현대차그룹, 자동차 구동 역사 패러다임 전환…"구동 부품이 차지하던 공간을 고객에게로"

현대자동차그룹이 100년의 역사를 통해 수많은 진화를 이뤄낸 자동차 시장에 혁신을 예고했다. 바로 오랜기간 바뀌지 않았던 자동차 구동 시스템을 차체가 아닌 바퀴 안으로 적용한 것이다. 모터에서 발생한 동력을 바퀴까지 전달하는 데 필요한 핵심 구동 부품을 휠 안으로 옮기면서 차량의 공간을 넓히고 구동 능력을 극대화 할 수 있는 새로운 구동시스템을 선보였다. 특히 자동차는 물론 자전거, 휠체어 등 1인 이동수단으로 확장도 예고했다. 현대자동차·기아는 28일 커뮤니티하우스 마실(서울 중구 명동 소재)에서 유니휠 테크데이를 개최하고 '유니버설 휠 드라이브 시스템(유니휠)'을 세계 최초로 공개했다. 유니휠은 전기차의 주요 구동 부품을 휠 내부로 옮겨 실내 공간을 획기적으로 확대하는 기능 통합형 휠 구동 시스템으로, 현대차·기아가 기존에 없던 완전히 새로운 구조의 구동 시스템을 고안했다는 점에서 의미가 있다. 차량은 엔진과 변속기를 거친 동력이 드라이브샤프트-CV조인트를 통해 바퀴로 전달돼 움직인다. 하지만 이번에 공개된 유니휠은 차량쪽에 적용된 감속기와 드라이브 샤프트, CV조인트의 기능을 모두 바퀴 안으로 통합해 넣은 것이 특징이다. 즉 유니휠이 감속기와 CV조인트 등의 기능을 하나로 통함하면서 '모터-유니휠-바퀴' 순서로 동력이 전달된다. 이에 따라 차량내 구동시스템이 차지했던 공간을 자유롭게 활용할 수 있게 되면서 실내 공간은 물론 배터리 적용 확대를 통하 경쟁력을 한층 끌어올릴 수 있다. 특히 PBV(Purpose Built Vehicle, 목적 기반 차량)와 같은 다양한 용도에 최적화된 미래 모빌리티를 실현할 수 있다. 박종술 현대차·기아 선행기술원 수석연구위원은 "글로벌 자동차 시장이 내연기관에서 전기차로 전환됐지만 기존의 틀을 깨지못하고 기존 방식을 적용해왔다"며 "이같은 공간을 활용할 수 있는 방안을 고민하던 중 유니휠을 개발하게 됐다"고 말했다. 이어 "기존 CV조인트가 적용된 드라이브 샤프트는 휠이 상하좌우로 움직일 때마다 꺾이는 각도가 커질수록 동력 효율과 내구성이 하락하는 문제가 있다"며 "하지만 유니휠은 노면에 따른 휠의 움직임에 자유롭게 반응할 수 있어 높은 내구성과 승차감, 주행 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다"고 설명했다. 특히 유니휠 구동시스템은 기존에 휠 사이에 자리하던 커다란 모터에서 발생한 동력을 네 개 바퀴로 각각 전달해 움직이는 방식이 아닌 소형화된 모터를 바퀴 휠에 직접 연결함으로써 독립 제어도 가능하다. 이를 통해 지금까지와는 차원이 다른 토크 벡터링(Torque Vectoring)도 구현할 수 있다. 토크 벡터링이란 각 바퀴에 전달되는 토크를 정밀하게 제어하는 기술로, 미끄러운 노면이나 코너링 주행 시 안정적이면서도 역동적인 성능을 가능하게 한다. 유니휠은 기존 전기차에 필요한 동력원 및 감속기 기능을 동일하게 구현할 수 있기 때문에 일반 승용 및 고성능 전기차 등 모든 종류의 전기차에 쉽게 적용할 수 있다는 장점도 가지고 있다. 대상 모빌리티의 요구 조건에 따라 작게는 4인치부터 크게는 25인치 이상의 휠에 탑재할 수 있도록 유니휠의 크기를 조절할 수 있어 휠체어, 자전거, 배송로봇 등 다앙한 종류의 모빌리티에도 적용이 가능할 것으로 전망했다. 무엇보다 유니휠의 가장 큰 특징은 기존에 사용할 수 없었던 공간을 확보했다는 점이다. 박 연구원은 "지금의 자동차 구조상으로 실내 공간을 큰 폭으로 늘리는 것은 차체를 크게 만드는 것 외에는 사실상 마땅한 방법이 없었다"며 "그러나 유니휠은 구동 부품을 바퀴 휠 내로 통합흡수하면서 트렁크 등 해당 부품이 차지하는 공간을 자유롭게 활용할 수 있어 공간활용도를 더욱 높일 수 있다"고 말했다. 또 휠의 회전축이 이동한다는 유니휠의 특성상, 계단을 에스컬레이터처럼 부드럽게 오르는 모빌리티도 만들 수 있다. 실제로 이날 현대차·기아는 유니휠을 통해 계단을 흔들림 없이 오르는 모빌리티의 개념을 소개하기도 했다. 현대차·기아는 유니휠과 관련된 특허 8건을 국내와 미국, 유럽 등 주요 국가에 출원 및 등록했다. 박 연구원은 "유니휠의 개발 완성도를 높이기 위해 다양한 테스트를 통해 안정성과 효율성, 내구성 등을 지속 검증하고 있으며, 향후 기어비 조정 및 윤활 냉각 시스템 고도화 등 상품성을 높이기 위한 노력을 이어갈 것"이라고 말했다.