최근 대기오염과 지구온난화 등의 환경문제와 에너지문제가 세계적인 관심사로 부각되면서 저공해/고효율 차량인 그린카(HEV, BEV, FCEV)에 대한 관심이 고조되고 있다. 이에 정부는 ‘저탄소 녹색성장’ 패러다임을 제시하면서 ‘한국을 세계 4대 그린카 강국으로 발돋움 하겠다’는 전략을 세우고 있다. 이러한 상황에서 한양대학교 ECAD연구실(이하 ECAD연구실/지도교수 홍정표 교수)은 그린카(HEV, BEV, FCEV)의 핵심 구동원인 각종 전동기 설계ㆍ개발, 가전 및 군용 고효율 전동기 개발, 대용량 초전도 전력기기 설계, Electro-Mechanical System 설계ㆍ해석을 위한 Multi-Physics 연구, 전자장 수치해석 프로그램 개발을 주 연구과제로 삼아 활발한 연구를 진행하고 있어 주목받고 있다.
친환경 그린카 시대 여는데 일조
ECAD연구실은 2000년 창원대학교 설립된 연구실을 모태로 2006년에 한양대 자동차공학과로 이전해 지금의 체계를 갖추게 되었으며, ECAD연구를 이끌고 있는 홍정표 교수는 자타가 인정하는 이 분야의 전문가로 알려져 있어 이들의 행보에 더욱 귀추가 주목되고 있다.
홍정표 교수는 “화석연료의 고갈과 온실가스 배출 감축 등의 움직임이 가속화되면서 국내 전기 생산량의 약 60%를 소모하고 있는 전기구동시스템에 대한 중요성이 커지고 있습니다”라며 “전체 에너지 소비량의 16%가량을 점유하고 있는 자동차 산업분야는 녹색성장 중 핵심분야로 국가에서도 이미 저탄소 녹색성장기본법 제정을 통해 에너지 효율향상과 온실가스 저감을 강제하고 있습니다”라고 전기구동 시스템의 전동화 및 고효율화의 중요성과 연구실에서 수행하고 있는 연구의 필요성의 의의를 밝혔다.
현재 ECAD연구실은 ▲그린카의 핵심 구동원인 전동기 설계 ▲가전 및 군용 고효율 전동기 개발 ▲대용량 초전도 전력기기 설계 ▲전기·기계 연계 시스템 설계 연구 ▲연구실 자체 전자장 수치해석 프로그램 개발 등 크게 다섯 가지 사업을 추진하고 있다.
연구실은 전기와 기계를 연동한 융합연구를 통해 하이브리드 자동차 등 세계 그린카 시장을 선점하고, 세계 그린카 4대 강국 진입의 초석을 다지기 위하여 전기·전자, 기계, 재료 분야가 결합된 다학제간 융합기술 연구에 주력하고 있다.
홍정표 교수는 “전동기에 대한 연구 범위와 잠재력은 무궁무진하기 때문에 미래의 과학도들이 도전해 볼 만한 블루오션이기도 합니다. 전기구동시스템에 대해 세계 많은 과학자들이 높은 관심을 보이며 활발한 연구가 진행 중에 있으며 많은 연구 자료들이 발표고 있다”라고 말하며 우리나라도 고삐를 늦추지 말고 전기구동시스템 연구에 매진해야 한다고 강조했다.
ECAD연구실은 서울 캠퍼스 2곳 외에도 부천 전자부품연구원에도 학·연 조인트랩을 설립해 연구공간으로 활용하고 있다.
전동기 분야 연구에 선도적인 역할
ECAD연구실은 홍정표 교수의 다양한 연구경험을 통해 그동안 130여 개의 정부 및 민간기업 과제를 받아 수행함으로써 그 위상을 높이고 있다. 눈부신 사업성과로 다수의 지식재산권 보유를 꼽을 수 있다. 극변환 모터, 자속장벽을 가진 스위치드 릴럭턴스 모터, 영구자석 전동기 설계 및 해석, 이방성 재질로 제작된 2극 또는 4극 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자 구조 및 설계방법, 매입형 영구자석 동기전동기의 회전자, 고속모터용 회전자 등 18개의 지식재산권을 획득해 놓은 상태이다.
또 2006년부터 하이브리드 자동차 개발에 참여해 국산화에 성공했으며 현재는 지식경제부로부터 위탁받아 기존의 내연기관을 없애고 바퀴에 전동기를 장착해 구동하는 모터 시스템(in wheel motor)을 개발하고 있다. 뿐만 아니라 SCI를 포함한 국제저널 95편, 국내 전문학술지 67편, 국제학회 논문발표 277편, 국내학회 논문 204편을 발표했다.
연구실이 이같이 우수한 연구성과를 거둘 수 있는 원동력은 홍정표 교수를 비롯해 참여연구원들의 끊임없는 열정과 노력이 있었기에 가능했다. 현재 연구실은 석·박사 과정 학생을 포함해 25명의 연구원들이 함께 연구하고 있는데 이들은 방학기간에도 매일 학교에 나와 연구를 게을리 하지 않고 있으며 하루 24시간도 모자랄 지경으로 연구에 매진하고 있다. 이에 참여연구원들의 능력 또한 뛰어나다는 평가를 받고 있다.
홍정표 교수는 “우리 ECAD연구실은 연구뿐만 아니라 교육적 기능도 함께 담당하고 있다. 앞으로도 새로운 지식 창출과 더불어 양질의 교육을 통해 글로벌 인재양성에도 매진하여 국가성장에도 기여하기 위해 노력하겠습니다”는 포부를 밝히고 있다.
한양대 ECAD연구실은 전기구동시스템 분야 연구개발의 메카로 자리매김 해 국내 그린카 기술의 국제경쟁력을 높이고 정부의 ‘그린카 4대강국 진입’을 위한 견인차 역할을 할 것으로 기대되고 있다.
