동력장치가 바퀴 안에 … 미래차 게임체인저 '인휠 시스템'

현대모비스 부품이야기

현대모비스 인휠시스템이 장착된 차량. 현대모비스 제공

차량을 움직이는 것은 지면과 맞닿아 있는 자동차 바퀴다. 엔진 또는 구동모터가 회전하면서 발생한 동력이 드라이브 샤프트, 토크 컨버터 등 다양한 동력전달장치를 거치며 차량 바퀴에 전달되면 비로소 자동차가 움직인다.

바퀴로 움직이는 자동차. 그렇다면 동력장치를 바퀴 내부에 구성해 여러 특징을 구현해보면 어떨까. 현대모비스 연구원들의 호기심으로 시작된 연구가 세상에 없었던 새로운 시스템으로 개발되고 있다. 자동차 바퀴 안에 구동 및 제동 시스템을 일체화해 구성한 인휠 시스템이다.

인휠 시스템은 자동차가 움직일 수 있는 구동모터와 제동장치 등을 일체화해 휠 내부에 장착한 것이다. 이를 통해 다양한 장점을 누릴 수 있게 된다. 동력 효율 및 전비 항상, 항속 거리 증대, 주행 성능 개선, 특수 모션 구현 등이 대표적이다.

차량에 인휠 시스템을 적용하면 구동력을 바퀴에 전달하는 드라이브샤프트 같은 별도의 동력 전달 부품이 필요 없어지게 된다. 이를 통해 구동 효율이 극대화되고, 전비 항상 효과도 기대할 수 있다. 모터가 바퀴를 직접 구동시키는 만큼 중간 과정에서 새어 나가는 동력 손실을 최소화할 수 있고, 관련 부품을 최소화해 무게도 줄어든다. 전비 개선까지 두 마리 토끼를 동시에 잡을 수 있는 셈이다.

인휠 시스템이 적용되면 기존 구동 시스템이 바퀴 안으로 들어가기 때문에 그 공간을 활용해 배터리 용량도 늘릴 수 있다. 네 바퀴를 각 모터가 직접 제어하는 방식이라 구동력을 효율적으로 배분해 최적의 선회 성능이나 차체 자세 제어 성능을 제공할 수도 있다. 급격한 커브 길에서 회전할 때 운전자의 의도대로 차량을 조종할 수 있는 회전각이나 거리를 크게 향상할 수 있는 것이다.

현대모비스는 미래 모빌리티 분야에서 게임체인저로 불리는 인휠 시스템 시장에 대응하기 위해 2010년부터 개발에 나섰다. 인휠은 차량 바퀴에 전기차 파워트레인(동력 전달계)을 넣는 개념이라 설계 과정이 까다롭다. 동력 성능을 높이거나 내구성을 확보하는 등 극복해야 할 난제가 많은 기술로 평가받아 왔다.

현대모비스는 인휠 시스템의 핵심인 구동모터와 제어기 등 관련 기술을 모두 자체 개발했다. 현재 세계에서 양산 사례가 없는 신기술이다. 이 회사가 개발한 4륜 인휠 시스템은 전후좌우 효율적인 토크 분배를 통해 선회 성능 향상과 함께 20% 이상의 전비 개선 효과를 볼 수 있는 것으로 알려졌다. 인휠 시스템을 적용하면 제로턴이나 크랩 주행 등 특수 모션을 구현하는 것도 가능하다.

디자인 측면의 혁신도 기대된다. 차체 디자인을 제약하는 파워트레인 등 기계적 장치가 사라지기 때문에 공간 활용이 용이하다. 확보된 공간을 활용해 일반적인 차량에서 볼 수 없었던 독특하고 유려한 디자인이 가능한 것이다.

현대모비스 기술연구소