자동차를 움직이는 것은 최종적으로는 지면과 맞닿아 있는 바퀴다. 엔진이 회전하면서 발생한 힘이 변속기, 드라이브 샤프트 등 여러 동력 전달장치를 거치며 바퀴에 전달되면 바퀴가 돌아가고, 자동차가 움직이게 되는 것이다.‘동력장치를 별도의 공간이 아닌 바퀴 안에 바로 넣으면 장점이 많아지지 않을까.’ 단순한 의문에서 시작한 연구는 기존 자동차에 대한 관념을 뒤엎는 신개념 시스템을 만들어냈다. 자동차 바퀴 안에 구동 및 제동 장치 등을 일체화해 탑재한 ‘인-휠 시스템’을 개발한 것이다.
인-휠 시스템은 바퀴를 돌릴 수 있는 동력원인 모터와 제동을 위한 장치를 바퀴 안에 장착한 구조다. 단순한 개념인 것 같지만 여러가지 장점이 있다. 우선 여러 단계의 동력장치를 거치지 않고 모터가 바로 바퀴를 직접 구동시키기 때문에 중간 과정에서 새어나가는 동력 손실이 없다. 더불어 관련 부품 수가 감소하고, 무게도 줄어들어 차량의 연료효율 개선을 꾀할 수도 있다.
하지만 이보다 더 큰 효과는 다른 안전시스템과 결합했을 때 큰 시너지효과를 창출한다는 점이다. 인-휠 시스템을 차량자세제어장치(ESC)와 결합하면 운전자가 급격한 커브 길에서 회전할 때 운전자가 의 되求?대로 차량을 조정할 수 있는 회전각이나 거리가 크게 향상된다. 주차보조시스템(SPAS)은 현재 핸들 조작만 자동화돼 있고 전후진 변속 및 엔진 제어는 운전자가 직접 해야 한다. 하지만 인-휠 시스템을 SPAS와 동시에 장착하면 전후진 변속까지 자동화할 수 있다.
인-휠 시스템은 ESC, SPAS 외에도 차로유지시스템(LKAS) 등 다른 여러 시스템과 결합했을 때, 단순히 해당 기술만 적용했을 때보다 성능을 크게 개선하는 효과를 기대할 수 있다.
최근 자동차산업의 화두가 되고 있는 전기차(EV) 및 수소전기차(FCV)와 같은 친환경자동차 분야에서도 인-휠 시스템은 큰 장점이 있다. 배터리로 모터를 돌려 움직이는 친환경자동차에 인-휠 시스템을 적용하면 별도로 모터를 두는 공간이 필요없어지기 때문에 차량 무게가 많이 감소한다. 더불어 사륜구동화가 쉬워져 빗길과 눈길에서의 주행 성능을 개선할 수 있다.
세계적으로 많은 자동차 및 부품업체들이 경쟁력 있는 시스템 개발을 위해 연구개발을 진행하고 있다. 한국에선 현대모비스가 완성차 업체가 주관하는 인-휠 시스템 선행개발 프로젝트에 참여하고 있다. 현대모비스는 축적된 기술을 바탕으로 소형 전기차 뒷바퀴에 적용할 수 있는 인-휠 모듈 시제품의 독자 개발을 마치고 신뢰성을 검증하고 있다. 레이EV 뒷바퀴에 인-휠 시스템을 장착해 여러 시험을 진행하고 있다. 현대모비스는 이른 시일 내에 양산 가능한 수준의 기술을 개발해 인-휠 모듈을 차세대 성장동력으로 삼는다는 전략을 세우고 있다.
현대모비스 기술연구소
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