“세상에 없던 혁신 기술”...현대·기아 전기차, 공간 더 넓어진다
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2023.11.28 15:48
주요 구동 부품 휠 내부로 집어넣어 공간 활용성 등 극대화
실내 늘리거나 배터리 추가 탑재할 수 있는 여유 공간 생겨 
현대차·기아가 개발 중인 새로운 개념의 구동 시스템인 유니휠이 작동되는 모습. [사진 이지완 기자][이코노미스트 이지완 기자] 현대자동차와 기아가 미래 모빌리티 시대를 선도하기 위한 첨단 기술 개발에 박차를 가하고 있는 가운데, 그동안 다른 완성차 제조사들이 선보이지 않은 신개념 구동 시스템을 처음으로 공개했다. 주요 구동 부품을 휠 내부에 집어넣은 것인 데, 상용화 성공 시 동력 효율 및 공간 활용성 증대 등이 기대된다.
현대차·기아는 28일 서울 중구 명동 소재 커뮤니티하우스 마실에서 ‘유니휠 테크데이’를 개최했다. 이날 현장에는 유니휠을 연구개발 중인 박종술 수석연구위원과 임우현·김기석·민경철·이대인·이여해 책임연구원 등이 함께 했다.
‘유니휠’은 유니버설 휠 드라이브 시스템(Universal Wheel Drive System)의 약자다. 중앙의 선 기어와 좌우 각 4개의 피니언 기어, 그리고 가장 바깥쪽의 링 기어 등으로 이뤄진 특수한 유성 기어 구조를 띈다. 모터가 만든 동력이 선 기어로 전달되면 피니언 기어들이 맞물려 링 기어를 회전시킨다. 회전하는 링 기어는 최종적으로 휠까지 동력이 전달되도록 하는 원리다.
유니휠의 주요 콘셉트는 전기차의 주요 구동 부품인 감속기, 드라이브 샤프트(동력 전달 축), 등속(CV) 조인트(동력 전달 장치)를 모두 휠 안에 삽입한다는 것이다. 모터는 소형화시켜 각 휠에 인접하게 배치한다.
이렇게 되면 차량 내 새로운 공간이 창출된다. 기존 구동 시스템의 경우 양쪽 휠 사이에 모터, 감속기 등이 배치돼 공간 손실이 발생한다는 한계가 있었다. 유니휠로 새롭게 확보한 공간(양쪽 휠 사이 공간)에는 배터리를 추가 탑재해 주행거리를 늘릴 수 있다. 짐 칸이나 탑승 공간을 확대하는 것도 가능하다.
현대차·기아가 개발 중인 새로운 개념의 구동 시스템인 유니휠(오른쪽)과 기존 구동 시스템의 구조를 모형으로 제작한 모습. [사진 이지완 기자]유니휠의 또 다른 장점은 안전성과 효율을 기존 대비 더 끌어올릴 수 있다는 것이다. 모터와 휠의 중심축이 일치하지 않아도 주행 가능한 특성을 활용하면 노면이나 주행 상황에 맞게 최저 지상고를 조절할 수 있다. 험로에서는 최저 지상고를 높여 차체 손상을 방지하고, 고속 주행 시에는 최저 지상고를 낮춰 공기 저항을 줄이고 연비를 높일 수 있다.
동일한 모터를 쓰더라도 더 많은 힘을 낼 수 있다는 점도 유니휠의 장점 중 하나다. 유니휠은 기어 조합에 따라 6~10까지 감속비를 만들어 낼 수 있다. 구동 모터가 전달하는 것보다 6~10배 높은 토크를 휠에 전달할 수 있다는 얘기다.
현대차·기아는 유니휠이 미래 모빌리티 시대에 다양하게 활용될 것으로 기대하고 있다. 특히 높은 공간 활용성과 저상화 설계를 추구해야 하는 목적기반모빌리티(PBV) 부문에서 큰 진가를 발휘할 것이라는 게 현대차·기아 측 설명이다. 유니휠을 통해 구현되는 플랫 플로어 플랫폼은 PBV에 강력한 유연성과 확장성을 부여할 수 있다. 이는 고객의 사용 목적에 따라 다양한 바디 타입 설계를 가능하게 만들어 준다.
또한 유니휠은 기존 전기차에 필요한 동력원 및 감속기 기능을 동일하게 구현할 수 있어 일반 승용 및 고성능 전기차 등 모든 종류의 전기차에 쉽게 적용할 수 있다. 다양한 크기의 차량뿐 아니라 휠체어, 자전거, 배송로봇 등 다채로운 모빌리티에도 적용 가능하다. 유니휠의 경우 대상에 따라 최소 4인치부터 최대 25인치 이상의 휠에 탑재할 수 있도록 자유자재로 크기가 조절된다.
유니휠은 기존 구동 시스템의 한계를 극복할 수 있는 혁신적인 기술임이 분명하다. 다만 이 기술이 상용화되기까지는 상당한 시간이 필요할 것으로 보인다.
박종술 수석연구위원 “유니휠 기술이 태동한지 약 2년 반 정도 됐으며, 총 3단계 중 2단계에 해당하는 개발이 막 끝났다”며 “아직 상용화를 논하기에는 이르다”라고 설명했다.
그러면서 “모터를 2개로 분리함에 따라 모터 1개가 들어가는 것보다는 가격 측면에서 더 비쌀 것으로 예상된다. (상용화 시) 고급차에 먼저 들어갈 것으로 생각된다”고 덧붙였다.
실내 늘리거나 배터리 추가 탑재할 수 있는 여유 공간 생겨
현대차·기아는 28일 서울 중구 명동 소재 커뮤니티하우스 마실에서 ‘유니휠 테크데이’를 개최했다. 이날 현장에는 유니휠을 연구개발 중인 박종술 수석연구위원과 임우현·김기석·민경철·이대인·이여해 책임연구원 등이 함께 했다.
‘유니휠’은 유니버설 휠 드라이브 시스템(Universal Wheel Drive System)의 약자다. 중앙의 선 기어와 좌우 각 4개의 피니언 기어, 그리고 가장 바깥쪽의 링 기어 등으로 이뤄진 특수한 유성 기어 구조를 띈다. 모터가 만든 동력이 선 기어로 전달되면 피니언 기어들이 맞물려 링 기어를 회전시킨다. 회전하는 링 기어는 최종적으로 휠까지 동력이 전달되도록 하는 원리다.
유니휠의 주요 콘셉트는 전기차의 주요 구동 부품인 감속기, 드라이브 샤프트(동력 전달 축), 등속(CV) 조인트(동력 전달 장치)를 모두 휠 안에 삽입한다는 것이다. 모터는 소형화시켜 각 휠에 인접하게 배치한다.
이렇게 되면 차량 내 새로운 공간이 창출된다. 기존 구동 시스템의 경우 양쪽 휠 사이에 모터, 감속기 등이 배치돼 공간 손실이 발생한다는 한계가 있었다. 유니휠로 새롭게 확보한 공간(양쪽 휠 사이 공간)에는 배터리를 추가 탑재해 주행거리를 늘릴 수 있다. 짐 칸이나 탑승 공간을 확대하는 것도 가능하다.
동일한 모터를 쓰더라도 더 많은 힘을 낼 수 있다는 점도 유니휠의 장점 중 하나다. 유니휠은 기어 조합에 따라 6~10까지 감속비를 만들어 낼 수 있다. 구동 모터가 전달하는 것보다 6~10배 높은 토크를 휠에 전달할 수 있다는 얘기다.
현대차·기아는 유니휠이 미래 모빌리티 시대에 다양하게 활용될 것으로 기대하고 있다. 특히 높은 공간 활용성과 저상화 설계를 추구해야 하는 목적기반모빌리티(PBV) 부문에서 큰 진가를 발휘할 것이라는 게 현대차·기아 측 설명이다. 유니휠을 통해 구현되는 플랫 플로어 플랫폼은 PBV에 강력한 유연성과 확장성을 부여할 수 있다. 이는 고객의 사용 목적에 따라 다양한 바디 타입 설계를 가능하게 만들어 준다.
또한 유니휠은 기존 전기차에 필요한 동력원 및 감속기 기능을 동일하게 구현할 수 있어 일반 승용 및 고성능 전기차 등 모든 종류의 전기차에 쉽게 적용할 수 있다. 다양한 크기의 차량뿐 아니라 휠체어, 자전거, 배송로봇 등 다채로운 모빌리티에도 적용 가능하다. 유니휠의 경우 대상에 따라 최소 4인치부터 최대 25인치 이상의 휠에 탑재할 수 있도록 자유자재로 크기가 조절된다.
유니휠은 기존 구동 시스템의 한계를 극복할 수 있는 혁신적인 기술임이 분명하다. 다만 이 기술이 상용화되기까지는 상당한 시간이 필요할 것으로 보인다.
박종술 수석연구위원 “유니휠 기술이 태동한지 약 2년 반 정도 됐으며, 총 3단계 중 2단계에 해당하는 개발이 막 끝났다”며 “아직 상용화를 논하기에는 이르다”라고 설명했다.
그러면서 “모터를 2개로 분리함에 따라 모터 1개가 들어가는 것보다는 가격 측면에서 더 비쌀 것으로 예상된다. (상용화 시) 고급차에 먼저 들어갈 것으로 생각된다”고 덧붙였다.
