▲ 문학훈 오산대학교 자동차과 교수     ©화성신문

자동차의 구동시스템은 기본적으로 엔진에서 구동력을 받아 변속기를 통해 드라이브샤프트(CV조인트)로 동력이 전달되면 바퀴가 구동되는 시스템이 일반적이다. 그러나 “유니버셜 휠 드라이브 시스템”은 동력 전달 시스템을 바퀴 안으로 옮긴 기능 통합형 구동 시스템이다. 일명 “유니 휠 테크”시스템이다. 이것은 기존의 자동차 구동 시스템의 패러다임을 바꿀 기술로 주목받고 있다.

지금의 자동차 구조로는 실내공간 확대에 한계가 있다. 실내공간을 늘리기 위해서는 차체를 크게 만드는 것 외에 선택지가 없었다. 특히, 구동 시스템이 차지하는 공간은 어떤 제조사도 크게 손댈 수 없었다. 현재 판매되는 전기차의 구동 시스템은 구동모터의 동력이 감속기를 거쳐 드라이브 샤프트, CV(Constant Velocity, 등속) 조인트를 통해 바퀴로 전달되는 구조다. 하지만 유니 휠을 적용하면 이런 구조를 바꿀 수 있다. 유니 휠은 전기차의 감속기와 드라이브 샤프트, CV 조인트의 기능을 모두 휠 안에 넣은 새로운 기술로, 구동모터를 각 휠 가까이에 두어 구동계 공간을 획기적으로 줄일 수 있다. 그만큼 실내 공간을 확보하는 것은 물론, PBV와 같은 다양한 용도에 최적화된 미래 모빌리티를 실현할 수 있다.

유니 휠의 장점은 이뿐만이 아니다. 모터 중심축과 휠 중심축이 일치하지 않아도 주행할 수 있는 특성을 활용하면 노면이나 주행 상황에 맞게 최저 지상고를 조절해 주행 안전성 및 효율 개선을 꾀할 수 있다. 또한, 유니 휠은 모듈화 설계를 통해 4인치부터 25인치 이상의 휠까지 적용할 수 있다. 덕분에 전기차나 수소연료전지차와 같은 친환경 차량은 물론 배송 로봇이나 전동휠체어 등의 소형 모빌리티에도 사용할 수 있다. 특히, 자유롭게 최저 지상고 조절이 가능한 특성을 활용하면 계단을 에스컬레이터처럼 부드럽게 오르는 모빌리티도 만들 수 있다. 유니 휠은 소형 모빌리티의 이동성 증대는 물론 이동약자를 돕는 획기적인 기술이 될 수 있다.

▲ 유니 휠의 구조 (사진출처 : 현대자동차)

유니 휠은 유성 기어의 치밀한 조합으로 완성되었다. 중심에는 구동모터에서 동력을 전달받는 선(Sun) 기어, 바깥에는 바퀴를 굴리는 링(Ring) 기어가 있다. 그 사이에는 4개의 피니언(Pinion) 기어 2세트를 하나로 엮은 링키지(Linkage)가 자리한다. 구동모터가 선 기어를 움직이면 회전력이 링키지를 거쳐 바깥쪽의 링 기어로 전달되고, 링 기어가 바퀴를 굴리는 구조다. 이와 같은 구성 덕분에 유니 휠은 모터 중심축과 휠 중심축이 일치하지 않아도 주행이 가능하다. 휠의 상하 움직임과 관계없이 동력을 거의 동일한 효율로 끊김 없이 전달할 수 있다.

▲ 유니 휠의 차량 장착 상태 (사진출처 : 현대자동차)

기술의 이해 또한 마찬가지로, 복잡한 기술을 쉽게 이해할 수 있도록 하는 것도 중요하다. 특히, 유니 휠에 대해 적극적으로 알리고 이해를 조성하면 이를 바탕삼은 새로운 모빌리티 생태계를 조성할 수 있다. 아직 상용화 되지는 않았지만 다양한 시험을 통해 안전성과 효율성, 내구성 등을 지속적으로 검증하고 향후 기어비 조정 및 윤활 냉각시스템 고도화 등 상품성을 높이기 위한 노력이 필요하다.  

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