[서울=뉴스핌] 정승원 기자 = 현대자동차그룹이 전동화와 목적기반모빌리티(PBV) 시대를 맞이해 구동 시스템 개혁에 나섰다.

현대차그룹은 28일 서울 서울 중구 커뮤니티 하우스 마실에서 '유니휠(UNI WHEEL) 테크데이'를 개최하고 자체 개발한 '유니버설 휠 드라이브 시스템(Universal Wheel Drive System, UNI WHEEL)'을 첫 공개했다.

유니휠 개발은 현대차의 전기차 전용 플랫폼 E-GMP와 관련이 있다. 글로벌 완성차 시장이 내연기관차에서 전기차로 전환되면서 전기차 플랫폼 경쟁도 본격화됐다. 현대차그룹은 E-GMP라는 전용 전기차 플랫폼을 만들어 현대차 아이오닉5, 아이오닉6, 기아 EV6, 제네시스 GV60 등에 적용하고 있다.

기존 전기차의 차체 하부 구조를 반영한 모델카(왼쪽)와 유니휠이 장착된 차체 하부 구조를 반영한 모델카(오른쪽) [사진= 현대차그룹]

유니휠의 개발은 E-GMP를 비롯한 전기차 플랫폼 역시 내연기관차와 유사한 동력 전달체계를 갖고 있다는 데서 출발했다. 기존 내연기관차는 엔진-변속기-드라이브 샤프트-등속 조인트를 통해 바퀴로 전달됐는데 전기차에서도 모터와 감속기가 드라이브 샤프트-등속 조인트로 동력을 전달한다. 실제로 이러한 동력 전달을 위해 E-GMP의 좌우 휠 사이에는 전동화 파워트레인이 자리한다.

유니휠은 감속기, 드라이브 샤프트, 등속 조인트의 기능을 모두 바퀴(휠) 안에 넣었다. 핵심 부품인 모터는 휠 안에 넣기 보다는 각각의 휠 가까이에 위치시켰다. 휠은 가혹한 운전 환경에 노출되는 만큼 모터와 분리해 승차감과 모터 내구성을 확보했다는 것이 현대차그룹의 설명이다.

이날 공개된 유니휠은 중앙의 선 기어(Sun Gear)와 좌우 각 4개의 피니언 기어(Pinion Geer), 그리고 가장 바깥쪽의 링 기어(Ring Gear) 등으로 이뤄진 유성기어 구조다. 유성기어는 태양과 같이 자전을 하는 선 기어 (Sun Gear)와 그 주위를 행성처럼 회전하는 위성 기어(Planet Gear), 그리고 가장 외곽의 링 기어(Ring Gear)로 구성된 기어 구조를 뜻한다.

유니버설 휠 드라이브 시스템이 구동되는 모습 [사진= 현대차그룹]

모터가 만들어낸 동력이 선 기어로 전달되면 피니언 기어들이 맞물려 링 기어를 회전시키고, 링 기어는 휠과 연결되어 있어 최종적으로 휠까지 동력이 전달되는 원리다. 두 가지 구조가 융합된 특성을 기반으로 모터에서 나온 동력을 휠까지 안정적으로 전달하면서 동시에 노면에 따른 휠의 움직임에 자유롭게 반응할 수 있다.

유니휠은 기존 전기차에 필요한 동력원 및 감속기 기능을 동일하게 구현할 수 있기 때문에 일반 승용 및 고성능 전기차 등 모든 종류의 전기차에 쉽게 적용할 수 있다는 장점도 있다.

유니휠의 사용으로 기존의 동력체계가 위치한 자리의 공간을 확보할 수 있다. 김기석 현대차 책임연구원은 "유니휠은 공간 확장과 주행성능 향상이라는 2가지를 기대할 수 있다"며 "좌우륜 사이의 공간 확보가 가능해지면 기존에 없던 새로운 차들 PBV 등이 개발 가능하다"고 말했다.

유니휠을 통해 개별 바퀴의 독립구동이 가능하게 되면 좌우 바퀴의 독립적인 구동도 가능해진다. 현대차그룹은 이를 통해 계단을 바퀴로 오를 수 있는 기술에 대한 특허 출원을 마쳤다. 우선적으로는 자동차에 이 기술을 적용하되 향후 자전거와 휠체어 등 1인 모빌리티에도 활용할 수 있다는 설명이다.

다만 상용화까지 어느 정도 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 유니휠 기술은 본격 개발된 지 2년 반 정도 됐다.

박종술 수석연구위원은 "유니휠 기술은 태동한 지 2년 반 정도 됐다. 내부에서 보면 2단계 개발 과정이 막 끝난 상황"이라며 "내년도의 목표는 전면 보호커버를 개발해 유니휠의 성능을 확인하는 것"이라고 말했다.

박 수석연구위원은 "모터가 두 개로 분리되는 만큼 모터가 하나일 때보다 가격이 올라간다"며 "일반차에도 적용 가능하지만 주행 상황에 맞게 동력을 전달하는 토크 벡터링의 안정성이 높아져 고급차에 먼저 적용할 수 있을 것으로 본다"고 전했다.

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