옆으로 움직이는 현대자동차를 만들어준 인휠모터 기술

 

 

 

현대모비스가 CES 2023을 맞아 옆으로 움직이는 아이오닉5를 공개했습니다.

E-코너 시스템을 이용하여 모든 바퀴의 조향각도가 90도까지 움직일 수 있습니다.

 

가능한 동작

 

Crab Driving

 

크랩 드라이빙은 모든 바퀴가 90˚로 꺾인 후 옆으로 움직이는 동작입니다.

 

Zero Turn

 

제로 턴은 회전반경 없이 제자리에서 360˚를 꺾어 돌아버립니다.

 

Pivot Turn

 

피벗 턴은 뒷바퀴를 90˚로 꺾은 후 앞부분은 제자리에 있으면서 뒷부분만 움직여 360˚를 도는 동작입니다.

 

이밖에도 모든 바퀴를 45˚로 꺾어 대각선으로 움직이는 동작도 가능합니다.

 

현대모비스의 영상을 보고 싶으시다면 아래 링크를 클릭하세요.

 

https://www.youtube.com/watch?v=Bbw_smfOgVA 

 

어떻게 이런 동작이 가능할까?

 

일반적인 전기차의 모터 위치(좌우 휠 사이 가운데 모터가 위치하여 출을 통하여 양쪽으로 동력 전달)

 

현대모비스는 인휠모터를 사용하여 바퀴를 각각 개별적으로 동작할 수 있었습니다.

현재 거의 모든 전기자동차는 모터가 축에 붙어있는 형태를 가지고 있습니다.

위 사진과 같이 축과 평행하게 모터가 붙어있고 구동축이 양옆으로 나와 각 바퀴에 동력을 전달합니다.

이때 동력전달이 모터 → 구동축 → 바퀴로 이루어지므로 동력의 손실을 입게 됩니다.

 

인휠모터 방식의 전기차(각 바퀴마다 모터가 장착)

 

하지만 인휠모터는 위 사진과 같이 각각의 바퀴에 모터가 탑재되어 있는 형태를 말합니다.

모터와 휠이 붙어있으므로 구동축이 필요없게 되고 모터 동작 즉시 바퀴가 움직이게 됩니다.

구동축이 필요없기 때문에 현대모비스가 보여준 E-코너 시스템이 가능하게 됩니다.

 

일반적인 전기차는 좌우 바퀴가 묶여있기 때문에 오른쪽 바퀴는 전진, 왼쪽 바퀴는 후진이 불가능합니다.

하지만 인휠모터는 각각의 모터가 움직이므로 오른쪽은 전진, 왼쪽은 후진을 하는 등 자유자재의 움직임이 가능합니다.

 

인휠모터의 구조

 

인휠모터의 장점

 

1. 공간의 극대화

 

일반적인 전기차는 바퀴와 바퀴 사이에 모터가 장착되어야 하므로 실내공간에서 손해를 볼 수밖에 없습니다.

일반적인 엔진보다 공간을 덜 차지하지만 실내의 공간을 잡아먹을 수 밖에 없습니다.

하지만 인휠모터는 바퀴자체가 모터이므로 공간을 최대한으로 사용할 수 있습니다.

우리가 평소 알고있던 자동차의 엔진 부분에도 공간이 생기며 트렁크 부분의 공간도 늘어나게 됩니다.

 

2. 자유자재의 움직임

 

현대모비스가 보여준 E-코너 시스템과 같이 제자리 회전, 옆으로 움직이기, 대각선으로 움직이는 등 여러 가지 동작이 가능하게 됩니다.

 

3. 뛰어난 코너링 성능

 

고성능 스포츠카들은 코너링시 전자제어를 통해 각각의 바퀴를 조절하여 언더스티어와 오버스티어를 조절합니다.

급격한 코너링시 하중이 한쪽으로 쏠리면서 한쪽의 바퀴가 뜨게 됩니다.

이때 공중에 뜬 바퀴에 동력을 전달한다면 코너링 성능과 운동 성능이 떨어지게 됩니다.

인휠모터를 사용한다면 4개의 바퀴를 매우 세밀하게 조절할 수 있으므로 코너링 성능을 대폭 증가시킬 수 있습니다.

 

인휠모터의 구조

인휠모터의 한계점

 

이런 테스트카는 발표되었지만 상용화까지는 시간이 더 필요합니다.

아직까지 대부분의 양산차량에 인휠모터가 탑재되지 않는 이유는 다음과 같습니다.

 

1. 내구성

 

바퀴안에 모터가 장착되어 있으므로 내구성면에서 불리합니다.

일반적인 전기차는 새시 내부에 모터가 있으므로 먼지, 물에 큰 영향을 받지 않지만 인휠모터는 물과 먼지 등을 바퀴와 함께 직접적으로 노출되므로 더욱 높은 기밀성이 필요합니다.

 

또한 최근 모터들의 성능이 높아져 냉각수를 통해 모터를 냉각하고 있습니다.

모터의 속도가 높아질수록 매우 높은 열이 발생합니다.

인휠모터는 바퀴안에 들어가야 하므로 크기가 작아 냉각하기 어렵습니다.

 

2. 무게

 

모터를 휠안에 넣게 된다면 현가질량이 높아질 수밖에 없습니다.

현가하질량은 서스펜션 아래에 걸리는 질량을 뜻합니다.

휠, 타이어, 로어암, 브레이크 등등의 무게를 말하는데, 모든 제조사들은 이 현가하질량을 1kg이라도 줄이기 위해 경량화를 시도합니다.

 

현가하질량이 높다면 승차감과 운동성능이 떨어지게 됩니다.

현재 인휠모터의 무게는 20kg~40kg 정도로 매우 무겁습니다.

 

3. 가격

 

사실상 가장 큰 문제는 가격입니다.

인휠모터는 바퀴당 하나의 모터를 넣어야 하므로 무조건 2~4개의 모터를 장착할 수밖에 없습니다.

현재 대부분의 전기차가 1~2개의 모터를 가지고 있는 것을 생각한다면 4개의 모터는 비용이 상승할 수밖에 없습니다.

 

마치며

 

현대자동차의 전기버스 일렉시티

 

현대의 전기버스인 일렉시티도 인휠모터를 장착하여 출고하였다가 각종 모터결함으로 인해 센터방식 모터로 변경되었습니다. 

아직까지 상용 전기차량에 적용하기는 어렵지만 기술이 발전한다면 미래에는 인휠모터 방식이 대세가 될 것입니다.

미래에 인휠모터의 방식이 온다면  현대모비스에서 보여준 기존 자동차의 한계를 벗어난 동작들이 가능해집니다.