만약 우리 회사가 자동차를 만든다면? - 2부 섀시 구성

 

안녕하세요, 현대트랜시스에서 협력사와의 동반성장을 위해 상생협력팀에서 근무하고 있는 이정우 책임매니저입니다.

 

지난 시간에는 협력사와 다양한 프로젝트 업무를 진행하면서 만약 우리 회사가 자동차를 만들면 어떨지 가상의 스토리를 만들어보았는데요. 제 상상력을 바탕으로 자동차의 사이즈인 세그먼트를 정하고, 어떤 파워트레인을 접목할지에 대해 고민해 보았습니다.

 

오늘은 차체를 제외하고 주행 기능을 발휘할 수 있는 자동차의 섀시 구성에 대해서 이야기해보도록 하겠습니다.

 

※ 이 글은 개인적인 생각을 적은 픽션이며, 대학교 시절 자작자동차 동아리 활동을 하며 총 6대의 자동차를 만들어본 경험과 협력사 평가 업무를 하며 얻은 노하우를 바탕으로 “만약 우리 회사가 자동차를 만든다면?” 이라는 주제로 픽션을 써 보게 되었습니다.

 

지난 시간의 궁금증, A세그먼트 선택의 이유

 

이전에 제 글을 보신 분이라면 “자동차는 점점 대형화되고 있는 추세인데, 왜 굳이 가장 작은 A세그먼트일까?”라는 의문이 드실 텐데요. 실제로 차량 대형화는 고객을 유인하는 주요 상품성 중 하나이며, 차량의 충돌 안정성 및 기타 법규 등을 따졌을 때도 당연한 흐름이라고 볼 수 있습니다.

 

그럼에도 불구하고 가장 작은 A세그먼트를 선정한 이유는 국내 법규상 ‘경차’의 범주에 들어가는 최소한의 구성요소로 최대의 성능을 이루는 게 그 이후에 더 큰 사이즈의 자동차를 개발해 나가는데 수월할 것으로 판단했기 때문입니다.

 

그럼 이제 본격적으로 자동차의 섀시 구성에 대해 이야기해 보도록 하겠습니다.

 

알루미늄 3D 프린팅 방식으로 가볍지만, 견고하게

멕라렌 자동차에 적용된 카본모노코크 (사진출처: 무베아)

 

제가 상상한 자동차는 A 세그먼트의 2인승 쿠페 형식으로 이루어져 있습니다. 전륜은 모터, 후륜은 카파 1.0 터보 엔진을 튜닝하여 출력을 올리고, 습식 DCT 8단 변속기가 합산 출력 400KW (모터 200KW / 엔진 200KW)를 발휘하는 하이브리드 시스템으로 구성하고자 합니다.

 

차량의 총 총량은 1.2톤을 넘기지 않도록 하여, 하이퍼포먼스를 발휘할 수 있도록 자동차를 개발해 볼 계획입니다. 

 

자동차의 섀시 구조는 배스터브 구조의 카본 모노코르를 베이스로 만들되, 강성을 보조해 주는 부자재로는 알루미늄 3D 프린팅 방식을 사용하여 조립 및 본딩하면 어떨까 생각했습니다.

 

알루미늄 3D프린팅 방식으로 제조 형상에 제약을 받지 않는 부품을 사용해 자동차를 만드는 스타트업 CZINGER (사진출처: CZINGER)

 

3D 프린팅은 설계한 것에 매우 가깝게 만들 수 있어 구조적으로 복잡한 물건도 만들어 낼 수 있는데요. 특히 알루미늄은 견고할 뿐만 아니라 무게 또한 가볍기 때문에 경량화에 더욱 초점을 맞출 수 있다는 장점이 있습니다. 

 

초 경량, 초 강성을 구현하기 위해서는?

무게 대비 강도가 뛰어난 카본 파이버 복합소재

 

최대한의 경량화를 이루기 위해 하이브리드 자동차의 차체와 섀시를 구성하는 거의 모든 부품을 플라스틱과 알루미늄 혹은 카본 파이버 복합소재로 대체하기로 하였습니다.

 

이는 판매를 위해 대량생산되는 양산차 범주 내에서는 보기 힘든 방법이지만, 더욱 가볍고 내구성 좋은 차들을 시중에서도 만나보았으면 하는 기대감과 바람을 가지고 다양한 방법을 시도해 보았습니다.

 

3D 프린팅 기술과 강력한 성능으로 이목을 끌고 있는 Czinger (사진출처: Czinger)

 

뿐만 아니라, 설계의 방식에도 새로운 방법을 도입하기로 하였는데요. 바로 유전 알고리즘 AI를 도입한 진화 방식의 설계 개선법입니다. 자동차 스타트업 기업인 징거(Czinger)는 설계 지능화를 통해 사람의 손을 거치지 않고서도 초 경량, 초 강성을 구현할 수 있는 자동차 설계 방식을 사용하고 있다고 합니다.

 

우리가 앞으로 찾아가야 할 해답들

조직을 꽉 채우지 않고도 제품 생산이 가능한 3D 프린팅 방식

 

부품의 모양은 유기체적인 모습을 하고 있음에도 불구하고, 3D 프린팅 방식을 사용하기 때문에 다양한 자유도를 구현할 수 있습니다. 또한 사람의 골격처럼 조직의 밀도를 꽉 채우지 않고도 강성의 목표 달성이 가능하죠.

 

우리의 자동차는 여러 콘셉트는 물론 새로운 공법과 설계 방식 등 혁신적인 방법들이 적용되어 있지만, 아무래도 경차 사이즈에 맞추어져 있기 때문에 크게는 두 가지의 벽에 부딪힐 것으로 예상되는데요.

 

1. 경차 사이즈의 법규 제한 (3.6미터 이하)로 인하여, 짧은 휠베이스를 가질 수밖에 없어 고속 안정성이 떨어질 것이며, 안정성을 고려하여 최고속은 200KPH 언저리로 제한될 것이다.

2. 급격한 저속 코너에서는 발군의 성능을 발휘할 것이지만, 고속 코너에서는 안정성을 보장하기 어려울 것이다.

 

이 부분에 대해서 우리는 어떻게 답을 찾아갈 것인지, 그리고 더 나아가 2인승 스포츠카의 틀에서 벗어나 세단, SUV, CUV의 형태를 갖춘 멀티 섀시를 개발하기 위하여 어떤 효율적인 방법들을 찾아 나갈 것인지에 대해서는 다음번에 다뤄보도록 하겠습니다.

 

마지막으로 다시 한번 말씀드리지만, 이 이야기는 개인적인 견해의 픽션입니다.