현대차그룹 차세대 하이브리드 시스템 테크데이 – 미디어 Q&A

Q. e-VMC 2.0(Electrification-Vehicle Motion Control) 설명을 들어보니 e-AWD가 필수인 것 같아요. 그래서 혹시 2륜 구동 모델은 나아진 점이 있는지 궁금합니다.

A. (샤시제어리서치랩 박재일 책임연구원) 저희가 e-VMC 2.0도 선행 개발을 진행 했는데요. (e-VMC) 1.0을 고도화하는 작업도 계속 꾸준히 선행 연구를 하고 있습니다. 지금 팰리세이드 하이브리드에는 (현 시점 개발중인 최신의) 고도화된 로직이 들어가지는 않았지만 저희가 그걸 고도화하기 위해서 여러 가지 부분을 개발하고 있습니다. 그 중에서는 어느 정도 가시적인 성과가 나와서 추후 하이브리드 시스템에 적용 가능성이 높아 보이는 기술들도 몇 가지가 있는데요. 그것에 대해서 이 자리에서 설명 드리기는 좀 어려울 것 같습니다. 조만간 고객들에게 더욱 좋은 경험을 제공하기 위해 e-VMC를 (지속적으로 개발해) 탑재할 수 있도록 하겠습니다. 감사합니다. (* 팰리세이드 하이브리드에는 해당 차종 특성에 맞게 성능 최적화된 e-VMC가 적용됨)

Q. e-VMC 2.0 같은 경우에 전륜과 후륜에 각각 역방향으로 토크를 전달해서 제어를 하는 기술인데 이 경우 차체나 파워트레인에 가해지는 스트레스가 없는지, 내구성 문제는 없는지 질문 드립니다. 추가로, 차세대 하이브리드 시스템 전개 계획에 따르면 후륜 하이브리드 1종을 이제 개발을 하고 계신다고 들었는데, 해당 시스템은 제네시스 전용인 것 같아요. 근데 전륜 구동 하이브리드 같은 경우에는 P4 모터를 얹어서 후륜 대응이 가능한데, 후륜 기반 하이브리드 같은 경우에는 사륜으로 전환했을 때 어떻게 대응하실 것인지 여쭙고 싶습니다.

A. (샤시제어리서치랩 박재일 책임연구원) 첫 질문과 두번째 질문 전부 다 e-VMC 2.0 관련 질문이었죠. 제가 기억나는 게 전륜 구동형일 때는 P4 모터를 추가해 e-VMC 2.0을 할 수 있는데, 제네시스 같이 후륜 구동 기반 하이브리드일 경우에는 어떻게 대응할 것인지에 대한 질문이었습니다. 이에 대한 답변 드리자면, 일단 차가 전륜 구동 기반 2휠 드라이브인지 후륜 구동 기반 2휠 드라이브던지 아니면 전후륜 구동 모터에 둘 다 모터가 적용돼서 all 휠 드라이브가 되든지 모든 방향에서 적용될 수 있게끔 약간 범용성 있는 e-VMC 2.0을 개발하기 위해서 노력했습니다. 그래서 2휠 드라이브 같은 경우에 e-VMC 2.0이 적용되지만 전륜 구동 기반이든 후륜 구동 기반이든 다 e-VMC1.0이 적용될 수 있고 두 군데 모터가 적용되게 되면 e-VMC 2.0이 작동될 수 있도록 제어 아키텍처를 구성을 했고 그렇게 선행 개발을 진행했습니다. 

두번째 질문(내구성)에 대해서는 당연히 저희도 그 부분에 대해서 굉장히 큰 고민을 했습니다. 왜냐하면 성능이 잘 나오더라도 내부적으로 문제가 있거나, 예를 들어서 진동이 발생하거나 소음이 발생하면 적용을 못하는 거잖아요. 그래서 저희도 처음 적용할 때 그것에 대해서 굉장히 반신반의를 했는데 저희가 선행 개발을 거의 2년 넘게 진행하면서 모니터링을 했지만 내구 부분, 진동과 소음 부분은 모두 문제 없었습니다.

(제품권역전략팀 강동훈 파트장) 첨언하자면, 이제 오늘 발표 드린 이 개념은 현대차그룹이 차세대 하이브리드 시스템을 개발하면서 이러한 기술 pool을 갖추고 있고, 현대차그룹이 이러한 토탈 기술 패키지 개념을 바탕으로 우수한 하이브리드 시스템을 고객분들께 전달해 드리겠다는 의미로 이해해주시면 될 것 같고요. 이와 연계해서 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 되는 부분이기 때문에, 향후 저희는 이러한 기술 pool과 기술 리소스를 가지고 하이브리드를 확대 전개해 나갈 때 제네시스까지 포함해 전동화 쪽에서 검토를 지속해 나갈 예정입니다.

Q. 두 가지 질문이 있습니다. 기술적으로 이제 설명을 들어보니까 듀얼 모터를 적극적으로 활용하는 게 좀 눈에 띄는데 앞서 이런 시스템 썼던 혼다, 르노, BYD 등과 기술이 약간 유사해 보이기도 하는데 타사 듀얼 모터 시스템과 비교 시 어떤 장점이 있는지 궁금합니다. 또 하나는 이제 4륜 구동 같은 경우에 뒤쪽에 모터를 장착하잖아요. 그러면 토요타 e-4 시스템하고 좀 유사해 보입니다. 토요타가 보유한 특허도 고려를 했을텐데 어떠한 차이가 있는지 궁금합니다.

A. (전동화개발담당 한동희 부사장) 저희가 개발하고 있는 하이브리드 개념들이 지금 시장에 나와있는 하이브리드 시스템들과 차별성을 가지고 있는 부분들이 있습니다. 특히 저희 하이브리드 시스템을 개발할 때 저희가 굉장히 주안점을 두는 부분은 ‘어떻게 하면 발생되는 동력을 에너지 변환을 최소화하면서 바퀴까지 효율적으로 전달할 것이냐’가 핵심입니다. 그래서 아까 박종국 책임연구원께서도 발표를 해 주시고 이용식 책임연구원께서도 발표를 해주셨지만 저희가 가지고 있는 가장 큰 장점은 ‘저희 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 되어 있는 것’입니다. 이와 같은 기술은 사실 개발 난이도가 굉장히 높습니다. 저희가 변속기를 정밀하게 제어할 수 있어야 되고, 충격 없이 변속할 수 있어야 되고, 엔진을 굉장히 정밀하게 제어할 수 있어야 되고, 모터를 활용해 그런 엔진과 변속기의 제어를 모두 관장해야 합니다. 그래서 이런 복잡한 제어 기술들을 저희가 지난 20여년간 충분히 잘 개발해 왔고 그런 기술들을 개발할 수 있는 기술 역량이 있었기 때문에 훨씬 더 효율적이고 성능도 뛰어난 하이브리드 시스템을 개발할 수 있다고 생각합니다. 저희가 e-AWD를 적용하는 부분들은 아까 강 파트장님께서 말씀해 주신 것처럼 저희가 가지고 있는 어떤 기술 세트가 되는 것입니다. 이게 모든 하이브리드에 적용되는 기술들은 아닌 것이고 어떤 시장의 요구에 따라서 아니면 어떤 지역별 상황들에 따라서 가장 적합한 하이브리드 기술을 적용을 할 것이고요. e-AWD가 기본적으로 토요타만 사용하는 기술은 아니고 e-AWD는 굉장히 많은 회사들이 공용적으로 사용하는 기술입니다. 저희가 사실 전기차 같은 경우에는 거의 대부분 e-AWD입니다. 그래서 그 기술 자체에 어떤 특허가 걸려 있는 것은 아닙니다. 저희가 뒷바퀴를 굴리기 시시작하면서 하이브리드에서 아까 박 책임께서 말씀해 주신 것처럼 이게 단순히 구동 시스템의 역할을 하는 것이 아니고, 이제부터는 차량을 훨씬 더 잘 제어하는데 이 모터를 사용할 수 있다는 게 저희가 기술을 한 단계 높일 수 있는 가능성을 준다라고 생각하고, 그런 관점에서 e-AWD를 바라보고 있습니다.

Q. 메인터넌스에 대해서 여쭤볼게요. 엔진 오일 교환하는 것 외에 다른 유체류나 고무류를 어느 정도 주기로, 어떻게 교체하고, 이런 걸 권장하시는지 설명 부탁드립니다.

A. (전동화구동설계팀 유홍식 책임연구원) 변속기 부분부터 먼저 설명드리도록 하겠습니다. 변속기는 기본적으로 저희가 이제 교환한다고 하면 미션 오일을 좀 말씀드릴 수 있는데요. 기존에 저희 하이브리드 시스템도 그렇고 저희가 이제 개발하고 있는 자동 변속기도 그렇고 동일한 오일을 사용하고 있습니다. 그렇기 때문에 기존하고 동일하게 무교환으로 세팅이 되어 있습니다. 다만 이제 지역 별로 가혹 조건, 험지나 이런 데서 주행하는 차량들에 대해서는 약 10만 km 정도에서 교체를 권하고 있는 상황입니다.

Q. P0 모터를 사용할 때보다 P1을 사용하실 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 있을까요?

A. 정확히 답변드리고 싶으나 사실 도로 상황이나 주행 조건 그리고 운전자의 가속 의지에 따라 그 시간이 좌우됩니다. 그러다보니 정량적으로 말씀드리기 좀 힘들고요. 다만, 앞서 말씀하셨던 것 중에 하나인데 P0 보다 P1을 쓰면서 가속 성능이나 이런 부분에서는 좀 더 도움을 받을 수 있는 상황이 됐습니다. 기존의 벨트 타입은 아무래도 일반적으로 급격한 가속이나 이럴 상황에서 사용이 조금 제한이 됐었습니다. 하지만 P1은 엔진에 직결되어 있기 때문에 엔진과 가속 성능이나 NVH 성능 이런 부분에서 훨씬 개선이 됐습니다. 가속 시간 말씀하셨듯이 가속 시간도 정량적으로 나올 수는 있겠지만 P1의 영향도가 생겼다라고 보시면 됩니다.

Q. 기존 하이브리드 시스템은 폐기되는 건지 궁금합니다.

A. (제품권역전략팀 강동훈 파트장) 기존 하이브리드 시스템은 당분간은 공존할 예정입니다. 왜냐하면 차량의 이벤트에 따라서 런칭 이벤트나 개발 이벤트에 따라서 순차적으로 차세대 하이브리드가 적용될 예정이기 때문에 물리적으로 그런 부분이 있고, 기존 하이브리드 시스템 또한 고유의 장점을 가지고 있습니다. 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 이와 같은 고효율 고연비의 컨셉을 필요로 하는 차급에서는 기존 하이브리드 시스템으로 운영을 검토할 수 있습니다. 현대차그룹은 기본적으로 향후 차세대 하이브리드 시스템 위주로 라인업을 확대 전개할 계획이지만, 계속해서 적합한 차급에 적합한 파워트레인을 적용함으로써 고객 최적의 상품성을 구현하기 위해 노력할 예정입니다.

Q. 신기술이 나온 건 반가운 일이지만 소비자 입장에서 여러 가지 신기술이 탑재된 만큼 가격 인상이 되지 않을까 하는 우려가 있을 것 같습니다. 기존 시스템의 큰 장점들 중 하나가 경제성으로 알고 있는데 가격적인 부분에서 현대차그룹이 어떻게 대응할지 궁금합니다.

A. (제품권역전략팀 강동훈 파트장) 우선 차세대 하이브리드 시스템의 경우 기본적으로 모터 제어를 포함한 여러 신기술들이 개발 및 적용된 부분을 고려해주셨으면 좋겠고, 전기차에서 구현되고 있었던 전동화기술들을 하이브리드에 적용함으로써 전동화 경험을 계속해서 확장해 나갈 방향점을 함께 고려해주시면 감사하겠습니다. 한편 오늘은 현대차그룹의 기술연구소에서 신기술에 대한 발표하는 자리인 만큼, 가격에 관한 사안은 이 자리에서 말씀드리기 좀 어려운 부분인 점도 양해해주시면 감사하겠습니다.

Q. 하이브리드 시스템의 주요 역할 중 하나가 탄소 규제 대응으로 알고있습니다. 이제 하이브리드 차도 이제 내연 기관차로 분류되는 만큼 수명에 한계가 있을텐데, 이러한 새로운 하이브리드 시스템 적용으로 인해서 HEV의 수명이 얼마나 늘어날 수 있을 것으로 예상하시는지? 향후 탄소 규제 대응은 어떻게 대응해 나아가실 건지에 대해 질문드리고 싶습니다.

A. (전동화개발담당 한동희 부사장) 오늘 설명드린 차세대 하이브리드 기술은 앞으로 지역들에 따라서는 기본 파워트레인으로써 역할을 할 가능성이 높습니다. 일반 내연기관을 대체하기 이전에는 ICE 차량이 기본 차량이고, 그 위에 하이브리드 전기자동차 같은 것이 있었다면 (앞으로) HEV가 기본 차량이 될 가능성이 높은만큼, 현대차그룹도 이러한 부분들을 염두에 두고 기술 혁신이라든지 제조 혁신을 통해서 이러한 신기술들을 소비자들이 손쉽게 접하실 수 있도록 하는 것도 굉장히 중요한 책무라고 생각하고 높은 우선순위를 두고 업무들을 하고 있고요. 말씀하신 것처럼 탄소 규제가 이렇게 강화됨에 따라서 하이브리드들이 어떤 역할을 감당해야 되느냐 하는 부분들은 저는 이렇게 생각합니다. 현대차그룹 기준 하이브리드 차량들은 일반 내연기관차보다 45% 연비를 개선할 수 있습니다. 제가 입사한 이후부터를 생각해 보면 내연 기관만 보더라도 제가 처음에 개발했던 엔진하고 현재 개발하고 있는 엔진은 약 20%의 연비 차이가 나고요. 현대차그룹은 하이브리드 차량을 기본 차량으로써 보다 많은 소비자들이 활용하실 수 있도록 개발할 겁니다. 이러한 과정들을 통해 탄소 중립에도 계속해서 기여할 것이고, 이러한 역할을 다하기 위해 현대차그룹 엔지니어들이 모두 최선을 다해서 일하고 있다고 생각합니다.

Q. V2L 시스템이 추가됐다고 하는데 그게 만약에 시동을 꺼놓은 상태에서 사용을 하게 되면 방전이 될 수 있을 것 같다는 생각이 듭니다. 이럴 때 어떻게 해결하는지 궁금합니다.

A. (차량에너지제어개발팀 이용재 연구원) V2L 관련 답변드리면 하이브리드 V2L 기능은 하이브리드 레디 상태에서 일단 기능이 작동이 됩니다. 엔진이 꺼져 있는 상태에서 V2L 기능을 사용하고 그 아까 발표 때도 말씀드린 것처럼 일정 이상 배터리 잔량이 떨어지게 되면 엔진을 다시 구동시켜 배터리를 충전하면서 V2L을 사용할 수가 있습니다. 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 됩니다.

이한승 기자 <탑라이더 hslee@top-rider.com>