현대자동차의 유니휠과 앞으로 전기차 시대 전망

유니휠

현대자동차 그룹에서 앞으로 자동차 구동계의 게임체인저가 될 핵심인 유니버셜 휠 드라이브 시스템(이하, 유니휠)을 공개했다. 요지는 기존의 구동계의 메카니즘에서는 구동계의 공간이 상당히 많이 차지하지만 유니휠을 적용하면 획기적으로 구동계의 공간을 줄일 수 있다는 것이다. 그래서 유니휠을 적용함으로써 기존의 플랫폼을 그대로 사용하면서도 남는 공간을 이용할 수 있다. 전기차를 예를 들어 보면, 배터리를 제외하고 전기모터-감속기-유니버셜조인트-휠 로 이어지는 구동계를 가지고 있다. 

하지만 유니횔은 다르다. 유니휠 내부에 선기어-여러개의 피니언기어-링기어로 이루어진 구조이다. 유니휠이 감속기, 유니버셜조인트의 역할을 대신한다. 그래서 유니휠을 적용하면 유니휠-작은전기 모터라는 극단적으로 단순화되고 다이렉트한 구조의 구동계가 만들어진다. 이러한 유니휠을 적용하면 기존에 가지고 있는 구동계 메커니즘 대비 부피를 획기적으로 줄일 수 있어서 그 남는 공간만큼 배터리를 더 적재하거나 승객 혹은 화물 적재 공간으로 바꿀 수가 있다. 그리고 단순 해진 구동계에 맞춘 새로운 플랫폼도 기대된다. 

출처:현대자동차그룹

내연기관 차량이 차지하는 비중이 점차 줄어드는 요즘, 전기차 시대에 대용량 배터리를 적재하기 위해서 갈수록 더 큰 플랫폼을 사용할 수밖에 없었던 기존의 자동차 메이커는 이러한 유니휠의 적용으로 기존의 플랫폼에서 남는 공간을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 내연기관과 같은 플랫폼을 사용하던 전기차 전용 플랫폼을 사용하던 배터리 적재는 항상 고민거리였다. 배터리 기술이 획기적으로 발전하지 않은 이상 배터리의 긴 수명은 배터리셀의 개수와 비례관계이기 때문이다. 

그래서 1회 주행거리를 늘리기 위해서는 플랫폼에 우겨넣다 싶이 배터리 팩을 설계해야만 했다. 하지만 유니휠이 적용되면 이러한 고민은 조금 느슨해질 것으로 생각된다. 또한  기존의 구동계에서 단점은 유니버설조인트에서 구동력 손실이 많이 발생했다. 하지만 유니휠에서는 노면의 상태에 따라 92~96%의 구동력을 유지할 수 있다고 한다. 유니휠은 최대 25인치 까지 가능하다고 하니 어떤 차량에서도 적용 가능할 것으로 예상된다. 

사실 내연기관 차량에서는 유니휠의 필요성은 없었다. 엔진에서 발생하는 동력을 트랜스미션을 거쳐 차축으로 연결하는 구조를 변경할 수 없었기 때문이다. 하지만 전기차는 다르다. 결국 큰 엔진 대신 작은 전기모터가 각 휠 근처에서 직접적인 동력원을 줄 수 있는 시대가 왔다는 것이다. 이번에 현대자동차에서 발표한 유니휠이 지금 당장 상용화하기는 힘들어 보인다. 그래서 유니휠의 시연 대상 차량은 스타리아 후륜 리지드 엑슬에 탑재하였다. 그 말은 하지만 상용화까지는 갈 길이 멀었다. 유니휠을 후륜 리지드 엑슬에 장착했다는 것은 아직 유니휠을 이용하여 조향 방법에 대해선 아직 미지수라고 생각한다. 그리고 유니휠 내부에 윤활 시스템, 실링, 제동 등의 문제가 남아 있다고 한다. 그리고 기존 휠 대비 휠의 무게가 상당히 증가하는 문제도 있다. 아무래도 휠 내부에 기존의 구동계가 감당해야 할 역할을 담아 놓다 보니 아직 해결해야 할 문제가 많이 남은 것 같다. 

정리하자면 현대자동차의 유니휠의 장점은 기존의 구동계가 가지고 있던 공간적 제약을 풀 수 있어서 그 남는 공간만큼 다양한 용도로 활용 가능하다는 것이다. 유니휠 적용의 단점은 기존 휠 대비 생산 단가가 높아진다는 것과 4륜 구동 기준으로 네 개의 유니휠을 장착으로 비용 부담이 증가할 수 있다는 것이다. 하지만 현대자동차의 유니휠의 개발은 앞으로 전기차의 발전 방향을 읽을 수 있었다. 결국 전기차에서 구동계가 차지하는 부피는 차량의 플랫폼에 비해서 극히 줄어들고 그 공간만큼 다양한 용도로 활용될수 밖에 없다는 사실을 인식하는 계기였다.