2022.01.20 현대케피코
현대케피코, 전기 이륜차 전용 구동 시스템 모빌고로 친환경 마이크로 모빌리티 시장 공략
현대케피코가 지난 30여 년간 쌓아온 내연기관 시스템 엔지니어링 노하우를 기반으로 전기 이륜차 구동 시스템인 모빌고를 출시했다. 현대케피코의 친환경 마이크로 모빌리티 사업 전략을 소개한다.
4차 산업혁명으로 산업 환경이 급격하게 변하고 있는 가운데, 그 중에서도 변화의 바람이 강하게 불고 있는 곳은 분명 모빌리티 산업일 것이다. 친환경 모빌리티로의 전환은 물론, 승차 공유 서비스, 자율 주행 등 전에 없던 모습으로의 변혁이 동시에 일어나고 있다. 이의 대표적인 것이 빠르게 일상 속으로 자리잡고 있는 마이크로 모빌리티(Micro Mobility)로 불리는 새로운 이동 수단의 등장이다. 이는 무동력 또는 전기 동력을 기반으로 한 1~2인용 이동수단으로 전기 스쿠터, 전기 자전거, 전기 킥보드 등이 해당되며, 근거리·중거리 이동에 주로 쓰인다.
주목할 부분은 이러한 마이크로 모빌리티가 미래 교통의 핵심으로 떠오르고 있다는 점이다. 대도시화, 1인 가구 증가, 보다 안전한 이동을 가능케 하는 퍼스널 모빌리티에 대한 수요, 코로나19로 폭발적으로 성장한 배달업, 무공해 교통수단 전용 구역 지정 등에 힘입어 마이크로 모빌리티 시대가 열리고 있는 것이다. 이에 현대자동차그룹도 현대케피코를 통해 친환경 마이크로 모빌리티 시장을 공략하고 나섰다.
현대케피코의 지속 가능성과 미래 먹거리, 전기 이륜차 구동 시스템 ‘모빌고(MOBILGO)’
엔진 제어 시스템, 변속기 등 내연기관 관련 부품을 주력으로 개발하고 공급해오던 현대케피코가 최근 친환경 사륜 모빌리티뿐만 아니라 전기 이륜차 시장에도 진출했다. 1987년부터 약 30년간 쌓아온 파워트레인 핵심 제어 시스템에 대한 노하우를 바탕으로 지난 해 9월 전기 이륜차 구동 시스템 ‘모빌고(MOBILGO)’를 개발한 것이다.
현대케피코는 배달 서비스 및 레저 활동 증가로 125cc 엔진 사양을 대체할 전기 이륜차에 대한 수요 확대를 전망하고, 6.8kW 사양의 전기 이륜차 구동 시스템을 선제적으로 개발했다. 사실 현대케피코는 2006년부터 이륜 차량용 제어 시스템을 개발했으며, 이후 사륜 전기차(BEV)와 하이브리드차(HEV), 수소전기차(FCEV) 제어 시스템도 개발하면서 친환경차 관련 기술 역략을 키우고 내재화했다. 이러한 노력이 있었기에 모빌고 탄생이 가능했던 것이다.
현대케피코의 전기 이륜 구동 시스템 개발은 지난 2017년부터 시작돼 이듬해 본격적으로 선행 연구에 돌입, 2019년에 시제품을 완성했다. 이후 차량 시험 및 평가를 거쳐 설계 콘셉트를 고도화하고, 양산 계획에 들어갔다. 38개월의 여정 동안 717개 항목에 대해 검증하고 시험하면서 546건의 오류와 결함을 개선해 완성한 것이다.
독일 항공사 루프트한자의 미래 혁신 연구소인 루프트한자 이노베이션 허브(Lufthansa Innovation Hub, LIH) 등의 연구에 따르면 지상 교통수단 가운데 내연기관(가솔린) 이륜차가 배출하는 평균 이산화탄소량은 1km당 145g으로 내연기관 자동차(208g/km) 다음으로 많다. 지속 가능한 모빌리티 환경 구축을 위해서라도 이륜차의 전동화는 반드시 이뤄져야 한다는 이야기다. 현대케피코가 전기 이륜차 시장에 뛰어든 이유이기도 하다.
내연기관 이륜차 수준의 성능 제공하는 모빌고 시스템
모빌고는 크게 파워트레인 패키지, 냉각 패키지, 차량제어 패키지 3가지로 구성되며, 7가지의 부품과 소프트웨어가 융합된 토탈 제어 솔루션이 적용된다. 모빌고 시스템은 현대케피코만의 기술력을 통해 기존 125~150㏄급 내연기관 이륜차급의 속력과 출력, 주행거리 등을 지원한다. 최고속도는 90km/h 이상이며, 1회 충전 시 주행가능거리는 150km를 넘는다. 또한, 내연기관 이상의 가속 구현과 최고 속도 지속 운행이 가능하도록 해 주행 만족도를 높였다.
이러한 성능을 제공하는 핵심 부품은 파워트레인 패키지인 6.8kW 구동모터와 모터제어기(Motor Control Unit, MCU)다. MCU는 구동모터로 전기 신호를 보내 토크를 생성하고, 이렇게 만들어진 모터의 힘은 스프로킷과 체인(벨트)을 통해 바퀴로 전달된다. MCU는 차량제어기(Vehicle Control Unit, VCU)에서 CAN(Controller Area Network) 통신으로 모터 구동 명령을 받아 내부 인버터를 통해 구동모터를 최적으로 제어하고, 모터와 MCU의 온도에 따라 냉각을 위한 전동식 워터 펌프(Electric Water Pump, EWP)를 조절한다. 참고로 CAN 통신은 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 제어기 같은 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 통신 규격이다.
현대케피코가 구동모터와 MCU를 설계할 때 가장 중점을 둔 부분은 방열이다. 두 부품 작동 시 발생하는 열 관리가 전체 이륜차의 성능은 물론 안전까지 직결되는 것이다. 이를 위해 현대케피코는 냉각 패키지에 수냉 방식을 적용했다. EWP, 라디에이터, 급수 저장 탱크를 통합한 냉각 모듈 시스템은 구동모터와 MCU의 온도를 적정한 수준으로 제어해주며, 고속으로 달리거나 언덕길을 오를 때 모터의 고출력을 유지시켜주는 장점이 있다. 차량제어 패키지 중 하나인 DC-DC 컨버터는 절연 전력 변환기로써 두 개의 48V 직렬 배터리팩에서 공급되는 96V의 높은 전압을 14V로 안정적으로 바꿔주며, 안정성을 최우선으로 완벽하게 절연되도록 설계됐다.
참고로 모빌고 시스템의 전기 이륜차는 콘센트를 연결하는 플러그인 충전은 물론, 교체 스테이션에서 방전된 배터리를 미리 충전된 배터리로 교체하는 스왑 방식도 지원한다. 마지막으로 전체 시스템의 최상위 제어계인 VCU는 MCU와 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS), 클러스터와의 통신을 통해 차량 제어, 주행 상태 결정 및 토크 제어와 같은 핵심 명령을 담당한다. 더불어 저전력 블루투스와 GPS, 모뎀으로 이뤄진 통신 모듈도 내장돼 있어 사용자에게 차량 상태와 운행 및 위치 정보도 제공한다.
인도네시아, 유럽 등 이륜차 보급률 높은 해외 시장도 공략
현대케피코는 이 같은 모빌고와 몰다의 제품력을 앞세워 국내뿐만 아니라 이륜차 보급률이 높은 해외 시장에도 진출한다. 인도네시아 시장 공략, 밀라노 모터사이클 전시회 참가, 말레이시아 실증 사업 참가 등 이륜차 주요 시장을 공략해 친환경 마이크로 모빌리티 솔루션 사업 확대의 기반을 마련한다는 방안이다. 우선 인도네시아에서는 인도네시아 이륜차 협회(Ikatan Motor Indonesia, IMI) 및 현지 제조사와 업무 협약을 맺고 현지 전기 이륜차 생태계 기반 구축을 적극 지원하며, 올해 7kW, 3kW 시스템을 적용한 전기 이륜차 출시를 위해 구동 시스템과 모빌리티 데이터 서비스 및 배터리 교환 서비스를 개발 중이다. 지난해 10월 ‘인도네시아 미래 전기차 생태계’ 행사에 참석해 현지 제조사와의 기술 협력 성과를 공개하기도 했다. 이에 앞서 현지의 또 다른 제조사와 내연기관 200~250cc급에 해당하는 15kW 구동 시스템 20만 대를 5년 동안 공급하는 조건의 투자 의향서(Letter of Intent, LOI)를 받은 바 있다.
유럽 시장 공략은 이탈리아로부터 시작된다. 현대케피코는 지난 해 11월 이탈리아 밀라노에서 열린 세계 최대 규모의 모터사이클 전시회인 ‘국제 모터바이크 자전거 및 용품 전시회(Esposizione Internazionale Ciclo Motociclo e Accessori, EICMA)’에 처음으로 참가해 모빌고의 3kW, 5kW, 7kW급 전기 이륜차 구동 시스템 라인업과 모빌리티 데이터 서비스 몰다를 선보였다. 전시회 참가를 계기로 동남아 시장을 넘어 유럽, 일본 등 이륜차 산업을 이끄는 국가들과도 접점을 확보해 나간다는 전략이다. 말레이시아에서는 공공기관과 손잡고 EV 산업 생태계 육성에 나선다. 과학기술혁신부 산하 공공기관인 나노말레이시아 등 총 7개 기업 및 기관과 마이크로 e모빌리티 산업 생태계 구축을 위한 협의 각서를 체결했다. 이에 따라 올 하반기부터 2년간 1,000대 규모의 배터리 교체형 마이크로 EV 실증 사업이 추진돼 현대케피코는 3kW급 모빌고3와 7kW급 모빌고7, 몰다를 제공한다. 여기에는 현대케피코와 한국형 e모빌리티 생태계 구축을 위해 실증 사업을 함께 추진 중인 대구시도 참여한다.
한국교통안전연구원은 국내 마이크로 모빌리티 시장의 규모가 2022년에만 20만~30만 대 수준으로 확대될 것으로 봤으며, 글로벌 컨설팅 업체 맥킨지(McKinsey)는 코로나19 팬데믹으로 인해 마이크로 모빌리티 시장의 성장이 더욱 촉발됐으며 2030년까지 성장할 것으로 내다봤다. 향후 현대케피코는 6.8kW(125cc급) 구동 시스템을 시작으로 3kW(50~80cc급), 5kW(90~110cc급) 사양을까지 단계적으로 확대할 예정이며, 전기 이륜차를 넘어 전기 삼륜차와 초소형 EV 차량 등 다양한 초소형 모빌리티 구동 시스템 라인업을 구축해 전 세계 마이크로 모빌리티 시장의 다양한 니즈를 충족해 나갈 계획이다. 친환경 모빌리티 시장의 새로운 대안이 될 현대케피코의 전기 이륜차 구동 시스템과 다른 마이크로 모빌리티 제품의 활약을 기대해보자.
