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소재·디자인부터 IT·소리공학까지 … 첨단 기술 집약체 '미래자동차'

자동차는 ‘신(新) 기술’의 집약체다. 세계 굴지의 차 업체들은 기계공학부터 소재·전자·디자인·정보기술(IT)·소리공학까지 동원해 2만개 넘는 부품의 차량을 최고 수준으로 끌어올리기 위해 사활을 걸고 있다. 지난 수십 년 간 차 산업의 흥망을 결정지은 열쇠도 바로 신기술이었다. 특히 앞선 투자로 미래를 내다본 업체들은 승승장구하며 시장을 넓혀갔다. 최근엔 국가·업체간 기술 격차가 좁혀지면서 차 산업의 미래도 한치 앞을 가늠할 수 없는 정글 같은 경쟁에 놓이게 됐다. 소비자 입장에선 그만큼 혜택이 넓어지고 있다. 고성능의 안전한 차량을 보다 싼 값에 탈 수 있게 됐다. 최근 시장을 주도하는 기술 경쟁의 현장을 추적해봤다.

편하게 안전하게 … 자동차 신기술 5가지

 

다운사이징
엔진 크기 줄이고 출력은 늘리고
주행성능과 연비 모두 향상시켜 
 


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# 작은 것이 아름답다

요즘 자동차 시장의 트렌드는 단연 ‘다운사이징(Downsizing)’이다. 말 그대로 ‘축소’를 뜻한다. 엔진 배기량을 줄이는 게 대표적이다. 또 차체 무게를 줄여 연료 소모율을 낮추는 것도 마찬가지다. 큰 의미에서 다운사이징은 제조 공정의 간소화를 통해 원가절감을 이루는 것도 포함한다.

먼저 엔진 배기량을 줄이면 연료 소모량이 감소하는 반면 힘도 부족해진다. 이를 만회하기 위해 널리 쓰이는 것이 바로 ‘터보 차저’다. 배기량을 줄였는데도 과거 엔진보다 큰 힘을 발휘하고, 연비 향상에도 도움을 주는 핵심 기술이다.

다운사이징에 적극적인 움직임을 보이는 브랜드는 독일 BMW다. 불과 10여 년 전까지 BMW는 2.0L를 시작으로 2.2L와 2.5L, 그리고 2.8L 같이 다양한 배기량의 엔진을 내놨다. 하지만 지금은 2.0L, 3.0L, 4.4L 정도로 간소화됐다. 터보 차저를 활용해 같은 배기량의 2.0L 가솔린 엔진도 154~245마력의 성능으로 분류된다. 3.0L 디젤 엔진 역시 204마력~381마력의 폭넓은 성능을 가졌다.

미국 포드는 대중 브랜드 중 가장 적극적인 다운사이징을 추진하고 있는 업체의 하나다. 신형 머스탱은 기존의 4.0L 엔진 대신 2.3L 급의 터보 엔진을 달았다. 그런데도 314마력과 44.3kg.m의 토크를 발휘해 4.0L 급의 힘을 뽐낸다. 새롭게 출시한 익스플로러도 274마력을 발휘하는 2.3 터보 엔진을 얹었다. 기존 3.5L 자연흡기 엔진보다 배기량은 작지만 보다 넉넉한 힘을 내는 게 특징이다. 국내엔 출시되지 않았지만 포드는 1.0L 터보와 2.7L 터보, 3.5L 터보 엔진 등 다양한 다운사이징 엔진을 보유하고 있기도 하다.

국산 제조사 중 다운사이징 추세를 이끈 곳은 르노삼성자동차다. 지난 2013년 5월 출시한 SM5 TCE는 당시 ‘중형세단=2.0L 엔진’이라는 공식을 깼다. 저 배기량 터보 엔진과 듀얼 클러치 변속기의 조합이라는 새로운 시도로 많은 관심을 받기도 했다. SM5 TCE의 배기량은 준중형에서 널리 쓰이는 1.6L 수준이었지만 효율 좋은 2.5L 가솔린 엔진과 맞먹는 190마력의 출력을 발휘했다. 또한 출시 때 L당 13.0㎞의 연비를 앞세우면서 성능과 효율 모두 만족하는 모델로 자리매김했다.

이후 르노삼성은 1.5L 급의 소형 디젤 엔진을 탑재한 중형 세단 SM5 디젤을 내놨다. 당시 L당 16.5㎞의 복합연비는 중형세단 중 가장 높았다. 이 같은 다운사이징이 국내에서도 하나의 흐름으로 자리하면서 신형 쏘나타와 K5에서도 1.6L 가솔린 터보 엔진과 1.7L 디젤 엔진을 만나볼 수 있게 됐다.

 

하이브리드
엔진?모터 함께 써 친환경 고효율
라페라리 시속 300km 15초 도달


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# 연비 잡는 하이브리드

다운사이징이라는 트렌드에 앞서 일찍부터 고연비에 초점을 맞춰온 모델도 있다. 1997년 12월 처음 나온 일본 토요타의 프리우스 얘기다. 당시 판매 중인 소형차보다 2배 이상 높은 연비를 목표로 출사표를 던졌다. 프리우스는 전기 모터와 엔진의 결합을 통해 하이브리드라는 신기술을 세상에 알렸다. 이후 미국 할리우드 스타와 지식인들이 선호하는 자동차로 거론되며 하이브리드의 대표적 모델로 자리를 잡아 나가고 있다. 특히 2008년 세계 금융위기 이후 소비자들이 유지비가 적게 드는 자동차를 찾기 시작했고, 유럽연합(EU)이 이산화탄소 배출 감소를 추진하면서 ‘친환경 고효율’ 자동차에 대한 수요가 크게 늘었다.

토요타는 지난 7월 하이브리드 누적 판매량이 800만대를 돌파했다고 밝혔다. 현재 하이브리드 승용차 30개 모델을 90여개 국가 및 지역에서 판매하는 중이기도 하다.

다운사이징과 하이브리드의 유행은 수퍼카의 개념까지 바꿔 놓았다. 2013년 2월 나온 영국의 맥라렌 P1은 엔진과 전기 모터를 함께 활용해 916마력과 91.8kg.m의 토크를 이끌어 냈다. 덕분에 정지 상태에서 시속 200㎞까지 7초 만에 도달하는 고성능을 자랑했다. 이는 어지간히 성능 좋다는 모델들의 시속 100㎞ 발진 가속시간과 맞먹는 수치다.

같은 해 3월 등장한 이탈리아 페라리의 라페라리도 하이브리드 엔진을 통해 963마력과 91.8kg.m의 토크를 만들어 냈다. 라페라리는 시속 300㎞까지 15초 이내에 도달하는 성능을 낸다. 그리고 9월엔 독일 포르셰가 918 스파이더를 내놨다. 엔진과 전기 모터를 활용해 887마력과 130kg.m의 토크를 내는 오픈형 스포츠카였다. 918 스파이더는 ‘녹색 지옥’이란 별명을 갖는 뉘르부르크링 북쪽 서킷에서 양산차 최고 신기록을 작성했다.

 

수소차
수소로 에너지 얻고 물만 배출
현대 ?투싼ix’세계 최초 양산


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# 청정의 상징 ‘수소차’의 등장

이제 하이브리드 시스템은 일반 소비자들에게 익숙한 기술이 됐다. 각 자동차 제조사들은 한 발 더 나아가 배출가스를 전혀 뿜지 않는 이상적인 자동차 개발에 열을 올리고 있다. 수소를 활용해 전기 에너지를 얻고 순수 물만 배출하는 ‘연료 전지’ 자동차가 그것이다.

수소 연료 전지차는 물 외에 배기가스를 배출하지 않는다. 한번 충전하면 전기차 보다 먼거리를 달릴 수도 있다. 또 충전 시간도 3~10분에 불과하다. 수십분~수시간이 소요되는 전기차보다 효과적이어서 차세대 자동차로 각광받고 있다.

수소차를 최초로 양산한 곳이 바로 현대자동차다. 국내를 비롯해 유럽 정부·지자체 및 공공기관, 미국 판매 등을 통해 올 2월 기준으로 약 200여대의 판매량을 기록했다. 후발 주자인 토요타는 2014년 말 세단형 수소차인 ‘미라이’를 출시했다. 1년 만에 1500여대라는 기대 이상의 계약 건수를 기록하면서 2017년까지 3000여대 규모로 생산을 늘린다는 계획을 내놓기도 했다. 이에 자극을 받은 현대차는 1억5000만원인 ‘투싼ix 수소차’의 가격을 8500만원으로 낮추며 맞불을 놨다. 미라이의 일본 판매가격은 723만엔(약 7200만원)이다.

현대차와 토요타가 연료전지 자동차 시장에 대한 가능성을 보이자 BMW도 가세하기 시작했다. 2013년 토요타와 제휴를 통해 연료 전지차 개발에 나섰다. BMW는 현재 개발한 연료차 기술을 통해 전기차보다 3배 많은 주행거리를 달릴 수 있다고 밝혔다.

 

인포테인먼트
음악·영화·실시간 교통정보 등
IT기술 접목 운전자 편의성 높여


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# 즐거운 자동차가 대세

자동차의 첨단화가 이뤄지면서 똑똑한 기능으로 운전자를 돕는 기술 역시 빠르게 발전하고 있다. 음악·영화·실시간 교통정보·사고 발생시 신고까지 대신 해주는 ‘인포테인먼트(Infotainment) 시스템’ 이 그렇다.

인포테인먼트는 ‘엔터테인먼트(Entertainment)’와 ‘정보(Information)’ 기능을 결합한 신조어다. 다양한 기능들을 통합 관리해 운전자의 편의성을 높이는 게 목적이다. 현재의 인포테인먼트 시스템을 처음 제안한 것은 BMW였다. 2001년 7시리즈를 통해 공개한 ‘i Drive’가 시초였다. 이러한 인포테인먼트 시스템은 메르세데스-벤츠의 커맨드(COMAND), 아우디의 MMI(Multi Media Interface)에도 영향을 미쳤다.

현재 주목받는 인포테인먼트 시스템은 자동차가 아닌 소프트웨어 회사에서 만들고 있다. 가장 대표적인 업체는 애플과 구글이다. ‘iOS’와 ‘안드로이드’가 상징하는 이들 업체는 각각 ‘카 플레이(CarPlay)’와 ‘안드로이드 오토(Android Auto)’라는 기술을 다양한 제조사에 공급하고 있다.

자동차 업체들도 이들의 경쟁을 반긴다. 자체적인 기술 개발에 열을 올리는 대신 기술 제휴를 통해 인포테인먼트 시스템을 효과적으로 장착할 수 있기 때문이다. 또한 이들 시스템을 이용하면 필수품인 스마트폰과 연동해 자동차의 다양한 기능을 효과적으로 관리할 수 있다.

초기엔 애플이 BMW·벤츠·토요타와 손을 잡으며 분위기를 주도했다. 구글은 폴크스바겐·인피니티·벤틀리 등과 계약을 맺으며 응수했다. 하지만 대중성이 강한 현대차와 GM이 애플·구글 모두와 계약을 하면서 대부분 제조사들도 두 회사 시스템을 모두 탑재하는 쪽으로 선회하고 있다.

 

4륜구동
기존 산이나 험로 등 오프로드용
아우디 일반도로 모델 최초 개발


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# 네 바퀴 구동의 힘

독일 아우디의 경우, 조금 다른 접근법을 통해 시장을 이끌어 왔다. 현재의 아우디 이미지를 구축한 것은 ‘콰트로(Quattro)’라 불리는 4륜 구동 시스템이다. 1970년 대의 4륜 구동 장치는 험로 탈출이나 산을 오르기 위한 용도로 활용됐다. 하지만 아우디는 자사의 기술력을 대중들에게 각인시키기 위한 방법으로 4륜 구동을 선택했다. 아우디 콰트로는 1981년 10번의 경주에 참전해 6번 우승하며 성공적 이미지를 쌓았다.

아우디의 4륜 시스템은 일반도로 주행을 목적으로 하는 4륜 구동 장치를 대중화했다는데 의미가 있다. 아우디 콰트로의 성공으로 많은 브랜드들이 승용차에 4륜 구동 장치를 넣기 시작했다. 이젠 현대차와 미국 크라이슬러 같은 대중 브랜드들도 4륜 구동 시스템을 탑재한 세단을 판매하고 있다.

최근 아우디는 조명 기술 분야에서 이목을 끌고 있다. 발광다이오드(LED)를 활용한 주간주행등은 많은 브랜드들이 따라 했던 대표적인 영역이다. 현재는 레이저를 광원으로 사용해 원거리 조명이 가능한 기술도 양산차에 적용하고 있다. 또한 BMW와 더불어 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이를 활용한 조명 기술 양산화에도 힘쓰고 있다.

오토뷰=김기태PD, 김선웅 기자 kitaepd@autoview.co.kr
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