퍼포먼스를 커스터마이징하다, 아이오닉 6의 성능 튠업
아이오닉 6는 개인화된 새로운 이동 경험을 제공하는데 중점을 두고 있다.
현대자동차의 순수 전기차 브랜드 아이오닉의 라인업에 아이오닉 6가 합류했다. ‘일렉트리파이드 스트림라이너(Electrified Streamliner)’라는 디자인 테마 아래 완성된 유선형의 유려한 자태를 지닌 아이오닉 6의 핵심 키워드 중 하나는 바로 ‘개인화’다. 차량을 사용하는 운전자에 최적화된 서비스와 기능을 제공하는 개인화 테마가 꾸준히 그 범위를 넓혀가며 소비자들의 니즈를 충족시키고 있다.
좌측부터 전기차성능시험2팀 정경택 책임연구원, 차량제어개발1팀 정성환 책임연구원, 전기차성능시험3팀 박일권 책임연구원아이오닉 6에 브랜드 최초로 적용된 성능 튠업 기능은 성능, 운전감 등 퍼포먼스 분야에서 개인화 테마를 반영한 기술이다. 기존의 드라이브 모드에서 한 발 더 나아가 전기모터의 출력이나 가속 페달 응답성과 같은 퍼포먼스의 구성 요소를 세부적으로 조절할 수 있도록 구성한 것이 특징이다. 구체적으로 출력(3단계), 가속민감도(3단계), 스티어링(2단계), 4륜 구동방식(3단계, 2WD 사양 미적용)을 취향에 따라 선택할 수 있으며 스티어링 휠 좌측 하단에 있는 드라이브 모드 버튼을 길게 눌러 활성화할 수 있다. 운전자의 취향이나 운전 성향에 따라 퍼포먼스를 커스터마이징할 수 있는 전기차 성능 튠업 기능을 개발한 현대차 연구원들을 만나 기술과 관련된 이야기를 나눠 보았다.
성능 튠업 기능은 DMIC 및 VCU와 같은 통합 제어 장치와의 연동으로 작동한다Q. 성능 튠업 기능은 어떤 과정을 거쳐 작동하는가?
정성환 책임연구원 | 아이오닉 6는 DMIC(Driving Mode Integrated Control)라는 드라이브 모드 통합 제어 장치를 최초로 탑재했다. 따라서 드라이브 모드 버튼이나 인포테인먼트 시스템 조작을 통한 모드 변경 시, 차량을 제어하는 VCU(Vehicle Control Unit)로 바로 신호를 전달했던 기존 로직과 다르게 작동한다. 예컨대 인포테인먼트 시스템 상에서 성능 튠업 기능 요소를 조작하면, DMIC가 이에 해당하는 신호를 VCU에 전달한다. 이후 신호를 전해 받은 VCU는 모터 출력과 구동 방식 등 차량과 관련된 요소를 통합 제어하여 운전자의 요구를 받아들인다. 간단히 말해 성능 튠업 기능은 운전자의 요구에 따라 이와 같은 제어 장치들의 연동을 거쳐 차량을 퍼포먼스를 통합 제어한다고 볼 수 있다.
주행 관련 요소를 독립적으로 제어할 수 있는 것이 드라이브 모드와의 차별점이라고 정경택 책임연구원은 이야기한다Q. 기존 드라이브 모드와 비교했을 때, 성능 튠업 기능의 가장 큰 차별점은 무엇인가?
정경택 책임연구원 | 현재 적용 중인 드라이브 모드는 개발자가 미리 세부 설정한 값으로 작동한다. 다시 말해, 각 모드의 컨셉트에 최적화된 값을 세팅한 것이다. 하지만 성능 튠업 기능은 운전자가 안전 범위 내에서 자유롭게 퍼포먼스 요소들을 설정할 수 있는 새로운 기술이다. 기존의 드라이브 모드에서는 설정하기 힘든 다양한 조합을 구성하는 것이 가능하다.
박일권 책임연구원 | 기술적으로 기존의 드라이브 모드 기능은 각 모드에 따라 모든 제어기가 연동해 작동하기 때문에 각 제어기마다 다른 드라이브 모드를 설정할 수 없었다. 그러나 전기차의 메커니즘 특성에 따라 가속 응답성이나 구동 방식 같은 부분을 독립적으로 설정 가능해지며 이를 구현할 수 있게 되었다.
비교적 단순한 전기차의 동력 전달 구조 특성을 극대화하여 성능 튠업 기능을 구현했다는 것이 정성환 책임연구원의 설명이다Q. 성능 관련 기술 개발에 있어 전기차는 어떤 특징을 가지는가?
정성환 책임연구원 | 전기차와 내연기관 자동차는 동력 전달 과정에 다소 차이가 있다. 내연기관의 경우 ECU(엔진 제어 유닛)가 토크를 결정하고 TCU(변속기 제어 유닛)에 의해 토크가 바퀴로 전달되는 등 동력 전달 계통이 다소 복잡한 편이다. 반면, 전기차는 VCU에서 바퀴로 전달하는 토크를 바로 결정하는 심플한 구조를 지녀 동력 성능에 관한 커스터마이징 관련 기술 개발이 비교적 수월한 편이다.
박일권 책임연구원 | 아울러 내연기관 자동차는 배출가스 규제가 매우 엄격하여 변속 패턴과 같은 요소를 마음대로 조절하는 것이 어렵다. 물론 전기차 역시 성능을 컨트롤하는 것이 크게 자유로운 편은 아니다. 법규에 영향을 끼치지 않는 범위 내에서 성능 관련 요소들을 신중히 다듬어 시스템을 구성했다.
박일권 책임연구원은 전후륜의 독립적인 모터와 DAS 구성으로 자유자재로 구동 방식을 변경하는 것이 가능했다고 이야기한다Q. 설정 가능한 요소에 구동 방식이 있다. 어떻게 자유자재로 구동 방식을 바꾸는 것인가?
박일권 책임연구원 | 내연기관 자동차의 AWD는 엔진으로부터 발생하는 하나의 구동력을 전륜과 후륜에 분배해 사용한다. 반면 현대차그룹의 E-GMP를 기반으로 한 전기차는 전후륜에 각각 개별 모터를 탑재하여 개별적으로 제어한다. 따라서 전륜과 후륜의 동력 분배비를 자유롭게 조절할 수 있다. 여기에 모터를 구동축으로부터 완전하게 분리할 수 있는 DAS(Disconnector Actuator System, 디스커넥터 구동 시스템)을 적용해 AWD임에도 손실이 거의 없는 2WD 모드로 전환이 가능하다. 기존의 E-GMP 전기차와 구성은 동일하지만, 아이오닉 6는 구동 방식을 커스터마이징 요소로 제공하는 최초의 모델이다.
Q. 내부적으로는 어떤 피드백을 거쳐 기술을 완성할 수 있었나?
박일권 책임연구원 | 초기에는 세부 요소를 다섯 단계로 보다 세밀하게 조절할 수 있게끔 구성했다. 그러나 개발 중 모드별 구분이 명확한 편이 체감하기 쉽다는 평가가 있어 이를 세 단계로 조정하는 과정을 거쳤다. 또한 드라이브 모드만으로는 보다 다채로운 주행 특성을 구현하는 것이 어려웠다. 그러나 성능 튠업 기능은 각 퍼포먼스 요소를 독립적으로 설정할 수 있어 조정 요소들의 수많은 조합을 만드는 것이 가능하다.
정성환 책임연구원 | 예컨대 새로운 기술은 차량의 출력과는 별개로 가속 페달 조작에 대한 민감도도 조절할 수 있다. 즉, 출력은 높지만 부드러운 운전 감각을 선사하는 것과 같이 다양한 주행 감각에 대한 니즈를 충족시킬 수 있는 것이다. 내부 평가를 거쳐 고객들에게 충분히 어필할 만한 새로운 기능이라는 피드백을 받았고, 덕분에 실제 자동차에 성공적으로 적용할 수 있었다.
정경택 책임연구원은 신속한 가속 반응성과 승차감을 모두 만족시키는 세팅을 구성했다고 이야기한다Q. 가속 반응성과 발진 시의 승차감의 균형을 잡는 것이 관건일 것 같다. 어떤 기준 아래에서 설정을 다듬었나?
정경택 책임연구원 | 현재 구현되어 있는 드라이브 모드의 스포츠 모드로도 충분히 뛰어난 반응 속도를 느낄 수 있다고 생각하기에 그 이상의 가속 응답성을 별도로 설정하지는 않았다. 일반적으로 에코 모드에서 경험할 수 있는 부드러운 가속감도 고려해 해당 범위에서 가속 특성을 조율해 개발했다.
정성환 책임연구원 | 실제로 운전자의 가속 의지를 최대한 반영하면서도 흔히 백래시(Back-lash) 현상이라 일컫는 동력 전달 과정에서의 충격을 줄여 승차감 저하를 최소화하는 것이 퍼포먼스 분야의 핵심 기술이다. 성능 튠업 기능 개발 시에도 이 두 가지의 상충 요소를 고려해 백래시 요소를 포함한 모든 구성을 최적화할 수 있었다.
정성환 책임연구원은 추후 ‘개인화’라는 키워드가 한층 강조된 기술이 늘어날 것이라고 예상한다Q. 차세대 전기차에서는 ‘Fun to Drive’와 관련된 어떤 새로운 기술을 예상해 볼 수 있을까?
정성환 책임연구원 | 스티어 바이 와이어 같은 새로운 하드웨어 및 신기술 적용을 통한 추가 기능 적용을 예상해볼 수 있겠다. 또한 아이오닉 6의 성능 튠업 기능을 e-ASD(전기차 액티브 사운드 디자인), 앰비언트 라이트처럼 운전자가 쉽게 체감할 수 있는 요소들과 연동하여 소비자들의 ‘개인화’라는 테마를 더욱 강조하는 방향으로 진화하는 것도 재미있지 않을까 싶다.
OTA의 적용폭이 넓어짐에 따라 소비자들에게 더욱 많은 기술적 혜택이 전해질 전망이다Q. OTA 기능이 차량 성능에도 영향을 줄 수 있게 되었다. 소비자들에게는 어떤 혜택이 주어질 수 있을까?
정경택 책임연구원 | 안전과 시스템 안정성을 우선시해야 하는 자동차의 특성상, 소비자들의 니즈를 빠르게 반영하기 어려웠던 것이 사실이다. 그런데 OTA 기능이 도입됨에 따라 차량에 대해 소비자들이 받는 기술적 특혜가 더욱 커질 것으로 예상하고 있다. 스마트폰이 OS 업데이트를 통해 새로운 경험을 전달하는 것과 같이, 자동차 개발자들도 OTA 기능을 활용해 소비자에게 어떤 추가적인 기능을 제공하면 좋을지에 대해 많은 고민을 하고 있다.
사진. 최대일, 김범석
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