자동차 전자 · 정보화 기술동향` 2002. 5. 2. 카트로닉스연구소

▣ 진행 순서 자동차 생산 규모 자동차 산업 동향 자동차 산업의 모듈(Module)화 동향 자동차 전자 · 정보화 개발 동향 ▣ 진행 순서 자동차 생산 규모 자동차 산업 동향 자동차 산업의 모듈(Module)화 동향 자동차 전자 · 정보화 개발 동향 환경 · 에너지 분야 안전 · 편의성 분야 통신 · 정보화 분야 미래 선행 기술

▣ 자동차 생산 규모 전세계 자동차 생산 규모 (2000년 기준 : 5,976만대) Eastern 5.1% Europe ▣ 자동차 생산 규모 전세계 자동차 생산 규모 (2000년 기준 : 5,976만대) Eastern 5.1% Europe Western Europe 29.5% Middle East 1.2% North America 29.6% Asia-Pacific 30.0% Africa 0.8% Central & South America 3.7%

자동차 업체별 생산 규모 (Global Top-10, 2000년 기준)

국내 자동차 생산 규모 2001년 생산 : 295만대 (수출 150만대 / 내수 145만대)

▣ 자동차 산업 동향 세계 자동차산업의 환경변화와 메이커의 전략 규 모 국 제 화 유 연 성 환경 및 구조변화 필요 기본역량 ▣ 자동차 산업 동향 세계 자동차산업의 환경변화와 메이커의 전략 환경 및 구조변화 필요 기본역량 메이커의 전략 ◈ 공급과잉 ㅇ 과잉설비 2천만대 ㅇ 가동율 75%이하로 하강 ◈ M&A와 전략적 제휴 ㅇ 합병을 통한 규모키우기 ㅇ 제휴로 취약점 보완 ◈ R&D 비용 증대 ㅇ 환경 안전규제 강화 ㅇ 자동차의 전자화 급진전 규 모 ◈ 플랫폼 통합 ㅇ 플랫폼당 100만대 생산 ㅇ 플랫폼당 모델수 증가 ◈ 차종경쟁 가속화 ㅇ 소형차 개발 경쟁 ㅇ RV 시장 팽창 국 제 화 ◈ 생산방식 혁신 ㅇ 일본식 부품조달체계 ㅇ 인적자원관리의 쇄신 ◈ WTO/블럭화 ㅇ 무역 및 투자 자유화 ㅇ 현지 생산체제의 확산 유 연 성 ◈ 글로벌 생산체제 구축 ㅇ 개발-조달-생산-판매 ㅇ 전세계 네트웍 통합운영

전략적 제휴 전략적 제휴 형태 (업계 재편) 자본제휴 기술제휴 제품/지역 보완 · 경영 Know-how 흡수 · 투자 경영자본의 유입 - 자본/기술/Global 생산체제 기술제휴 · 부족한 분야의 기술을 상호 보완 · 개발 투자비 억제 전략적 제휴 (업계 재편) · 차급별 제품보완 → Full Line Up · 판매지역 보완 → 지역편중도 해소 제품/지역 보완 · 세계표준을 목표로 한 공동개발 · 개발투자비 분담

제휴 현황 1) 세계자동차시장 주요업체 각축전 2) 국내자동차업체 제휴·인수 관계 GM 포드 르노 3파전 폴크스바겐 아우디 오 펠 사 브 피아트 이스즈 스즈키 포드 재규어 볼 보 마쓰다 랜드로버(SUV) 다임러 크라이슬러 GM 르노·닛산 현대 ·기아차 대우·쌍용차 삼성차 (486만대) 지분 10% 인수 (258만대) 르노 닛산 삼성차 3파전 (12만대) (7만대) 폴크스바겐 아우디 다임러 크라이슬러 미쓰비시 현대·기아차 인수 예정 인수 도요타 (847만대) (491만대) 혼다 BMW *( )안은 판매대수 푸조 시트로앵

▣ 자동차 산업의 모듈(Module)화 동향 개 요 ▶ 완성차 라인에서 각각 조립되던 여러 부품을 부위별 또는 연관 부품별로 미리 조립하여 하나의 UNIT로 공급하는 생산 방식 ▶ 모듈화는 완성차의 축소판으로, 완성차 기술을 모듈업체가 주도하는 추세로 전환 모듈화의 필요성 품질경쟁력 확보 완성차 국제경쟁력 강화 기술 경쟁력 강 화 생산성 향상 원가경쟁력 확보

모듈 분야 Cockpit Module(운전석 모듈) Chassis Module(Rear) Front-End Module Chassis Module(Front)

품 질 향 상 원 가 절 감 일 정 단 축 기 타 효 과 국제 경쟁력 강화 Quality Cost Delivery 모듈화의 장점 품 질 향 상 원 가 절 감 일 정 단 축 기 타 효 과 국제 경쟁력 강화 Quality Cost Delivery - Module 단위 동시설계 -단품에서 Module 단위 품질보증 -부품 및 조립공수 축소 - 부품 설계와 개발을 동시수행 - 설계업무 이관으로 조직 SLIM화 - 개발기간 단축으로 소비자 Needs 대응 -부품 공용화 및 단순화 -구성부품 중량 및 수량 축소 -생산 LINE 단순화로 노무비 및 경비 절감 -PLATFORM 공용화로 모델 다양화 -JIT 공급으로 재고 최소화, 물류 단순화 -SYSTEM INTEGRATOR 육성

모듈화의 효과 모듈 업체 완성차 업체 부품 업체 ▶ MAIN LINE 공수 절감으로 생산성 향상 ▶ 전문화 기술 개발 - 완성차 국제 경쟁력 향상 - 부품 업체 기술 지원 (리드) ▶ MODULE 화에 따른 원가절감 - 부품 통합 및 중량 감소 - 생산성 향상 (작업자세 개선) ▶ MAIN LINE 공수 절감으로 생산성 향상 ▶ 물류 혁신 (JUST IN TIME) 으로 자재 및 완성차 재고 감소 ▶ 관리 SLIM 화 - 자재, 품질, 업체관리 간소화 부품 업체 ▶ 표준화, 공용화, 기술 이전 - 대량 생산으로 안정적 품질 확보

(Shock Absorber, Strut) (Control Units, Cluster) 모듈화 현황 Steering System (Strg G/Box, Knuckle) Suspension System (Shock Absorber, Strut) Brake System (Disk, Caliper) Powertrain System (CV Joint) Components (Cradle, Arm, etc) Chassis Module Climatic System (Aircon, Blower Unit) Safety System (Airbag) Audio System Electronic System (Control Units, Cluster) Instrument Panel Cockpit Module (Duct, Fascia, etc) -. MODULE 단위의 수주, 개발, 공급을 담당하는 MODULE화 전문기업은 MODULE의 구성 SYSTEM 개발 및 관리능력이 필요함 -. 따라서 MODULE을 구성하는 SYSTEM의 핵심에 대해서는 설계 및 생산 능력이 반드시 필요

▣ 차량 전자 · 정보화 개발 방향 자동차의 미래 전장품의 미래 기 술 면 : 아날로그 → 디지털 → 정보통신 기술 문화 ▣ 차량 전자 · 정보화 개발 방향 자동차의 미래 기 술 면 : 아날로그 → 디지털 → 정보통신 기술 기 능 면 : 이동수단 → 문화공간 및 업무보조 기능 편 의 성 : 안락위주 → 안전과 정보전달 매개 역할 안 전 성 : 하드웨어 → 지능형 안전 시스템 문화 휴식 업무 공간 전장품의 미래 차량용 고급 미디어 채용 : A/V, Navigation, DVD Mobile Office 구현 : 텔레매틱스(Telematics) 지능형 교통시스템(ITS) 적용 : 자동운전, 광역교통제어 자동차 안전기술 향상 : Smart Airbag 및 ASV 등 정보 통신 과의 융합

▣ 차량 전자 · 정보 분야별 연구 분야 1) 환경 · 에너지 2) 안전 · 편의성 3) 통신 · 정보화 ▣ 차량 전자 · 정보 분야별 연구 분야 1) 환경 · 에너지 초저연비 저공해/무공해 정밀 고도 제어 차량 개발 미래 연료 기술 : EV, HEV, FCEV 전기 전자화 부품 기술 : 42 Volt System, X-by-Wire 2) 안전 · 편의성 선진 안전시스템 구현 Advanced Air Bag / ESP (Electrical Stability Program) ASV (Advanced Safety Vehicle) 3) 통신 · 정보화 Mobile Office 구현 In-Vehicle Network Telematics / DIS (Driver Information System) ITS (Intelligent Transport System)

▣ 환경 · 에너지 분야 개발 동향 배경 및 필요성 대기오염 지구 온난화 에너지 배기가스 규제강화 저 연비화 ▣ 환경 · 에너지 분야 개발 동향 배경 및 필요성 대기오염 지구 온난화 에너지 유해 배기가스(HC, CO, NOx) 규제 대기온실효과 (CO2 규제) 석유자원 고갈 배기가스 규제강화 저 연비화 동력시스템의 저 연비화 대체에너지 개발 연구개발 전략적제휴 저공해 자동차의 일정 비율 의무화 신개념 동력시스템 - 전기식 - 전기식+기계식 - FCEV - CARB - EURO - 소형경량화 - 주행저항 저감 - 초저연비화 2-Liter Car 개발 GM+Toyota Ford+Benz 전기자동차 (배터리, 연료전지) 하이브리드 전기차

미래형 자동차의 발전단계 상품 고급화 연료전지 자동차 하이브리드 전기차 100% 60% 250% ULEV SULEV ZEV 술 적 난 이 도 화학 에너지 직접식 (수소) 간접식 (메탈올, 가솔린) 연료전지 자동차 석유 + 전기 병렬형 복합형 전기자동차 직렬형 하이브리드 전기차 석유 희박연소 직분식 가솔린 디젤 2행정 기술지표 성능지표 100% 60% 250% 초저연비화 초저공해화 ULEV SULEV ZEV

대체 에너지 차량 개발 현황 등가연비 [km/ℓ] 하이브리드 전기차 연료전지 자동차 25 13 신기술 엔진개발 양산 시제 선행 4인승 승용차 기준 등가연비 [km/ℓ] 하이브리드 전기차 현대 F/CELL GM “PRECEPT” 현대 HEV 차량-2 FORD “PRODIGY” BENZ “NeCar” HONDA “FCX” HONDA “INSIGHT” (2인승) RENAULT “HYMNE” 연료전지 자동차 현대 HEV 차량-1 25 TOYOTA “PRIUS” AUDI “DUO” CITROEN “DYNALTO” 현대 HEV 엔진-1 현대 HEV 엔진-1 M/T 일반차량 13 CVT 일반차량 신기술 엔진개발 A/T 일반차량 규제법규 HC CO NOx TIER 1 TLEV LEV ULEV (SULEV) ZEV 0.15 0.08 0.05 0.025 0.01 0 2.11 2.11 2.11 1.06 0.60 0 0.25 0.25 0.12 0.12 0.05 0 배기가스배출량 [g/km ]

42V HEV 42V System 외적 요인 내적 요인 HEV 차량 개발 42V 전원 체계 차량 개발 고객의 안전성/편의성 추구 연비/배기 가스 규제 강화 내적 요인 신기술 부품 개발 적용확대 전기 파워 소모량 증가 전기 부하 급증(LZ4.5: 1.9kW) 14V계 전원 한계 예상 (≒3kW) 파워 증대 요구 1차 : 1950년대 7V → 14V화 2차 : 20xx년대 14V → 42V화 42V HEV 고 효율 고 용량 발전시스템 - 디젤,가솔린 LPG용 신 구동 시스템 HEV 차량 개발 42V 전원 체계 차량 개발 전력변환 기술 (모터 제어 기술) Idle Stop

42V System 의 구성 DC/DC Converter 42V 14V 14V bus Power Distribution Box 14V Systems 12V Battery Storage Charging Power Distribution Box 42V ISA or BIGS 42V bus 42V Systems 36V Battery Starting Charging

42V System 의 개발 효과 Braking 시 엔진 브레이크 엔진이 IGS 를 강제 회전 IGS 발전 mode Idle 시 엔진 정지 (연료 절감, 매연 감소) 가속시 IGS 의 Motoring (연료 절감) Braking 시 엔진 브레이크 엔진이 IGS 를 강제 회전 IGS 발전 mode Battery 전력 충전 잉여 에너지 저장 (가속시 motoring 등에 사용) 기존의 ECU, TCU 와의 최적화 제어 알고리듬

42V System 연구분야 ECU류 스위치/커넥터/릴레이 스타터/알터네이터 W/Harness, Cables, Fuse Box INVERTER, DC/DC 신뢰성 배터리 램프류 공조시스템 신기술(X-by-Wire) 모터/Actuators

▣ 안전 · 편의성 분야 개발 동향 AIR BAG SYSTEM ABS / ESP SYSTEM ◐ ADVANCED AIR BAG ☞ 승객 체형/위치/자세 대응 ◐ CURTAIN AIR BAG ☞ 측면 및 두부 충격 보호 차량 전복 대응 시스템 CONVENTIONAL ☞ 단일 모드 BRAKE BY WIRE (EMB) ☞ 유압 → 전동 모터 ☞ 신 개념 제동 시스템 ESP (VDC) ☞ 주행 안정성 향상 ☞ 제어 기술 향상 ABS / TCS ☞ LOCK/SPIN 방지

Advanced Air Bag System

ASV (Advanced Safety Vehicle) 선진제어기술을 이용하여 주행안전성(예방안전, 사고회피, 전자동운전, 충돌안전, 운전자 보조)을 향상시키기 위해 연구 개발되고 있는 자동차 지능화 기술을 의미 후방감시 카메라 전방감시 카메라 EPS 전방차량 감시장치

ASV (Advanced Safety Vehicle) - 동영상 주차보조시스템 자율운행시스템 EPS / ESP

▣ 통신 · 정보화 분야 개발 동향 Mobile Multimedia 발전 동향 모바일 멀티미디어 오디오 / 비디오 통신매체 통 항 법 장 치 저장매체 인식방법 차량정보 + 편의 + 교통정보 전자 상거래 CD [지도’방향] DVD [지도] 통신 [방향] 통신 [지도] 위성 모션 DVD (30GB) 테이프 CD/MD/DVD 반도체메모리 DVD(17GB) 디지털(14.4KB) 아나로그(9.6KB) 디지털(1MB) 불루투스(10MB) 생체인식 음성인식/합성 버튼/화면터치 위성라디오 아나로그 라디오 테이프 라디오문자방송 아나로그TV DVD AV 디지털 라디오 MP3 디지털 TV방송 ’00 ~ ‘10 주문형오디오/비디오 불루투스(2MB) 차량안전 편의정보 인 터 넷 오 락 라디오문자방송 아나로그 TV

IVN (In-Vehicle Network] 파워트레인/샤시 바디전장(편의장치) 멀티미디어 시스템 구성예 ENG ECU TCU ETS ECS ABS/TCS VDC Gateway (미사용) DDM ADM SRS I/P cluster BCM LIGHT P/Seat BWS T/LAMP A/CON H/Lamp 모니터 H/UNIT NAVI ATOM 리어모니터 라디오앰프 CDC 파워트레인(Hi-Speed) 바디(Lo-Speed) 방향 1. 표준화 안 : CAN-Hi SPEED (500 kbps) 2. 적용범위 : 엔진, T/M, 샤시 1. 표준화 안 : CAN-Lo SPEED (10 kbps) 2. 적용범위 : 바디제어 및 편의장치 1. 표준화 안 : MOST 광통신 (24 Mbps) 2. 적용범위 : MULTI-MEDIA

AEES (Advanced Electrical & Electronics System) ADM : Assist Door Module RAM : Rear Area Module RAM ADM ECS EPS PCU IPM DDM FAM DDM : Driver Door Module IPM : In-Panel Module FAM : Front Area Module ABS PCU : Powertrain Control Unit ABS : Anti-Lock Brake System EPS : Electronic Power Steering ECS : Electronic Control Suspension CAN-B (Low Speed CAN) : 125kbps CAN-C (High Speed CAN) : 500kbps

Power Distribution Circuit AEES System Block & Additional System Low Speed CAN FAM ControlPart Power Distribution Circuit IPM Control Part RAM DDM ADM IMS Cluster PCU ABS HI-SCAN IMS SW High Speed CAN PIC ECU K Line SCI Rx TPMS Tx Key FOB Ext. Rx MSL M/F SW Driver Switch Panel LIN Comm. AEES Modules Module on Network Options

MOST (Media Oriented Systems Transport) 주변기기들의 빠른 증가와 멀티미디어화에 따른 대용량 데이터처리를 위한 광통신 Network로 24Mbps의 전송 속도로 음성인식, 네비게이션, 엔터테인먼트시스템에 MOST적용시 기존 WIR’G 무게 4.5kg(길이 250m)감소효과 변경전 Speaker Front Monitor 12ea 20ea 16ea 6ea 집중 KEY 6ea Amplifier 9ea Rear Monitor 12ea 13ea Tuner Unit AV Head Unit VCDC 5ea Trip Computer 13ea Navi. Unit 변경후 Speaker Front Monitor Fiber Optic Cable 12ea Amplifier 20ea 6ea 집중 KEY 9ea Rear Monitor 13ea Tuner Unit VCDC AV Head Unit 5ea Trip Computer Navi. Unit

Telematics Telematics는 통신(Telecommunication)과 정보과학(Informatics)의 합성어로 자동차와 컴퓨터, 이동통신 기술의 결합을 의미 통신업체 차량정보센터 GPS 위성 자동차(텔레매틱스 단말기) 위치정보 전용회선 텔레매틱스 단말기 - 비상구난/차량안전 기능 - 차량항법/교통정보 기능 - 정보 및 오락 기능 - 무선데이터통신 기능 인터넷망 차량 사용자 정보 프로그램(컨텐츠) 개발 및 제공

주요 Telematics 서비스 현황 자동차 업체 서비스 명 주요 제공 서비스 비 고 해 외 G.M OnStar 비 고 해 외 G.M OnStar 긴급구난 / 경로안내 / 원격도어잠금 1996 서비스 실시 D.C TeleAid 교통정보 1997 서비스 실시 Ford WingCast 음성인식기능 제공 1998 서비스 실시 Toyota MONET 차량항법 / 사고지원 / POI 정보제공 국내 현 대 미 정 - 2002 서비스 예정 대 우 드림넷 경로안내 / 교통정보 2001 서비스 실시 S K 엔트렉 2002 서비스 실시

세계 Telematics 단말기 시장 수입 예상 23.4 US$ Bn 14.1 9.5 8 5.6 5.8 5.9 4.5 3.8 2.2 1.6 1.8 “2001. 2. Strategy Analytics사 자료인용”

Dynamic Entertainment Driver Information System DIS (Driver Information System] 차량의 Multimedia On-Line Upgrade On-Line을 통한 S/W의 유지보수 및 Upgrade 가능 항상 최신의 컨텐츠 제공 진보된 User Interface 및 단순조작에 의한 기능구현 향상된 멀티미디어 시스템 적용 첨단 Multimedia 통합 시스템 구조 유연한 Cockpit 전자·정보 시스템 통합화 Dynamic Entertainment 차량 Entertainment Driver Information System 다양한 외부 Multimedia기기의 확장 MOST를 통한 고속 Network 구현 원가절감 사용 편의성 증대

차세대 정보 단말기 → Telematics 서비스 첨단 Cockpit 시스템 차내 무선 네트워크(Bluetooth) 차내 멀티미디어 네트워크(MOST) 차세대 정보 단말기 → Telematics 서비스

개방형 시스템 구조의 필요성 현 차량 시스템 효 과 차량용 Multimedia, Computing, Communication 장치의 증가 Vehicle Network의 표준화 (AMI-C, IDB-C, MOST) Time-to-Market 및 시스템 성능 Upgrade 현 차량 시스템 개방형 시스템 Device 독립형 - 기능별 별도의 유닛 채용 - 조작 키 분산 배치 및 복잡 소프트웨어 통합형 - 기능 통합형 유닛 적용 - 조작 키 통합 및 단순화 차종별 적용사양 상이 - 차종별 적용 하드웨어 및 소프트웨어 별도 개발 - 기능 추가/변경시 소요시간 과다 표준화 및 공용화 - 공용 하드웨어 및 소프트웨어 플랫폼 적용 응용소프트웨어의 변경만으로 기능 추가/변경 용이 효 과 운전자 / 승무원에게 보다 향상된 편의성 제공 차량 내 하드웨어 / 소프트웨어의 표준화 및 공용화를 구현 시스템 신뢰성 확보 및 비용 절감

mobileGTTM Hardware Development Platform Telematics / DIS Architecture Main Module Base Bundle Content Applications Embedded GUI Man Machine Interface Radio Video Navigation Cell Phone Voice Recognition Speech PIM Browser Email Java Applications Virtual Machine Operating System Operating System Services/Drivers Graphics Comms TCP/IP Flash File system Audio Main CPU Board Modules mobileGTTM Hardware Development Platform TFT-LCD & Touch screen MIC & Speaker MOST External Modules Radio Bluetooth MOST GPS CDMA CAN DSRC LIN Others

▣ 미래 선행 기술 ITS (Intelligent Transport System) ▣ 미래 선행 기술 ITS (Intelligent Transport System) 첨단 교통관리 시스템 (ATMS, Advanced Traffic Management System) 첨단 교통정보 시스템 (ATIS, Advanced Traveler Information System) 첨단 차량 및 도로 시스템 (AVHS, Advanced Vehicle & Highway System) 첨단 대중교통 시스템 (APTS, Advanced Pubic Transportation System) 첨단 화물운송 시스템 (CVO, Commercial Vehicle Operations)

ETCS 첨단 교통관리 시스템 (ATMS) ► 교통량에 따라 신호주기 자동 조절 ► 교통량에 따라 신호주기 자동 조절 ► 고속도로 유입교통량 자동 조절 / 통행료 자동징수, 무인 자동단속 자동 요금징수 무인 교통단속 과적차량 단속 ETCS 차량인식 속도감지/ 차량인식 제어장치 제어장치 무게감지 센서 제어장치

첨단 교통정보 시스템 (ATIS) 교통 정보 ► 운전자에게 교통상황, 최적운행경로 제공 ► 운전자에게 교통상황, 최적운행경로 제공 ► 사고 등 돌발적 교통상황 정보 수집, 제공 차량 내 모니터 교통정보센터 교통 정보 ARS,FM-DARC 문자다중방송 PC 센서

첨단 차량 및 도로 시스템 (AVHS) ► 차량간격자동조정, 군집운행, 무인자동운전도로 ► 차량간격자동조정, 군집운행, 무인자동운전도로 ► 위험정보제공으로 인한 안전성 높은 차량개발 위험정보 제공 차량간격 자동조정 위험정보 사고감지 사고처리 자동주행 제어장치 센서/히터 결빙방지

디지털 위성 라디오 (Digital Audio Broadcasting) 아나로그 신호를 디지털로 변환 → 지상파 (Terrestrial) 또는 통신위성 (Satellite)을 통해 방송 CD 수준 디지털 음질 + 각종 부가정보 서비스 + 세분화된 다양한 채널의 방송 제공 가능 1. 전송방법 위성－１ 위성－２ MUSIC, Visual Data, etc 위성파 지상파 차량라디오 수신기 지상 중계국 (Repeater) 방송 프로그램 공급사 (지상 방송국)

CUSTOMER SATISFACTION ▣ 현대모비스 전자사업 TECHNOLOGY ORIENT CUSTOMER SATISFACTION 샤시모듈 COCKPIT 모듈 Front End 모듈 ▣ 기술중심의 모듈 Supplier이며 System Integrator로 발전 ▣ 핵심 기술은 전자정보 부품개발 및 시스템 통합 기술을 중심으로 중점 육성 ▣ 제조는 한국중심의 아시아, 북미, 유럽의 3대권역을 기반으로 2010년까지 Global Top 10에 진입

[ 2010년 매출 13조원, Global Top 10 자동차부품 전문회사 ] VISION 2010 [ 2010년 매출 13조원, Global Top 10 자동차부품 전문회사 ] 단위 : 억원 구 분 2002P … 2005P … 2010P 매출액 32,775 … 80,000 … 130,000 (해외생산 포함) 130,000 년도별 매출액 목표 80,000 32,775 …………………. …………………. 2002P 2005P 2010P

정보통신과 자동차의 만남 자동차의 정보통신 세계로 당신을 초대합니다. 감사합니다. 현대모비스 카트로닉스연구소