이전 차에서는 볼 수 없었던 장치들 : 수소 탱크, 전기 모터, 연료 전지 스택, 바이 와이어 제어 부분
지난 1월 개최된 디트로이트 모터쇼에서 GM(제너럴모터스)가 선보인 ‘스케이트보드’형 연료 자동차는 그야말로 엄청난 스포트라이트를 받으면서 우리에게 커다란 궁금증을 불러 일으켰다.
‘오토노미’(Autonomy)라고 하는 이 스케이트보드형 컨셉카는 GM의 디자인 앤 테크놀러지 퓨전팀이 제작한 것으로 기존의 자동차 개념을 완전히 바꾸어 버렸다. 연료 전지와 수소 탱크, 모터, 브레이크가 길이 4.5m, 높이 15cm의 섀시에 모두 들어가게 되었으며 모듈화된 차체를 올려놓을 수가 있다. 그야말로 일대 혁명이 일어난 것이다. ‘드라이브 바이 와이어(Drive-by-wire ; 전기적인 신호에 의한 운전)’ 제어 기능은 도킹 포트를 통해 이 스케이트보드 차체의 컴퓨터 두뇌에 접속된다. 중요한 모든 기계적인 장치들이 내부에 장착되었기 때문에 차는 최대한의 공간을 확보하고 최대한 활용성을 확보할 수가 있다.
대담한 시도라는 점에는 의심의 여지가 없지만, 그래도 떨쳐 버릴 수 없는 의문은 ‘정말 현실화가 가능할까?’하는 점이다. 더욱이 GM도 향후 수년간 15cm 높이의 이 스케이트보드 구조물에 장착할 연료 전지와 수소 탱크를 제작할 기술력이 없다는 것을 인정했다. 또한 허브에 장착하는 강력한 전기모터 - 오토노미 차량에서 각각의 바퀴에 하나씩 적용되는 모터 - 도 아직은 실현하기 어렵다. 그러나 올해가 가기 전 이 개념을 증명해 보일 컨셉카를 발표하겠다고 약속했던 GM이 최근 파리 모터쇼에서 ‘하이 와이어(HY WIRE)’라는 실제 운전이 가능한 프로토타입을 공개했다. 본 기사의 사진들을 보면 GM이 컨셉을 공개할 때부터 실제로 작동되는 프로토타입을 제작하기까지 그 야심만만했던 비전이 어떻게 변형되고 현실과 타협하게 되었는지 생생하게 볼 수 있다. GM은 2010년 양산 시점에 맞춰 임시 방편에 가까운 기술을 적용했다.
허브에 장착하는 모터는 구현하기 어렵기 때문에 하이 와이어는 전륜을 구동하는 1개의 전기 모터를 채택했다. 또한 GM은 94kw짜리(순간 최대 129kw) 연료전지 파워플랜트와 구동계를 채택했는데 이는 2001년형 오펠을 본뜬 하이드로젠3 연료전지 차량과 동일한 것이다. 그러나 섀시의 두께는 15cm가 아니라 앞 28cm에서 시작해 뒷부분이 43cm로 두꺼워졌다. 연료전지 스택을 넣을 공간을 확보하기 위해서 뒤로 갈수록 두꺼워진 것이다. 또한 GM에서 약속한 482.80km의 주행 거리는 350기압으로 충전되는 하이 와이어의 압축 수소 탱크의 용량 때문에 128.75km로 제한되었다.
GM은 하이 와이어 차체로 실용적인 미니밴 형태 대신 고급 세단형 차체를 채택했는데 이는 연료전지 시스템에는 아직도 미니밴과 같이 차체가 큰 차량이 필요할 것이라는 사람들의 인식을 바꾸기 위해서였다. 지난 3월 제네바 모터쇼에서 보로니버드는 이탈리아의 베르톤이라고 하는 디자인 하우스에서 설계한 드라이브 바이 와이어 ‘필로’(Filo) 컨셉카를 선보였다. 필로는 비행기에 적용되는 바이 와이어 시스템을 제작하고 있으며 자동차로 분야를 넓히려는 스웨덴의 SKF 그룹과 함께 제작되었다.
필로는 일반적인 페달과 운전대를 대신해서 비행기에서 볼 수 있는 조정간 하나만 부착되었다. 보로니버드에게 있어서는 이 필로가 자신들과의 결합을 끝낼 준비가 된 것처럼 보였을 것이다. 4월에 보로니버드는 이 회사의 바이 와이어 시스템에는 자신의 스케이트보드를 연결하기 위해 전격적으로 이 두 회사와 계약을 체결했다. 이에 따라 GM은 프로젝트의 방향을 설정하고 차체를 설계하며 SKF는 필로에서 사용된 것과 같은 드라이브 바이 와이어를 제공함과 동시에 베르톤에서는 최종 제품의 조립을 맡게 되었다.
오토노미의 초기 시험 주행에서는 중량을 아래쪽에 집중시킴으로써 매우 안정적인 상태를 얻을 수 있음을 증명했다. 그러나 사바나는 “바이 와이어의 조향 시스템은 ‘약간 훈련을 필요로 하는’ 측면이 있다”며 “그러나 이 시스템의 가능성을 보여 주기 위한 극한적인 방법일 뿐이며 우리 차에 필수적으로 적용해야만 하는 것은 아니다”고 덧붙였다. 다음 버전에는 좀더 과거의 모습에 가까운 기능이 적용될 것이라는 얘기로 받아들일 수 있을 것 같다. 보로니버드는 “사실 단기적으로는 운전대와 페달에 대한 역할이 추가되어야 한다고 생각하고 있기 때문에 현재 시점에서는 이러한 접근 방법에 대한 가능성도 함께 고려하고 있다”고 말했다.
운전자가 기분에 따라 차체를 마음대로 바꿀 수 있다는 아이디어는 포기했지만 그래도 모듈화된 설계는 여전히 장점이 있다. 하이 와이어의 차체는 10개의 구형 고무 부싱과 볼트로 섀시에 연결되며 GM은 이 ‘준비된 스케이트보드’를 위한 다양한 차체 스타일을 개발할 수 있을 것이다. 프로스트 앤 설리반의 연구 및 컨설팅 부사장인 셔커 거플란은 “이제 제조과정에서의 표준과 규모의 경제를 구축하는 것에 들어서게 된 것”이라고 평가했다.
하이 와이어는 뾰쪽한 앞쪽 부분으로 인해 탑승자의 시야가 완벽하게 확보되는 동시에 스케이트보드 형태의 설계로 인해 얻게 되는 혁신적인 공간 확보가 한층 더 강조되어 보인다. 그러나 보로니버드는 “이러한 공간 확보가 다른 기능의 희생으로 극대화된 것”이라고 인정하면서 “향후 설계에서는 방화벽과 에어백, 무릎 지지대 등의 안전 기능들이 추가될 것이지만 하이 와이어에서는 기본적으로 엔진 격납실이 없는 컨셉카를 선보이는 것이 목적이었다”고 밝혔다. 하이 와이어는 사실 상 버전 2.0에 해당된다. GM에서는 버전 3.0이 언제 출시될는지 공개하지 않았으나 예상보다는 빨리 진행되고 있다고 한다. 다음 번에는 15cm 두께에 근접한 목적 지향형 연료 전지가 사용될 것이다.
또한 수소 탱크는 주행 범위를 연장하기 위해 700기압의 압력으로 충전할 수 있게 될 것이다. 당분간 연료전지와 드라이브 와이어 기술은 2010년 정도에는 일반 자동차에 적용하기 위해 계속 발전해 나갈 것으로 예상된다.
보로니버드는 이러한 기술에 대한 실제적인 경험을 제공함으로써 스케이트보드 개념의 장점을 충분히 활용하게 될 오토노미와 비슷한 차량 컨셉이 나올 것으로 기대하고 있다. 그는 “이러한 기술은 2007년이 되면 필요한 곳에 구현되어 있을 것으로 생각한다”며 “따라서 2010년 쯤에는 양산 체제에 들어갈 수 있을 것”이라고 예상했다. - 댄 매카니
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