2023년 현대차그룹이 선보인 모빌리티 신기술
2023년 현대자동차그룹은 어떤 기술로 전 세계의 이목을 집중시켰을까?
현대차그룹의 ‘인류를 위한 진보(Progress for Humanity)’는 올해에도 계속됐다. 급격한 시장의 변화 속에서 새롭고 편리한 전동화 기술로 고객에게 새로운 이동 경험을 선사했고, 글로벌 자동차 시장에서 가장 주목받는 기업으로 자리매김했다. 뿐만 아니라 미래의 새로운 성장 동력이 될 다양한 신기술을 선보여 스마트 모빌리티 기업으로의 전환에 한발 더 가까이 다가갔다.
과연 올해에는 현대차그룹의 어떤 기술들이 전 세계의 이목을 집중시켰을까? 편리한 고객 경험을 위한 전기차 충전 기술부터 미래 모빌리티의 제조 혁신 기술까지, 2023년을 빛낸 현대차그룹의 주요 신기술을 다시 한번 조명한다.
우리의 편리한 전기차 라이프를 위해
전기차 충전 기술은 글로벌 자동차 제조사가 공통적으로 집중하고 있는 분야다. 보다 쉽고 간편한 충전 과정이 곧 편리한 전기차 사용으로 이어지기 때문이다. 현대차그룹 역시 전기차 대중화를 위해 다양한 충전 기술 개발에 집중하고 있다. 별도의 승압 장치 없이 고전압 배터리를 빠르게 충전할 수 있는 멀티 급속충전 기술과 같이, 현대차그룹은 다양한 충전 기술을 개발하며 전기차 고객의 편의를 확대하고 있다.
현대차그룹은 충전 속도를 늘리고 방전제어기의 부피를 줄인 V2V 급속충전 기술을 개발했다올해 현대차그룹은 전기차로 다른 전기차를 충전하는 ‘V2V(Vehicle to Vehicle) 급속충전’ 기술을 선보였다. 이 기술은 전기차에 탑재된 고전압 배터리를 활용하는 V2X 기술의 일종으로, 기존의 차대차 충전 기술보다 더욱 빠른 충전 속도를 확보했다.
V2V 급속충전 기술은 100kW 수준의 충전 속도를 확보했다기존에도 ‘찾아가는 충전 서비스’ 등을 통한 차대차 충전은 가능했지만 20~32kW 수준의 충전 속도로 13~22분 정도가 소요됐다. 또한 전기차 전력을 차량 외부로 방출하는 방전제어기의 부피는 162L에 달해 트렁크 공간 대부분을 차지했다. 하지만 새로운 V2V 급속충전 기술은 100kW 수준의 충전 속도를 지원해 7kWh를 충전할 경우 약 4분 만에 충전이 가능하고, 방전제어기의 부피도 약 1.8L 수준으로 줄였다. 따라서 전기차 고객은 긴급한 상황에서 보다 빠르고 안전하게 충전 서비스를 누릴 수 있다.
현대차그룹의 전기차 자동 충전 로봇(ACR)은 정교한 로보틱스와 AI 기술로 완성됐다현대차그룹이 공개한 두 번째 충전 신기술은 전기차 자동 충전 로봇(Automatic Charging Robot, 이하 ACR)이다. 현대차그룹 로보틱스랩에서 개발 중인 ACR은 충전 커넥터의 삽입부터 충전, 탈거까지 모든 작업을 사람 대신 수행한다. ACR은 현대차그룹의 우수한 로보틱스와 AI 기술로 완성됐다. 현대차그룹은 로봇 암(arm)의 유연하고 정교한 움직임을 위해 자체 개발한 모터 드라이버를 ACR에 적용했으며, 전기차의 충전구를 인식하고 충전 케이블을 충전구에 정확하게 결합하는 과정에는 AI 기반의 컴퓨터 비전 기술을 적용했다. 앞으로 현대차그룹은 보다 고도화된 ACR을 통해 보다 편리한 충전 경험을 제공할 예정이다.
전기차 배터리 충전의 새로운 패러다임, V2V 급속충전 기술
전기차 오너를 위한 새로운 충전 솔루션, 전기차 자동 충전 로봇
자동차 공간 활용의 패러다임을 바꾸다
최근 전동화 기반의 새로운 모빌리티가 대두되면서 차량 실내 공간의 활용성을 극대화하기 위한 다양한 노력이 이어지고 있다. 현대차그룹 역시 미래 모빌리티의 실내 공간 확장을 위한 기술 개발에 매진하고 있다. 현대차그룹은 전기차 전용 플랫폼인 E-GMP를 통해 동급에서 가장 넓은 실내 공간을 제공하는 전기차를 선보이고 있고, 참신한 아이디어로 실내 공간의 활용가능성을 확대한 PBV 모델을 발표하며 고객의 새로운 라이프스타일을 제시한 바 있다. 참고로 기아는 내년 1월 미국 라스베이거스에서 열리는 CES 2024에서 미래 사업의 핵심이 될 PBV의 단계별 로드맵과 사업 전략을 발표할 예정이다.
다양한 구동 부품의 기능을 휠 안에 담은 유니버설 휠 드라이브 시스템현대차그룹이 최근 공개한 ‘유니버설 휠 드라이브 시스템’은 차량의 실내 공간을 획기적으로 늘릴 수 있는 혁신 기술로서 전 세계의 시선을 사로잡았다. 유니버설 휠 드라이브 시스템은 전기차의 감속기, 드라이브 샤프트, CV 조인트의 기능을 하나의 휠 안에 담은 완전히 새로운 구조의 구동 시스템이다. 따라서 기존 구동계가 차지했던 공간을 활용해 더욱 넓은 실내 공간을 구현할 수 있다. 또한 해당 시스템은 모듈화 설계를 통해 전기차와 같은 친환경 차량은 물론 배송 로봇이나 PBV 등 다양한 모빌리티에 적용할 수 있다. 유니버설 휠 드라이브 시스템은 이와 같은 기술 혁신성으로 인해 다수의 글로벌 매체로부터 ‘구동 시스템의 패러다임을 바꿨다’는 평가를 받기도 했다.
플러시 슬라이딩 & 스윙 도어는 필요에 따라 두 가지 방법으로 여닫을 수 있다이 밖에도 올해 현대차그룹은 자동차의 실내 공간 활용성을 극대화하는 여러 신기술을 선보였다. ‘플러시 슬라이딩 & 스윙 도어 기술’은 필요에 따라 슬라이딩 방식 또는 스윙 방식으로 차량의 도어를 여닫을 수 있는 기술이다. 현대차그룹은 두 가지 개폐 기능을 구현하기 위한 독특한 메커니즘을 개발해 1톤 트럭 적재함의 활용성을 대폭 확대했다.
드론-PBV 도킹 및 적재 기술로 적재함의 수화물을 간편하게 옮기고, 드론 배송도 연계할 수 있다또한 드론 배송을 고려한 ‘드론-PBV 도킹 및 적재 기술’도 눈길을 끌었다. 해당 기술은 차량 적재함에 전동식 팔레트를 적용해 사용자가 수화물을 쉽게 움직일 수 있도록 설계됐다. 또한 배송 드론이 PBV의 지붕에 도킹해 수화물을 집어갈 수 있도록 전동식 리프트를 적용하는 등 PBV와 드론이 조화롭게 연결되는 현실적인 방안을 마련했다.
모바일 리빙 스페이스 콘셉트는 건물과 연결되는 미래 PBV의 활용 모습을 보여준다마지막으로 ‘모바일 리빙 스페이스’ 콘셉트는 미래 모빌리티 시대에 경험할 수 있는 새로운 공간의 가능성을 예견했다. 현대차그룹은 모빌리티와 건물이 유기적으로 통합하고 사용자가 새로운 이동 경험을 누리는 모습을 영상으로 담아 설명했다. 영상은 PBV가 집 또는 사무 공간에 연결돼 차량을 넘어서 새로운 이동 공간으로 활용되는 모습을 보여준다. 또, 현대차그룹은 미래 PBV에 적용 가능한 가변 루프, 모빌리티-건물 도킹 구조, 히든 도어, 액티브 하우스 충전 로직 등 10가지에 달하는 특허 기술을 소개했다.
구동 시스템의 패러다임 전환, 유니버설 휠 드라이브 시스템
[바디 신기술 시리즈] PBV 시대의 새로운 물류 기술, 플러시 스윙/슬라이딩 도어
[미래 모빌리티 구현을 위한 현대차그룹 특허 시리즈] 드론 배송의 미래를 준비하는 새로운 적재 기술
현대차그룹, 경쟁력 높은 지식재산권 연구를 통해 모빌리티 혁신 기업으로서의 위상을 다지다
완벽한 모빌리티를 향한 집념
‘나노’는 100만 분의 1 수준의 ‘마이크로’를 넘어서는 미세한 단위를 뜻한다. 이처럼 극미세 물질을 연구하는 나노 기술은 물리, 소재, 전자 등의 분야를 횡적으로 연결하는 새로운 기술 영역으로 주목받고 있다. 최근에는 모빌리티 분야에도 이 나노 기술이 적극 도입되고 있다.
현대차그룹은 나노 소재를 활용한 차세대 태양전지 기술 개발에 집중하고 있다올해 현대차그룹은 나노 소재 개발을 통해 다양한 모빌리티 기술을 선보였다. 대표적으로 ‘페로브스카이트(Perovskite)’라는 나노 물질을 활용한 차세대 태양전지 기술을 꼽을 수 있다. 현대차그룹은 페로브스카이트 소재의 특성을 활용해 투명 태양전지와 탠덤 태양전지를 개발하고 있다. 이 기술을 활용하면 차량의 윈도우나 면적이 넓은 차체 패널에 차세대 태양전지를 적용해 발전효율을 끌어올릴 수 있다.
자동차 스스로 상처를 치유하는 나노 고분자 기술 또한 눈길을 끄는 현대차그룹의 나노 기술 중 하나다. 셀프힐링 고분자 코팅 기술은 상처가 난 차체 표면이 화학 반응을 일으켜 스스로 상처를 회복하는 것이 특징이다. 이는 촉진제 없이 코팅층의 가역적 화학 반응을 활용하므로 여러 차례 기능이 지속된다는 점에서 기존의 셀프힐링 기술과 차별화된다.
또한 현대차그룹은 나노 캡슐의 가능성을 확대한 오일캡슐 고분자 코팅 기술도 개발했다. 이 기술은 나노 단위 오일캡슐에 함유된 윤활 성분이 마찰 면에 윤활막을 형성하는 원리다. 오일캡슐 코팅을 적용하면 마찰량은 58%, 마모량은 64%가량 줄일 수 있다. 또한 해당 기술을 지속적인 마찰에 노출되는 드라이브 샤프트 와셔 등의 구동 부품에 적용해 부품의 내구성을 크게 높일 수 있다.
투명 복사 냉각 필름은 차량 내 온도를 조절하고 냉방 효율을 높인다이 밖에도 현대차그룹은 다양한 신기술을 개발하며 나노 기술의 가능성을 확대했다. 먼저 현대차그룹은 나노 기술로 완성한 ‘투명 복사 냉각 필름’을 선보였다. 이 기술은 나노 단위의 다층 구조로 구성돼 외부의 열은 차단하고 내부의 열은 방출한다. 차량 유리에 이 필름을 적용하면 실내 온도를 쾌적하게 유지하는 동시에 높은 냉방 효율로 탄소 저감 효과까지 얻을 수 있다.
압력 감응형 소재로 완성된 시트는 탑승자를 인식하고 접촉 부위에 발열 기능을 제공한다또한 현대차그룹은 압력으로 생체 신호를 파악하는 ‘압력 감응형 소재’를 개발했다. 이 기술은 눈에 보이지 않는 나노 소재를 활용해 센서 없이도 체압을 감지하고 접촉 부위에 발열까지 가능하다. 현대차그룹은 이 기술을 자동차 시트에 적용해 보다 정확한 탑승자 인식과 효율적인 발열 기능까지 구현할 예정이다.
나노 소재에 올라탄 현대차그룹의 차세대 태양전지 기술
“새살이 솔솔” 자동차 스스로 상처를 치유하는 나노 고분자 기술
“나노와 열이 만나면” 효과적으로 열을 다스리는 첨단 나노 기술
그 어떤 악천후에서도 안전을 보장하다
어둠을 밝히는 헤드램프, 빗방울을 닦아내는 와이퍼 등과 같이 자동차는 변화무쌍한 외부 환경에서도 안전하게 이동할 수 있도록 끊임없이 발전해 왔다. 이와 같은 안전 기술은 미래 모빌리티 시대에 걸맞은 형태로 진화를 거듭하고 있다.
올해에도 현대차그룹은 여러 악천후를 대비한 다양한 신기술을 선보였다. 첫 번째는 자율주행 자동차를 위한 센서 클리닝 기술이다. 차량의 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)은 라이다, 카메라, 레이더, 초음파 센서 등 차량 주변과 도로 상황을 감지하는 다양한 센서로 구성되는데, 센서 부위에 비나 먼지와 같은 오염물이 묻으면 센서의 정확도가 떨어진다. 이를 대비해 현대차그룹은 다양한 센서 클리닝 기술을 개발하고 있다.
차량에 장착된 센서는 그 위치와 형상이 모두 다른 만큼 정교한 설계를 필요로 한다. 현대차그룹은 팝업 방식으로 튀어나와 카메라 렌즈를 세척하는 ‘텔레스코픽 노즐’, 원형으로 배치된 노즐로 라이다를 세척하는 ‘링 노즐’ 등 센서의 특징을 고려한 센서 클리닝 기술을 개발했다. 한편 블레이드나 고속 회전으로 오염물을 닦아내는 로테이터캠, 센트리캠도 참신한 센서 클리닝 기술 중 하나다. 이처럼 현대차그룹은 다양한 센서 클리닝 기술로 자율주행 시대를 앞당기고 있다.
겨울철 눈길 주행을 대비해 개발 중인 현대차그룹의 신기술도 눈여겨볼 만하다. 현대차그룹은 형상기억합금을 이용한 ‘스노우 체인 일체형 타이어 기술’로 스노우 체인 장착의 번거로움을 덜었다. 스노우 체인 일체형 타이어는 실내에서 버튼 조작 한 번으로 스노우 체인이 타이어에서 돌출된다. 또한 더이상 스노우 체인이 필요 없을 때에도 간단한 버튼 조작만으로 일반적인 타이어 상태로 되돌릴 수 있다. 더이상 추운 겨울날 스노우 체인을 장착하고 탈거하기 위해 고생할 필요가 없는 셈이다.
[바디 신기술 시리즈] 자율주행 시대를 위한 새로운 안전 기술, 센서 클리닝
고생은 이제 그만, 형상기억합금을 이용한 스노우 체인 일체형 타이어
제조 기술의 혁신이 만든 모빌리티 테스트베드
모빌리티 시대가 도래함에 따라 자동차 시장의 변화도 가속화되고 있다. 자동차 시장은 보다 다양한 종류의 모빌리티를 이용하고자 하는 수요가 점차 늘어나고 있으며, 고객이 새로운 모빌리티를 경험하고 구매하는 과정 또한 더욱 쉽고 간편한 방식으로 변화하고 있다. 현대차그룹은 이러한 시장의 변화에 선제적으로 대응하고, 향후 새로운 모빌리티 생태계를 구축하기 위해 싱가포르에 글로벌 혁신센터(HMGICS)를 오픈했다. 인류의 이동을 편리하게 할 다양한 모빌리티 솔루션을 제공한다는 비전 아래 HMGICS는 소프트웨어 기반의 다양한 혁신 제조 기술로 탄생했다.
모빌리티 시대가 도래함에 따라 자동차 시장의 변화도 가속화되고 있다. 자동차 시장은 보다 다양한 종류의 모빌리티를 이용하고자 하는 수요가 점차 늘어나고 있으며, 고객이 새로운 모빌리티를 경험하고 구매하는 과정 또한 더욱 쉽고 간편한 방식으로 변화하고 있다. 현대차그룹은 이러한 시장의 변화에 선제적으로 대응하고, 향후 새로운 모빌리티 생태계를 구축하기 위해 싱가포르에 글로벌 혁신센터(HMGICS)를 오픈했다. 인류의 이동을 편리하게 할 다양한 모빌리티 솔루션을 제공한다는 비전 아래 HMGICS는 소프트웨어 기반의 다양한 혁신 제조 기술로 탄생했다.
HMGICS에는 디지털 트윈과 데이터 기술로 제조 공정의 효율화를 추구한다또한 HMGICS는 가상의 공간에 쌍둥이 공장을 구현한 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 도입했다. 이 가상의 쌍둥이 공장은 생산 시설과 자동화 물류 시스템뿐만 아니라, 현장의 작업자와 자동화 로봇 등 실물 공장을 구성하는 모든 요소가 똑같이 구현돼 있다. 현대차그룹은 이 디지털 트윈 기술로 가상 공장을 시뮬레이션하고 제어해 공정 전반의 효율성을 끌어올렸다.
데이터 중심의 생산 공정 역시 HMGICS의 주요 차별점 중 하나다. 현대차그룹은 HMGICS의 제조 공정에서 발생하는 모든 정보를 표준화하고, 이를 관리하는 데이터 플랫폼을 구축했다. 덕분에 HMGICS는 생산 계획부터 차량을 완성하기까지 모빌리티를 생산하는 전 과정에서 최적화된 운용이 가능하다.
로보틱스와 AI 기술로 완성된 다양한 자동화 로봇이 HMGICS의 스마트 제조 공정을 뒷받침하고 있다AI(인공지능) 기술과 로보틱스로 구현한 지능화된 제조 환경 또한 HMGICS의 대표적인 특징이다. HMGICS는 AI 기술을 활용해 자동화된 물류 시스템을 구축하고, 모빌리티의 품질 검사 및 작업자 안전 확보 등 제조 공정 전반에서 AI 기술을 적극 활용하고 있다. 뿐만 아니라 HMGICS에는 다양한 자동화 로봇이 제조 공정을 뒷받침하고 있다. 컨베이어 벨트 역할을 대신하는 AGV(Automated Guided Vehicle)와 AMR(Autonomous Mobile Robot), 모빌리티 생산에 최적화된 자동화 생산 로봇, 그리고 모빌리티 및 생산 설비 등을 검사하는 AI 키퍼와 보전 로봇까지, HMGICS는 사람과 로봇의 조화를 통해 공정의 효율과 품질을 극대화한다.
지금까지 올 한 해 현대차그룹이 선보인 주요 신기술을 살펴봤다. 이 기술들은 모빌리티의 연구개발 및 생산, 그리고 고객 경험 영역까지 다양한 분야에 걸쳐 진화를 거듭하고 있다. 뿐만 아니라 보다 편리하고 윤택한 미래 모빌리티를 완성하기 위해 서로 유기적으로 연결된다. 보다 편리하고 자유로운 이동의 경험을 완성하기 위해 현대차그룹의 기술적 도전과 변화는 2024년에도 계속될 것이다.
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