현대모비스가 전기 모터와 제동시스템을 일체화해 휠 안에 장착하는 인휠 시스템 양산을 예고했다.
현대모비스는 완성차 업체가 주관하는 인휠-시스템 선행개발 프로젝트에 참여해 왔으며, 그간 축적된 기술을 바탕으로 소형전기차량 후륜에 적용 가능한 인휠-모듈 프로토타입 독자개발을 완료하고 신뢰성을 검증하고 있다고 밝혔다. 현대모비스는 레이 EV의 뒷바퀴에 16KW급 구동모터를 가진 인휠 시스템을 탑재해 여러 가지 시험을 진행중이다. 현대모비스는 최대한 빠른 시일 내에 양산 가능한 수준의 신뢰성을 확보해 인휠 모듈 핵심 기술을 차세대 성장동력으로 삼는다는 전략이다.
현대모비스가 인휠 시스템 개발에 힘을 쏟는 것은 이를 통해 얻을 수 있는 장점이 많고, 친환경차 개발에서 아주 중요한 부분이기 때문이다. 인휠 시스템을 상세히 살펴보자.
엔진에서 시작된 힘의 종착역은 바퀴다. 실린더에서 폭발로 얻어진 힘은 크랭크 샤프트와 변속기, 드라이브 샤프트를 통해 휠까지 전달돼 타이어를 움직이는 것으로 소임을 다한다. 아주 짧은 순간에 힘이 만들어지고 소비되지만 많은 장치들을 거치고 나서야 바퀴에 도달한다.
굳이 엔진룸에서 힘을 만드는 게 아니라 힘이 쓰이는 곳에서 직접 동력을 생성시키면 효율은 훨씬 높아진다. 동력이 전달되는 과정에 사라져버리는 힘을 줄일 수 있어서다.
많은 엔지니어들이 바퀴에 주목하는 이유다. 포르쉐를 만든 페르디난드 포르쉐 역시 마찬가지였다. 포르쉐 역사의 첫장을 장식하는 차는 앞바퀴에 전기 모터를 장착한 전기차, 포르쉐-일렉트로모빌이었다. 하지만 전기차의 효율이 내연기관에 미치지 못해 포르쉐의 시도는 일회성에 그치고 만다.
다시 시간이 흘러 전기차의 시대를 목전에 두고 있다. 자동차 메이커들은 친환경차를 만들어야 생존할 수 있는 시대로 접어들고 있다. 인 휠 시스템이 다시 등장하는 배경이다.
‘인-휠 시스템’은 바퀴를 돌릴 수 있는 동력원인 모터와 제동을 위한 장치 등을 일체화해 바퀴 안에 장착한 것이다. 이를 적용하면 동력 손실을 획기적으로 줄일 수 있다. 엔진에서 동력전달 장치를 통해 바퀴까지 이어지는 동안 사라지는 힘은 자동차의 효율을 갉아 먹는다. 인휠 시스템의 모터가 바퀴를 직접 움직이면 동력 전달 과정에서의 손실을 없앨 수 있다. 부품 수도 크게 줄어들고 무게도 가벼워진다. 연비도 좋아지는 것은 물론이다.
안전 시스템이 더해지면 인휠 시스템의 효과는 더 커진다. 인휠 시스템이 차량 자세제어장치인 ESC와 결합되면 차를 훨씬 더 세밀하게 조정할 수 있다. 예를 들어 급격한 커브 길을 달릴 때 좌우 전기모터의 회전량을 조절하기가 쉽고 이에 따라 차의 거동을 더 안정되게 하면서 안전하게 코너를 달릴 수 있다.
주차보조시스템(SPAS)은 핸들 조작만 자동화되어 있고 전후진 변속 및 엔진 제어는 운전자가 수행해야하지만, 인-휠 시스템과 결합하게 되면 전후진 변속까지 자동화할 수 있다. 조향효과가 추가되면 선회반경도 줄일 수 있다. 인휠 시스템은 이밖에도 차선유지시스템(LKAS) 등 다른 여러 시스템과 결합할 수 있어 단순히 해당 기술만 적용했을 때 보다 그 성능을 크게 개선하는 효과를 기대할 수 있다.
인-휠 시스템은 특히, 전기차 및 수소전기차와 같은 친환경자동차에서 그 장점이 더욱 빛을 발한다. 이러한 친환경자동차의 경우에, 인-휠 시스템을 적용하면 별도의 엔진룸이 필요 없게 되기 때문에 차량 무게를 크게 줄일 수 있다. 또한, 장착구조가 단순해서 4륜 구동을 쉽게 구현할 수 있다. 이를 통해 빗길과 눈길에서의 주행 성능을 개선시킬 수 있다.
오종훈 yes@autodiary.kr
