북위 65도. 스웨덴의 소도시 아르예플로그(Arjeplog)에 자리한 현대모비스 동계 테스트 센터. 겨울 내내 얼음 두께가 1m 내외로 유지되는 광활한 얼음 호수와 그냥 걷기조차 힘든 눈길을 무대로 현대자동차그룹 연구원들은 제동안전성, 주행안전성, ADAS 기능 등에 대한 다양한 평가를 숨가쁘게 이어가고 있습니다. 극한 환경 속에서도 더 나은 차량 성능을 확보하기 위한 현대·기아차와 현대모비스의 노력을 만나봅니다.
WHY_평가 목적
동계 테스트는 겨울철 낮은 기온과 눈길, 빙판에도 끄떡없이 달리는 차를 완성하기 위한 필수 과정입니다. 겨울철에는 단순히 엔진 시동이 잘 걸리지 않는 문제를 넘어 배터리를 포함한 수많은 전자장비 성능이 필연적으로 저하되고, 눈·얼음·블랙아이스 등으로 인해 노면의 마찰력이 크게 떨어져 운전자의 안전을 위협하는 각종 돌발 상황이 발생할 수 있기 때문인데요. 이에 현대자동차그룹은 차량 개발 시 일반 도로는 물론 낮은 언덕과 산악 지형까지 다양한 주행 환경을 고려한 혹독한 평가를 진행해 겨울철 안전·주행성능을 검증하기 위해 힘쓰고 있습니다.
WHAT_평가 항목
기본적으로 눈길이나 빙판길 주행 시 안전성 등을 검증하기 위한 것들로 구성되어 있으나 그룹사별로 조금씩 차이는 있는데요. 현대·기아차의 경우 섀시제어에 집중하고 있으며, 현대모비스의 경우에는 전자제동과 조향 장치의 핵심 부품 평가에 초점이 맞춰져 있습니다.
HOW_평가 과정
평가는 개발 차량을 아르예플로그 테스트 센터로 옮겨오면서 시작됩니다. 현지에서 생산된 차량을 해상운송 시 통상 2개월가량이 걸리는데, 이 시기 연구원들은 평가를 위한 예비 부품과 소프트웨어, 벤치마킹 차량 등을 준비합니다. 이후 차량이 테스트 센터에 도착하면 제원과 모델값 등을 한 번 더 체크한 뒤 ABS, ESC, TCS 등 각 기능에 맞는 노면에서 평가를 진행합니다. 개발 차종 하나를 평가하는 데 소요되는 시간은 약 3주 정도입니다.
WHO_평가 인력
테스트 센터에는 100명의 연구 인력이 상주하고 있으며, 한 명이 2~3종 차량의 평가를 담당합니다. 극한의 환경에서 평가를 진행하는 만큼 이들에게는 고난도의 운전 기술이 요구되는데요. 이에 현대모비스는 해마다 드라이빙 스쿨을 운영하고 있습니다. 설치된 코스를 안전하게 통과하는 ‘슬라럼 주행’이나 S자 및 8자 코스를 통과하는 ‘짐카나 주행’ 등 프로그램이 단계별로 구성되어 있습니다.
Q. 수많은 지역 중 아르예플로그에서 혹한기 테스트를 진행하는 이유가 궁금합니다.
현대모비스 제동어플리케이션셀 김택곤 연구원(이하 김택곤) 겨울철 아르예플로그의 기온은 영하 30~40도 정도입니다. 호수의 얼음 두께가 1m 이상 유지되어 시험 트랙 만들기에 적합합니다. 25톤 정도의 상용 차량이 올라와도 끄떡없을 정도예요. 또 적설량이 많지만 바람은 적게 불어서 눈을 이용한 시험 노면을 만드는 데도 용이합니다.
1970년대 초반부터 여러 자동차 제조사들이 혹한기 테스트를 진행해온 덕에 사무실과 트랙 등의 기반시설이나 연구원을 위한 숙식 환경이 잘 갖춰져 있기도 하고요. 현대자동차그룹이 이곳에서 혹한기 평가를 진행한 건 2004년 2월부터인데요. 처음에는 호수에 있는 나띠(Natti)시험장을 2년간 임대해 쓰다 2006년부터 본격적으로 현대모비스 동계 테스트 센터를 구축해 운영하고 있습니다.
Q. 혹한기 테스트 시 중점적으로 고려하는 부분은 무엇인가요?
현대·기아차 샤시제어시험팀 이호욱 파트장(이하 이호욱) 아무래도 안전이죠. 노면이 거친 데다 많이 미끄럽기 때문에 평가 시 안전 수칙도 엄격한 편이에요. 진·출입로 및 교차로의 통행 규정이나 노면별 규정 속도, 표지판 등을 반드시 준수해야 합니다.
김택곤 | ABS, ESC와 같은 기능은 외부 요인에 의해 운전자가 위협을 느낄 수 있는 상황에 작동해요. 또 제동 장치는 운전자는 물론 탑승객의 생명에 직접적인 영향을 미치죠. 때문에 운전자의 의도가 차량 제어에 고스란히 반영될 수 있도록 개발에 신경 쓰고 있습니다.
Q. 섀시나 제동 장치 외에도 카메라·센서도 겨울철 환경에 영향을 받나요? ADAS와 같은 기술도 혹한기 테스트가 필요한 이유가 궁금합니다.
김택곤 | 운전자 부주의 시 센서로 전방 차량을 감지해 차량을 긴급 제어하는 장치인 AEB처럼 ADAS 기능 또한 환경적인 영향을 받습니다. 특히 겨울철에는 눈보라, 빙판에 의한 난반사로 센서 인식 성능이 떨어질 수 있고, 눈길 등 노면 상황에도 제동이나 차량 성능이 영향을 받아요. 이러한 겨울철 악조건 속에서도 기능이 잘 작동하는지 검증하고, 환경에 따라 성능적 열세를 보였을 때 EBS(Electronic Brake System) 등으로 보완할 수 있는 방안을 찾아야 하기에 이 같은 테스트가 필수죠.
Q. 전기차, 수소전기차 등 친환경차는 혹한기 테스트 시 내연기관차와 어떤 차이가 있나요?
김택곤 | 친환경 차량의 경우 주제동 및 회생제동 시스템에 대한 평가가 추가됩니다. 주제동 시스템은 항상 작동되므로 내구성능, 고장 시 안전한 설계(Fail Safe) 등에 대한 평가가 더해집니다. 감속 시 발생하는 제동력을 전력으로 바꾸는 장치인 회생제동 시스템의 경우에는 미끄러운 노면에서 안전성이 치명적으로 저하되기 때문에 이러한 부분에 대해 추가 평가를 진행하고 있습니다.
이호욱 | 후륜구동 전기차가 확대됨에 따라 회생제동 시스템을 최적화해주는 기능들이 추가되고 있어요. 대표적인 게 올해 출시된 포터 EV에 적용된 RSC(Regen Stability Control)입니다. 후륜구동 차량의 회생제동 시스템 작동 시 차량의 안전성을 확보해주면서 에너지 회수율을 최대한으로 높여주는 것인데, 앞으로 이와 관련된 평가 항목들이 늘어날 것 같습니다.
Q. 혹한기 테스트는 스웨덴 아르예플로그 외에도 뉴질랜드, 중국 등에서도 진행하고 있는 것으로 알고 있습니다. 이곳과 어떤 차이가 있나요?
이호욱 | 기본적으로 평가 내용은 동일합니다만 개발 인프라가 잘 갖춰진 아르예플로그에서의 평가가 우선적으로 진행되기는 합니다. 신차 개발 일정상 혹한기 테스트를 스웨덴에서 진행하기 어려울 경우 남반구에 있는 뉴질랜드 와나카로 가는 거죠. 중국 흑하 동계시험장은 평균 기온이 영하 23도로 낮지만 적설량이 적어 평가 조건이 좋지는 못합니다. 따라서 중국 내수차량 개발에 사용하거나, 스웨덴이나 뉴질랜드에서 차량 반·출입이 어려운 경우 비용 및 효율적 측면에서 고려하는 옵션이죠.
Q. 마지막으로, 혹한기 테스트를 통해 새롭게 업그레이드되거나 양산 적용된 기술에는 어떤 것들이 있는지 알려주세요.
이호욱 | 그동안 많은 기술들이 개발되었는데 근래 자주 언급되는 섀시 통합 제어 시스템(VSM, Vehicle Stability Management System)도 그중 한 가지입니다. 눈이나 비로 인해 미끄러워진 도로나 빙판과 아스팔트가 섞여 있는 비대칭길, 각도가 심하게 휜 곡선로 등에서 제동 시 자동차가 갑자기 균형을 잃고 기우는 경우가 있는데, 이때 어느 한쪽으로 기울거나 쏠리지 않고 안전하게 자세를 유지해주는 기술입니다. 주행 시 각 바퀴의 휠 스피드 센서와 차량 수직축에 대한 회전을 감지하는 요 레이트·횡 가속도 센서, 운전자의 주행 방향 조작 의도를 감지하는 각 조향 센서가 주행 중 위험 상황을 인지하면, 차체 자세 제어 장치(VDC)와 전자식 조향 장치(MDPS)를 통해 차체의 균형을 바로잡아주죠.
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