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아이오닉 하이브리드 에피소드 8
연구원이 직접 들려주는 아이오닉 이야기2016/03/25by 현대자동차

“더 나은 삶은 무엇인가?”라는 질문의 대답으로 아이오닉이 탄생했습니다.
아이오닉 하이브리드를 개발한 현대자동차 연구원들의 이야기를 들려드립니다

아이오닉 하이브리드 측면
l ‘넥스트 모빌리티(Next Mobility)’를 선언하며 기존과는 다른 새로움을 제안하는 아이오닉 하이브리드, 최고 연비와 주행성능, 단단한 차체를 갖추고 시대의 변화에 맞춰 삶의 진보를 이끕니다



최고의 연비, 뛰어난 주행성능, 단단한 차체 3박자를 갖추고, 인간과 자연을 생각한 친환경 전용 모델 아이오닉은 쉽게 탄생하지 않았습니다. 각 분야 수많은 연구원들의 지난한 연구와 개발, 그리고 철저한 검증의 산물이죠. 국내 최초 친환경 전용 모델 아이오닉의 탄생 비화가 궁금하신가요? 지금부터 현대자동차 연구원들이 전하는 개발 에피소드로 아이오닉 하이브리드를 살펴봅니다.



아이오닉 하이브리드, 친환경차의 인상적인 느낌

폴라 화이트 컬러의 아이오닉 하이브리드
l 친환경차 아이오닉의 개발 목표는 단연 연비였는데요. 디자인에서도 이를 놓치지 않았습니다. 바로 ‘비주얼 에어로(Visual Aero)’를 콘셉트로 공기의 흐름을 형상화한 디자인을 구현한 것이죠

공기의 흐름을 형상화한 미래지향적 디자인을 구현하기 위해 아이오닉 하이브리드의 프로파일은 공력에 최우선으로 향했습니다. 공기의 흐름을 최적화하기 위한 유선형의 실루엣이 가장 대표적이죠. 이 유선형의 실루엣은 공력팀 엔지니어들과의 조율 끝에 완성되었는데요. 풍동 시험장에서 클레이 모델을 대상으로 수차례 공력 시험을 반복해 최적의 각도를 산출해 반영했습니다.

그러나 공력만을 고집한다면 자동차의 외관의 아름다움을 놓칠 수 있습니다. 이에 따라 디자인팀은 공력을 드러내는 디자인을 우선으로 하되 매끈하면서도 세련된 자동차의 아름다움을 잃지 않도록 노력했죠. 이로써 공력을 최우선으로 한 본래의 기능적인 목표와 더불어 친환경차다운 심플한 비주얼에 충실한 아이오닉 하이브리드만의 완성도 높은 디자인이 탄생했습니다.



사용자의 편의성과 익스테리어와의 조화

아이오닉 하이브리드 내부의 수납공간
l 아이오닉 하이브리드의 인테리어는 익스테리어와의 완성도 높은 조화를 이루면서도 사용자 편의성과 하이테크 감성을 담는 데에 집중했습니다

스티어링 휠에 적용한 다각형 커팅, 크롬 소재의 기어노브 및 메탈 소재의 페달, 풋레스트, 내외장 기본 컬러의 조화는 물론, 블랙 하이그로시를 통한 통일감 부여 등 인테리어와 익스테리어의 일체감을 높이기 위해 각 디자인팀은 많은 협의를 거쳤습니다. 그 결과 아이오닉 하이브리드는 그 어떤 차종보다도 전체적인 디자인 완성도가 높은 차로 탄생할 수 있었죠.

또한, 사용자 편의성에 따른 조사를 꼼꼼히 했습니다. 의외로 많은 분이 작은 수납함 하나 있었으면 좋겠다는 의견을 주셔서 콘솔박스와는 다른 개념의 공간을 떠올렸습니다. 그런데 이 작은 공간 하나를 마련하는 일이 쉽지는 않았죠. 많은 부서와 협업해 수차례 고민하고 나서, 다용도 수납함이 탄생할 수 있었습니다.



연소 효율, 냉각 효율, 저마찰 엔진에 집중하다

아이오닉 하이브리드의 파워트레인
l 아이오닉 엔진에는 현대자동차에서도 처음으로 시도한 기술들이 집약됐습니다

아이오닉 하이브리드 파워트레인은 하이브리드 전용 엔진으로 연료 효율을 극대화하고자 세 가지 사항에 포커스를 맞춰 개발되었습니다. 첫째는 연소 효율을 극대화할 것, 둘째는 냉각 효율을 극대화할 것, 셋째는 저마찰 엔진을 구현할 것이었습니다. 친환경 전용 모델로서 엔지니어들에게도 새로운 도전이자 과제였습니다. 이 과정에서 저희가 그간 해보지 않았던 여러 가지 기술을 많이 시도하게 됐는데요. 롱스트로크 쿨링 갤러리, 나트륨 봉입 밸브 등의 기술들이 그런 예입니다.



하이브리드차만의 운전성을 발견하다

마리나 블루 컬러의 아이오닉 하이브리드
l 연비와 운전성, 각자의 목표가 아닌 하나의 목표로 이해했죠

내연기관차에 비해 하이브리드차는 모터가 추가됨으로써 내연기관차와는 다른 구조를 가지고 있습니다. 모터와 엔진이 적시에 번갈아가며 각각의 성능을 발휘해야 하는 하이브리드차에 있어 운전성은 이 두 기관이 상충하지 않고 부드럽게 제 기능을 구현해 낼 수 있어야 하죠. 모터의 힘으로만 달리고 있던 차가 또 다른 상황에서 엔진의 힘까지 필요로 할 때, 바통 터치가 부드럽게 연결되어야 운전자가 이질감을 느끼지 않고 편히 운전할 수 있고 이를 하이리브리드차의 운전성이라고 일컫습니다.

운전성 담당 엔지니어와 연비 담당 엔지니어가 개발과정에서 만나면 같은 목소리를 내기 어려운데요. 두 가지가 상반된 목표를 지녀서 그런 것이겠죠. 그런데 이번 아이오닉 하이브리드의 경우에는 신기하게도 엔지니어들 간에 큰 논쟁 없이 많은 부분을 협업으로 매끄럽게 진행할 수 있었습니다. 개발 초기에 아이오닉 하이브리드는 연비는 물론 운전성 또한 포기할 수 없는 차량임을 모두가 인지했기 때문이죠. 서로의 입장을 공감하고 이해했기 때문에 아이오닉 하이브리드는 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있었습니다.



운전이 아닌 플레이가 되도록

아이오닉 하이브리드의 저구름저항 타이어
l 저구름저항 타이어가 롤러스케이트라면 멀티링크는 튼튼한 다리죠

무엇이든 새로운 것을 받아들이는 과정은 힘이 들기 마련입니다. 하지만 이 과정을 잘 참아내지 못하면 새로운 경험 또한 누릴 수 없죠. 이번 아이오닉 하이브리드 개발 과정은 새로운 경험의 연속이었는데요. C 세그먼트 최초로 적용된 6단 DCT와 듀얼 로어암 멀티링크, 알루미늄 소재 확대 적용 등이 대표적인 예입니다.

중요한 또 하나는 최초로 저구름저항 타이어가 적용되었다는 점입니다. 도로에서 미끄러지듯 잘 나가게 만드는 저구름저항 타이어는 연비에 큰 도움을 줍니다. 타이어가 잘 나가는 만큼 조종안정성도 중요하기에 멀티링크로 튼튼한 하체를 만들어준 것인데요. 서스펜션이 여러 개의 링크로 연결되어 험한 도로나 급회전 구간에서도 편안한 승차감과 뛰어난 접지력을 느낄 수 있고, 차체 움직임이 안정된 만큼 운전자의 의지대로 차량이 움직임을 경험할 수 있는데요. 수많은 연구 과정을 거쳐, 잘 나가면서도 선회안정성이 뛰어난 멋진 차가 탄생한 것입니다.



친환경차의 정숙함을 보여주다

아기가 카시트에 앉아 잠들어 있는 모습
l 아이오닉 하이브리드는 연구소 전체가 큰 목표를 설정해서 한마음으로 만든 차입니다. NVH 개발자들도 예외가 아니었죠

친환경차는 연비 중심 설계로 인해 NVH 개발자에게 많은 과제를 안겨주는데요. 차량의 중량이 가볍고 차량의 소재가 가벼울수록 차량의 소음은 증가하기 때문이죠. 하지만 이를 개선하고자 흡, 차음제를 다량 사용할 경우, 차량이 무거워져 또다시 연비에 악영향을 미칩니다.

아이오닉 하이브리드의 경우, 조건은 더욱 까다로웠는데요. 동력 성능을 높이고자 카파엔진과 6단 DCT를 탑재했는데, 엔진부의 파워는 소음 문제와도 연관이 있기 때문이죠. 그래서 NVH 개발자들은 위치별로 차체의 패널 두께를 차별화하는 등 기본적인 NVH 취약 부위를 개선해나갔습니다. 다음으로 대시 흡, 차음 패드의 성능을 개선하기 위해 3중 구조(PET + TPE + PU)를 적용해 엔진 투과음을 개선했고, 엔진룸 상단 흡기 시스템 필터의 구조 변경을 통해 소음을 최적화시키는 방법을 찾아냈습니다.

그 결과 외국 현지 평가 엔지니어들로부터 ‘차량의 사운드가 스포티하고 듣기 좋다’라는 평을 받았습니다. 엔지니어들뿐만 아니라 고객들이 이 점을 느낀다면 더욱 보람 있을 것 같습니다.



협업으로 이뤄낸 최고의 연비성능

아이오닉 하이브리드의 계기판 모습
l 많은 친환경차가 기존에 양산된 차종의 차체를 이용해 내부 구조에만 변화를 줬다면, 아이오닉 하이브리드는 연비를 목표로 뼈대부터 다시 만든 완벽하게 새로운 차라고 볼 수 있습니다

2014년 가을부터 연구소 내에는 월별로 이뤄지는 특별한 회의가 하나 생겼습니다. 바로 아이오닉 하이브리드 연비 협의체라는 이름의 회의였습니다. 단 한 개의 차종을 위해, 그것도 연비라는 단 하나의 이슈를 위해 연구소 내 전 주요 부서가 매달 회의를 연다는 것 자체가 엄청난 이벤트였는데요. 그만큼 아이오닉 하이브리드의 목적은 확실했습니다.

약 100여 건의 연비 개선 아이템 개발 및 검증 시험이 이루어졌고, 각각의 아이템 개발 시험 외에 2년여의 기간 동안 샤시 다이나모에서 연비 시험만 약 4,000회 정도 실시했습니다. 그런데 2모드(FTP, HWY) 연비 인증을 준비하고 있었던 때 북미 연비 법규 개정으로 2모드에서 5모드로 변경됨으로 인해 연비 하락까지 겹쳐 어려움을 겪었죠. 그러나 개발자들은 이를 기회로 삼아 실도로 연비 기술을 활용해 모드 연비까지 향상하는 이중고를 선택했습니다. 그 결과 아이오닉 하이브리드는 실도로 연비에서도 모드 연비 못지않은 좋은 결과를 이뤄낼 수 있었습니다.



눈여겨봐야 할 아이오닉 하이브리드의 패키지

미스트 매도우 컬러의 아이오닉 하이브리드
l 모두의 목표를 이룬 아이오닉 하이브리드, 이것이 패키지의 목적이자 보람이죠

아이오닉 하이브리드는 욕심이 많은 차입니다. 높은 연비와 공력성능 확보는 물론 기존 친환경차에서 일부분 감수했던 실내 거주성, 러기지룸 공간까지 무엇 하나 아쉬움이 남지 않도록 개발되었기 때문이죠.

친환경차가 높은 연비를 구현하기 위해 중요한 부분을 차지하는 것이 바로 공력성능의 확보입니다. 이를 위해 초기부터 리어 스포일러의 적절한 배치가 요구됐죠. 리어 스포일러는 형상, 위치, 두께 등 다양한 변수가 차종 특성에 걸맞게 설정되어야 제 역할을 할 수 있습니다.

또한, 외장 디자인의 주요 캐릭터 라인을 형성하는 점에서 디자인 초기 단계에 후방 시계성, 화물 수납성, 양산성 등 다양한 요구조건을 만족해야 했죠. 기존에 없던 방식을 반영하기 위해 엔지니어들은 수많은 회의와 시뮬레이션, 실차 평가 등을 실시했습니다. 패키지팀은 이러한 모든 목표를 최대한 함께 이룰 수 있도록 조정하는 역할을 담당했습니다. 그 결과 목표했던 공력성능을 성공적으로 확보했고, 최고 수준의 연비성능을 달성할 수 있었습니다.



▶ 현대자동차그룹 연구개발본부 간행물 R&D STORY ‘IONIQ’에서 발췌한 내용입니다




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