엣지 디바이스를 위한 온칩 러닝 및 지능형 엔진 기술

B) 저전력 MCU 및 NoC 기술

C) 센서 인터페이스 기술

D) 국내 산업체 동향

4) 차량용 지능형 반도체 특허동향 분석

(1) 해외 플레이어 특허 동향

가. 연도별 출원 동향

나. 국가별 출원 동향(건수)

(2) 국내 플레이어 특허 동향

가. 연도별 출원 동향

나. 국가별 출원 동향(건수)

3. 차체 경량화소재 및 생산공정 기술동향

1) 경량화 산업 이슈

2) 자동차 초경량소재 주요기업

(1) 해외 동향

(2) 국내 동향

3) 자동차 경량소재 및 신공법 연구 동향

(1) 재질 변경 통한 자동차 부품 경량화

가. 알루미늄 소재

나. 마그네슘 소재

다. 플라스틱 소재

라. 고장력강 소재

(2) 현대자동차에 적용된 다양한 신소재 관련 기술

가. 차체 경량화를 위한 초저비중 보디실러

나. 강성과 무게를 동시에 만족하는 초고강도 강판

다. 모터스포츠에서 주목받은 탄소섬유 복합재

라. 뛰어난 방수와 방오 기능을 품은 알칸타라

마. 언제나 투명한 신소재 램프 커버

(3) 자동차 차체 경량화 생산 공정의 경쟁력

가. 핫스템핑 공법의 현황

나. 핫스템핑 공법을 활용한 제품 생산의 보편화

다. 핫스템핑 공법을 활용한 제품 생산운영방식

라. 제품 생산 공정능력의 한계

마. 핫스탬핑 기술 특허동향

(4) 열가소성 복합재 적용 자동차 도어 임팩트 빔 개발

가. 연구 배경

나. 도어 임팩트 빔 설계

A) 인서트 사출 빔 기본 설계

B) 구조 해석

다. 시생산

A) 인서트 공정

B) 사출 공정

라. 성능 평가

마. 결론

(5) 직조 방법에 따른 복합재 파티션 패널의 구조 해석

가. 연구 배경

나. 파티션 패널 모델

A) 대상 파티션 패널 형상

B) 적용 물성

다. 파티션 패널 해석 모델

A) 해석 모델

B) 해석 조건

라. 복합재 파티션 패널의 최적 설계

A) 섬유 배향 각도 및 적층 순서 최적 설계

B) 최적 설계 결과

마. 파티션 패널의 구조 해석

A) 강도 및 강성 해석 결과

바. 결론

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