새 구동시스템 전격 공개구동부품을 바퀴와 통합휠과 휠 사이 공간 활용 가능주행거리·탑승공간 대폭 확대승차감·내구성 개선 효과도"전동화 시대 게임 체인저"내년까지 완성체 개발 목표
현대자동차·기아가 개발한 신개념 구동 시스템. 감속기 등 전기차 주요 부품을 바퀴 안으로 집어넣어 생긴 빈 공간을 배터리로 채워 주행거리를 늘리는 등 차량 내부 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있다.
현대자동차·기아가 구동 부품을 바퀴와 통합시키는 신개념 구동 시스템을 개발했다. 여러 부품이 바퀴와 합쳐지며 생긴 빈 곳을 배터리로 채워 더 먼 거리를 주행하는 전기차를 만들 수 있게 된다. 이번 개발로 현대차·기아는 전기차 경쟁력을 한층 더 강화할 것으로 기대된다.
현대차·기아는 28일 서울 중구 커뮤니티하우스 마실에서 '유니휠 테크데이'를 열고 '유니버설 휠 시스템'을 처음 공개했다.
유니휠 시스템은 양쪽 바퀴 사이 정중앙에 큰 부피를 차지했던 감속기, 드라이브 샤프트와 같은 주요 구동 부품을 바퀴 내부로 옮긴 것이 특징이다. 모터도 크기를 줄이고 두 개로 나눠 양쪽 바퀴 바로 옆에 붙였다.
이처럼 구동 부품이 합쳐지면 바퀴 사이 정중앙이 텅 비어 공간 활용성을 높일 수 있게 된다. 주행거리를 늘리기 위해 빈 공간을 배터리 탑재 공간으로 활용하거나 추가 적재 공간으로 이용할 수 있다. 운전자를 중심으로 설계된 지금의 좌석 배치를 탈피해 완전 자율주행 시대에 대비한 새로운 디자인도 가능해진다.
유니휠은 중앙에 있는 선 기어(Sun Gear)와 좌우 4개의 피니언 기어(Pinion Gear), 바깥쪽의 링 기어(RingGear)로 이뤄진 '톱니바퀴' 같은 유성기어 구조로 만들어진다. 유성기어는 중앙에서 선 기어가 회전하고 그 주위에는 피니언 기어가, 가장 외곽에는 링 기어가 위치한 기어를 말한다. 모터가 만들어낸 동력이 선 기어로 전달되면 피니언 기어들이 맞물려 링 기어를 회전시키고, 바퀴와 연결된 링 기어가 최종적으로 바퀴에 동력을 전달하는 방식이다.
이처럼 두 가지 구조가 융합되면 유니휠은 모터에서 나온 동력을 바퀴까지 안정적으로 전달하며 노면에 따른 바퀴의 움직임에 자유롭게 반응할 수 있다. 전기차 감속기 역할도 대체해서 모터에서 발생한 회전을 감속시켜 바퀴에 높은 토크(회전력)를 전달할 수도 있다.
이번 개발은 오랜 시간 '표준'처럼 굳어져 온 구동 시스템을 혁신했다는 점에서 주목된다. 기존 내연기관 차량은 엔진과 변속기를 거친 동력이 드라이브 샤프트, 등속(CV) 조인트를 통해 바퀴로 전달되는 구조였다. 전기차 역시 엔진과 변속기가 모터, 감속기로 대체됐을 뿐 구동 전달 시스템이 동일했다. 지금과 같은 구조에서 실내 공간을 크게 키우는 것은 차체 자체를 크게 만드는 것 외에 방법이 없었다.
특히 바퀴와 바퀴 사이의 동력 관련 필수 부품은 어느 업체도 손대기 어려운 '불변의 공간'과도 같았다. 상식에 얽매이지 않는 혁신을 단행한 것이다. 현대차·기아 관계자는 "기존에 없던 완전히 새로운 구조의 구동 시스템을 고안했다는 점에서 큰 의미가 있다"고 설명했다.
유니휠 시스템이 상용화되면 새로운 실내 공간을 창출하는 것은 물론, 목적기반차량(PBV)과 같은 다양한 용도에 최적화된 미래 모빌리티를 만들 수 있을 것으로 기대된다. 다만 아직 상용화 시점은 미정이다. 바퀴 안에 부품을 넣다 보니 바퀴 무게 증가, 승차감 등 넘어야 할 산이 남아 있다. 회사는 상품화를 목표로 윤활·냉각 시스템과 내부 마감 작업에 중점을 두고 개발을 이어간다는 방침이다.