커넥티드카 동향


2016-11-23 16:30:37

1. 자동차 서비스 패러다임의 변화

과거의 자동차는 하드웨어 중심의 “이동수단”으로써의 기능만 수행했다면, 현재 또는 미래의 자동차(이하 커넥티드카)는 소프트웨어 중심의 “달리는 고성능 컴퓨터”로써의 기능까지 수행합니다. 커넥티드카는 차량 내/외부와의 연결성을 강화하여 실시간으로 정보를 교환하고, 그 정보를 바탕으로 맞춤형 컨텐츠를 제공(ex. 교통상황, 도로상황 등)하며 운전자와 동승자의 안전성과 편의성에 기여할 것을 목표로 개발되고 있습니다.
즉, 자동차는 외부와의 연결성이 없던 Stand Alone 방식에서 외부와의 연결성을 점점 높인 Networked 방식의 커넥티드카로 변화하고 있으며, 이미 국내/외에서는 이러한 커넥티드카 기능을 기본으로 탑재한 자동차들이 출시되고 있습니다.

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[그림 1] 자동차 서비스 패러다임의 변화


2. 외부와의 연결성을 강조한 커넥티드카

2.1 커넥티드카 개념

커넥티드카(Connected Car)란 자동차와 IT기술을 융합해 상시 네트워크에 연결되어 양방향 통신이 가능한 자동차를 의미합니다. 외부에서 원격으로 시동을 걸거나 에어컨 등을 켤 수 있으며 날씨, 뉴스 등의 정보를 운전자가 실시간으로 받아볼 수 있습니다. 또한 영상, 음악 등 각종 컨텐츠를 실시간으로 감상할 수 있으며 음성으로 전화 수·발신, 내비게이션 길 찾기 등이 가능합니다. 즉 커넥티드카는 자동차 내·외부의 강화된 연결성을 통해 실시간 정보교환, 맞춤형 컨텐츠 제공, 교통량 관리, 교통사고 방지, 차량 상태 모니터링 등이 용이하게 되어 운전자 및 동승자의 안전성과 편의성에 기여하는 “달리는 고성능 컴퓨터”입니다.

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[그림 2] 커넥티드카 개념도
– 그림출처: Giesecke&Devrient
2.2 커넥티드카 주요 기능

커넥티드카는 현재 IOT 분야에서 가장 활발하게 개발되고 있는 분야이며, 자율주행 자동차의 안전을 보장하는 핵심 기술이기도 합니다. 이러한 커넥티드카의 주요 기능은 다음과 같습니다.

구분 기능 설명
모바일 관리 운전자를 빠르고 안전하게 목적지에 도착하게 하는 기능
ex) 실시간 교통 정보, 주차 보조, 연료 사용량 검사 등
차량 관리 운행 비용 절감 및 사용상 편리성을 위하여 운전자를 도와주는 기능
ex) 자동차 상태, 원격 운행, 운행 데이터 전송 등
엔터테인먼트 운전자 및 동승자에게 엔터테인먼트 제공 기능
ex) 스마트폰 연결, 음악/비디오/인터넷, 모바일 오피스 등
안전성 자동차 외부와 자동차 내부의 위험을 운전자에게 경고하는 기능
ex) 충돌 방지, 위험 경고, 응급 상황 알림 기능
운전자 보조 부분적 자율 주행 기능
ex) 주차 시 또는 고속도로 등에서 부분적 자율 주행 기능
웰빙 운전자에게 편안함을 제공
ex) 피로 인식, 의료 관련 보조 등
– 출처: Strategy&, In the fast lane, The bright future of connected cars
2.3 커넥티드카 네트워크 기술 동향
2.3.1 차량 내부 네트워크 기술

차량 내부 네트워크 기술은 차량 내 전자제어시스템(이하 ECU, Electronic Control Unit) 간의 데이터 공유를 목적으로 개발되었으며, 일대일(Point-To-Point) 방식으로 ECU들을 연결하던 초기 자동차 배선 시스템 체계보다 운용 및 비용 절감 등에 많은 장점을 제공하고 있습니다. 차량 내부 네트워크에는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), FlexRay, MOST(Media Oriented Systems Transport), 이더넷 등의 다양한 네트워크 시스템이 존재합니다.

1) 차량 내부 버스 시스템
CAN 통신은 차량 내부 전자장치들을 연결하는 직렬 버스 네트워크 통신으로 자동차 분야에서 꾸준히 사용되고 있습니다. LIN 통신은 CAN의 대역폭을 사용하지 않는 간단한 방식으로 데이터를 교환하는 곳(ex. 썬 루프, 창문 등)에서 사용됩니다. FlexRay와 MOST는 실시간 요구사항이 많고 CAN보다 더 넓은 대역폭이 필요한 경우에 사용됩니다.
최근에는 차량 내 전자제어시스템의 사용이 급격히 증가하면서 고대역폭, 보다 빠르고 정확한 실시간 데이터 전송 등을 요구하고 있어 기존 차내 버스 시스템을 보완하기 위한 CAN-FD(CAN with Flexible Data rate)와 차량용 이더넷의 도입이 적극적으로 검토되어 차량에 적용되고 있습니다. CAN-FD는 차량 내 전자제어시스템의 데이터 트래픽 증가에 따른 병목현상을 해결하기 위해 기존 CAN 프로토콜의 컨셉 및 특징을 그대로 사용하면서, CAN을 성능적으로 향상시킨 버전입니다.

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[그림 3] 차량 내부 네트워크 적용분야 및 대역폭
– 출처: Freescale Technology Forum, 2014

2) 차량용 이더넷
2020년 이후 도래하는 자율주행 자동차 시대에 대비하여 대용량의 차량용 네트워크 통신 규격이 관심을 끌고 있습니다. 이에 따라 주요 자동차 제조사들을 중심으로 이더넷(Ethernet) 규격을 채용하기 위한 분위기가 본격적으로 검토되고 있습니다. 지금까지 차량용 네트워크 통신규격으로는 CAN, LIN, FlexRay, MOST 등이 주도해 왔습니다. 그러나 이들의 대역폭 및 전송속도는 앞으로 자동차에 탑재될 서라운드 뷰 카메라시스템 및 DAS(Driving Assistance System, 운전지원시스템)에서 필요로하는 리얼타임의 데이터 전송 관련 요구사항을 충족시켜주지 못합니다. 자동차에서 이더넷을 사용하면 높은 대역폭이 보장되어 분산 시스템의 수가 줄어들며, 각 분산 시스템을 제어하는 제어기의 수도 함께 줄어들어 시스템의 복잡도가 감소합니다.
이더넷은 적은 비용으로 가볍고 신뢰성 높은 케이블링을 제공할 뿐만 아니라 링, 스타, 버스형 등의 유연한 망 구성도 가능합니다. 또한 확장 가능한 구성 요소와 기술 유연성으로 제어 데이터와 멀티미디어 데이터의 통합이 가능하며, 보안과 인증 기술의 적용이 쉽고, 10Mbps에서 10Gbps까지 다양한 대역폭을 실현할 수 있습니다.

3) 차량 게이트웨이
앞서 설명한 것과 같이 이더넷 기술이 차량에 도입되면서 기존 버스 시스템과 공존하는 형태로 차량 네트워크는 발전해 나갈 것입니다. 이에 따라, 이종 네트워크 간의 연동을 위한 게이트웨이나 외부 클라우드나 모바일기기로의 데이터 전송을 위한 게이트웨이도 중요한 역할을 하게 될 것입니다.

2.3.2 커넥티드카 운영체제 및 플랫폼

커넥티드카 엔터테인먼트 OS 분야에서는 애플의 카플레이(CarPlay), 구글의 안드로이드 오토(Android Auto) 과 오픈 소스 플랫폼인 미러링크(Mirror Link), 제네비(Genivi) 등이 유망 기술입니다. 이들의 특징은 다음과 같습니다.

종류 특징
카플레이 운전자가 아이폰을 차량에 연결해 내비게이션 창에 뜬 앱을 터치하거나 말로 전화를 걸어
대화를 하고, 지도 앱을 이용하고 음악이나 라디오 청취 기능 등을 제공하는 자동차용 운영체제
안드로이드
오토
스마트폰 연결을 통하여 카플레이와 유사한 기능을 제공하며, 애플보다 앞선 지도 서비스
와 자율주행 자동차 기술과 연계되는 확장 가능성을 제공하는 자동차용 운영체제
제네비 네비게이션, 전화, 인터넷, 음악, 뉴스 및 위치정보 등 광범위한 차량 인포테인먼트 기능을
구현할 수 있는 개방형 오픈 소스 소프트웨어 플랫폼

올해 10월, 현대·기아차는 2020년 ‘초연결 지능형’ 컨셉의 신차를 출시할 계획이라고 밝히면서 스마트 기기로 진화 중인 커넥티드카 최적의 소프트웨어 플랫폼 개발에 착수했다고 밝혔습니다. 현대·기아차가 ‘ccOS(Connected Car Operating System)’로 명명한 독자적인 커넥티드카 운영체제는 자동차 커넥티비티 환경을 안정적으로 구축하고, 방대한 데이터를 신속하게 가공 및 처리할 수 있는 고도화된 소프트웨어 플랫폼을 가리킵니다. 즉 PC의 윈도우나 스마트폰의 안드로이드, iOS와 같은 개념으로, 커넥티드카의 고성능 시스템을 효율적으로 운영하고 조작하기 위한 운영체제입니다.

2.3.3 V2X 통신 기술

개별차량의 인터넷 연결을 넘어 차량 간, 차량과 인프라 간 통신을 통해 사고율을 줄이고 사회적 비용을 최소화하려는 V2X 기술 개발이 진행 중입니다. 현재 상용화된 서비스는 정보제공 중심의 차량의 위치 추적, 원격 차량진단, 사고 감지 등 초기 형태의 안전기능을 주로 제공하는 텔레메틱스(Telematics)와 지도, 내비게이션 등 운전자에게 정보를 제공하는 인포테인먼트(Infotainment)이며, 차량 센서와 V2X 통신 기술이 통합된 차량 안전 시스템의 개발이 본격화되고 있습니다.

3. 커넥티드카 동향

초연결 지능형 자동차가 실용화되면 차량이 집에 도착할 때 자동으로 현관의 전등이 켜지거나 집안의 보일러가 작동되는 등의 편리한 기능들이 가능해집니다. 이처럼 커넥티드카가 각각의 사물을 잇는 핵심이 된다면 오늘날 스마트폰이 삶의 핵심 기기가 되었듯이 커넥티드카를 둘러싼 시장의 크기도 어마어마해질 수 밖에 없습니다. 무궁무진한 커넥티드카 시장의 주도권을 잡기위해 현재 자동차 산업계와 ICT 업계들은 서로 협업하며 경쟁하고 있습니다.

3.1 현대자동차-시스코, 차량 네트워크 기술 공동 개발 착수

올해, 현대자동차는 커넥티드카의 핵심 기술을 세계 최대 네트워크 장비업체 시스코와 협업해 개발하기로 했습니다. 현대자동차와 시스코는 이번 협업을 통해 획기적 속도의 대용량 데이터 송수신은 물론, 차량 내 장치들과 개별 통신 및 제어가 가능한 ‘차량 네트워크 기술’을 개발한다고 합니다.
[관련기사] “차끼리 통한다” ‘커넥티드 카’ 시대 열린다… 현대차, 시스코와 손잡아

3.2 쌍용자동차-테크 마힌드라-LG유플러스, 커넥티드카 플랫폼 공동 개발 착수

올해, 쌍용자동차가 커넥티드카 기술 개발을 위해 테크 마힌드라, LG유플러스와 양해각서(MOU)를 체결했습니다. 이번 MOU는 향후 3년내 커넥티드카 플랫폼 공동 개발과 출시를 위해 체결되었으며 쌍용자동차는 차량 내부 시스템 개발을, 테크 마힌드라는 차량의 안전, 보안 및 원격 제어 관련 텔레매틱스 플랫폼을, LG유플러스는 무선통신망 제공 및 컨텐츠 서비스 플랫폼을 개발하게 됩니다.
[관련기사] 쌍용차, 테크 마힌드라-LG유플러스와 손잡고 커넥티드 카 개발 나서

3.3 SKT-BMW, 세계 첫 5G 커넥티드카 공개

올해, SK텔레콤과 BMW코리아가 영종도 BMW 드라이빙센터에 조성된 세계 최대 규모 5G 시험망에서 ‘커넥티드카-드론-도로교통정보’를 실시간으로 연결하는 미래 주행 기술을 선보였습니다. SK텔레콤은 20Gbps 이상의 속도로 데이터 송·수신이 가능하고 기지국-단말 간 1천분의 1초로 상호 통신하는 5G 시험망을 에릭슨과 공동으로 구축했으며, BMW와 5G 단말기를 탑재한 커넥티드카를 공개했습니다.
[관련기사] SKT·BMW, 세계 첫 5G ‘커넥티드카’ 공개

3.4 삼성-하만 인수

올해 11월, 삼성전자가 미국 자동차 전장 부품 전문기업인 하만을 80억달러에 인수한다고 밝혔습니다. 하만은 커넥티드카용 인포테인먼트, 텔레매틱스, 보안, OTA(무선통신을 이용한 소프트웨어 업그레이드) 솔루션 등의 전장사업 분야 글로벌 선두 기업입니다. 하만의 매출 가운데 전장사업이 65%의 비중을 차지하고 있으며, 특히 커넥티드카와 카오디오 사업은 연매출의 약 6배에 달하는 240억달러 규모의 수주 잔고를 보유하고 있습니다. 토요타, 폭스바겐, 벤츠, BMW, 아우디 등 독일 프리미엄 브랜드를 비롯해 포르쉐, 람보르기니, 페라리 등 최고급 브랜드들이 하만의 제품을 탑재하고 있습니다.
삼성과 하만은 이번 인수로 삼성전자의 부품·통신망 기술과 하만의 고객망, 커넥티드카 역량을 융합해 완벽한 자율주행차 솔루션을 내놓을 것이라고 밝혔습니다.
[관련기사] 삼성·하만 “완벽한 자율주행차 내놓을 것”… 인수 후 첫 상견례

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