현대자동차, CES 2024서 수소와 소프트웨어로의 대전환 청사진 공개

현대자동차는 1월 9일(화)부터 미국 라스베이거스에서 열린 CES 2024에 참가해 그룹 차원의 역량이 담긴 미래 기술을 대거 선보였다.

현대자동차는 ‘수소와 소프트웨어로의 대전환 : Ease every way’를 주제로 진행된 CES 발표에서 현대자동차의 역할을 수소에너지 생태계 완성과 소프트웨어 중심으로의 대전환을 통해 모빌리티의 ‘이동’ 측면을 넘어 더 나은 세상을 위한 ‘인간 중심적인 삶의 혁신’을 실현함과 동시에 일상 전반에 편안함을 더하는 것으로 정의하고 관련한 미래 비전을 소개했다.

특히 현대자동차는 올해 CES에서 라스베이거스 컨벤션 센터(LVCC) 웨스트홀에 CES 2022 대비 3배가량 더 넓은 2006㎡(약 607평) 규모의 전시 부스를 마련하고 미래 사회 구현을 위한 수소와 SDV 관련 기술들을 소개하는 전시물과 시연을 동반한 미래 모빌리티 콘셉트 3종을 공개했다.

현대자동차는 이번 전시를 통해 수소 및 소프트웨어 주요 실증 기술 소개와 미래 모빌리티 기술을 통한 인간 중심의 미래 비전에 대한 고객 경험을 제공할 예정이다.

◇ 수소 사회로의 전환 : 누구나, 어느 것에나, 어디에서나 수소를 사용한다

현대자동차는 2021년 ‘2045 탄소중립’을 선언하고 제품 생산을 비롯한 밸류체인 전 영역에서 탄소 저감을 위한 노력을 펼치고 있다.

이번 CES에서 현대자동차는 기존 연료전지 브랜드인 HTWO를 그룹사의 수소 밸류체인 사업 브랜드로 확장하겠다고 선언했으며, 수소 사회로의 전환을 앞당길 ‘HTWO 그리드(Grid)’ 솔루션을 발표했다.

현대자동차그룹의 수소 밸류체인 사업 브랜드인 ‘HTWO’는 그룹 내 각 계열사의 역량을 종합해 수소의 생산, 저장 및 운송, 활용 등 모든 단계에 고객의 다양한 환경적 특성과 니즈에 맞춰 단위 솔루션(Grid)을 결합해 최적화된 맞춤형 패키지를 제공한다.

HTWO 그리드 솔루션을 통해 수소 산업의 모든 밸류체인을 연결함으로써 생산부터 활용까지 수소 사업의 성장을 견인할 수 있을 것으로 전망된다.

HTWO 그리드 발표와 더불어 현대자동차는 전시 부스에 수소 생태계를 △생산 △저장·운송 △활용 등 세 가지 단계로 구분해 각 단계마다 실제 적용될 기술들을 살펴볼 수 있는 미디어 테이블을 전시하고, 수소 사회로의 전환을 앞당길 현대자동차의 미래 방향성을 선보였다.

1. 생산 단계

먼저, 생산 단계 테이블에서는 자원순환형 수소 생산 기술인 △P2H(Plastic-to-Hydrogen) △W2H(Waste-to-Hydrogen), 재생에너지 기반 생산 기술인 △그린 수소 공정을 살펴볼 수 있다.

현대자동차는 일상생활에서 발생하는 쓰레기를 수소로 바꾸는 자원순환형 솔루션 개발 및 상용화를 추진하고 있다.

P2H는 폐플라스틱을 원료로 활용해 현대엔지니어링이 자체 개발한 용융 기술에 가스화 기술, 합성가스 정제 기술 등을 접목해 수소에너지를 생산하는 공정이다.

W2H는 가축 분뇨, 음식물 쓰레기 등 유기성 폐기물로부터 생기는 바이오 메탄을 수소로 바꾸는 공정으로 현대건설과 현대로템이 연계해 기술개발 사업을 고도화하고 있다.

현대건설, 현대로템이 보유한 W2H 공정 실증 기술은 미디어 테이블 옆에 자리한 디오라마를 통해 바이오가스 수집→수소 생산→탄소 포집→수소 충전소까지 전반적인 과정과 핵심 시설들을 보다 상세하게 살펴볼 수 있다.

그린 수소는 태양광·풍력·수력과 같은 재생에너지를 통해 생산된 전력을 수전해 기술을 활용해 청정 수소를 생산하는 기술이다. 현재 현대건설과 현대엔지니어링이 안정적인 수전해 플랜트 구축과 운영을 위해 역량을 집중하고 있으며, 전북 부안과 충남 보령의 수소생산기지 구축 사업에 각각 참여해 국내는 물론 글로벌 수소 경제 구축에 기여하고자 노력하고 있다.

2. 저장·운송 단계

저장·운송 단계 테이블에서는 현대글로비스가 구축하고 있는 수소 물류 비즈니스 과정과 수소를 운반하는 방법 중 하나인 암모니아 운반선에 관한 내용을 확인할 수 있다.

누구나 평등하게 수소에너지를 활용하기 위해서는 안정적인 수소 공급이 필수적이다. 이에 현대글로비스는 수소 물류 · 유통 역량을 기반으로 다가올 수소 사회를 대비하고 있다.

기본적으로 수소는 육상과 해상으로 유통된다. 먼저 수소의 육상 운송 및 유통 흐름은 생산-출하-운송-소비 4단계로 구분된다. 생산된 수소는 유통을 위한 가공 단계를 거친 뒤 고온 압축돼 튜브 트레일러로 주입 후 출하된다. 튜브 트레일러에 저장된 수소는 수소 운반 트럭을 통해 수소 충전소, 산업체 등으로 판매되고 사용된다.

해상 운송 방법은 액화수소 형태로 운반하는 방법과 암모니아 형태로 저장해 운반하는 방법 2가지로 분리된다. 이중 암모니아는 액화수소와 달리 상온에서 비교적 쉽게 액화하며, 단위 부피당 약 1.7배의 수소를 더 저장할 수 있어 대량 운송에 용이해 효과적인 수소 해상 운송법으로 주목받고 있다.

현대글로비스는 글로벌 최대 규모의 원자재 트레이딩 기업 중 하나인 ‘트라피구라(Trafigura)’와 화물 운송 계약을 맺고 2024년 초대형 암모니아 운반선 2척을 인도한 후 최대 10년간 암모니아를 비롯해 액화석유가스(LPG)를 장기 운송할 계획이다.

또한 현대글로비스는 현재 충남 당진의 수소출하센터 하이넷에서 수소 충전소까지의 수소 운송을 담당하는 등 체계적인 수소 물류 비즈니스를 구축하고 있으며, 수소 물류 및 유통 역량을 기반으로 모두가 안정적인 수소에너지를 공급받을 수 있는 수소 사회를 준비해가고 있다.

3. 활용 단계

마지막 활용 단계에서는 고객이 원하는 용도와 규모에 맞춰 현대자동차그룹이 제공하는 다양한 수소 모빌리티 솔루션을 만나볼 수 있다.

엑시언트 수소전기트럭(XCIENT FUEL CELL)은 현대자동차가 세계 최초로 양산한 대형 수소전기트럭으로 스위스, 독일 등 세계 주요 시장에서 친환경성과 우수한 기술력을 인정받았다. 이외에도 북미 시장에 특화된 ‘엑시언트 수소전기트럭 트랙터’의 양산형 모델을 선보였다.

현대자동차는 수소전기트럭을 기반으로 고객사들이 원하는 최적화된 수소 모빌리티 통합 솔루션을 제공하기 위해 글로벌 이커머스 기업과의 친환경 물류 운송 분야를 포함해 파트너사와의 협력을 강화하고 있다.

이동형 수소연료전지 발전기(Mobile hydrogen fuel cell generator)는 별도의 보조 전력저장장치 없이 연료전지 시스템만으로 전기를 공급하는 방식으로 160㎾의 최대 출력을 갖춰 전력 공급이 어려운 지역이나 정전 등 비상 상황이 발생했을 때 전기 공급이 가능하다.

그뿐만 아니라 친환경 충전 인프라가 활용되는 전기차 모터스포츠 대회인 ETCR(Electric Touring Car Racing) 등 다양한 분야에서 사용될 수 있어 활용 범위가 매우 넓은 것이 강점이다.

현대자동차는 ETCR에 출전하는 모든 참가 업체들이 원활하게 고성능 전기차를 운영할 수 있도록 수소연료전지 시스템을 통한 충전 인프라를 구축했으며, ETCR의 경주차들은 현대차그룹의 연료전지 발전기가 생산한 전기로 배터리를 충전했다.

또한, 이동형 수소연료전지 발전기의 구동 원리를 쉽게 이해할 수 있는 절개 모형이 전시돼 상세한 구조를 살펴볼 수 있다.

수소전기트램은 공기 정화와 청정공기 생산 및 도시의 미관을 높이는 친환경 모빌리티로 수소연료전지와 전기 배터리를 조합한 하이브리드 방식으로 운행된다. 95kW 용량의 수소연료전지 4대가 설치돼 최대 150km 주행이 가능하며, 운행 시간당 약 800μg의 미세먼지를 정화하고 107.6kg의 청정공기를 생산한다.

현대로템은 독자적인 수소차량 플랫폼을 기반으로 수소전기트램의 일상화를 추진하고 있다. 지상에서의 전기 공급이 필요한 기존 유가선 트램과 달리 전력선 위험이 없는 완전 무가선 방식의 안전한 수소전기트램을 개발하고 있다.

또한 앞으로 수소전기동차, 수소전기기관차, 수소전기고속열차 등 라인업 확장을 통해 고객과 소통할 계획이다.

이외에도 현대제철이 2050년까지 넷제로(Net-Zero)[4] 달성을 목표로 준비하고 있는 그린스틸 생산체제를 선보인다.

그린스틸은 탄소 배출을 최소화하는 방식으로 철강을 생산하는 공법이다. 철강 생산 과정에서 기존의 고로 대신 전기로로 교체해가는 친환경 공정을 비롯해 석탄에너지 대신 수소에너지 및 신재생에너지를 적용해 탄소 배출을 대폭 감소시킬 수 있다.

현대자동차는 이러한 HTWO 그리드의 개념과 그룹사 차원에서의 수소 실증 사업 및 핵심 기술들을 설명하는 영상을 전시 부스에서 상영하면서 현대자동차의 수소 비전이 현실이 되도록 그룹 차원에서 지속 노력하고 있음을 설명한다.

◇ 소프트웨어 패러다임 전환 : 차량을 넘어 주변 환경까지 SDx로 확장한다

현대자동차는 이번 전시에서 일상의 경험을 새롭게 할 ‘스마트 모빌리티 솔루션 프로바이더’가 되기 위한 AI와 SW의 중요성을 강조하며 차량을 넘어 주변의 모든 환경까지 AI와 SW로 정의하는 ‘SDx(Software-defined everything)’로의 확장을 촉진하는 SDV 핵심 기술과 현재의 실증 서비스를 소개하는 전시물과 영상을 선보였다.

해당 전시는 현대자동차그룹의 글로벌 소프트웨어 센터 포티투닷(42dot)과 협업을 통해 진행됐다.

SDV 전기·전자 아키텍처(New Electrical·Electronics Architecture for SDV Demo)는 SDV의 핵심 하드웨어 구조를 구현한 것으로 차량의 카메라, 레이더, 센서들이 도로를 인식하고 차량에 내장된 통합 제어기가 작동해 자율주행이 이뤄지는 동작 구조를 구현한 전시물이다. 통합 제어기 HPVC를 중심으로 SDV화돼 한층 단순해지는 차량의 하드웨어 구조를 직관적으로 볼 수 있다.

판교에서의 주행 장면을 바탕으로 실제 자율주행 시 일어나는 도로 환경에 따라 좌회전·우회전 등이 구현되고, 자율주행을 위한 통합 제어기와 컨트롤러가 작동되는 데이터의 흐름은 LED로 표현됐다.

또한, 핵심 안전 기능 중 하나의 제어기가 고장이 나도 다른 제어기를 작동시켜 안전한 주행을 이루는 ‘내결함성(fault tolerance)’ 기능이 작동되는 모습까지 확인할 수 있다.

SDV 아키텍처 옆에 전시된 HPVC(high-performance vehicle computer)는 SDV 핵심 기술들을 통합한 하드웨어로 SDV의 모든 제어기들을 통제하며 소프트웨어 기술들이 차에 적용될 수 있도록 도와주는 SDV의 두뇌 역할을 수행하는 통합 제어기다.

HPVC는 운전자의 주행을 돕고 차량 내부에서 생성되는 데이터 간의 게이트웨이 역할을 하며 고성능 컴퓨터로서 차량의 성능, 안전, 편의성을 크게 향상시키는 역할을 담당한다.

부스 내 중앙 소프트웨어 구역의 6개 미디어 테이블 중 하나에 전시된 두 가지 HPVC 모델은 포티투닷에서 개발 중인 컴퓨터로 각각 발열을 공기로 식히는 공랭식과 물로 식히는 수랭식이다.

포티투닷은 HPVC와 제어기들로 재편되는 하드웨어뿐 아니라 이를 기반으로 차량 내 애플리케이션을 안정적이고 효율적으로 작동하도록 해주는 운영 체제인 SDV OS도 개발하고 있다.

HPVC 전시물 주위에 자리 잡은 5개의 미디어 테이블에서는 포티투닷에서 개발 중인 SDV 핵심 기술 5가지와 더불어 그룹 차원으로 다양한 모빌리티 서비스 영역에서 운영하고 있는 실증 서비스들을 소개하는 영상을 볼 수 있다.

영상으로 소개되는 핵심 기술 5가지는 다음과 같다. · HPVC and SDV OS: 현대식 데이터센터형 차량용 제어기와 안전하고 업데이트가 쉬운 운영체제 · Data-Driven Learning Systems: 머신러닝 운영인 MLOps(Machine Learning Operations)과 데이터 운영인 DataOps(Data Operations)을 통해 지속적으로 자율주행 기술을 고도화시키는 시스템 · Safety-Designed Vehicle: 사이버보안 및 안전 주행 제어를 위한 기술 · LLM for Advanced Mobility: SDV와 탑승자 사이의 자연스러운 의사소통을 지원하는 대화형 AI 비서 · Self-Managed Smart City: 차량을 넘어 도시까지 확장되는 SDV 기술

이외에도 현대자동차그룹은 수요응답형 셔틀인 ‘셔클’, 자율주행 플랫폼 ‘TAP’, 로보택시 등 SDV 기술 기반의 여러 실증 서비스를 운영하며 SDV 기술 고도화를 위한 데이터 자산을 축적하는 중이며 이와 관련한 영상도 전시에서 함께 공개했다.

◇ DICE·SPACE·CITY POD, 인간 중심 비전을 구현한 미래 모빌리티를 경험하다

현대자동차그룹은 CES 2024에서 발표한 ‘Ease every way’ 비전에 따라 이동의 편의와 자유를 경험할 수 있도록 모두의 삶이 자연스럽게 연결되는 수소 기반의 모빌리티 서비스 콘셉트를 선보인다.

이번 전시에서 퍼스널 모빌리티부터 공공 모빌리티, 물류에 이르기까지 개인부터 도시까지 확장되는 현대자동차그룹의 인간 중심적 비전을 구현한 미래 모빌리티 콘셉트를 만나볼 수 있다.

DICE(Digital Curated Experience)는 AI를 기반으로 개인에게 최적화된 소프트웨어 기술을 통해 맞춤형 서비스를 제공하는 퍼스널 모빌리티 플랫폼이다. 3면으로 둘러싸인 디스플레이를 통해 보다 몰입도 높은 이동 경험이 가능하다.

또한, 기존의 고정형 인터페이스에서 진화된 대면형 인터페이스 ‘링패드(Ring pad)’를 통해 손쉽게 AI와 소통하고 DICE 환경을 조정할 수 있다. 링패드에는 최적의 환경을 제공하기 위한 바이오 센싱 카메라와 함께 안전을 위한 에어백 등이 탑재돼 있다.

DICE를 이용한다면 개인 기기 연동을 통해 개인의 일정과 목적지 등을 파악하고 이동하는 곳들의 명소, 식당 등 맞춤형 여정을 제안받을 수 있다.

이밖에 이동 중 갑작스럽게 일정이 변경된다면 해당 일정을 경로에 반영하고 지속적인 바이오 센싱을 통해 컨디션을 체크하며 건강 상태를 확인할 수 있는 ‘테라피 모드(Therapy Mode)’도 작동할 수 있다.

현대자동차는 DICE를 통해 공간 컴퓨팅 기반의 인터페이스로 기존의 운전자-승객 역할을 넘어 무한한 가능성을 가진 플랫폼으로 진화하는 모습을 선보이고자 한다.

DICE가 이동 중 개인화된 디지털 경험을 이야기했다면 공공 모빌리티 SPACE(Spatial Curated Experience)는 자유로운 이동성을 제공하고, 폭넓은 범위의 사용자들을 포용하기 위해 개개인의 라이프스타일을 이동 공간으로 가지고 들어와 맞춤화된 공간 경험을 전달한다.

SPACE-Mobility는 다양한 탑승객들의 니즈를 충족하기 위해 사용자 조건에 맞춘 최적화된 공간과 맞춤형 시트를 제공하고 지상고 제어 기능을 통해 휠체어, 마이크로 모빌리티, 반려동물 등에 편안한 승하차를 지원한다.

이와 더불어 도어에 배치된 투명 대형 디스플레이를 통해 맞춤형 콘텐츠를 즐길 수 있으며, 인테리어 콘솔에 적용된 AI 에이전트와의 교감으로 여정 중에 필요한 다양한 정보를 얻을 수 있다.

그뿐만 아니라 SPACE는 이동을 넘어 ‘Pavilion(파빌리온)’이라는 열린 공간으로까지 확장된다.

수명이 다한 모빌리티의 모듈을 그대로 재사용해 구성되는 SPACE-Pavilion은 모빌리티의 생애주기를 건축적으로 재해석한 콘셉트로, 각 모듈에 다양한 기능과 사용성을 부여할 수 있는 것이 특징이다. 또한 홀로그램 인터페이스로 소프트웨어 환경과 소통할 수 있으며, 수소연료전지 시스템을 통해 에너지를 공유하는 포터블 배터리 슬롯과 다양한 충전 모듈을 제공한다.

이와 더불어 수소연료전지의 부산물인 물을 활용한 공기정화 녹조, 스마트팜, 모빌리티의 시트를 활용한 휴식 공간이 있는 지역 커뮤니티 공간으로서 사람과 도시, 로봇, 모빌리티를 한 공간에서 연결하는 허브 기능을 수행할 수 있다.

CITY POD은 소프트웨어 기술에 기반해 기존 물류 시스템의 한계를 뛰어넘는 이동성을 갖는 무인 대형 모빌리티로 모든 단계에서 유기적이고 능동적으로 움직이는 ‘자동 물류 분류 시스템’을 선보인다.

수소에너지 기술이 적용된 CITY POD은 플러그&드라이브, PND POD이 결합된 모듈 결합형 시스템을 취하고 있어 효율적이고 체계적인 미들 마일(Middle mile)과 라스트 마일(Last mile) 물류 비전을 제시한다. 각각의 POD은 필요에 따라 자동으로 연결 또는 분리되어 도로는 물론, 건물 내부에서도 고객에게 직접 물건을 전달할 수 있다.

현대자동차는 CES 기간 동안 전시장을 찾은 관람객들이 미래 모빌리티를 직접 경험해볼 수 있도록 시연할 예정이다.

이밖에 현대자동차는 보스턴 다이내믹스에서 개발한 물류 상하차 로봇 ‘스트레치(Stretch)’를 전시했다.

스트레치는 더욱 효율적이고 안전한 물류 작업을 위한 자율 로봇으로 주로 짐을 실은 트레일러와 배송용 컨테이너를 비우는 작업을 수행한다.

인공지능을 바탕으로 모든 상자에 대해 실시간으로 결정을 내리며 스스로 세운 규칙에 따라 물류를 분류하기 때문에 사전에 별도의 정보를 입력하지 않아도 작동할 수 있다. 최대 무게 50파운드(약 22.7kg)의 상자를 운반할 수 있으며 한 번에 여러 상자를 집을 수도 있는 것이 주요 특징이다.

부스 안에서 스트레치는 바닥에 놓인 박스를 운반하는 모습의 시연을 상시 진행한다.

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출처:현대자동차

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