[질의응답] 아이오닉5, 충돌테스트 거뜬… 현대차그룹의 안전 자신감
백창인 통합안전개발실장 "모든 부분에서 진화…세계 최고 수준의 기술력 자신"
15일 현대차그룹에 따르면 이번 충돌테스트가 진행된 현대차·기아 남양연구소 안전시험동은 2005년 12월 준공됐으며 총 면적 4만m²의 시험동과 2900m²의 충돌장을 갖췄다.
실제 차량을 활용해 충돌 평가를 진행하는 충돌시험장은 100톤의 이동식 충돌벽과 전방위 충돌이 가능한 총 3개 트랙으로 구성되며 최고 속도 100㎞/h, 최대 5톤의 차량까지 시험이 가능한 장소다.
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설계·소재·차체구조, 안전을 위한 첨단장치 등 모든 면에서 세계 최고 수준에 이르렀다고 자부한다. 다만 안전기술을 끊임없이 빠르게 발전하고 있다. 항상 선두권에서 가장 안전한 자동차를 합리적인 가격에 공급할 수 있도록 끊임없이 연구개발하고 노력할 것이다.
충돌 테스트는 글로벌 판매차량 기준으로는 평균 100회 이상, 또 개발 단계별로 다양한 평가를 한다. 충돌시험을 하기 전 버추얼 시뮬레이션을 통한 개선, 시스템·단품 평가를 통한 성능 검증 뒤 실차 평가를 진행을 하고 평가 뒤에도 여러 방법으로 검증을 진행한다.
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E-GMP에 반영한 기본적인 구조는 계속 ICE 플랫폼 기반 차량에 반영하고 있다. 사이드실부 보강 등 배터리를 보호하기 위한 구조들은 ICE 플랫폼 기반 차량에도 반영돼 있다.
파생 전기차 역시 엄격한 안전테스트를 하고 있으며 모든 항목에서 최고 등급의 안전도 수준을 목표로 개발하고 있다.
등록된 내연기관차는 2491만대, 전기차는 23만대, 이 기간 화재사고 발생 비율을 누적 등록대수 대비 빈도로 비교하면 내연기관 0.018%, 전기차는 0.010% 정도다.
결국 전기차 화재발생 비율이 약 반 정도인데 그런 부분에서 본다면 전기차여서 화재가 많이 발생한다는 것이 조금 오해가 있다는 설명을 드리고 싶다.
전기차 화재를 방지하기 위해 여러 구조를 적용하고 있는데 세계 어떤 자동차회사도 일정 수준 이상의 속도에서는 한계가 있다.
시속 60㎞대와 시속 100㎞대는 속도로는 40㎞ 차이지만 충격량은 기하급수적으로 늘어나 3~4배 정도나 차이가 한다. 이 때문에 어떤 자동차회사도 현존 기술로는 높은 속도에서 탑승자나 배터리를 완벽하게 보호하기는 힘들다.
우리가 실시한 시험들이 필드에서 생길 수 있는 사고에서 속도기준으로 99%는 방지할 수 있지만 더 높은 속도대에서의 안전도를 올리기 위해서도 최선의 노력을 하고 있다.
자신 있게 말씀드릴 수 있는 것은 어떤 자동차회사와 비교해도 동등 이상의 안전도를 확보하고 있고 앞으로도 그렇게 해 나갈 것이다.
현재 전기차 배터리 안전성을 확보하기 위해서 다양한 부분에서 조화를 이루며 개발 중에 있으며 필드 화재 이벤트 분석 결과로 당사에서 부족한 부분이 있다면 개선할 것이고 현재보다 안전성을 강화하기 위해 지속적인 선행개발을 하고 있다.
차체와 배터리와 연계된 구조, 전고체 등 차세대 배터리 개발도 진행하고 있다.
배터리를 보호하기 위한 차체 강건성과 배터리 자체의 발화 가능성을 줄일 수 있는 기술을 동시에 연구하고 있다.
여기에 발화가 되더라도 확산이 지연되거나 배터리 시스템 외부로 화염이 노출되지 않는 기술도 연구하고 있다. 빨리 이런 기술이 실제로 적용되도록 열심히 하고 있으니 지켜 봐주시면 좋겠다. 이 역시 뒤지지 않을 것이다.
차체 분야에서 주요 관심분야는 배터리 화재 리스크 축소를 위한 측면 충돌 대응이다. 측면 폴 시험에서 다양한 케이스의 비정규 모드를 연구하고 있으며 이런 부분은 해석과 실차 평가를 통해 세계 최고 수준으로 개발하려 노력하고 있다.
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도어 핸들의 경우 충돌시험 상황이나 필드의 여러가지 상황에서 핸들 돌출이 안되는 경우를 대비해 현대차와 기아는 경우 핸들 앞쪽을 누르게 되면 핸들 돌출이 되고 핸들 작동 시 기구적으로 도어를 열수 있게 설계돼 있다.
연석이나 레일크로싱 같은 하부충격 조건은 구현하기가 상당히 어렵지만 인위적으로 충격을 가하는 방법을 컴퓨터 시뮬레이션과 실차평가에 반영하고 있다.
정확한 속도 보다는 충격 조건에 따라 영향이 높으며 현대차·기아 차량의 경우 하부 충격에 의한 화재 발생 가능은 상대적으로 아주 낮다.
실사고 조건을 반영해 정면 폴 시험도 별도로 시행 중, 법규가 정한 위치 이외에도 측면 충돌 시 화재 위험 요소가 있는 부위는 별도 시험을 하고 있다. 경우에 따라서는 화물차 밑으로 차량이 침입 되는 상황도 시험 중이며 이 외에도 복합충돌 상황도 시험 중이다.
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기본적으로 차체 구조로 보호한다고 많이 생각하는데 차량 하부 쪽을 보면 섀시 프레임을 구성해 배터리 보호 성능을 향상했으며 차체와 배터리 팩을 관통 볼트로 체결해 관성에 의한 배터리 이탈 및 차체 강성도도 상당히 높였다.
이렇게 함으로써 충돌사고의 대부분에서 방지가 가능하지만 어려운 점이 있다면 필드에서 발생가능한 극한의 속도로 충돌하는 경우에는 우리를 포함해 모든 자동차회사가 기술적 한계가 존재하는 것은 사실이다.
현재의 충돌속도는 북미사고 기준 99% 정도까지 대응이 가능한데, 100㎞/h 이상의 모든 조건을 대응하는 구조는 개발이 쉽지 않다. 하지만 조금이라도 안전한 속도대를 올리기 위해 우리는 쉴새 없이 연구·개발하고 있다.
화재 안전에 대해서 극복하기 어려운 부분도 있지만 현재보다 전기차 안전을 개선하기 위해, 차체와 배터리의 구조 연결성 등을 강화하기 위해 계속 스터디 및 개발하고 있다.
전고체 배터리 등을 포함해 전기차 관련 업계가 힘을 모아 노력하고 있기 때문에 전기차 안전성은 점차 나아질 것으로 기대한다.
플랫폼 관점에서 보자면 섀시 프레임을 기존 H형 프레임에서 다중골격 구조를 적용해 우물 정자형 서브프레임을 채택했고 앞으로 개발되고 있는 플랫폼에도 적용할 예정이다.
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비판적인 사고는 품질과 사후관리(A/S) 쪽에서 현장에 나가 다각적으로 조사를 하고 있으며 필요한 경우에는 연구소도 함께 참여한다. 이를 통해 데이터를 쌓고 개선점을 발견해 반영하는 등 적극적으로 필드 사고의 피드백 시스템을 가동하고 있다.
유럽·인도·중국·한국도 마찬가지로 부족한 점에 대한 대응을 지속 진행 중이다. 예를 들면 단독 충돌일 때에는 에어백이 정상적으로 전개되는 게 대부분인데 복합 충돌은 부족한 부분이 있어 개발에 반영해서 계속 적용 중이다.
필드 실사고 데이터를 입수하는 방법으로는 NHTSA, GIDAS 등과 같은 공식적으로 공개되는 정보를 활용하는 방법과 회사 내부적으로 사내 A/S망, 품질 부문에서 고객들이 현장에서 겪는 다양한 사례를 공유 받는 방법이 있다.
현대차·기아에서는 이 같은 방법을 통해 입수되는 다양한 정보를 활용해 충돌 안전 성능을 개선·개발하고 있다. 연구소 주도 아래 관련 부문과의 유기적 협조를 통해 충돌 안전 성능 개선·개발을 하고 있다.
내부적으로 이 같은 정보를 분석하고 여러 분야가 협업해 새로운 충돌시험 모드 개발이 필요한지, 필요하면 어떻게 시험할지 등을 정하는 업무 시스템을 이미 갖췄다.
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뉴턴의 작용·반작용 법칙에서 살펴본다면 이번에 시험한 64kph 옵셋 충돌은 고정된 벽은 시험 모드로 마주보고 주행하는 64kph 차량 사이 충돌한 결과와 동일하다고 볼 수 있다.
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그 당시 국내 사양 환경 이외에도 수익성 측면을 고려하다 보니 논란이 됐다. 이러한 시장의 목소리를 반영해서 2006년부터 순차적으로 적용을 시작해 2011년을 끝으로 내수·수출 동일 비율로 도금 강판을 적용했다.
내수·수출 사양에 대해 말씀드리면 플랫폼 개념을 도입한 시점부터 차체의 기본적인 골격 구조는 동일하게 적용한다.
자동차의 어떤 분야보다 안전은 세계 최고 수준으로 가야하다는 그룹 전체의 확고한 의지가 있다. 이에 따라 내수·수출 모두 안전과 관련해 동일 수준의 소재와 설계로 차이가 없다는 사실을 다시 한 번 확실히 말씀드릴 수 있다.
그럴 수밖에 없는 또 다른 이유는 과거 차종 생산과 달리 생산 대수도 늘고 차종 수, 사양 수도 증가해 사양을 구분하는 것이 오히려 더 많은 비용을 유발하고 관리하는데 어려움이 있었다.
간혹 수출 사양은 두꺼운 패널을 쓰고 내수 사양은 얇은 패널을 쓰지 않냐고 질문하는 고객 들도 있지만 지금 뒤에 보이는 차(충돌테스트 진행한 아이오닉5)의 외판을 만약 원가절감을 위해 두께를 낮춰 이원화 생산을 하려고 해도 장비나 육안으로 구분하는 것이 어려워 이원화하는 것이 더 많은 비용을 유발한다.
이러한 사유 등으로 일원화할 수밖에 없다. 과거에 이슈가 있었던 도어 임팩트 빔 사례의 경우 새 법규 대응을 위해 북미에 먼저 적용하고 순차적으로 내수 적용하는 과정에 기간이 많이 소요돼 차별화 논란이 된 적도 있었다.
최근 투싼이나 스포티지 차종은 북미에서 인기가 좋아 북미 현지 딜러숍에 가면 북미 생산 투싼도 있고 국내 생산 투싼도 있어서 두 종류의 차종이 판매되는 것을 볼 수 있다.
회사가 일원화 개발을 추진하고 있어 이러한 시장상황에 신속하고 유연하게 시장 공급이 가능해졌다고 생각한다. 내수·수출 이원화 논란에 대해서는 이제 걱정하지 않으셔도 된다.
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이에 따라 다양한 고장 메커니즘에 따라 설계 대책을 적용하고 있다. 예를 들어 냉각수가 누수된다거나, 내부에 제조 불량이 있다거나, 배터리 셀에 결함이 있다거나 하는 경우에도 화재 발생 가능성이 있다.
그런 상황이 발생하더라도 외부로 나오지 않도록 안전 기술을 단계적으로 개발 중이라 전기차 배터리 안전성을 확보하는 방향으로 가고 있고 여러가지 측면에서도 기술을 개발 중이다.
사전 진단 기술로 화재가 나기 전에 미리 조치할 수 있도록 하거나, 열폭주 시 전이 방지 기술, 차량 부문과 협업을 해서 충돌 상황에서 안전성을 확보할 수 있는 기술 등을 지속해서 개발할 예정이며 이를 통해 전기차 안전성은 지속 개선될 것으로 판단된다.
김창성 기자 solrali@mt.co.kr
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