[포쓰저널=김지훈 기자] 현대자동차그룹이 파워트레인 기술 혁신의 새로운 이정표가 될 ‘차세대 하이브리드(HEV) 시스템’을 공개했다.
차세대 하이브리드 시스템 공개와 함께 이달 양산을 시작한 현대차 팰리세이드 하이브리드를 시작으로 주요 전 차종에 하이브리드 모델을 확대할 방침이다.
특히 소형차부터 대형 SUV(스포츠유틸리티차량), 제네시스 브랜드 모델까지 하이브리드 라인업을 확장한다.
현대차그룹은 이달 10일 서울 중구 소재 ‘크레스트 72’에서 ‘현대차그룹 차세대 하이브리드 시스템 테크 데이’를 열고 한층 진화한 하이브리드 기술력을 공개했다.
한동희 현대차그룹 전동화개발담당 부사장은 “현대차그룹은 오랜 시간 축적해 온 엔진·변속기 및 하이브리드 시스템 개발 경험과 세계 최고 수준의 전기차에 적용된 전동화 기술력을 집약해 혁신적인 신규 하이브리드 시스템을 개발했다”며 “전기차 전환기에 전동화 기술력을 적극 활용한 혁신적인 기술을 지속적으로 개발하고, 이를 통해 고객에게 환경친화적이고 우수한 성능의 차량 경험을 제공할 것”이라고 말했다.
다음은 한동희 현대차그룹 전동화개발담당 부사장과 현대차그룹 차세대 하이브리드 시스템 연구원들과의 일문일답.
- e-VMC 2.0 같은 경우에 전륜과 후륜에 각각 역방향으로 토크를 전달해서 제어를 하는 기술인데 이 경우 차체나 파워트레인에 가해지는 스트레스나, 내구성 문제는 없는지
▶(박재일 샤시제어리서치랩 책임연구원) 하이브리드 시스템을 개발하면서 내구성 부분에 대해서 굉장히 큰 고민을 했다. 성능이 잘 나오더라도 내부적으로 문제가 있거나, 예를 들어서 진동이 발생하거나 소음이 발생하면 적용을 못하는 것이기 때문. 선행 개발을 거의 2년 넘게 진행하면서 모니터링을 했지만 내구성 부분, 진동과 소음 부분은 모두 문제 없었다.
- 전륜 구동 하이브리드 같은 경우에는 P4 모터를 얹어서 후륜 대응이 가능한데, 후륜 기반 하이브리드 같은 경우에는 사륜으로 전환했을 때 어떻게 대응할 것인지
▶(박재일 샤시제어리서치랩 책임연구원) 차량이 전륜 구동 기반 2휠 드라이브던, 후륜 구동 기반 2휠 드라이브던 아니면 전후륜 구동 모터에 둘 다 모터가 적용돼서 all 휠 드라이브가 되던 모든 방향에서 적용될 수 있게끔 범용성 있는 e-VMC 2.0을 개발하기 위해서 노력했다.
2휠 드라이브 같은 경우에 e-VMC 2.0이 적용되지만 전륜 구동 기반이든 후륜 구동 기반이든 모두 e-VMC 1.0이 적용될 수도 있다. 두 군데 모터가 적용되게 되면 e-VMC 2.0이 작동될 수 있도록 구성을 했다.
▶(강동훈 제품권역전략팀 파트장) 제네시스 브랜드 같은 경우도 당연히 후륜 구동이기 때문에 후륜 주구동 모터, 만약에 e-AWD가 적용된다면 전륜 보조 구동에 이제 전기 모터가 들어가게 될 예정인데 이 부분 같은 경우는 플랫폼부터 여러 가지 부분들을 같이 봐야 한다.
향후 이러한 기술 pool과 기술 리소스를 가지고 하이브리드를 확대 전개해 나갈 때 제네시스까지 포함해 전동화 쪽에서 검토를 지속해 나갈 예정이다.
- 타사 듀얼 모터 시스템과 비교 시 어떤 장점이 있는지
▶(한동희 전동화개발담당 부사장) 저희가 개발한 하이브리드 개념들이 지금 시장에 나와있는 하이브리드 시스템들과 차별성을 가지고 있는 부분들이 있다. 특히 이번 하이브리드 시스템을 개발할 때 주안점을 둔 부분은 ‘어떻게 하면 발생되는 동력을 에너지 변환을 최소화하면서 바퀴까지 효율적으로 전달할 것이냐’가 핵심이었다.
그런 부분에서의 가장 큰 장점은 ‘엔진의 가장 높은 효율점을 변속기를 통해서는 속도를, 그 다음에 P2·P1 모터를 통해서는 엔진의 부하를 조정해서 가장 효율이 좋은 지점에서 발생되고, 이 발생된 에너지가 에너지 변환을 거치지 않고 바로 바퀴로 갈 수 있도록 돼 있는 것’이다. 이와 같은 기술은 사실 개발 난이도가 굉장히 높다.
변속기를 정밀하게 제어할 수 있어야 되고, 충격 없이 변속할 수 있어야 되고, 엔진을 굉장히 정밀하게 제어할 수 있어야 된다. 모터를 활용해 그런 엔진과 변속기의 제어를 모두 관장해야 한다.
이런 복잡한 제어 기술들을 저희가 지난 20여년간 충분히 잘 개발해 왔고, 개발할 수 있는 기술 역량이 있었기 때문에 훨씬 더 효율적이고 성능도 뛰어난 하이브리드 시스템을 개발할 수 있다고 생각한다.
- 4륜 구동 같은 경우에 뒤쪽에 모터를 장착하는데, 도요타 e-4 시스템하고 유사해인다. 도요타가 보유한 특허도 고려를 했을텐데 어떠한 차이가 있는지
▶(한동희 전동화개발담당 부사장) e-AWD가 기본적으로 토요타만 사용하는 기술은 아니고 굉장히 많은 회사들이 공용적으로 사용하는 기술이다.
저희 전기차 같은 경우에는 거의 대부분이 e-AWD다. 그 기술 자체에 어떤 특허가 걸려 있는 것은 아니다.
- 엔진 오일 교환하는 것 외에 다른 유체류나 고무류를 어느 정도 주기로, 어떻게 교체하는걸 권장하는지
▶(유홍식 전동화구동설계팀 책임연구원) 기존 하이브리드 시스템도 새롭게 개발하고 있는 자동 변속기도 그렇고 동일한 오일을 사용하고 있다. 그렇기 때문에 기존하고 동일하게 무교환으로 세팅이 돼 있습니다. 다만 이제 지역 별로 가혹 조건, 험지나 이런 데서 주행하는 차량들에 대해서는 약 10만㎞ 정도에서 교체를 권장한다.
- P0 모터를 사용할 때보다 P1을 사용할 때, P1과 P2가 가속할 때 개입되는 시간이 있을 것이고, 또 V2L을 쓰기 위해서 P2 모터가 배터리를 충전해야 될 텐데 기존 하이브리드 시스템과 비교할 수 있는 정량화된 수치가 있는지
▶(유홍식 전동화구동설계팀 책임연구원) 정확히 답변드리고 싶으나 사실 도로 상황이나 주행 조건 그리고 운전자의 가속 의지에 따라 그 시간이 좌우된다. 그러다보니 정량적으로 답변하기 힘들다.
- 기존 하이브리드 시스템은 폐기되는 건지
▶(강동훈 제품권역전략팀 파트장) 기존 하이브리드 시스템은 당분간은 공존할 예정이다. 왜냐하면 순차적으로 차세대 하이브리드가 적용될 예정이기 때문에 물리적으로 그런 부분이 있고, 기존 하이브리드 시스템 또한 고유의 장점을 가지고 있기 때문이다.
예를 들어서 1.6 GDI 하이브리드 시스템 같은 경우에는 그 당시에 최고의 연비를 달성하기 위해서 굉장히 고효율 엔진을 적용했고 듀얼 클러치(DCT) 타입과 같은 효율 좋은 변속기를 적용했기 때문에 이같은 고효율 고연비의 컨셉을 필요로 하는 차급에서는 기존 하이브리드 시스템으로 운영을 검토할 수 있다.
현대차그룹은 기본적으로 향후 차세대 하이브리드 시스템 위주로 라인업을 확대 전개할 계획이지만, 계속해서 적합한 차급에 적합한 파워트레인을 적용함으로써 고객 최적의 상품성을 구현하기 위해 노력할 예정이다.
- 신기술이 탑재된 만큼 가격 인상 여부는.
▶(강동훈 제품권역전략팀 파트장) 오늘은 현대차그룹의 기술연구소에서 신기술에 대한 발표하는 자리인 만큼, 가격에 관한 사안은 이 자리에서 말씀드리기 좀 어려운 부분인 점도 양해해 부탁드린다.
- 향후 탄소 규제 대응은.
▶(한동희 전동화개발담당 부사장) 현대차그룹 기준 하이브리드 차량들은 일반 내연기관차보다 45% 연비를 개선할 수 있다. 현대차그룹은 하이브리드 차량을 기본 차량으로써 보다 많은 소비자들이 활용하실 수 있도록 개발할 예정이다. 이러한 과정들을 통해 탄소 중립에도 계속해서 기여할 것이고, 이러한 역할을 다하기 위해 현대차그룹 엔지니어들이 모두 최선을 다해 일하고 있다.
- 시동을 꺼놓은 상태에서 V2L 시스템을 사용했을 때 방전 여부는.
▶(이용재 차량에너지제어개발팀 연구원) 하이브리드 V2L 기능은 하이브리드 레디 상태에서 기능이 작동이 된다. 엔진이 꺼져 있는 상태에서 V2L 기능을 사용하고 일정 이상 배터리 잔량이 떨어지게 되면 엔진을 다시 구동시켜 배터리를 충전하면서 V2L을 사용할 수가 있다.
그리고 스테이 모드는 엔진이 켜지지 않는 모드이기 때문에 스테이 모드 안에서 V2L 기능을 사용하게 되면 배터리가 일정 이상 떨어지게 되면은 V2L과 스테이 모드 둘 다 기능이 종료되게 된다.