“볼보가 볼보했네”C40 리차지가 이토록 안전한 이유
사회적 거리두기가 전면 해제되면서 일상 생활 회복에 대한 기대도 높아졌습니다. 코로나와 함께긴 시간을 보내는 동안 우리는 ‘일상’의 소중함을 새삼 깨닫게 되었다고 해도 과언이 아닙니다. 따듯한 햇살 아래를 거닐며 꽃 향기 가득한 공기를 들이마시는 일은 마스크가 피부처럼 붙어 있어야 했던 지난 2년 동안 상상할 수도 없는 일이었으니까요. 조금 더 시간이 흘러 날씨가 더워지면 시원한 강바람을 맞으며 여름 밤 산책을 즐길 수도 있겠지요. 당연했던 것들의 특별함을 새삼 느껴가면서요.
우리가 매일 타고 다니는 자동차도 멋진 디자인이나 편안함을 많이 따지지만 실제 가장 중요한 것은 안전입니다. 어느 하나라도 당연하지 않게 꼼꼼하게 챙겨 만들어야 합니다. 지난 100여년 동안 내연기관 자동차를 통해 많은 시행착오를 거치고 계속해서 발전시켜온 덕에 지금의 더욱 안전한 자동차가 있는 것이니까요. 지금은 화석연료와 엔진 대신 배터리와 전기모터가 들어가는 시대, 다양한 기술의 발전으로 더욱 높은 수준의 안전이 요구되는 시대입니다.
그리고 볼보자동차가 소개한 브랜드 최초의 순수 전기차 ‘C40 리차지(C40 Recharge)’는 이런 새 시대에 걸맞은 전기차입니다. 새로운 모습에 걸맞은 첨단의 안전 기술들을 꼼꼼하게 적용했습니다. 그에 대한 이야기를 해보려 합니다.
작은 변화를 먼저 보겠습니다. 이제는 다른 자동차에도 일반화된 첨단 운전자 보조 장치, 바로 ADAS(Advanced Driver Assistance System)입니다. 요즘에는 스마트 크루즈 컨트롤 같은 편의 기능이 더 많이 알려져 있지만 실제 ADAS의 가장 큰 목적은 사고 위험이 있을 때 이를 경고하거나 회피, 제동 등을 통해 피해를 최대한 줄이는 것에 있습니다.
차량과 보행자, 자전거 대형 동물 등을 감지하고 교차로 추돌 위험도 파악해 조향을 지원하는 긴급제동 시스템 ‘시티 세이프티(City Safety)’도 이 시스템에 포함됐는데, 이 시티 세이프티는 볼보자동차가 세계 최초로 개발한 기능입니다. 처음부터 볼보는 카메라와 레이더를 이용했고, 윈드쉴드 상단에 ASDM(Active Safety Domain Master)라는 모듈에 센서 컨트롤러까지 통합해 사용했습니다. 사람 눈높이에서 차 앞에 있는 장애물을 파악하기 위한 것이지요.
C40 리차지는 룸미러에 있던 전방 레이더가 앞 그릴 중앙으로 내려왔습니다. 여기에는 40m 이내의 가까운 곳을 좌우 30도 정도로 넓게 보는 중거리 레이더와 10도 정도의 좁은 폭으로 최대 200m 거리를 감지하는 장거리 레이더가 함께 적용되었습니다. 룸미러 뒤에 남은 카메라는 도로 주변까지 모두 봐야 하므로 레이더보다 더 넓은 52도의 각도를 봅니다.
뒤 범퍼 좌우 모서리에 있는 후방용 레이더는 후측방의 사각지대에 있는 자동차는 물론 뒤에서 빠르게 접근하는 교통수단까지 모두 감지합니다. 사각지대 정보(BLIS)가 작동해 도어 미러의 조명을 통해 운전자에게 경고하거나 다시 원래 차선으로 돌아오도록 조향을 지원합니다. 이런 여러 기능들이 통합된 ADAS 센서 플랫폼은 겉으로 드러나지 않지만 실제 사고를 피하고 안전하게 차를 탈 수 있도록 도와주는 중요한 장치입니다.
사실 C40 리차지에서 가장 큰 변화는 뼈대입니다. 사람에게 그렇듯 자동차도 뼈대가 얼마나 잘 만들어졌느냐가 모든 면에서 중요하죠. 관성의 영향을 받는 자동차는 튼튼하면서도 유연하고, 충격에 완전히 버틸 부분과 기능적으로 안전하게 찌그러지며 충격을 흡수해야 합니다. 이렇게 서로 상반된 특성을 하나의 차체에 구현해야 하는 섀시는 그야말로 브랜드의 독자적인 기술과 노하우가 총 집합된 결정체와도 같습니다.
볼보는 그 동안 내연기관에도 중대형 급에 SPA, 중소형 급에 CMA 플랫폼을 유연하게 적용했습니다. 이 중 CMA는 준중형 SUV인 XC40부터 중형 세단인 S60과 승용 왜건인 V60 크로스컨트리, SUV인 XC60까지 폭 넓게 활용되고 있었죠. 특히 주목할 부분은 내연기관과 마일드 하이브리드, 플러그인 하이브리드 등 다양한 파워트레인을 하나의 플랫폼에서 구현하고 있다는 점입니다. 엔진과 모터 등이 들어갈 공간이 충분한 엔진룸이 있는 동시에 PHEV의 넉넉한 배터리를 품을 수 있는 차체여야 가능한 일입니다.
여기에서 한걸음 더 나간 것이 C40 리차지에 쓰인 섀시입니다. 우선 뼈대를 구성하는 재질의 비율이 달라졌습니다. 같은 CMA 플랫폼인 XC40 PHEV 모델과 비교할 때 보론강, 우리말로 붕소강이라고 하는 강철의 비중이 20%에서 9%로 줄어든 대신 알루미늄이 2%에서 7%로 크게 늘었습니다.
철에 붕소를 미량 첨가해 담금질을 했을 때 강도를 높여주는 붕소강은 사람이 탄 공간인 세이프티 케이지 주변에 핫스탬핑 공법으로 만들어져 많이 쓰입니다. 처음에 C40 리차지에서 이 비율을 줄였다는 자료를 봤을 때 고개가 갸우뚱했던 것도 사실입니다. 자동차에 더 많은 핫스탬핑강을 사용하는 최근의 추세와는 달랐으니까요.
의심은 C40 리차지에 쓰인 배터리 팩의 모양과 구성을 보고 풀렸습니다. 408마력과 67.3kg.fm의 성능의 기초가 되는 78kWh 용량의 배터리는 앞 바퀴와 뒷바퀴 사이에 있습니다. 324개의 리튬 이온 배터리 셀을 12개씩 묶어 27개의 모듈로 만들고, 이를 다시 하나의 팩으로 단단하게 모았습니다. 이를 ‘배터리 세이프티 케이지’라 불리는 알루미늄을 압출 성형해 만든 프레임으로 감싸 차체에 붙였습니다.
특히 차 바닥에 뒷자리부터 앞으로 뻗어 온 ‘T’ 형태의 배터리 구조와 함께 이 배터리 세이프티 케이지 자체가 섀시의 일부 역할을 하게 됩니다. 이를 통해 충돌 안전에 필요한 강성을 충분히 얻으면서도, 진동을 흡수하는 알루미늄의 특성을 충분히 살려 실내 공간을 더욱 조용하게 만듭니다. 또 T형 배터리 팩 형상 덕에 굳이 철을 쓰지 않더라도 비틀림 강성을 높일 수 있게 됩니다. 하나의 기술로 여러 효과를 볼 수 있도록 한 볼보의 고민과 철학을 반영한 결과물이죠.
다른 전기차에 비해 센터 터널이 높아진 것은 살짝 아쉬울 수 있습니다. 그럼에도 4명이 탔을 때 넉넉한 발 공간을 확보하기 위해 2열 바닥 부분의 배터리 팩을 더 낮췄습니다. 딱 떨어지는 직사각형이 아닌, 다각형이 되어야 한다는 점이지요. 사실 배터리 팩을 이렇게 만들면 냉각수를 순환시키는 등 열관리가 어려워질 수 있으나, 볼보는 모터의 온도를 적정 수준 이하로 유지할 수 있는 냉각 시스템을 설치해 문제를 해결했습니다.
출처 IIHS또 하나 중요한 것은 달라질 충돌 안전에 대한 대응입니다. 차 앞에 엔진이 빠지고 바닥에 무게 500kg의 배터리가 추가된 전기차는 당연히 충돌했을 때의 충격량과 운동성능이 다릅니다. 때문에 사람이 탄 공간뿐 아니라 차 앞뒤, 그 중에서도 내 차의 무게가 그대로 에너지로 바뀌는 정면 충돌에서 충격을 흡수하는 능력도 키워야 합니다.
이를 위해 앞 펜더의 안쪽의 재질을 더 강한 강철로 바꾸고 A 필러 아래에 새로운 블록 형태를 더하는 등의 변화를 주어 충격을 더 잘 분산시킬 수 있도록 했습니다. 이전 같으면 찌그러지는 것이 중요했던 차 뒷부분도 뒤쪽 모터를 포함한 파워트레인을 차체 구조에 단단히 붙여 에너지를 흡수하게 만든 것은 물론 고장력강의 비율을 더 높이기도 했습니다.
출처 IIHS이렇게 꼼꼼하게 차근차근 고민한 결과, C40 리차지는 미국 고속도로 안전보험협회(IIHS)의 충돌 테스트 평가에서 ‘톱 세이프티 픽 플러스(TSP+)’에 선정되었습니다. 최고 수준의 안전 기술을 제공하는 차량에만 부여하는 가장 높은 등급이죠. 볼보 C40 리차지를 구조적으로 자세히 살펴보니 처음 이야기했던 것처럼 참 꼼꼼하게 잘 만들어진 차라는 생각이 듭니다.
국내에는 호러 소설 <미저리>나 영화 <쇼생크 탈출>의 작가로 잘 알려진 스티븐 킹은 어느 인터뷰에서 좋은 작품을 쓸 수 있는 비결을 묻는 질문에 이렇게 답했다고 합니다. “한 번에 한 단어씩”이라고요. 한 페이지 분량의 짧은 글이나 장편 소설이라도 결국은 한 번에 한 단어씩을 제대로 쌓아가며 만들어진다는 이야기지요.
‘안전’이라는 가치를 가장 앞세운 볼보는 빠르게 변화하는 전기차 시대에도 ‘차근차근 하나씩’ 생각하고 꼼꼼하게 차를 만들었습니다. 그 결과로 우리는 안전한 전기차인 C40과 XC40 리차지를 만나게 되었습니다.
잘 만든 차에 새 기술을 하나씩 더 얹은 제대로 된 전기차, 내연기관의 전통이 있는 회사가 가장 잘할 수 있는 일이기도 합니다.
글_이동희 자동차칼럼니스트
