건설·채광 혁명: 전기·자율주행 중장비의 미래

승용차, 버스, 트럭 등 운송 수단의 전동화가 수년간 진행된 끝에, 이제 건설 장비도 본격적으로 합류할 시기가 왔습니다. 무배출, 연료 절감, 저소음, 동급 출력 유지 및 조작감 개선 등의 목표로 GM은 2035년까지 전동화 완료를 선언하며 내연기관 퇴출을 예고했습니다.

볼보도 지속가능한 솔루션 제공에 전념해 왔습니다. 사실 수십 년 전부터 전기 건설 장비를 개발해 현재 현장을 혁신할 뿐 아니라, 중장비의 완전히 새로운 용도를 개척해 왔습니다. 자율주행 솔루션은 그 가능성을 더욱 확장합니다.

전기 장비 도입의 선두에 서고 싶다면, 올여름 출시 예정인 ECR25 전기 소형 굴착기와 L25 전기 소형 휠 로더를 현재 사전 주문할 수 있습니다. 하지만 이 소형 전기 모델은 단지 시작일 뿐입니다. 중형 전기 굴착기 EX03과 자율주행 덤프트럭 TA15 컨셉트 디자인을 통해 건설·채광 장비의 미래를 엿보십시오.

EX03 중형 굴착기 컨셉트: 안전을 핵심에 두다

EX03은 볼보 중형 라인업 최초의 배터리 전기식 휠 굴착기 컨셉트입니다. 연구 프로젝트용 컨셉트 장비로 현재 상용화되지는 않았습니다. 이 장비의 목적은 전기 구동계가 중형 장비를 효율적이고 견고한 배터리 기술로 구동할 수 있음을 보여주는 것입니다.

EX03의 전기 구동계는 14톤급 디젤 장비와 동등한 성능을 내면서도 무배출, 고효율, 저소음, 총소유비용 절감을 실현합니다. 저소음 덕분에 인구 밀집 도심 도로 공사나 야간 작업, 현장 정지 작업 등에 더 적합합니다.

이 크기 장비에 통상 탑재되는 내연기관은 리튬이온 배터리로 대체되었습니다. 현재 EX03은 점심시간 1시간 급속 충전으로 하루 종일 작업이 가능합니다(작업 사이클에 따라 다름). 향후 급속 충전 없이도 풀 근무일 운영을 목표로 하고 있습니다.

EX03 전기 굴착기 컨셉트는 어떻게 안전을 최우선으로 하는가?

모든 볼보 컨셉트와 마찬가지로 안전은 EX03 설계의 핵심입니다. 예를 들어, 장비 후면에 장착되는 비디오 화면은 선택 사양으로 세 가지 모드로 구성 가능합니다.

• 장비 전방의 실시간 영상을 후면 화면에 송출해 후방 주행 차량이 전방을 명확히 볼 수 있게 함 – 공도 주행 시 이상적
• 작업자 안전을 위한 텍스트 기반 알림 화면 – 좌우 회전, 후진 등 장비 움직임을 현장 작업자에게 경고
• 작업자와 보행자 간 아이컨택 및 소통이 가능한 라이브 스트리밍 – 예: 화면에 "작업을 멈출 테니 내 앞을 건너가세요"라는 작업자 메시지 표시

중형급 EX03 굴착기는 어떤 현장 조건에도 적응 가능하며, 다양한 현장에서 요구되는 출력과 내구성을 갖췄습니다. 무배출 특성 덕분에 배출가스 규제로 건설이 제한되는 도심 현장이나 지역에 이상적입니다. 다양한 어태치먼트 장착이 가능해 용도 범용성도 뛰어납니다.

EX03 컨셉트의 엄청난 잠재력에 고무되어 있습니다. 이 장비는 대규모 현장에서 더 안전하고 환경적으로 책임 있는 건설 현장의 미래를 보여줍니다.

TA15 자율주행 덤프트럭 컨셉트: 채석장 운영 패러다임 재정립

TA15는 이전 컨셉트 모델들의 지속적인 개발 결과물입니다. 현재 TARA 자율 운송 솔루션의 일부로, 여러 구성 요소로 이루어집니다. 기본 차량(복수 TA15), 충전소, 관제 타워, 고객 운영 요건에 맞춘 클라우드 연결 솔루션, 정비 지원, 현장별 실무 운영 셋업 등이 포함됩니다.

TA15의 용도는 채석장 같은 한정된 오프로드 환경에서 반복적인 자재 운송입니다. 장비 대수와 충전소 수는 목표 생산/운송량과 운반 사이클에 따라 달라집니다. 3~4대 소규모 편대로 시작해 15~20대 대규모 편대가 현장에서 협조 운행을 할 수 있습니다. TA15 편대는 현장의 적재 장비(휠 로더, 굴착기 등)와 긴밀히 연동되며, 현장 중앙 관제실에서 감독·제어됩니다.

TA15는 운반 사이클의 자연스러운 일부인 고출력 기회 충전(Opportunity Charging)용으로 설계되었습니다. 매 사이클마다 다음 사이클 운행에 필요한 에너지를 충전할 수 있습니다. 충전은 완전 자율로 이루어지며, 150kW 고출력 충전기가 지면 팬토그래프를 통해 TA15 하부의 픽업과 연결됩니다. 충전 시간은 필요 에너지에 따라 약 1~3분 소요됩니다.

자율 운송 솔루션의 이점은 무엇인가?

고객이 경험할 핵심 이점은 다음과 같습니다.

• 전기 구동계와 혁신적인 기본 장비 설계로 인한 에너지 효율 증대
• 배터리 구동계로 인한 무배출(국부 배출 제로)
• 안전성 향상
• 자동화·전동화·연결성의 결합으로 공정 생산성 전반 향상

TA15 컨셉트는 일렉트릭 사이트(Electric Site) 프로젝트에서 프로토타입으로 우수한 성능을 입증하며 그 잠재력을 검증했습니다. 다음 단계는 시스템의 안정성, 가동률, 전반적 성능을 상용화 가능한 수준으로 끌어올리는 것입니다.

볼보의 핵심 가치인 안전은 TARA 솔루션에서도 최우선입니다. 울타리 쳐진 한정 구역에서 자율 운행하는 것으로 시작하며, 시스템 전체를 언제든 안전하게 정지시킬 수 있는 이중 비상 정지 시스템, 전 장비 위치를 지속 추적해 올바른 교통 흐름을 보장하는 교통 관리 시스템, 라이다(LiDAR)와 레이더 센서 조합으로 의도한 주행 경로의 장애물을 감지하는 TA15 장착 장애물 감지 시스템 등이 갖춰져 있습니다.

TARA 시스템은 기존 디젤 장비에 어떤 의미인가?

기존 운송 솔루션에서 TARA 시스템으로 전환하는 가장 큰 변화는 '시스템 사고(System Thinking)' 접근입니다. 단순히 기존 장비를 새 것으로 교체하는 것이 아니라, 전동화·자동화·연결성의 이점을 온전히 활용하도록 현장 운영 방식을 근본적으로 바꾸는 것입니다.

TARA 솔루션을 기존 볼보그룹 운송 솔루션의 연장선으로 봅니다. 운송 산업을 더 지속가능한 솔루션으로 전환하는 데 기여할 것입니다. 다만 모든 환경과 고객 프로세스에 맞지는 않을 수 있으므로, 당분간 디젤이나 재생 연료 트럭도 병행될 것입니다.

향후 채석장 등 고객 현장 운영 방식에도 변화가 예상되며, 새로운 직무와 역량이 필요해질 것입니다. 고객 및 파트너와 긴밀히 협력해 이러한 변화를 이끌어갈 것입니다.

현재 최우선 과제는 TARA 솔루션의 개발, 검증, 검수 과정을 마무리해 선별 고객 대상 상용화를 성공시키는 것입니다. 2021년 하반기 시작해 향후 수년간 확대를 목표로 합니다. 이 솔루션을 시장에 내놓는 과정에서 미래 현장을 더 생산적이고 효율적이며 안전하게 만들 다른 자율주행 솔루션 개발도 지속하겠습니다. 기대해 주십시오 – 미래는 매우 흥미로울 것입니다!

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하경용(Hakyong Yang): 1998년 볼보건설기계 입사, 엔진 성능 제어 및 엔진 시스템 설치 엔지니어로 시작. 현재 한국 창원 오피스에서 중형 굴착기 플랫폼 디렉터로 근무.

우베 뮐러(Uwe Müller): 2006년 볼보건설기계 입사, 신기술·컨셉트 장비·현장 시스템 연구 프로젝트 주도. 전기 현장(Electric Site) 혁신 연구 포함. 현재 볼보 오토메이티드 솔루션에서 오프로드 솔루션 영업·마케팅 총괄, 건설 장비 자동화 및 전동화 전문.