초소형 전기차의 사용성 개선 및 커넥티드 카 기술 기반 빅데이터 시스템 연구

Abstract

국내 자동차 시장은 꾸준한 기술성장을 통해 내연기관 자동차뿐만 아니라 전기 및 수소 연료의 보급을 통한 친환경 연료 차량 개발에 큰 노력을 기울이고 있다. 또한, 범세계적으로 내연기관 자동차의 대체에너지인 친환경 에너지를 사용하기 위한 규제가 강화되고, 친환경 자동차의 생산을 늘리기 위한 다양한 정책을 펼치고 있다. 이러한 산업의 패러다임이 변화하는 큰 이유는 가구의 수가 증가하고 인구 고령화 등의 사회적 변화로 인해 교통량이 증가하였고, 자동차 수가 점차 늘어난 것에 있다. 자동차 수가 지속해서 증가하고 내연기관 자동차에서 나오는 배기가스가 환경 오염의 가장 큰 요인이기 때문이다. 내연기관 자동차의 지속적인 탄소 배출로 인해 대기오염 문제와 미세먼지 발생 등 환경 문제가 심각해지고, 이에 따른 대체에너지의 보급을 위한 친환경 에너지 분야의 산업이 발전되고 있다. 앞서 언급한 심각한 대기 환경 문제로 인해, 자동차산업은 가솔린 및 디젤의 연료를 사용하는 내연기관 자동차를 대체하기 위한 노력을 하고 있다. 전 세계적으로 자동차 생산기업들은 전기차와 수소차의 생산을 늘리고 있으며, 정부 기관에서는 충전시스템 구축과 다양한 지원 정책 등을 통해서 친환경 자동차의 산업을 확대해 나아가고 있다. 현재의 자동차산업 동향은 내연기관 자동차 생산 및 판매가 점차 줄어들고 있으며, 친환경 자동차 생산을 통해 점차 공급을 확대해 나아갈 전망이다. 수요 측면에서도 환경보전에 대한 인식과 경제적 효율 때문에 전기차의 수요가 점점 증가하고 있는 것을 볼 수 있다. 이러한 시장의 변화를 통해 전기차의 생산은 점차 늘어나고 있으며, 소비자의 다양한 생활 방식과 차량 이용 목적을 맞추기 위해 전기차의 형태도 다양해 지고 있다. 전기차의 형태는 일반적인 승용차 형태뿐만 아니라, 경형 자동차, SUV(Sport Utility Vehicle) 등 다양한 모델이 출시되고 있다. 전기차의 다양한 모델이 출시되면서 근거리 이동 목적이나 출·퇴근에 적합한 초소형 전기차(Micro Electric Vehicles) 모델도 많은 공급이 이루어지고 있다. 다양한 전기차 중에서도, 초소형 전기차는 1~2인이 타고 다니며 경차보다 작은 가장 경제적인 전기차이다. 주로 도심 내에 근거리를 이동하며 중·장거리 이하의 거리를 주행한다. 우리나라에서는 배기량이 250cc 이하이고 전기차의 경우 15kW 이하인 자동차를 초소형자동차로 규정하고 있다. 생산 차종의 다변화와 함께, 미래형 모빌리티 시장이 성장하면서 이동수단의 형태가 점차 다양화되고 초소형 전기차의 수요도 함께 상승하고 있다. 초소형 전기차의 생산은 해외기업뿐만 아니라 국내 기업들도 전기차의 형태를 다양화하면서 출시하고 있으며, 소비자의 다양한 용도와 사용 목적에 맞추어 여러 기업에서 초소형 전기차를 생산하고 있다. 이러한 초소형 전기차는 전기를 동력으로 움직이기 때문에 배기가스가 발생하지 않아 친환경적이며 정부에서도 2012년부터 전기차 구매 시 보조금 지원을 통해 전기차의 보급 및 사용 확대에 나서고 있다. 초소형 전기차를 사용하는 주요 목적으로는 일반적인 이동수단뿐만 아니라 화물이나 운반목적의 배달용과 근거리 업무 목적으로도 많이 사용되고 있다. 초소형 전기차는 이륜차를 대체할 수 있는 작은 크기를 가지고 있고 차량을 유지하는 면에서 경제적인 부담감이 적다. 또한, 이륜차보다 훨씬 더 안전성이 확보되어 초소형 전기차의 수요는 점차 늘어나고 있다. 반면, 초소형 전기차는 사용자의 편의 기능이나 안전성 측면에서 소비자들의 다양한 요구(Needs)가 발생 되고 있다. 초소형 전기차를 사용해 본 운전자들은 차량의 편의 기능과 안전장치 등이 아직 미비하다는 의견을 많이 제시하고 있으며, 많은 언론 기사를 통해서도 확인할 수 있다. 초소형 전기차의 사용자 측면에서 불편한 점을 파악하여 개선하고 안전성을 더욱더 확보한다면 초소형 전기차의 수요가 확대될 것이다. 본 논문에서는 이러한 자동차산업의 패러다임 변화에 따라 발전하는 친환경 자동차 중에서 초소형 전기차의 사용성 개선을 연구한다. 또한, 차량의 운전자와 소통하는 커넥티드 카(Connected car) 시스템을 연구하고 사용자 편의성을 향상하는 방안을 연구하였다. 나아가 빅데이터를 수집할 수 있는 시스템을 설계하여 다양한 플랫폼과 연계될 수 있는 실험을 진행하였다. 연구의 당위성 및 결론 도출을 위한 분석 단계는 다음과 같다. 첫 번째, 초소형 전기차가 가지고 있는 만족도 및 위험성을 분석하고 이를 통해 필요한 사용성 개선 요소가 무엇인지 분석하였다. 두 번째, 필요한 개선 요소들의 기능을 구현하기 위해서는 어떠한 설계가 구상되어야 하고 하드웨어 장비와 소프트웨어가 어떻게 연동되어야 하는가를 연구 구상하였다. 세 번째, 이를 기반으로 커넥티드 카 시스템의 프로토타입을 개발하여 실험연구를 진행하였다. 종합적으로 초소형 전기차의 사용성 분석을 기반으로 하여 초소형 전기차에서 커넥티드 카 시스템의 개발 항목을 도출하였고, 프로토타입의 실험을 통해 연구의 당위성을 도출하였다. 설문조사 및 실험을 통한 결론으로, 초소형 전기차의 사용성 개선을 위해서는 차량의 편의성과 안전성을 증대시키는 것이 가장 필요하였다. 이러한 결론을 도출하고 편의성 개선을 위해서 차량의 정보전달 요소와 안전 보조 기능을 설계 구상하였다. 추가로, 커넥티드 시스템을 구상하고, 다양한 플랫폼 사업에 적용 가능한 빅데이터 수집 시스템을 제안하였다. 본 연구를 통해 초소형 전기차의 사용성이 더욱더 개선되고 산업에 활용되어 국내 및 전 세계 마이크로 모빌리티 시장이 더욱더 발전되기를 기대한다.