현대자동차그룹은 도로에서 발생해 실내로 유입되는 노면소음을 크게 줄여주는 RANC(Road-noise Active Noise Control, 능동형 노면소음 저감기술)을 세계 최초로 개발했다고 11일 밝혔다. 현대차는 이 기술을 곧 출시할 제네시스 첫 스포츠유틸리티차(SUV) 'GV80'에 가장 먼저 적용한다.
자동차업계가 사용해 온 기존 소음 차단 방법은 흡·차음재, 다이나믹 댐퍼 등을 사용한 수동적 방식 위주였다. 이는 차 무게가 증가돼 연료소비 효율에 불리했다. 그리고 '웅웅' 거리는 저주파 소음의 차단도 불완전했다.
ANC(Active Noise Control, 능동형 소음 저감기술) 역시 종전에도 있었다. 마이크 등 상대적으로 가벼운 부품을 쓰면서 저주파 소음도 개선할 수 있어 일부 차량에 도입됐다. 하지만 기술적 한계가 있어 소음 유형이 일정하고 소음이 언제 발생할 지를 예측할 수 있어야 저감 효과를 낼 수 있었다.
현대차가 개발한 RANC는 다양한 유형으로 여러 곳에서 동시에 발생하는 노면소음을 실시간으로 분석해, 이를 상쇄하는 반대 위상의 음파를 발생시킴으로써 실내 정숙성을 향상하는 기술이다.
핵심은 소음 분석부터 반대 위상 음파를 발생하는 데까지 걸리는 시간을 0.002초로 줄인 것. 반응이 빠른 가속도 센서를 이용해 노면에서 차로 전달되는 진동을 계측하면 DSP(Digital Signal Processor)라는 제어 컴퓨터가 소음의 유형과 크기를 실시간 분석한 뒤 역위상 상쇄 음파를 생성해 오디오 시스템의 스피커로 내보낸다. 이를 통해 약 0.009초만에 실내로 전달되는 불규칙한 노면소음을 효과적으로 잡아낼 수 있다.
이와 함께 그리고 RANC용 마이크로 노면소음이 제대로 상쇄되고 있는지를 지속 측정해 DSP가 소음저감 효과를 높이도록 도와준다. 이를 통해 3데시벨(dB)의 소음을 줄일 수 있는데, 이는 실내 소음에너지가 절반 수준으로 줄이는 효과를 내 누구라도 쉽게 소음저감을 체감할 수 있다는 게 회사 측 설명이다.
현대차그룹은 6년여의 개발기간을 거쳐 RANC 양산에 성공했다. 특히 선행개발 단계에서 KAIST, 번영, ARE, 위아컴 등 이 참여하는 산학협력 개방형 혁신 형태로 진행했고, 양산은 글로벌 차량 오디오 전문업체인 하만과 협업했다.
특히 수소전기차와 전기차는 동력계통(파워트레인)에서의 소음이 거의 없기 때문에 RANC의 적용효과가 더 클 것으로 기대된다. 현대자동차그룹은 RANC의 핵심 요소기술인 센서 위치 및 신호 선정 방법에 대해 한국과 미국에 특허 출원을 완료했다.
이강덕 현대자동차그룹 연구개발본부 NVH리서치랩 연구위원은 "RANC는 기존 NVH(noise·vibration·harshness, 소음진동) 기술을 한 단계 도약시킨 혁신"이라며 "NVH 저감 기술 분야에서 지속적인 우위를 확보하고 고객에게 최고의 정숙성을 선사하기 위해 노력할 것"이라고 말했다.
