현대기아차의 미래 모빌리티 전략 : PBV
전기차 기술이 발전하면서 기존의 자동차 개념은 새로운 변화를 맞이하고 있습니다. 현대기아차는 CES 2024에서 목적 기반 자동차(PBV: Purpose Built Vehicle)을 제시했습니다. PBV는 단순한 이동 수단을 넘어, 용도에 맞게 변형이 가능한 맞춤형 차량으로 다양한 산업 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 것을 예고하고 있습니다.
PBV는 벤, 트럭과 같은 물류, 이동형 상업 공간, 캠핑카 등 다양한 목적에 맞게 모듈을 교체함으로써 변형될 수 있는 자동차입니다.
모듈 교체형 설계는 PBV의 가장 큰 특징으로, 차량의 특정 부분을 목적에 따라 맞춤형으로 조정할 수 있는 유연성을 제공합니다. 이를 통해 PBV는 기존의 고정된 차량 개념을 넘어서는 새로운 형태의 이동성과 비즈니스 모델을 창출할 수 있습니다.
이와 같은 PBV는 현대기아차의 미래 전략의 중요한 축을 이루고 있습니다. 현대기아차는 이를 바탕로 다양한 상업적, 산업적 용도에 맞춘 맞춤형 차량을 제공하고자합니다. 이러한 기술적 혁신의 경쟁 우위를 유지하기 위해서는 시장 개척자의 특허 전략이 중요합니다.
이 글에서는 현대기아차의 PBV 기술에 대한 특허들을 중심으로 신기술에 대해서 어떤 특허 포트폴리오를 갖춰야 하는지에 대한 특허 전략을 분석해 보겠습니다.
신기술에 대한 특허 전략 : 원천 기술, 핵심 기술, 응용 기술
신기술에 대해서는 3가지 방향의 특허를 확보하여야 합니다. 바로 원천 기술, 핵심 기술, 응용 기술입니다.
원천 기술 특허
신기술의 기본 개념을 보호하는 가장 넓은 권리 범위를 가지는 특허입니다. 신기술의 컨셉에 관한 것으로 다소 추상적인 개념(예를 들어, 아이디어 단계)을 보호하기 위한 특허입니다. 이는 시장 개척자가 기술 혁신을 처음 제안할 때 필수적으로 확보해야 하는 특허로 경쟁사가 유사한 아이디어를 사용하지 못하도록 차단하는 강력한 방어 수단이됩니다. 즉, 경쟁자의 시장 진입을 차단하기 위한 특허입니다. 쉽게 말하자면, 식당에 입장할 수 있는 입장권이라고 할 수 있습니다. 식당에 들어갈 수 없으면 식사를 할 수 없습니다.
핵심 기술 특허
신기술을 실제로 실현하기 위한 구체적인 기술 요소를 보호하기 위한 특허입니다. 이는 신기술을 실질적으로 구현할 수 있게 해 주는 기술적인 해법은 여러 대안이 있을 수 있으며 특허를 통해 경쟁자로부터 기술적 선택지를 제한하는 역할을 합니다. 즉, 시장 진입은 허용하더라도 제품 경쟁력 우위를 유지하기 위한 특허입니다. 예를 들자면 반찬 선택권이죠. 삶은 감자를 먹어도 배는 부르겠지만 소고기를 선택할 수 있다면 좀더 맛잇는 식사를 할 수 있습니다.
응용 기술 특허
새로운 기술을 바탕으로 파생된 응용 기술 및 이를 활용한 비즈니스 모델을 보호합니다. 이는 기술 혁신이 가져오는 파생적 가치를 보호하며, 신기술이 적용될 수 있는 새로운 시장 기회를 확장하기 위한 특허입니다. 예를 들자면 디저트입니다.
PBV 원천 기술 특허 : 모듈형 차량 설계 보호
아래 특허들은 현대 기아차의 PBV를 구성하는 특허들 중 일부일 뿐입니다.
PBV와 관련된 원천 기술 특허들은 교체 가능한 모듈형 차량 설계라는 핵심 아이디어를 보호하고 있습니다.
PBV 원천 기술 특허1 : 교체식 모듈 차량 개념의 보호 (등록특허 KR10-2299338)
이 특허는 차량을 구성하는 여러 모듈(앞부분, 뒷부분, 캐빈)을 상황에 맞게 교체할 수 있도록 설계한 시스템을 보호합니다. 이를 통해 하나의 주행 플랫폼이 다양한 용도로 활용될 수 있어, 비용 효율적이면서도 유연한 차량 운용이 가능합니다. 즉 이 특허는 스케이트 보드 플랫폼 위에 레고 블럭처럼 차체 모듈을 쌓아 구성할 수 있는 차량에 대한 아이디어를 보호하기 위한 것입니다. 
<원천 기술 특허 1의 도면 1 – 100: 플랫폼, 200, 300: 프론트, 리어 모듈, 400: 캐빈 모듈>
PBV 원천 기술 특허 1 의 기술적 특징
이 특허는 아래 3가지 기술적 특징에 대한 보호를 위한 것입니다.
모듈화된 설계: 차량의 기본 프레임을 이루고 주행 기능을 제공하는 플랫폼 모듈, 플랫폼 모듈에 탑재가능한 기능 모듈(프런트, 리어, 캐빈 모듈)
용도에 따른 빠른 교체: 이 시스템은 슬라이딩 방식이나 간단한 결합 장치를 통해 모듈의 교체
데이터 및 전력 연결: 각 모듈은 전력 공급 및 차량 시스템과의 데이터 통신을 지원하는 커넥터를 통해 연결
PBV 원천 기술 특허2: 차체 가변형 차량의 개념 보호(공개특허 10-2021-0130279)
원천 기술 특허2는 전기차를 상정하여 차량의 구동 모듈, 바디 모듈, 배터리 모듈의 결합을 통해 목적에 맞춰 차량을 자유롭게 변형할 수 있는 차체 가변형 차량의 개념을 보호합니다. 원천 기술 특허1에서 플랫폼은 고정이였지만, 원천 기술 특허2는 플랫폼도 변형이 가능한 차이가 있습니다.
<원천 기술 특허2의 도면 – 빨강: 배터리, 파랑: 구동 모듈, 초록: 캐빈 모듈>
PBV 원천 기술 특허2의 기술적 특징
이 특허의 주요 기술적 특징은 아래와 같습니다.
드라이브 모듈, 배터리 모듈의 분리 결합으로 인한 차체 변형: 이 특허는 바디 모듈 뿐 아니라 드라이브 차체를 이루는 플랫폼의 변형이 가능
드라이브 모듈에 따른 구동 방식의 변화: 구동력을 제공하는 드라이브 모듈, 구동력을 제공하지 않는 드라이브 모듈을 조합하여 2륜, 4륜 등의 구동방식 변화가 가능한 차체의 제공
PBV 원천 기술 특허3: 마그네틱 결합 개념의 보호(등록특허 10-2336410)
원천 기술 특허3 은 가변형 조립식 차량에서 자성을 이용한 마그네틱 결합 시스템을 보호합니다. 플랫폼 모듈과 바디 모듈의 연결이 마그네틱 모듈에 의하여 자성을 이용하여 결합되어 빠른 분리, 결합이 가능하고 결합 부품의 마모를 방지할 수 있습니다.
<원천 기술 특허 3 도면 – 보라색: 자석 결합 부분>
PBV 원천 기술 특허3의 기술적 특징
이 특허의 주요 기술적 특징은 아래와 같습니다.
플랫폼과 교체 가능한 바디 모듈로 구성된 조립형 차량: 이 특허는 차량의 플랫폼(구동부, 바닥 프레임)과 바디 모듈(차체, 좌석 등)이 결합하는 방식으로 설계됨.
자석을 이용한 결합 방식: 바디 모듈과 플랫폼 모듈의 결합은 마그네틱 결합 방식을 사용하여 강하게 고정되면서도 빠르게 분리가 가능하며, 정밀한 위치 조정이 가능함.
영구자석 워크홀딩 장치: 전자석 결합 후 자성이 유지되어 결합 유지를 위한 전력 공급이 필요치 않도록 구성된 설계
PBV 원천 기술 특허의 의미 – 경쟁사의 시장 진입 제한
앞서 살펴본 3건의 특허는 모두 PBV의 모듈형 조립식 차체 설계와 관련한 컨셉에 관한 핵심적인 특허들입니다. 차량을 플랫폼과 바디로 나누어 필요에 따라, 용도에 따라 교체하거나 조립할 수 있도록 하는 기술을 보호하고 있습니다. 이 특허들은 구체적인 결합부 형상 등 구현을 위한 기술을 상세히 포함하는 것은 아니고 다소 추상적인 개념에 대한 권리확보를 목적으로 하고 있습니다. 이런 특허들은 미래 모빌리티 시장에서 경쟁사의 가변형 차량 시장에 대한 진입을 차단하기 위한 의도를 가집니다.
물론, 가변형 차량에 대한 개념을 현대, 기아차가 최초로 제안한 것이 아닐 수는 있습니다. 특허출원은 아이디어 만으로도 가능하기 때문에, 수많은 페이퍼 플랜이 특허로 출원되어 있기 때문입니다. 그리고 이러한 컨셉 특허들은 신기술의 넓은 권리범위를 확보하는 데 초점을 맞추고 있어, 구체적인 구현 방법이 다소 부족할 수 있으며 그로 인해 등록이 거절될 가능성도 존재합니다. 그럼에도 불구하고, 출원 자체가 가지는 의미는 매우 중요하며 경쟁사에 대한 공격뿐 아니라 자사에 대한 방어 전략에서도 중요한 역할을 합니다.
PBV 핵심 기술 특허 – 마그네틱 결합 보호
PBV와 관련된 핵심 기술 특허들은 모듈의 결합 방식과 교체 시스템을 다루고 있습니다. 즉, 교체 가능한 모듈형 차량에서 모듈들 간의 결합 구현하기 위한 기술들을 보호하고 있습니다.
PBV 핵심 기술 특허 – 등록특허 10-2370497
이 특허는 전자석과 영구자석을 이용한 차체 모듈들의 분리 결합 시스템을 보호합니다. 이를 통해 강한 결합, 빠른 결합 및 분리가 가능하며, 결합 유지를 위한 전력 소모를 줄일 수 있습니다. 그리고 마그네틱 결합
방식은 기계식 결합에 비하여 결합부의 마모를 방지할 수 있는 효과가 있습니다.
<핵심 기술 특허1의 도면2 – 보라색: 마그네틱 결합 모듈>
<핵심 기술 특허1의 도면 3 – 결합시 마그네틱 모듈의 동작. 주황색: 전자석, 보라색: 영구자석>
전자석(212)이 영구자석(211)과 인접한 위치에 동일한 극(도면 예시에서 N극)의 자성이 형성되도록 제어한다. 자기 흐름은 영구자석 N극에서 나와 고정부(110)로 흐르고(인접한 전자석(212)가 동일한 N극이므로), 고정부(110)를 지나 영구 자석의 S극으로 흐른다. 그후 일정 시간이 흐른 후에는 전자석(212)에 전류가 흐르지 않더라도 이미 형성된 자기 경로가 유지되어 결합이 유지된다.
<핵심 기술 특허1의 도면4 – 분리시 마그네틱 모듈의 동작. 주황색: 전자석, 보라색: 영구자석>
전자석(212)을 도면 3과 반대 극성으로 제어한다. 자기 흐름은 영구 자석 N극(211), 전자석(212), 마그네틱 모듈(210)으로 흐르는 폐순환로 형태가 되고 고정부(110)로 흐르지 않기 때문에 결합이 분리된다.
PBV 핵심 기술 특허의 기술적 특징
마그네틱 결합 방식: 이 기술은 모듈들의 결합을 위하여 자석의 자력에 의한 결합을 구현합니다.
전자석을 이용한 자기경로 제어를 통한 결합 유지: 이 기술은 전자석을 이용하여 자기경로를 제어하여, 전자석에 대한 전력 공급을 중단하더라도 결합 상태가 유지되도록하여 에너지 소모를 줄일 수 있습니다.
결합 및 분리 제어: 제어부를 통해 전자석의 극성을 바꾸어 신속하게 모듈을 분리하거나 결합할 수 있습니다.
안정성을 보장하는 센서 시스템: 홀 센서와 같은 센서 장치가 결합 상태를 실시간으로 모니터링하여 불완전한 결합으로 인한 사고를 예방할 수 있습니다.
PBV 핵심 기술 특허의 의미 – 경쟁사의 기술 방향성 제한
선도기업의 특허가 있는 경우 후발주자는 해당 특허를 회피하여 시장에 진입하게 됩니다. 어떤 기술적인 목적을 달성하기 위한 수단은 하나가 아닐 수 있습니다. PBV의 모듈들의 결합을 예로 들자면, 마그네틱 결합 뿐 아니라 레고처럼 끼워지는 기계식 결합 또한 가능합니다.
하지만 마그네틱 결합에 관한 특허가 존재하기 때문에 쟁사가 마그네틱 결합 같은 직접적이고 간편한 방식 대신, 더 복잡하거나 비효율적인 기술, 예를 들어 기계식 결합 방식을 탐색해야 합니다. 이로 인해 경쟁사의 제품 설계 및 제작 과정에서 추가적인 비용이 발생하거나 제품의 유지 보수의 효율성이 감소될 수 있습니다.
디펜스 게임을 해보신 분들이라면 이해하실 수 있습니다. 적들이 오는 경로를 제한하면 효율적인 디펜스가 가능할 수 있습니다. 실제 제품을 구현하기 위한 기술에 대한 특허 확보는 디펜스 게임에서 적들의 동선을 제한하는 것과 같은 역할을 합니다.
<성큰 디펜스 – 적들의 이동경로를 제한하여 최대한 느린 동선으로 이동하게 하는 것이 핵심>
PBV 응용 기술 특허 – PBV의 비즈니스 보호
PBV와 관련된 응용 기술 특허들은 교체 가능한 차량 인테리어 같은 서드파티의 협력이 필요한 영역, 모듈 교체 서비스, 다목적 차량을 활용한 서비스 모델과 같은 비즈니스 모델, 그리고 세부목적별 모듈 등을 다루고 있습니다. 이들 특허를 보유하는 의미는 경쟁사의 특허 획득 방지, 사업화 부분에서의 특허권 확보입니다.
PBV 응용 기술 특허1 – 공개특허 10-2022-0147319
이 특허는 차량의 인테리어 파트를 차량 내에서 쉽게 설치 및 제거할 수 있는 로킹 유닛에 관한 기술을 다룹니다. 이 기술은 차량의 실내 공간에서 인테리어 파트를 쉽게 설치, 제거하여 필요에 따라 인테리어를 바꿀 수 있도록 합니다.
현대기아차는 이 특허에 대해서 특허출원만 했을 뿐 특허 등록을 위한 심사절차는 진행하지 않고 있습니다.
이는 해당 기술이 서드파티(예: 캠핑용 인테리어 파트 제작업체 등)의 참여를 필요로 하여 현대기아차에서 특허권을 행사할 필요가 없기 때문일 수 있습니다. 그렇지만 특허를 출원하여 기술을 공개하고 이를 통해 제 3 자의 유사 특허 등록을 방지할 수 있습니다. 이는 서드파티의 참여를 보호하고, 제 3 자에 의한 권리 제한 없이 기술을 활용할 수 있도록 합니다.
PBV 응용 기술 특허 2 – 공개특허 10-2023-0146383
응용 기술 특허 2 는 다목적 차량을 이용하여 다양한 서비스를 제공하는 비즈니스 모델에 관한 것입니다. 차량 내부를 레스토랑, 사무실 등의 용도로 변환하여 고객 맞춤형 서비스를 제공하는 시스템을 보호합니다. 이를 통해 차량은 단순한 이동 수단을 넘어서 이동 중에 다양한 서비스를 제공할 수 있는 플랫폼으로 기능하게 됩니다.
다목적 차량은 도면 2와 같이 모듈 교체가 가능하여 내부, 외부의 유연한 변환이 가능한 차량을 의미합니다.
PBV 응용 기술 특허3 등록특허 10-2391007
응용 기술 특허 3 은 PBV 모듈 교체 서비스를 제공하기 위한 시스템에 관한 특허입니다. 이 특허는 사용자가 차량의 모듈을 교체하고, 교체된 모듈에 따른 차량 성능 변화를 확인하고, 그에 따른 차량 제어 시스템을 세팅하며, 관련한 보험 등을 변경해주는 시스템을 보호합니다. PBV 에서는 차량이 변형되므로 그에 따른 차체 제어 시스템, 보험 등에 대한 변경도 필요하며 이 특허는 상용화에 있어서 갖춰야 할 기술을 보호합니다.
현대기아차의 PBV 특허로 보는 특허 전략
현대기아차의 PBV 기술은 모듈형 차량 시스템이라는 혁신적 개념을 중심으로 미래 모빌리티 시장에서 차별화된 경쟁력을 확보하는 것을 목표로 합니다. 이를 실현하기 위해 현대 기아차는 원천 기술, 핵심 기술, 응용 기술 특허를 아우르는 종합적인 특허 포트폴리오를 통해 PBV의 핵심 기술들을 보호하고 경쟁사의 시장 진입을 방어하는 전략을 펼치고 있습니다.
앞서 살펴본 것 처럼 원천 기술 특허는 경쟁사의 시장 진입을 방어하는 역할을 합니다. 핵심 기술 특허는 마그네틱 결합 방식에 대한 권리를 보호하여, 경쟁사가 동일한 기술을 사용할 수 없도록 막을 뿐만 아니라, 경쟁사가 덜 효율적인 기술적 선택을 하도록 유도하여 그들의 경쟁력을 약화시키는 중요한 역할을 합니다. 이를 통해 현대기아차는 시장에서 기술적 우위를 점할 뿐만 아니라, 경쟁사의 기술 개발 방향을 제한함으로써 지속적인 혁신을 주도할 수 있는 기반을 마련합니다. 또한, 특허 출원 자체는 경쟁사의 유사 기술의 특허 등록을 방지하고, 서드파티의 기술적 자유를 보장하는 중요한 전략적 자산이됩니다.
따라서, 자사의 특허 포트폴리오를 구축할 때에도 이러한 전략적 접근을 고려해야 합니다. 핵심 개념에 대한 강력한 보호, 경쟁사의 대체 기술 개발 방지, 사업화 전략에 필요한 기술 공개 등을 통해 자사의 기술을 더욱 효과적으로 보호하고 지속적인 경쟁 우위를 가능하게 하는 것이 중요합니다.
현대기아차의 PBV와 관련한 특허 전략은 특허 포트폴리오 구축에 있어 중요한 참고 사례입니다.
이제 자사의 기술도 경쟁사의 시장 진입 차단, 경쟁사의 기술적 선택권 제한, 경쟁사의 특허 획득 방어 그리고 비즈니스의 보호 측면의 특허 포트폴리오로 보호되고 있는지 검토 해보시기 바랍니다.
이 칼럼의 내용이나 특허 포트폴리오 구축에 대해서 궁금한점이 있으시면 언제든지 상담요청 주시기 바랍니다.