Ⅲ. 테슬라 전기자동차 핵심 특허기술 분석(1)-모터 및 차체(車體)에 대한 기술을 중심으로
2017년 3월 15일!
아마 이 날은 대한민국에서 테슬라 자동차에게 가장 기념비적인 날이 될 것이다. 바로 경기도 하남시에 위치한 하남스타필드 매장이 드디어 오픈했기 때문이고, 연일 수많은 사람들로 인해서 북적였다([그림 1] 참고). 테슬라 전기자동차가 뭐라고 이렇게 많은 사람들이 줄을 서고 있을까? 바로 테슬라 전기자동차의 대표모델인 ‘모델 S’의 경우 1회 충전으로 378km, 최고시속 250km, 제로백 1~100km를 도달하는 시간 4.4초, 최대출력 417마력이 가능한데다, 소음이 없는 전기자동차다. 가격은 1대에 무려 약 1억 3천만 원이다. 중요한 것은 돈이 있다고 해도 이 차를 사기도 쉽지 않다. 적어도 6개월은 기다려야 겨우 인도받을까?
[그림 1]테슬라 전기자동차 경기도 하남스타필드 매장
세계에서 가장 이단아 같은 자동차회사인 테슬라 자동차는 이제 그냥 자동차회사가 아니다. 2017년 2월 22일 기준으로 시가총액 441억 달러로 현대 및 기아자동차를 제치고, 세계 6위의 자동차회사로 당당하게 등극하였다. 무엇보다 가장 중요한 것은 전기자동차 분야에서 세계 최고의 기술력을 보유하고 있는 자동차회사이며, 미래에 가장 발전가능성이 높은 회사이기에 미국의 대표적 자동차회사인 GM 및 포드를 제치는 것은 단지 시간의 문제일 뿐이라는 평가가 대부분이다([그림 3] 참고).
도요타, 폭스바겐, 혼다, GM, 포드, 닛산, 현대기아 등 수많은 세계적인 글로벌 자동차회사들은 지금 ‘테슬라’ 또는 ‘엘론 머스크(Elon Reeve Musk)’라는 이름 앞에서 솔직히 “너(테슬라) 정말 무섭다....그래서 나(우리 회사)떨고 있다.....”라는 표현이 딱 어울릴 정도로 긴장하고 있을 것이다. 테슬라는 2010년도에 고작 1500대의 전기자동차를 팔던 중소기업이었지만, 2016년 7만 6,000천대를 판매했다. 특히 2018년도에는 연 50만대를 판매할 것으로 예측된다. 전 세계 글로벌 자동차회사는 지금 테슬라로 몸살을 앓고 있다고 할 수 있을 것이다. 그럼 이제 테슬라 전기자동차가 어떤 핵심적인 특허기술을 보유하고 있기에 이렇게 세상을 뒤집고 있는지 본격적으로 살펴보자.
1. 테슬라 전기자동차 핵심 특허기술 분석
1) 테슬라 전기자동차 특허 현황
테슬라 전기자동차는 미국, 유럽, 일본, 중국 등을 중심으로 전 세계에 특허를 출원하고 있으며, 2017년 4월까지 미국에 총 158건의 특허를 등록하였다. 테슬라社가 전기자동차와 관련하여 특허를 출원한 기술 분야는 크게 8가지로 구분할 수 있으며, 아래 표는 2017년 4월까지 등록된 158건의 미국 등록 특허의 기술 현황을 나타낸다.
테슬라 전기자동차의 특허 중 가장 많은 부분을 차지하는 기술은 전기자동차의 차체(車體)와 관련된 기술이 44건(27.8%)이며, 배터리 관리시스템 28건(17.7%), 모터·배터리의 냉각기술이 27건(17.1%)이다. 또한, 테슬라 전기자동차의 특성을 만들어가는 배터리 배치기술 25건(15.8%), 배터리 충전기술 11건(7.0%), 전기자동차 제어기술 5건(3.2%) 및 과전류 보호기술 4건(2.5%)을 차지하고 있다.
2) 전기자동차의 차체 외관과 관련된 디자인 및 특허기술
테슬라 자동차는 무엇보다 차체 외관이 많은 사람의 가슴을 설레게 할 정도로 아름다운 것이 가장 큰 특징이다. 테슬라社는 이를 모두 디자인 및 특허로 독점적으로 보호하고 있다. [그림 4]는 현재 시판되고 있는 테슬라 자동차의 대표적인 모델 S이다. 테슬라社는 전기자동차와 관련된 모든 차체 외관을 디자인 및 특허로 확보한 상태이다. [그림 5]의 미국 등록디자인 특허(USD683286호)는 엘론 머스크(Elon Reeve Musk)가 직접 디자인한 것이다. [그림 6] 테슬라 전기자동차 외관은 테슬라(TESLA)社 대표적인 이미지인 ‘T’자를 자동차에 강조한 것이다. 테슬라社의 철학이 녹아있다. 테슬라는 전기자동차를 미국등록 디자인특허
(USD775005호, USD775006호 및 USD780653호)로 등록하였다.
[그림 4] 테슬라 자동차 모델 S
[그림 5] 테슬라社의 자동차 외관 디자인 특허 USD683286호
[그림 6] 테슬라社의 자동차 외관 디자인
[그림 7] 테슬라社의 전기자동차 휠(Wheel) 디자인
[그림 8] 테슬라社의 전기자동차 Door 디자인 특허 USD678154호
[그림 9] 테슬라社의 충전기 커넥터 디자인 특허 USD694188호
[그림 10] 테슬라社의 전기자동차 외부 충전 커넥터 특허 US8708404호 및 US8807642호
[그림 11] 테슬라社의 선루프(Sunroof) 특허 US8708404호 및 US8807642호
테슬라 전기자동차의 차체와 관련된 미국등록 디자인 및 미국등록 특허 44건을 살펴보면, 한마디로 테슬라社는 전기자동차와 관련된 세부적인 모든 부분을 독점적인 권리로 보호하고 있다는 것을 확인할 수 있다. 전기자동차의 외관만이 아니라 휠(Wheel)만 봐도 “아!! 그 유명한 테슬라 전기자동차구나!”라는 감탄이 나오도록 미국등록 디자인특허(USD669008호, USD660219호, USD766802호 및 USD774435호)로 보호하고 있다. 마치 독수리가 날개를 펴는듯하게 열리는 전기자동차의 문도 미국 등록 디자인 특허(USD678154호)로 등록하였다. 더불어 유연한 형상의 충전기 커넥터도 미국 등록 디자인 특허 USD694188호([그림 9] 참고)로 등록 받았으며, 전기자동차 외부 충전 커넥터의 경우 미국 등록 특허 US8708404호 및 US8807642호([그림 10] 참고)로 등록받았으며, 심지어 전기자동차의 선루프(Sunroof)까지 미국 등록 특허 US8708404호 및 US8807642호로 등록 받았다.
필자(筆者)는 특허전문가로서 테슬라 자동차의 특허 및 디자인을 분석할수록 테슬라社는 “정말 완벽하게 테슬라 전기자동차의 독창성을 확보하고 있구나!!”라는 것을 절실히 느낄 수 있었다. 어쩌면 세계적인 회사는 디자인만 좋고, 기술만 좋다고 그냥 되는 것이 아니다. 회사의 철학(哲學)을 디자인에 디테일하게 담아내고, 회사의 기술을 특허에 디테일하게 담아내는 철저한노력이 함께 하기에 세계 최고의 회사로 성장하고 있음을 느낄 수 있었다.
테슬라 자동차는 그냥 5~6건 어쩌다 좋은 디자인과 특허를 갖은 회사가 아니고, 158건 이상의 테슬라社의 철학과 기술이 녹아있는 디자인과 특허를 갖춘 세계 최고의 전기자동차 회사다. 그래서 필자가 테슬라 자동차의 특허와 디자인을 분석하면 할수록 느끼는 점은 “역시 테슬라 자동차구나!” “특허, 디자인 등 지식재산에 있어서도 다른 회사와 확실하게 차별화되는 강점이 있구나!”라는 것을 확인할 수 있었다.
3) 전기자동차의 모터의 냉각과 관련된 특허 기술
앞서 소개한 것처럼 아름다운 테슬라 전기자동차를 만들고, 회사의 철학과 기술을 디자인과 특허에 담아내며, 가솔린 및 디젤자동차가 아니라 전기자동차의 세계적 돌풍을 일으키는 테슬라社를 이끄는 인물은 누구일까?? 바로 그 인물은 이제 겨우 40대 중반(71년 生)인 엘론 머스크(Elon Reeve Musk)다. 엘론 머스크를 한 마디로 소개하면, “현재 전 세계 자동차 회사를 떨게 만드는 인물”, “자동차의 정의를 근본적으로 바꾼 인물”이라고 표현할 수 있다. 엘론 머스크는 미국을 이끄는 세계적인 발명가이자 기업가인 마이크로소프트(MS)社의 빌 게이츠(WilliamHenry Gates III)8)와 애플(Apple)社의 스티브 잡스(Steve Jobs)9), 페이스북(Facebook)의 마크 주커버그(Mark Zukerberg)10)의 계보를 있는 미국의 발명가이자 사업가다. 필자는 특허전문가로서 미국의 세계적인 기업가를 바라보면, 특허와 발명을 통한 미국의 기업가 정신은 우리나라가 반드시 받아들여야 하는 근본적인 정신임을 깨닫게 된다.
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