그러나 가장 획기적인 혁신을 보여주는 부분은 25∼50% 이상 효율을 개선시킨 유압 하이브리드 주행 시스템에서 찾을 수 있다. 리터 당 6.7∼7.6km를 주행하는 이 차의 연비는 리터당 29.4km를 달리는 혼다의 알루미늄으로 된 가솔린-전기 하이브리드차인 ‘인사이트’ 같은 차량에 비해 그다지 뛰어나다고는 할 수 없다. 그러나 이 통카트럭은 신형 나비스타 디젤 엔진이 뿜어내는 350마력과 83.1k·gm 토크의 파워로 두 대의 인사이트를 짐칸에 싣고도 교통량이 많은 도심을 무리 없이 주행할 수 있다. 포트의 350 시리즈 ‘슈퍼 듀티’ 섀시를 이용한 통카 컨셉 트럭은 일반적인 픽업트럭이 그러하듯이 울퉁불퉁하고 중량감 있는 차체를 자랑한다. 물건이나 동물의 수송에는 연료를 많이 소모하는 순수한 파워를 필요로 한다. 하지만 최근까지 파워에 비해 획기적인 연비향상은 사실상 거의 불가능했던 것이 사실이다. 그러나 주행중 정지와 출발을 반복할 때 에너지를 축적하는 통카의 방식은 기존의 시스템을 획기적으로 바꿀 것으로 기대된다.
통카트럭의 핵심적인 기술은 일반적으로 브레이크 과정중 손실되는 에너지를 다시 회수하는 것이다. 3톤 이상 나가는 차량을 고속도로에서 주행하도록 하는데 필요한 엔진 토크는 동일한 무게의 차량을 정지시킬 때 그 제동과정에서 똑같이 열로 방출된다. 현재까지 사용돼온 대부분의 손실 브레이킹 에너지 회수 시스템은 가속 과정을 돕기 위해 배터리팩으로부터 전기 에너지를 사용하고, 그 후 차량을 감속시키는 과정에서 다시 모터로 발전기를 충전시키는 전기장치를 사용하는 방식이었다. 포드의 선행기술 부서의 선임 전문연구원인 클리프 칼슨은 이 과정에 대해 “문제는 너무 자주 에너지의 형태를 변경시키고 변경시키는 순간마다 매번 손실이 조금씩 발생하게 돼 전체적인 에너지 손실이 커진다는 점”이라며 “기계적인 에너지가 전기로 변환되고 그 후에 전기는 배터리 내부에서 화학에너지로 변환되며 다시 거꾸로 전환된다”고 말한다.
엔지니어들은 유명한 통카 장난감차에서 힌트를 얻어 중량감 있는 접근 방법을 구했다. 포드에서는 연방 법의 규제를 피해가기 위해 앞으로 5년 내에 경량급 트럭분야에서 4분의 1의 연비 개선을 하겠다고 공언한 바 있다. 지금까지 포드는 가솔린-전기 하이브리드 차량 개발에 노력을 기울여 왔었다. 대형 차량 부문에서는 GM와 포드 모두 ‘출발-제동’ 작동을 통해 엔진 공회전시에는 정지시키고 가속시에는 제한된 수준의 가속력을 제공하는 시동발전기 이용의 ‘마일드 하이브리드’라는 방식을 연구하고 있다. 그러나 몇몇 시험 결과가 나오자 이러한 시스템으로 연비 절감 효과를 얻을 수 있는 가능성에 대한 의문이 제기되고 있다.
칼슨은 포드가 추구하고 있는 대체 방안에 대해 기계적인 에너지를 유압식 축압장치를 이용함으로써 직접 저장하는 방법을 꼽고 있다. 이 축압장치는 질소로 일부를 채운 고압 탱크다. 유압 작동유체를 펌프를 이용해 탱크로 이동시키고 탱크가 채워짐에 따라 유압 작동유체 위의 가스가 고압으로 저장되는데 이 때 펌프를 유압 모터로 작동시킴으로써 신속하게 유압을 추진축의 동력으로 복구시킬 수 있다. 칼슨은 “빨리 많은 양의 에너지를 저장시킬 수 있다는 점은 운전자가 브레이크로 제동을 걸 때 꼭 필요한 사항”이라며 “제동 에너지를 70%정도 복구할 수 있어 상당히 효율적인 반면, 전기 하이브리드 시스템은 기껏해야 25%정도만 얻을 수 있다”고 지적한다.
아직까지는 축압탱크의 크기가 상대적으로 커야만 중량급 트럭을 원하는 속도로 출발시킬 수 있다. 통카 컨셉 트럭의 프레임 레일 사이에 장착된 두 개의 탱크의 지름은 약 30cm이며 길이가 61cm 정도이다. 이 탱크들은 5,000psi에 달하는 압력을 견디기 위해 탄소 섬유로 보강되었으며 가스가 압축될 때 발생하는 열을 흡수하기 위한 물질로 되어 있다. 이러한 탱크들의 압력은 매우 높기 때문에 압축 천연 가스 저장 탱크에서 시행하는 것과 유사한 안전 테스트를 철저히 거쳤다. 차체 중앙부에 탱크와 나란히 탑재된 유압 모터 자체는 매우 촘촘하며 표준 차동 장치와 거의 크기가 같다.
탱크가 충전되면 이 시스템은 트럭이 완전히 정지했다가 출발하는데 필요한 디젤엔진의 출력과 거의 유사한 83.1k·gm의 토크를 낼 수 있다. 이 정도면 BMW 스포츠카의 추진력과 거의 맞먹는 정도며, 이로 인해 엔진회전이 보다 효율적으로 작동하는 시속 32∼48km의 속도가 될 때까지도 엔진의 힘을 빌리지 않아도 된다. 또한 브레이크 수명의 연장이라는 측면에서도 장점이 있다. 이 시스템으로 제동에 필요한 대부분의 파워를 제공함으로써 브레이크 라이닝의 수명이 3∼5배까지 향상된다.
그러나 가장 큰 단점은 다름 아닌 소음. 유압 모터는 마치 공압 랜치(스패너) 같은 시끄러운 소음을 발생시킨다. 칼슨은 “이 시스템은 소음이 크게 문제되지 않는 상용 트럭에 적용시킬 수 있으리라 본다”며 “향후 5년 간 추가 개발을 통해 소음 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 연비 절감 효과뿐 아니라 통카 트럭은 새로운 안전 기능도 추가됐다. 장난감에서 영감을 얻은 외형이지만 통카컨셉 트럭은 어른들이 더 좋아할 것으로 보인다.
보다 친근해지고 안전한 통카트럭
어렸을 적 장난감 통카 트럭 두 대를 서로 부딪치며 즐겁게 놀아 본 경험이 없는 사람이 과연 몇이나 될까? 포드의 새로운 통카 컨셉 트럭은 연비 향상 기능 이외에도 충돌을 피하고 충돌 발생 시에도 최소한의 피해를 입도록 설계되었다.
통카 트럭의 헤드라이트는 최초로 LED 광원을 사용했다. 광다이오드(LED) 기술은 10여년 동안 브레이크 표시등에 이용되어 왔지만 차세대 고휘도 백색 LED는 30여 개의 작은 LED 서치라이트를 연결해서 도로에 안정감 있는 광선 패턴을 형성하도록 콤팩트한 헤드라이트를 지원해왔다.
통카에 설치된 영상 인식 시스템은 충돌 가능성을 미리 감지해 트럭보다 작은 차량과의 충돌이 불가피하다고 감지되면 차체 앞쪽을 낮추기 위해 차량의 에어 서스펜션을 0.3초 동안 작동시킨다. 이러한 방식의 구조는 무거운 그릴과 범퍼가 소형 차량의 낮은 쪽 아래와 부딪히게 해 피해를 한층 줄여 준다. 또한 이 시스템은 커브에서 필요하다면 운전자가 보다 쉽게 운전석에 탑승할 수 있도록 마치 무릎을 굽히는 것처럼 차체를 낮추는 기능도 있다. 외양은 본때가 없어 보이지만 통카는 매우 안전하고 실용적인 차임에 틀림없다.
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