바퀴 안에 모터+제동장치 '인휠'…전기차 시스템으로 각광

현대 모비스 부품 이야기

자동차를 움직이는 것은 지면과 맞닿아 있는 자동차 바퀴다. 엔진이 회전하면서 발생한 동력이 토크 컨버터와 변속기, 드라이브 샤프트 등 여러 동력 전달장치를 거치며 차량 바퀴에 전달되면 바퀴가 움직이고, 비로소 자동차도 움직인다.

‘동력 장치를 별도 공간이 아니라 바퀴 안에 장착하면 장점이 많아지지 않을까.’ 자동차 엔지니어들의 단순한 의문에서 시작한 연구가 기존 자동차에 대한 관념을 뒤엎은 신개념 시스템으로 진화하고 있다. 자동차 바퀴 안에 구동 및 제동장치 등을 일체화해 구성한 ‘인휠 시스템’이다.

이 시스템은 앞서 설명한 대로 바퀴를 돌릴 수 있는 동력원인 엔진(또는 모터)과 제동장치 등을 일체화해 바퀴 안에 장착한 것이다. 개념은 단순하지만 획기적인 장점을 동반한다.

우선 여러 단계에 걸친 동력장치를 거치지 않고 모터가 바퀴를 직접 구동하기 때문에 중간 과정에서 새어나가는 동력 손실이 없다. 이와 함께 관련 부품이 최소화되면서 무게도 줄어 연비 개선의 이중 효과를 기대할 수 있다.

이보다 더 큰 효과는 다른 안전시스템과 결합했을 때 큰 시너지 효과를 창출한다는 것이다. 대표적으로 차량자세제어장치(ESC)와 결합하면 ESC만 장착된 차량에 비해 커브길에서 차량 조정 가능 영역이 더욱 확대된다. 운전자가 급격한 커브 길에서 회전할 때 의도하는 대로 차량을 조정할 수 있는 회전각이나 거리가 크게 향상된다.

주차보조시스템(SPAS)도 마찬가지다. 지금의 SPAS는 핸들 조작만 자동화돼 있고 전·후진 변속과 구동 제어는 운전자가 수행해야 한다. 인휠 시스템과 결합하면 전·후진 변속까지 자동화되는 것은 물론 조향 효과가 추가돼 선회 반경 축소도 가능해진다. 이처럼 인휠 시스템은 ESC, SPAS 외에도 차선유지시스템(LKAS) 등 다른 여러 시스템과 결합했을 때 단순히 해당 기술만 적용했을 때보다 그 성능이 크게 개선되는 효과가 나타난다.

인휠 시스템은 자동차산업의 화두가 되고 있는 전기차와 수소연료전기차와 같은 친환경 자동차에서 그 장점이 더욱 빛을 발한다. 친환경 자동차에 인휠 시스템을 적용하면 별도의 엔진룸 자체가 필요 없게 되기 때문에 차량 무게가 많이 줄어든다. 단순하기 때문에 4륜 구동화가 쉬워져 빗길과 눈길에서 주행 성능을 개선할 수 있다.

세계적으로 많은 자동차 및 부품업체가 경쟁력 있는 시스템을 개발하기 위해 연구개발하고 있다. 한국에선 현대모비스가 완성차 업체가 주관하는 인휠 시스템 선행개발 프로젝트에 참여하고 있다. 그간 축적한 기술을 바탕으로 소형 전기차 후륜에 적용 가능한 인휠 모듈 프로토타입 독자 개발을 마치고 신뢰성을 검증하고 있다.

특히 레이 전기차의 뒷바퀴에 16㎾급 구동모터를 가진 인휠 시스템을 탑재해 여러 가지 시험을 하고 있다.

현대모비스는 최대한 이른 시일 안에 양산 가능한 수준의 신뢰성을 확보해 인휠 모듈 핵심 기술을 차세대 성장동력으로 삼는다는 전략이다.

자료 제공:현대모비스 기술연구소