by
Jun 19. 2024
2. EMPA
모듈형 카고바이크 플랫폼 개발배경
모듈은 보통 기존부품과 다르게 간단한 교환이 가능한 개념을 말한다. 사용자는 컴퓨터 칩을 보드에 꽂아 성능을 업그레이드하는 등 애프터마켓을 통해 커스터마이징을 이용한다. 그러나 제조입장에서의 모듈화는 조금 다르게 해석된다. 사용자 중심이 아닌 공급자 편의로 모듈 개념이 적용되고 있다. 자동차의 모듈은 사용자가 쉽게 개조할 수 없다. 단순한 부품 간의 연계구조와 검증된 부품들의 조합으로 하나의 완성차가 구성되기 때문이다. 투자비가 많이 드는 하나의 차체부품을 통해 길이 또는 폭, 현가, 조향, 구동계 등을 효율적으로 생산할 수 있게 하는 일련의 제조 프로세스를 의미하는 것에 가깝다. 모듈설계의 장점은 처음부터 계획한 대로 설계하는 것이 아니라 공용부품을 통해 필요한 만큼의 추가 개발만 진행하면 된다는 것이다. 그러나 모듈설계가 이동수단에 적용됐을 때 과연 의도한 만큼의 성능을 가진 다양한 제품으로 탄생되었는가에 대해서는 무수한 시행착오와 인내가 수반된다.
브랜드컬렉션 기아전기자전거에코브의 EMPA는 eccov modular platform architecture로 자동차에 쓰이는 소재와 ‘스탬핑’이라는 제작 방식으로 만들어진 차체를 공용부품으로 사용한다. 사내벤처에서 일했을 당시 기아브랜드컬렉션으로 개발한 2륜 자전거가 2014 제네바모터쇼에 Kia Electric Bicycle이라는 이름으로 소개되었다. 현재와 동일한 스탬핑 기술로 만든 최초의 자전거였고 기아자동차 내부와 대중들의 관심도가 높았다. 그러나 고객을 만나기 위해 유럽의 자전거 업체들과 미팅을 하며 심각한 문제가 있다는 사실을 발견했다. 2륜 자전거는 보통 B2C 시장으로 소비자의 니즈를 만족시키기 위해 한 회사에서 갖고 있는 서브 브랜드만 수십 가지인 경우도 있다. 보통 한 모델의 자전거마다 사이즈를 5가지 정도 보유한다. (XS-S-M-L-XL) 자전거에 사용되는 알루미늄 튜빙용접방식은 튜브의 길이 조절에 적합하여 사이즈 변경이 쉽다. 그러나 우리가 사용한 금형을 통한 제작방식은 디자인이나 사이즈를 약간이라도 변경하려면 새로운 금형을 투자해야 한다. 자동차 방식 금형은 투자비가 매우 비싸며 한 번에 찍어내는 수량 또한 최소 몇 천에서 몇 만이 넘어야 사업성이 있다. 전형적으로 개발에는 성공했으나 시장성이 없는 경우였다. 대기업에서 수요를 만들어 줄 것이라는 착각 또한 실패에 한몫했다. 운과 노력이 더해졌던 상황이었고, 당시의 상실감에 원점으로 돌아가기가 더욱 쓰라렸던 기억이다.
시장성을 어떻게 확보해야 할지 고민을 시작했다. 그래서 피벗팅을 하기로 한 것이다. 개발내용은 유지하고 결과물만 카고바이크로 바꿔보기로 했다. 당시 유럽시장에서는 말단 물류에 삼륜형 카고바이크가 인기였고 에코브의 목표를 3륜형 카고바이크, 그것도 역삼륜이 아닌 정삼륜으로 정했다. 사실 역삼륜 형태의 자전거를 제작해 본 경험이 있었고, 심미적인 이유와 자동차의 특성을 표현하기에는 역삼륜 형태가 더욱 어울렸다. 그러나 많은 짐을 실을 수 있고 뛰어난 내구도와 단순한 구조를 원하는 물류현장의 니즈를 반영하기 위해서는 강력한 차체 프레임을 사용한 정삼륜 형태의 구조가 합리적이고 생각했다. 시장에 명확한 니즈가 있다는 확신이 들었고, 금형 투자비를 가장 효율적으로 운영할 수 있는 부분은 프런트 부분이라는 결론에 이르렀다.
에코브는 무체인 방식을 적용했다. 국내 자동차 부품사인 HL만도가 유럽 시장을 대상으로 최초의 카고바이크용 구동시스템을 개발했고 일반자전거용 대비 2~3배의 힘을 낼 수 있다. 그러나 기존의 자전거의 상징으로 여겨지는 체인구조가 없다는 점에서 제대로 된 성능을 하겠는가에 대한 불안도 있었다. 하지만 그들의 피나는 노력을 통해 정식 자전거 부품으로 인정받은 시장 파괴적인 기술이었다. 우리 역시 자동차 방식의 제조기술로 나름의 최초성을 갖고 있었다. 그러나 두 한국 회사가 노력하고 있다는 사실을 유럽의 메이저 시장에서는 그다지 신경 쓰고 있지 않은 듯했다. 심지어 한국은 자전거 제조산업이 전무한 불모지였고 카고바이크는 인증 분류 체계 자체가 없기에 그저 ‘원동기장치 자전거’였다.
선택의 여지가 없었던 우리에게 모듈시스템 개발은 다시 한번의 기회였고 무체인 방식은 EMPA의 단순한 구조를 완성시킨 장본인이 되었다. 3륜 차량인 EMPA 3W는 전륜 바퀴 내부에 모터가 장착되어 있고 후륜에는 바퀴만 있다 보니, 체인을 뒷바퀴까지 연결하기 위한 수고를 덜어낼 수 있었다. 또한 기존 체인부품과 변속기가 매우 쉽게 파손되는 문제점을 덜어내어 가혹한 작업환경을 가진 카고바이크 사용자 입장에서 사후정비에 대한 걱정을 원천적으로 없앨 수 있게 되었다. 주요 부품들이 사라진 뒤쪽은 어떠한 형태로도 개조가 가능했다. 물류회사, 취급품목, 서비스에 따라 적재함의 형태를 다양화시켰고 우리는 이것이 경쟁사대비 진정한 모듈구조에 가깝다는 것을 확신했다. 특히 전방차체와 후방차체가 분리되는 타입은 해외수출에 매우 유리하다. EMPA는 분해조립이 용이하기에 SKD나 CKD 형태의 수출이 가능하다. 동일한 컨테이너를 기준으로 보통은 30대의 카고바이크가 실어진다면, EMPA는 절반을 접고 포개서 80대까지 적재가 가능하다. 가장 좋은 점은 완성차에 대한 비싼 관세를 물지 않고 부품 수입이 되는 것이다. 자연스럽게 EMPA의 단순한 구조는 모듈을 기반으로 하며 수출 후 현지 조립에 최적화된 특징을 가지게 되었다.
초기 EMPA 컨셉은 스탬핑공법이 아니었다. 현재의 모듈화를 완성하기 위한 발판이지만 혹독한 댓가를 치른 시행착오였다이후 모듈화는 에코브의 설계 기반이 되었고 프런트 거더포크, 휠, 서스펜션, 적재함 등이 추가로 개발되었다. 모든 부품은 일체형이 아닌 다양한 사용성을 염두에 둔 부품형으로 구성되었다. 이를 통해 수많은 사용성이 존재하는 모빌리티의 특성에 맞는 소량의 제품을 제작하기에 더할 나위 없이 좋은 프로세스가 완성되었다. 우리도 처음부터 전용부품을 개발하고자 한 것은 아니었다. 적당한 가성비를 가진 카고바이크용 부품을 도입해 본 적이 있었지만 품질과 성능이 만족스럽지 못했고 차라리 실패를 하더라도 직접 개발해 보자는 결정을 했다. 그 결과 우리는 자체 부품을 갖고 있는 몇 안 되는 카고바이크 제조사가 되었다.
거더포크 방식의 프론트 서스펜션과 하인즈만 모터를 체결한 스탬핑 휠은 EMPA의 핵심 부품이다현재는 자체 부품을 얼마든지 개선할 수 있는 수준에 이르렀고 기술적 완성도를 높여가며 최선의 품질과 가격대를 찾아가고 있다. 이는 매우 잘한 결정이다. 여전히 해외 경쟁사들은 마땅한 부품을 구하지 못한 나머지 오토바이의 부품을 적용하고 있다. 대부분의 부품은 중국에서 제조되고 가성비 좋은 중국 부품들은 반덤핑관세로 유럽시장으로의 수출이 쉽지 않다.
또한 중국의 자전거 산업은 유럽의 요구 수준에 맞게 신규 아이템을 개발해 내는 역량이 부족하다. 그렇다고 해서 유럽의 자전거 산업이 중국 OEM대비 뛰어난 점이 있는 것도 아니다. 지금까지 사용해 온 부품은 더 이상 시장에서 요구하는 수준에 맞춰내기가 어렵다는 말이다. 에코브로서는 FTA협정이 이루어진 한국에서 유럽에 수출할 수 있는 절호의 기회인 셈이다. EMPA가 카고바이크 시장의 부품의 표준화라는 거창한 목표를 애초부터 잡고 시작했다면 거짓말이겠지만, 우리가 직접 개발하여 원하는 수준을 내재화한 것이 결국 우리뿐 아니라 시장 전체의 수준을 높이는 것에 기여할 것이라 생각한다.
2. EMPA - Development background of modular cargo bike platform
Modules usually refer to concepts that can be easily replaced, unlike existing parts. Users use customization through the aftermarket, such as upgrading the performance by plugging a computer chip into the board. However, modularization from a manufacturing standpoint is interpreted slightly differently. The concept of module is being applied for supplier convenience rather than user-centered. The module of the car cannot be easily modified by the user. This is because one car is composed of a simple connection structure between parts and a combination of verified parts. It is close to a series of manufacturing processes that enable efficient production of length or width, suspension, steering, and drive system through a single body part that costs a lot of investment. The advantage of module design is that it is not to design it as planned from the beginning, but to proceed with the additional development as necessary through common parts. However, numerous trials and errors and patience are involved as to whether the module design was created as a variety of products with the intended performance when applied to the means of transportation.
Brandcollection Kia Electric BicyclesEMPA of eccov stands for 'Eccov Modular Platform Architecture', which uses materials used in automobiles and a body made by a manufacturing method called 'stamping' as common parts. When I worked at an in-house venture, a two-wheeled bicycle developed by the Kia brand collection was introduced at the 2014 Geneva Motor Show under the name Kia Electric Bicycle. It was the first bicycle made with the same stamping technology as it is today, and Kia Motors' internal and public interest was high. However, I had a meeting with European bicycle companies to meet customers and found that there was a serious problem. Two-wheeled bicycles are usually the B2C market, and in some cases, there are dozens of sub-brands owned by a company to meet consumer needs. Usually, each model bicycle has about five sizes (XS-S-M-L-XL). The aluminum tubing welding method used in bicycles is suitable for adjusting the length of the tube, so it is easy to change the size. However, the manufacturing method through the mold we used requires investing in a new mold to change the design or size even slightly. automotive molds are very expensive to invest in, and the quantity printed at a time must also be at least a few thousand to several tens of thousands to be commercially available. Typically, it was successful in development, but there was no marketability. The illusion that large corporations will create demand also contributed to the failure.
It was a situation where luck and effort were added, and it was more bitter to go back to starting point due to the sense of loss at the time.
We started thinking about how to secure marketability. That's why we decided to do the pivoting. We decided to keep the development content and change only the result to cargo bikes. At that time, three-wheeled cargo bikes were popular in the European market for the lastmile delivery, and eccov's goal was set as a three-wheeled cargo bike, not an reverse three-wheeled one. In fact, we had the experience of manufacturing reverse three-wheeled bicycles, and the reverse three-wheeled form was more suitable for expressing aesthetic reasons and the characteristics of the car. However, in order to reflect the needs of the logistics site that can carry a lot of loads and want excellent durability and simple structure, a regular three-wheeled structure using a strong body frame was reasonable. I was convinced that there was a clear need in the market, and I came to the conclusion that the most efficient part of the mold investment cost was the front part.
eccov applied a no-chain method. HL Mando, a domestic auto parts maker, has developed the first driving system for cargo bikes in the European market and can produce two to three times more power than ordinary bicycles. However, there was also anxiety about whether it would perform properly in the absence of a chain structure, which is considered a symbol of existing bicycles. However, it was a market-destroying technology that was recognized as a formal bicycle part through their bloody efforts. We also had our own initiality as a car-style manufacturing technology. However, the European major market did not seem to care much about the fact that the two Korean companies were trying. Even Korea was barren with no bicycle manufacturing industry, and cargo bikes were just "motorized bicycles" because there was no certification classification system.
For us, who had no choice, the development of a module system was an opportunity once again, and the chainless system became the one who completed the simple structure of EMPA. The EMPA 3W, a three-wheeled vehicle, was equipped with a motor inside the front wheel and only has free wheels in the rear side, so it was possible to save the trouble of connecting the chain to the rear wheel. In addition, by eliminating the problem of damage to existing chain parts and transmissions very easily, cargo bike users with harsh working environments can fundamentally eliminate worries about post-maintenance. The back where the main parts disappeared could be modified in any form. We diversified the form of the loading box according to the logistics company, handling items, and services and we were sure that this was more like a true modular structure compared to our competitors. In particular, the type in which the front body and the rear body are separated is very advantageous for overseas export. EMPA can be exported in the form of SKD or CKD because it is easy to disassemble and assemble. Based on the same container, 30 cargo bikes are usually loaded, while EMPA can be folded and stacked in half and loaded up to 80 units. The best part is that parts are imported without incurring expensive tariffs on complete vehicle. Naturally, the simple structure of EMPA is module-based and has features optimized for local assembly after export.
The initial EMPA concept was not a stamping methodSince then, modularization has become the design principle for the eccov, and additional front girder forks, wheels, suspensions, and loading boxes have been developed. All parts were composed of part types with various usability in mind, not all-in-one types. This completes a perfect process for producing a small amount of products suitable for the characteristics of mobility with numerous usability. We didn't want to develop dedicated parts from the beginning either. We had adopted imported parts for cargo bikes with reasonable cost-effectiveness, but the quality and performance were not satisfactory, and we decided to develop them ourselves even if they fail. As a result, we have become one of the few cargo bike manufacturers with our own parts. Currently, we have reached the level where we can improve our own parts as much as we want, and we are looking for the best quality and price range while increasing our technical completeness.
Girdered fork front suspension and a stamping wheel motor are a key component of EMPA