하이브리드 기술의 새로운 경지, e-모션 드라이브
하이브리드는 생각보다 복잡한 시스템입니다. 단순히 내연기관에 전기시스템이 더해진 것이 아닌, 치밀한 알고리즘과 제어 기술이 뒷받침되어야만 구현할 수 있는 기술이죠. 즉 엔진과 모터라는 서로 다른 메커니즘을 조화롭게 엮어 매끄럽게 작동할 수 있게 하는 것이 하이브리드 기술의 핵심입니다.
현대차는 ‘e-모션 드라이브(e-Motion Drive)’라는 한 차원 진보된 하이브리드 기술을 통해 승차감과 주행성능을 끌어올렸습니다. 내연기관과 모터가 각자 혹은 함께 유기적으로 작동하며 안정적인 승차감과 주행성능을 이끌어내는 거죠. 또한 e-모션 드라이브를 통해 하이브리드 시스템이 단순히 구동 효율만 높이는 것이 아닌, 주행특성과 승차감까지 개선할 수 있다는 것을 보여주고 있습니다.
차별화된 하이브리드 기술로 효율은 물론 승차감까지 높인
현대차의 e-모션 드라이브 기술, 좀 더 자세히 살펴봅니다.
내연기관 자동차가 빠르게 좌회전하면 토크 벡터링(Torque Vectoring)이라는 시스템이 작동합니다. 왼쪽 바퀴에 제동을 걸고, 오른쪽 바퀴에 더 많은 토크를 보내는 방식으로 양쪽 바퀴에 회전차를 만들어 차체가 더욱 안정적이고 빠르게 선회할 수 있도록 하는 시스템입니다. 여기서 제동과 토크 배분은 모두 기계적인 작동으로 이뤄지죠.
하이브리드 시스템에서 전기모터로만 구동된다면? 토크 벡터링이 작동하지 않습니다. 엔진이 작동하지 않아 기계적 구동이 이뤄지지 않기 때문이죠. 그래서 현대차는 구동 모터만으로도 이런 기계적인 안정성을 만들 수 있는 방안을 연구했는데, 이것이 바로 e-모션 드라이브의 원리입니다.
e-모션 드라이브는 별도의 기계장치 추가 없이 소프트웨어만으로 구현할 수 있는 것이 장점입니다. 모터는 전기와 전자 신호로 구동되기 때문입니다. 다시 말해 소프트웨어가 발전할 수록 다양한 형식의 구동 및 제동 제어가 가능하다는 뜻입니다.
e-Ride
우리는 운전 중 정말 많은 과속방지턱을 만나죠. 주행 중 과속방지턱을 넘을 때 차체가 위아래로 요동치는 움직임을 피칭(Pitching)이라고 하는데요. 피칭은 타이어 접지력을 크게 떨어트리기 때문에 이를 억제하는 것이 중요합니다.
현대차는 이런 피칭 현상을 줄이기 위해 하이브리드 모델에 e-Ride 시스템을 적용했습니다. 피칭을 억제하고 승차감을 높이는 기술이죠. 원리는 의외로 간단합니다. 차체가 방지턱을 넘으면 전기모터가 주행 반대방향으로 움직임을 만들어 올라오는 충격을 상쇄하는 겁니다. 방지턱을 넘은 후에는 전기모터가 정방향으로 부드럽게 회전하면서 2차 리바운드 충격을 상쇄합니다. 이를 e-Ride Gen1이라고 부릅니다.
e-Ride Gen2는 가속 상황에서 작동합니다. 순간적으로 빠르게 가속할 때는 뒷바퀴에 더 많은 무게가 실리고, 급제동 시에는 앞바퀴에 무게가 실립니다. 이때도 모터가 바퀴의 토크를 제어해 부드러운 가속과 편안한 승차감을 만들어내는 겁니다.
하이브리드 시스템이 전자제어 서스펜션과 비슷한 역할까지 수행하는 것으로 e-Ride는 휠 센서와 가속도 센서 등을 통해 움직임을 인식하고, 수집된 정보를 ECU(Engine Control Unit)로 보내 통합 제어합니다. 이후 차의 운동 방향을 감지한 HCU(Hybrid Control Unit)가 전기모터를 실시간으로 컨트롤하면서 승차감과 안전성을 높이죠. e-Ride 기능은 그랜저 하이브리드와 싼타페 하이브리드에서 만날 수 있습니다.
e-Handling
SUV는 차체가 높기 때문에 무게 중심도 높습니다. 이는 가감속을 할 때 앞뒤로 무게가 더 많이 움직인다는 뜻이죠. e-Handling은 이런 상황에서도 접지력이 떨어지지 않도록 보조하는 기술입니다.
예를 들면 자동차가 코너에 진입하기 전에 전기모터가 제동 토크를 발생시키면 앞쪽으로 무게 중심이 옮겨지면서 앞바퀴 접지력이 높아지고, 자연스럽게 핸들링과 코너링이 좋아집니다. 반대로 코너 탈출 직전에는 모터가 구동 토크를 발생시켜 무게 중심을 뒤로 옮기면서 안정적인 코너 탈출을 가능하게 하는 시스템입니다.
코너에서의 차체 움직임을 세심하게 컨트롤하면서 더욱 안정적으로 코너를 탈출할 수 있도록 도와주는 거죠. 이처럼 현대차의 하이브리드 시스템은 단순히 구동만 하는 것이 아니라 다양한 방식으로 안정성에도 크게 기여하고 있습니다.
e-DTVC
앞바퀴굴림 자동차는 빠르게 회전하면 앞바퀴가 바깥쪽 주행 반대방향으로 빠지면서 회전각도가 커지는 언더스티어가 발생합니다. 이런 현상을 방지하는 기술이 e-DTVC(Electrically Dynamic Torque Vectoring Control)입니다.
7세대 그랜저 하이브리드에서 처음 선보인 기술인데요. 선회 시 안쪽 바퀴에 제동을 더하고 바깥쪽 바퀴에 전기모터가 구동력을 추가해 언더스티어를 제어합니다. 이는 차의 속도, 접지 한계, 횡중력 등 다양한 정보가 종합되면서 이루어지는데요. 결과적으로 운전자는 더욱 빠르고 안전하게 코너를 돌 수 있습니다.
e-EHA
e-Handling과 비슷한 제어 원리를 지닌 e-EHA(E-Evasive Handling Assist)도 있습니다. e-EHA는 긴급한 회피기동이 필요할 때 모터의 토크를 제어해 앞바퀴로 무게 중심을 이동시켜 회피 기동성을 높이는 기술입니다. 회피 후에는 차체가 자세를 빠르게 잡을 수 있도록 뒤쪽으로 하중을 이동시킵니다. e-EHA가 e-Handling과 다른 건 e-EHA는 카메라 및 레이더로 전방에 충돌 위험을 감지했을 때만 작동한다는 것입니다.
e-Traction
내연기관에서 흔히 쓰는 트랙션 컨트롤 시스템(TCS)가 비슷한 기능을 합니다. 차체가 회전할 때 각 바퀴에 전달되는 모터 구동력을 최적화해서 보다 안정적인 움직임과 조향을 내도록 하는 시스템입니다. 더불어 좀 더 다이내믹한 움직임도 만들 수 있습니다.
이렇게 e-Dynamic Drive는 e-DTVS, e-EHA, e-Traction으로 구성됩니다. e-Comfort Drive와 구분되는 점은 차체 움직임에 있습니다. e-Dynamic Drive는 민첩한 기동성과 조종성을 지원하는 기능입니다.
현대차 e-모션 드라이브의 핵심은 하이브리드 시스템의 전기모터를 구동과 충전에만 이용하지 않고, 노면 상태와 주행 특성에 따라 차의 운동성과 안정성을 높이는 시스템으로 이용한다는 것입니다. 덕분에 소비자들은 하이브리드 시스템으로 높은 연비의 혜택과 동시에 안정성, 운전의 재미까지 얻게 되는 것입니다.
