경기도 고양시 킨텍스에서 열리고 있는 '서울모빌리티쇼'에서 모터 달린 바퀴 'e-코너 모듈'이 처음 소개됐다. e-코너 모듈은 차량 샤시(차량에서 차체를 떼어낸 나머지 부분)의 각 코너에 장착해 자동차를 움직일 수 있게 하는 스마트바퀴다. 현대모비스가 'CES 2018'에서 콘셉트 모델을 선보인 뒤 이번에 처음으로 완제품이 공개됐다.
'e-코너 모듈'의 모든 구성품은 전기로 구동된다. e-코너 모듈의 'e'가 'Electric'을 뜻한다. 가장 큰 특징은 최대 90도까지 바퀴가 회전해 꽃게처럼 옆으로 주행(크랩 주행)할 수 있다는 것이다. 이리저리 핸들을 꺾어야 하는 평행 주차가 어려운 운전자에게 꼭 필요한 기술처럼 보였다.
"기존 부품 융합해 완전히 새로운 부품으로"
무엇보다 이 기술이 주목받는 이유는 제동·조향·현가(서스펜션) 기능이 e-코너 모듈 한 곳에 집약돼 있다는 것이다. 기존 자동차 내부에 탑재돼있는 여러 부분을 바퀴 한곳에 모았단 얘기다. 현대모비스는 e-코너 모듈 개발로 전기차의 출력과 주행거리를 높일 수 있을 것으로 기대 중이다.
이 기술 개발에 직접 참여한 민경원 현대모비스 스마트모빌리티연구셀 책임연구원과의 서면 인터뷰를 통해 e-코너 모듈에 대해 좀 더 자세히 알아봤다. 다음은 일문일답.
- e-코너 모듈이 90도 회전이 가능하다는 점 말고도 다양한 기능이 있는 것으로 안다.
▲ e-코너 모듈의 또 다른 특징은 바퀴에 구동, 제동, 현가, 조향 기능이 모두 포함돼 있다는 것이다. 기존 내연기관차는 구동 모터, 조향 시스템, 서스펜션 등이 차량 내부에 각각 탑재돼 있어 실내 공간을 많이 차지했다. 하지만 e-코너 모듈은 이런 부품들을 모듈화해 한곳에 합쳤기 때문에 활용할 수 있는 실내 공간이 훨씬 넓어지게 된다.
- 자동차 바퀴에 모터가 달렸다는 것이 상상이 안 된다.
▲ e-코너 모듈의 핵심 기술 중 하나가 '인휠' 시스템이다. 휠 안에 모터를 넣었다고 생각하면 된다. 인휠 시스템을 사용하면 자동차 바퀴가 4개이므로 모터 개수도 4개가 된다. 모터 개수가 늘면 자연스럽게 자동차 출력도 높아지게 되고 주행거리 역시 개선된다. 그리고 각 바퀴가 모터이기 때문에 바퀴마다 힘을 독립적으로 제어할 수도 있다. 차량 각 바퀴에 전달되는 토크를 분배함으로써 핸들링, 차체 안전성, 동력 성능을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
- 내연기관차, 전기차에 모두 적용 가능한가.
▲ 전기차에만 적용이 가능하다. 기존 내연기관차엔 드라이브샤프트(파이널 드라이브와 바퀴를 연결하는 축으로 엔진의 동력을 바퀴에 전달해 주는 역할을 함)가 있어 적용이 불가능하다. 그런데 대부분의 전기차엔 트랜스미션(변속기)과 드라이브샤프트가 없다. 현대차그룹 전기차 플랫폼(E-GMP)에는 사륜구동 기준으로 구동모터가 전방, 후방에 각각 1개씩 위치해 있다. 만약 e-코너 모듈을 적용한다면, 이미 구동모터가 e-코너 모듈의 바퀴 안에 탑재돼 있기 때문에 탑승자가 사용할 수 있는 캐빈 공간이 훨씬 넓어진다.
- 개발 과정에서 어려운 것은 없었는지.
▲기존 부품들을 활용해 완전히 새로운 시스템을 만들어 내는 것이 가장 어려웠다. 구동을 위한 인휠모터기술, 제동을 위한 전자식브레이크, 조향을 위한 MDPS모터 등 기존 부품들이 e-코너 모듈에 적용됐다. 기존 부품들을 융합해 완전히 새로운 부품이 탄생했다고 이해하면 된다. 넓은 조향각(150도 이상)을 유지하면서도 다양한 외력을 견디기 위한 구조적 컨셉 아이디어를 생각해내는 것도 넘어야 할 산이었다. 하지만 여러 가지 시도 끝에 이 모듈 컨셉에 알맞은 아이디어를 생각해냈고 기존 부품들을 e-코너 모듈에 알맞게 패키징했다.
PBV에서 로봇까지
현대모비스의 e-코너 모듈은 이 같은 혁신성을 인정받아 '2021 서울모빌리티쇼'에서 대상을 받았다. 다양한 미래 모빌리티 플랫폼에 적용할 수 있는 확장성과 우수한 기술력이 높은 평가를 받았다.
확장성은 무궁무진할 것으로 보인다. 전기차는 물론 목적 기반 모빌리티(PBV, Purpose Built Vehicle) 등에 적용 가능할 것으로 전망된다. 승용차보다 다양한 목적으로 사용되는 PBV는 더욱 그렇다. 카페, 병원, 상점, 자율주행버스, 소방차 등 기능을 수행하는 PBV에 90도까지 바퀴를 꺾을 수 있는 e-코너 모듈이 더 적합할 것으로 예상된다.
구체적인 계획도 있다. 2023년까지 4개의 통합 모듈을 제어해 실차 기능 구현이 가능한 '스케이트보드 모듈'을 개발하고 2025년까지 자율주행 제어 기술과 접목해 PBV 모빌리티 솔루션을 선보이겠단 목표다.
장기적으로는 로봇에도 적용할 계획이다. e-코너 모듈이 로봇의 특성을 많이 갖고 있어서다. 로봇은 주로 평평하고 매끈한 실내 환경에서 작동하도록 설계가 되어 있기 때문에 실외 주행이 어려운데 e-코너 모듈을 장착하면 이런 단점들을 해소할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
