현대차 '캐스퍼 일렉트릭' 페달 오조작 보조 시스템 등 독보적 특장점 5개

[오토헤럴드 김훈기 기자] 현대자동차가 지난 부산 모빌리티쇼를 통해 첫선을 보인 '캐스퍼 일렉트릭'의 본격적인 국내 출시에 앞서 경쟁 차종을 압도하는 독보적 특장점 5가지를 공개했다. 현대차는 캐스퍼 일렉트릭의 차별화된 디자인 및 성능을 통해 전기차 대중화를 선도한다는 계획이다. 

지난 6일 현대차는 캐스퍼 일렉트릭의 국내 판매를 앞두고 서울 강남구 소재 JBK 컨벤션홀에서 신차 개발을 담당한 연구원이 직접 특화 사양을 소개하는 '캐스퍼 일렉트릭 테크 토크'를 개최했다. 

이날 공개된 캐스퍼 일렉트릭의 주요 특장점 5가지는 캐스퍼 일렉트릭의 차별화된 내외장 디자인을 비롯해 커진 차체에 따른 실내 패키지와 공간의 변화, 현대차그룹 최초로 적용한 페달 오조작 안전보조 기술, A세그먼트 전기차의 경쾌한 주행 성능, 향상된 NVH 성능 등을 중심으로 소개됐다. 

#한정된 크기 차체에 mm 단위로 재개발

캐스퍼 일렉트릭은 현대차 전기차 라인업 중 가장 작은 차라는 한계가 있었지만, 실내 공간을 최대한 효율적으로 사용할 수 있도록 mm 단위로 재개발이 이뤄졌다. 

또한 300km 이상의 주행 가능 거리를 확보해 경쟁력을 강화하겠다는 목표를 최우선으로, 긴 주행 가능 거리를 뒷받침할 수 있는 대용량 배터리 탑재를 위해 내연기관 모델대비 휠베이스를 180mm 증대했다. 

이 결과 휠베이스가 늘어나면서 후석 공간과 러기지 공간은 확장되고 하부에 배터리를 탑재함에 따라 후석 탑승자의 레그룸을 확보하기 위해 착좌 위치를 뒤로 80mm 옮기고, 러기지 공간이 100mm 늘어난 만큼 적재 공간은 47ℓ 커진 280ℓ의 용량을 확보했다. 

또한 1열은 기계식 자동 변속 레버 대신 컬럼식 변속 레버를 적용하고, 스마트폰 무선 충전기와 V2L을 탑재해 센터페시아의 사용 편의성을 강화했다. 

아울러 센터페시아가 돌출된 양을 45mm 줄여 조수석으로 타고 내릴 수 있는 워크 쓰루 공간을 개선하고 컵홀더의 사이즈를 키우고 센터 암레스트에 방해받지 않도록 위치를 앞쪽으로 변경해 사용 편의성도 한층 강화했다. 

#해외 판매를 고려한 레이저 패터닝 

글로벌 전기차 시장을 목표로 개발된 캐스퍼 일렉트릭은 현대차 전기차 브랜드 이미지와 글로벌 기준에 걸맞은 상품성을 위해 디자인 측면에서 고도화된 제작 공법이 새롭게 도입됐다. 

캐스퍼 일렉트릭은 프런트 센터 턴 시그널 램프와 리어램프 부위에 픽셀 그래픽 디자인이 적용되고 현대차는 이에 최적화된 공법으로 레이저 패터닝을 사용됐다. 

해당 공법은 표면을 레이저로 태워 이미지 또는 각인을 새기거나 표면을 박리시키는 기술로 현대차 모델 중에는 아이오닉 5의 가니시 히든 라이팅, 팰리세이드의 리어 램프, 그랜저 및 코나의 심리스 호라이즌 램프 등에 적용된 바 있다. 

다만 기존 레이저 패터닝 공법이 적용된 점(Dot)과 선(Line) 형태와 달리 캐스퍼 일렉트릭은 넓은 면적의 형상으로 구현하는 부분이 특징으로 이를 위해 다양한 시도와 연구개발 끝에 대면적 픽셀 그래픽을 구현했다. 또 이는 향후 점-선-면에 걸쳐 다양한 레이저 패터닝 공법의 디자인을 선보일 수 있는 기반을 구축하는 데 성공했다. 

#현대차 최초의 페달 오조작 안전 보조(PMSA) 기술

최근 세계적으로 고령화가 진행됨에 따라 페달 오조작에 의한 사고 발생률이 높아졌다. 이에 따라 UN 산하 유럽 경제 위원회(UNECE) 주관으로 정차 중 페달 오조작에 대한 안전 기능을 법규로 제정할 예정이며, 이 밖에도 세계적으로 고령 운전자에 대한 법규를 강화하려는 움직임이 있다. 

현대차는 고령 운전자와 더불어 운전에 미숙한 초보 운전자들의 조작 실수를 방지하기 위해 페달 오조작 안전보조(Pedal Misapplication Safety Assist, 이하 PMSA) 기술을 개발, 현대차그룹 최초로 캐스퍼 일렉트릭에 적용했다. 

PMSA는 전후방 1m 이내에 장애물이 있는 정차 또는 정차 후 출발하는 저속 주행 상태에서 가속 페달을 빠르고 깊숙하게 밟을 경우 이를 운전자의 의지와 상관없는 페달 오조작으로 판단, 구동력 및 제동력을 제어해 충돌을 방지하는 기술이다. 

ADAS 기술 중 주차 충돌방지 보조(PCA) 기능과 유사해 보이지만, 앞뒤에 장애물이 있고 가속 페달을 일정 속도 이상으로 밟을 시 페달 오조작으로 추정되는 상황에서만 작동하는 부분에서 차이를 둔다. 

PMSA 기술의 작동 원리는 ADAS 제어기 또는 BCM(Body Control Module)이 장애물에 대한 초음파 신호를 받아 차량 구동 제어기인 VCU(Vehicle Control Unit)에서 장애물의 거리를 우선 판단한다.

또 VCU는 장애물 위치, 차량 속도, 기어 위치 등 여러 조건을 판단해 제어 준비 상태에 진입하고 이때 운전자가 가속 페달을 얼마나 빠르게 밟는지에 따라 PMSA 기능이 전개된다. 가속 페달을 최대로 밟은 상태를 100%로 봤을 때 100%까지 도달 시간이 0.25초 이내일 경우 기능이 작동한다. 

PMSA는 정차 또는 정차 후 출발시, 조향각 430도 이하, 25도 이하의 구배의 경우에만 작동한다. 장애물과의 거리에 따라 1차(1m 이내)로 구동력을 0에 가깝게 제어하고, 거리가 가까워지면 2차(60cm 이내)로 유압 제동을 제어해 충돌을 방지한다. 

기능이 작동하면 클러스터에 브레이크 페달을 밟으라는 경고 메시지를 띄우고 경고음을 울려 위험을 알린다. PMSA가 작동한 뒤 브레이크 페달을 밟으면 기능이 해제되고, 차속이 일정 속도 이상 올라가면 다시 활성화돼 안전한 운전을 돕는다. 

#차급을 초월한 승차감 · 주행성능

내연기관 파생 전기차로 출발한 캐스퍼 일렉트릭은 늘어난 중량과 휠베이스에 따른 승차감과 운동 성능저하를 해결하기 위한 성능 개발에 집중한 것으로 전해졌다. 

먼저 승차감의 경우 전기차의 강점인 정숙성을 더욱 강조하는 방향으로 개선됐다. 이를 위해 PE 시스템을 차체에 고정하는 체결 부품인 마운트에 일반적인 고무 소재의 부싱보다 충격 흡수 능력을 강화한 하이드로 부싱을 적용했다. 

하이드로 부싱은 하나의 소재로만 이뤄진 고무 부싱과 달리, 내부에 유체를 봉입해 유체가 이동하면서 만들어내는 유체 저항으로 충격 에너지를 효과적으로 흡수하고 모터의 진동도 줄일 수 있다. 이 결과 캐스퍼 일렉트릭은 하부에서 올라오는 진동을 약 3dB 줄이고, 스티어링 휠을 통해 운전자의 신체로 직접 전해지는 진동도 9dB 가량 감소했다. 

승차감 향상을 위해서는 쇽업소버의 성능 개선이 시도됐다. 동급 모델에서 주로 사용되던 밸브보다 한 차원 높은 튜닝 자유도를 가진 어드밴스드 밸브를 앞뒤에 적용하고 이를 통해 충격 흡수 능력을 한층 향상시켰다. 또한 후륜의 경우 쇽업소버 사이즈도 키워 감쇠 성능을 강화했다. 

경쾌한 주행 감성을 위해 후륜 CTBA(토션빔)와 차체를 연결하는 트레일링 암 부위에 듀얼 컴파운드 부싱을 적용한 부분도 특징. 트레일링 암 부싱은 거친 길을 주행할 때 앞뒤, 위아래의 충격을 흡수하고, 선회할 때는 좌우 방향에 대한 강성을 확보해 한층 안정적인 코너링을 도와준다. 

#완전히 재설계된 N.V.H. 성능 

캐스퍼 일렉트릭은 향상된 N.V.H. 성능을 달성하기 위해 완전히 새롭게 설계됐다. 특히 로드 노이즈, 윈드 노이즈, 탑승자에게 직접 전달되는 진동을 줄이기 위한 다양한 시스템 개선이 이뤄졌다. 

우선 노면에서 타이어 및 서스펜션을 타고 올라온 진동이 차체로 전해져 실내로 방사되는 저주파 소음을 줄이기 위해 주행 중 차체 진동을 분석하고, 플로어 패널 곳곳에 최적의 효과를 낼 수 있도록 위치와 면적을 개선한 제진재를 적용했다. 

또 주로 타이어 패턴과 노면 접촉면 사이에서 발생된 소음이 공기 중으로 방사된 후 도어 및 글라스 등을 투과해 내부로 전해지는 고주파 소음 차단을 위해 뒷바퀴에서 발생하는 소음을 줄이고자 리어 휠가드의 면적을 키우고 8.5mm의 러기지 보드를 적용했다. 

윈드 노이즈의 경우에는 기존 차체에만 웨더스트립이 적용되던 것에 비해 캐스퍼 일렉트릭은 앞뒤 도어에 이중 실링 구조를 적용한 웨더스트립을 추가해 풍절음을 효과적으로 감소시켰다. 또 더욱 두꺼운 앞좌석 도어 글라스를 적용하고, 매끈한 표면의 전면부 스트립 헤드램프, 공기 흐름을 효과적으로 유도하는 PE룸 하부의 풀 언더커버 등을 적용했다. 

운전자에게 직접 전달되는 스티어링 휠 진동 감소를 위해서는 스티어링 휠 시스템이 체결되는 부위의 차체를 보강하고, 스티어링 휠 내부에서 진동을 흡수하는 부품인 댐퍼를 새롭게 튜닝해 고속 주행 시 발생하는 진동을 개선했다. 

캐스퍼 일렉트릭은 전기차 특유의 고주파 소음을 줄이기 위한 다양한 방법도 시도됐다. 먼저 전기차에 일반적으로 쓰이는 동기화 모터 소음 감소를 위해 모터 내부 회전자 영구자석을 'V' 형태로 6단 적층하는 새로운 설계가 반영됐다. 또 PE 시스템의 방향별 소음이 방사되는 영향을 분석해 흡차음재를 부분 적용했다. 

한편 캐스퍼 일렉트릭에는 49kWh NCM 배터리 탑재로 완전충전시 최대 주행 가능거리 315km를 달성하고, 차량 내부는 물론 외부로 220V 전원을 자유롭게 공급할 수 있는 실내외 V2L 기능을 적용했다. 또한 고속도로 주행보조(HDA), 서라운드 뷰 모니터(SVM) 등 차급을 뛰어넘는 다채로운 편의·안전 사양을 적용했다. 

인스퍼레이션 모델을 시작으로 향후 프리미엄 및 크로스 모델이 순차 판매되는 캐스퍼 일렉트릭의 국내 판매 가격은 인스퍼레이션 기준 전기차 세제혜택 적용 전 3150만 원으로 책정됐다. 

김훈기 기자/[email protected]