자율주행 시대, 타이어도 똑똑해진다

[선데이 모닝 키플랫폼] 브랜드 혁신 스캐너 #10 - "스마트 타이어"

[편집자주] 머니투데이 지식·학습 콘텐츠 브랜드 키플랫폼(K.E.Y. PLATFORM)이 새로운 한주를 준비하며 깊이 있는 지식과 정보를 찾는 분들을 위해 마련한 일요일 아침의 지식충전소 <선데이 모닝 키플랫폼>

사진=pxhere

차를 몰면 관리할 게 많다. 각종 오일과 벨트, 필터 등을 주기별로 점검하고 교체해 줘야 한다. 연비를 높이고 차를 좋은 상태로 오래 타기 위해서뿐 아니라 안전과도 직결된다.

이 같은 차량의 주요 점검·교체 항목 중 필수적인 게 타이어다. 오래 운행하면 타이어의 트레드(접지면) 마모가 일어난다. 트레드 패턴은 제동, 가속, 승차감 등에 영향을 주기 때문에 일정 수준 이상으로 닳았다면 교체를 해야 성능과 안전성을 높일 수 있다.

이처럼 중요한 관리 항목이지만 신경을 쓰지 않다 보면 적정 교체 시기를 놓치기 쉽다. 하지만 앞으로는 신경을 덜 쓰더라도 보다 편리하게 타이어를 관리할 수 있을 것으로 보인다. 똑똑해지는 지능형 타이어, 스마트 타이어 시장이 머지않아 열릴 것으로 예상되기 때문이다.

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스마트 타이어, 자율주행 시대에 주목

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스마트 타이어는 센서로 마모 정도, 공기압, 내부 온도, 노면 상태 등을 측정하고 사물인터넷(IoT) 기술 등을 통해 차량 내외부와 데이터를 주고받으며 지능형으로 작동하는 타이어다. 이를 통해 타이어 펑크 등을 사전에 방지할 수 있고, 눈길 등 노면 상태에 따라 브레이크, 서스펜션 시스템과 연동해 안전성을 높이는 등 다양하게 활용 가능하다. 장차는 환경에 맞춰 주행 중 타이어 형태까지 변형시키며 최적의 성능을 낼 수 있을 것으로 예상된다. 차량 내외부와 연결돼 데이터를 주고받는 점이 부각될 때는 커넥티드 타이어로 부르기도 한다.

커넥티드 타이어 또는 스마트 타이어는 현재의 자동차에서도 유용한 기술이지만 사실 시장이 주목하는 것은 앞으로 열릴 새로운 모빌리티 시장 때문이다. 바로 자율주행 시장이다.

사진=pxhere

자율주행차는 운전자가 없기 때문에 운행 상황, 차량 상태와 관련한 모든 것을 측정 데이터에 기반해 자체적으로 대응해야 한다. 운전자가 있으면 눈으로 보고 차에서 나는 소리, 진동 등 오감을 활용해 이상 여부를 판단할 수 있는 부분들이 있지만 자율주행차는 순전히 차량 스스로 수집한 데이터에 의존해야 하는 만큼 스마트 타이어의 역할이 더 커진다. 예를 들어 자율주행 버스의 경우 스마트 타이어가 승개 과밀 여부를 판단하고 추가적인 탑승을 제한하는 등의 조치를 할 수 있다.

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글로벌 타이어 기업 각축장 되는 스마트 타이어 시장

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스마트 타이어의 유용성에도 불구하고 시장이 성장하기 위해서는 몇 가지 해결해야 할 과제들이 있다.

우선 스마트 타이어는 기존 타이어에 센서 등 첨단 장치가 추가되다 보니 타이어 가격이 상승한다. 이는 차량 제조 비용 증가로 이어진다. 이외에도 관련 하드웨어나 솔루션, 통신 서비스 등의 추가 비용이 부담으로 작용한다.

비용 외 보안에 대한 우려도 있다. 데이터 통신이 필수인 만큼 자동차 시스템 해킹이나 자동차 기능에 대한 부정적 접근 리스크가 존재한다.

스마트 타이어의 가격이 낮아지고 데이터 안정성이 보장된다 하더라도 스마트 타이어만으로는 제대로 된 효과를 보기 어렵다는 점도 풀어야 할 주요 과제다. 각종 정보를 차량뿐 아니라 도로, 건물 등 외부 인프라와 공유해야 그 효과가 극대화될 수 있어서다. 이를 위해서는 차량과 타이어가 스마트폰 수준으로 통신망에 연결돼야 한다. 인프라가 낙후된 지역을 지날 경우 인터넷 접속 불안정 등으로 스마트 타이어가 제 기능을 못할 수 있다.

물론 현재 지적되는 문제들은 디지털 시대가 발전할수록 점차 해결될 것으로 예상된다. 따라서 스마트 타이어 시장 역시 빠른 속도로 성장할 것으로 전망된다.

시장 조사기관 리서치앤마켓은 2030년까지 스마트 타이어 출하량이 매년 8.6% 증가하고 시장 규모는 7.5%씩 성장해 1616억 달러에 이를 것으로 예측한다.

이에 맞춰 글로벌 타이어 기업들도 새롭게 열리는 시장에서의 우위를 차지하기 위해 제품 개발에 박차를 가한다.

스마트 타이어가 노면 상태, 적재량 등을 측정하고 통신하는 이미지/사진=굿이어 사이트라인 소개 영상 캡쳐

미슐랭은 2017년 발 빠르게 미래 타이어의 모습을 그리는 비전 콘셉트를 발표하고 △공기를 필요로 하지 않아 펑크나 공기압 손실 우려가 없는 에어리스 △3D 프린팅을 통해 트레드 패턴을 맞춤화하는 재충전 △통신 기술을 바탕으로 운행 성능과 안전성을 높이는 커넥티드 △2050년까지 100% 지속 가능한 재료 사용 등 4가지 큰 축으로 미래형 타이어를 연구개발 중이다.

피렐리도 2019년 도로 상황에 대한 정보를 제공하고 트레드 깊이, 공기압, 타이어 온도와 다축 가속 정보를 운전자에게 알리는 타이어를 선보였으며, 브리지스톤은 2020년 타이어 공기압을 경고하고 타이어 수명을 분석하는 다중 공공 이용 차량(렌터카, 법인 자동차 등)용 타이어를 공개했다. 이 타이어는 ADAS(첨단 운전자 지원 시스템)에 더 많은 정보를 제공해 충돌 방지 기능도 강화한다.

굿이어는 지난해 화물 밴을 위한 최초의 타이어 인텔리전스 솔루션 '사이트라인'을 선보였다. 사이트라인은 센서와 클라우드 기반 알고리즘을 사용해 다중 공공 이용 차량 사업자 등에게 실시간 타이어 데이터를 제공한다. 차량 고장을 예측해 다운타임(운행이 멈추는 시간)을 최소화하고 타이어 수명을 연장하며 예상치 못한 유지 보수 비용을 절감할 수 있도록 지원한다.

크리스 헬셀 굿이어 글로벌 운영 담당 수석 부사장은 사이트라인을 공개한 후 언론에 "심박수나 산소포화도 같은 바이탈 사인을 모니터링하는 스마트 시계처럼 사이트라인이 타이어의 상태를 감시한다"며 "타이어에 대한 수수께끼를 풀어 타이어 수리나 교체가 필요할 때 사전 예방적인 모바일 통찰력을 제공할 것"이라고 말했다.

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국내기업, 자동차 제조·정보통신 기술 경쟁력에 기대감↑

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국내 타이어 기업들도 콘셉트 타이어 등을 통해 다양한 실험을 하며 발빠르게 미래형 타이어 시장 경쟁에 돌입했다.

한국타이어는 지난해 현대차·기아와 데이터 기반 서비스 개발을 위한 상호협력 업무협약을 체결했다. 협약으로 현대차·기아는 차량 데이터 오픈 플랫폼과 커넥티드카 데이터를, 한국타이어는 타이어 관련 데이터와 타이어 상태 측정 기술을 상호 공유한다. 이를 통해 차량별, 운전자별 맞춤형 타이어 교체 시기 알림, 타이어 마모나 상태 변화가 차량 성능이나 연비, 안전에 미치는 영향 측정 등 종합적인 타이어 관리 서비스를 개발한다.

금호타이어도 센서가 노면 조건을 감지해 공기압, 교체주기, 도로상태 등의 정보를 운전자에게 제공해 안전하고 편안한 주행을 돕는 콘셉트 타이어 이클레브를 선보였다.

시장에서는 한국에서의 스마트 타이어 개발에 있어 강점은 현대차, 기아 등 자동차 제조 기술력과 경쟁력을 갖췄다는 점 외에도 뛰어난 정보통신 환경을 꼽는다.

자동차는 빠른 이동 수단이기 때문에 데이터 송수신의 속도를 보장해주는 정보통신망 인프라가 중요하다. 일반적인 주행 상황에서는 LTE 등 4G 네트워크로 큰 문제가 없다는 평가지만 사고 위기 등에 대응하기 위해서는 더 빠른 전송 속도를 필요로 한다. 시속 100km로 달리는 자율주행차가 급제동 신호를 받았을 경우 LTE의 공중거리(자율주행차가 신호를 수신해 제동을 시작하기까지 자동차가 진행한 거리
)는 81~135cm이지만 5G는 2.7cm로 크게 줄어든다.

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중국, 치열한 경쟁에 스마트 타이어보다 스마트 공장에 집중

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한편 세계 최대 타이어 생산국인 중국은 치열한 경쟁 속에 스마트 타이어보다 제조 공정을 효율화 하는 스마트 공장에 집중하는 모양새다.

중국은 2006년부터 미국을 제치고 타이어 생산 세계 1위를 유지하고 있다. 현재 전 세계 타이어의 3분의 1에 가까운 수량이 중국에서 생산된다.

세계 최대 생산국이 됐지만 그만큼 자국 내 경쟁도 치열하다. 트라이앵글 타이어, 링롱 타이어, 항저우 Z 등 업계 선두 기업들의 비중은 점차 커지는 반면 중소형 기업들은 적자까지 나는 상황이다. 또 지난 수년 미국과의 무역 전쟁 등도 중국 타이어 기업들에 악영향을 미쳤다.

이에 시장조시기업 리포트링커는 최근 중국 타이어 업계의 주요 경향이 그간 유일한 경쟁력으로 꼽힌 생산 원가 경쟁력 중심에서 벗어나 고급 브랜드 평판을 쌓고 녹색 제조 시스템을 갖추는 것에 집중하고 있다고 분석했다.

더블스타는 인터스트리 4.0을 표방한 스마트 공장을 운영하며 스마트 기기, 스마트 산업 물류, 폐고무의 스마트 순환 활용 등 3대 산업을 육성하고 있다. 메스낵은 스마트한 공정을 위한 새로운 시스템과 장비를 공개하고 이를 바탕으로 한 스마트 공장을 구축했으며 , 센츄리 타이어는 스페인에 자동화, 컴퓨터화, 지능형 등 디지털 프로세스를 도입한 스마트 공장을 건설했다.

김상희 기자 ksh15@mt.co.kr

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