현대차·기아, 미래 모빌리티 신기술 ‘유니휠’ 최초 공개

기존 구동 부품 대부분 휠 내부로 통합
휠의 상하좌우 움직임에도 높은 전달 효율·내구성·뛰어난 승차감
차량·로봇 등 다양한 모빌리티에 적용 가능

이대인 책임연구원이 유니휠 개발 과정을 설명하고 있다. / 현대차그룹

현대자동차·기아가 28일 커뮤니티하우스 마실에서 '유니휠 테크데이'를 개최하고 기존 차량 구동 시스템에 변화를 불러올 '유니버설 휠 드라이브 시스템(유니휠)'을 세계 최초로 공개했다.

유니휠은 전기차의 주요 구동 부품을 휠 내부로 옮겨 실내 공간을 획기적으로 확대하는 기능 통합형 휠 구동 시스템이다. 현대차·기아가 기존에 없던 완전히 새로운 구조의 구동 시스템을 고안했다는 점에서 의미가 있다.

기존 내연기관 차량은 엔진과 변속기를 거친 동력이 드라이브 샤프트·등속(CV) 조인트를 통해 바퀴로 전달된다. 전기차 역시 엔진과 변속기가 모터·감속기로 대체됐을 뿐 구동 전달 시스템은 동일하다.

자동차 개발 역사와 함께 해온 이러한 구동 시스템은 유니휠을 통해 새로운 가능성을 열게 됐다. 유니휠은 전기차의 감속기와 드라이브 샤프트·CV 조인트의 기능을 모두 휠 안에 넣고 모터를 각 휠 가까이에 위치시킴으로써 플랫 플로어 구성을 가능하게 한다.

이 기술이 적용되면 기존 구동시스템이 차지하던 공간을 자유롭게 활용할 수 있기 때문에 새로운 실내 공간을 창출할 수 있다. 또한 목적 기반 차량(PBV)와 같은 다양한 용도에 최적화된 미래 모빌리티를 실현할 수 있다.

유니휠의 가장 큰 특징은 기존에 사용할 수 없었던 공간을 고객에게 돌려준다는 점이다. 좌우 휠 사이 확장된 공간을 트렁크나 프렁크 등 추가 적재 공간으로 활용할 수 있다. 해당 공간을 배터리 탑재 공간으로 활용한다면 주행거리가 향상되는 효과도 기대할 수 있다.

또한 유니휠은 휠의 어떤 움직임에도 동력을 거의 동일한 효율로 끊김 없이 전달해 높은 내구성과 승차감을 확보할 수 있다. 기존 CV 조인트가 적용된 드라이브 샤프트는 휠의 상하좌우 움직임에 따라 꺾이는 각도가 커질수록 동력 효율과 내구성이 하락하는 문제가 있다.

유니휠은 전기차의 감속기의 역할도 대체한다. 기어 잇수가 적은 선기어와 피니언 기어들이 맞물리며 상대적으로 기어 잇수가 많은 링기어를 회전시키는 구조로 입력축과 출력축 사이의 감속비를 자연스럽게 만들어낼 수 있기 때문이다.

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

유니휠은 다양한 크기의 차량뿐 아니라 휠체어·자전거·배송로봇 등 다른 종류의 모빌리티에도 적용할 수 있다. 대상 모빌리티의 요구 조건에 따라 작게는 4인치부터 크게는 25인치 이상의 휠에 탑재할 수 있도록 유니휠의 크기를 조절할 수 있기 때문이다.

휠의 회전축이 이동한다는 유니휠의 특성을 이용해 계단을 에스컬레이터처럼 부드럽게 오르는 모빌리티도 만들 수 있다. 실제로 이날 현대차·기아는 유니휠을 통해 계단을 흔들림 없이 오르는 모빌리티의 개념을 소개하기도 했다.

박종술 현대차·기아 선행기술원 수석연구위원은 "미래 모빌리티 시장의 게임 체인저가 될 수 있는 혁신적인 아이디어를 선보일 수 있어 기쁘다"며 "고객들이 모빌리티를 지금과는 완전히 새로운 방식으로 경험할 수 있도록 기술의 완성도를 높이는 데 최선을 다하겠다"고 말했다.