빠르고 안전한 ‘캐스퍼’… 작은 車 한계 기술로 극복

전기자동차로 거듭난 ‘캐스퍼’가 빠르고 조용해졌다. 편의 사양도 차급을 뛰어 넘는 수준으로 개선됐다. 특히 동급 차량에선 보기 힘든 가속페달 오작동 방지 장치까지 넣어 안전성 확보에 심혈을 기울였다. 기존 차체 크기의 한계를 디자인으로 극복해 공간 활용성을 높인 것도 장점으로 꼽힌다.

지난 6일 현대차는 서울 강남구 봉은사로 한 건물에서 ‘캐스퍼 일렉트릭 테크 토크’ 행사를 열었다. 캐스퍼에는 현대차 최신 기술 역량이 다각도로 반영됐는데, 각 분야 연구진들이 직접 개발 과정을 공유하며 신차 이해도를 높였다.

캐스퍼는 전임 문재인 대통령의 광주형일자리 사업의 결과물로 주목을 받은 차다. 지난 2021년 문 전 대통령이 차량을 구입하며 직접 홍보에 나서기도 했다.

이번 캐스퍼 일렉트릭은 전장이 길어졌다. 캐스퍼 내연기관의 전장이 3595mm였는데, 전기차는 3825mm(+230mm)다. 경차 요건인 3.6m를 넘어섰다. 따라서 캐스퍼 일렉트릭은 경형 전기 SUV가 아니라 콤팩트 전기 SUV가 된다.

또한 캐스퍼 일렉트릭은 여유로운 도심주행이 가능한 315km의 1회 충전 주행가능거리를 확보했다. 가격은 세제혜택 후 2990만 원부터 책정될 가능성이 높다. 정부 및 지자체 보조금을 고려할 경우 2000만 원 초중반대의 실구매가를 추정할 수 있다. 49kWh의 NCM 배터리를 탑재했고, 30분만에 배터리 용량 10%에서 80%까지 충전이 가능하다.

캐스퍼 개발을 주도한 정헌구 MSV프로젝트3팀 책임연구원은 ”캐스퍼 내연기관 모델 출시 이후 소비자들의 불만의 소리를 귀담아들었다“며 ”가장 많은 비중이 부족한 동력 성능과 실내 장치의 저가형 소재“라고 말했다. 이어 ”캐스퍼 일렉트릭으로 상품성의 획기적 개선이 필요했다“며 ”그 결과 1회 충전 주행 가능 거리 315km를 달성한 동력 시스템, 증대된 휠베이스를 바탕으로 넓어진 공간효율성, 차별화된 전기차 사용성 제공 등의 상품성을 구성할 수 있었다”고 덧붙였다.

주행거리 확보는 캐스퍼 일렉트릭의 중점 사안이었다. 도심과 근교 주행을 충전 걱정 없도록 300km 이상을 확보해야하는 게 연구진들의 의견이었다. 지정훈 MSV엔지니어링솔루션팀 책임연구원은 “전장이 길어지면서 경차 혜택을 놓치기는 했지만 그 대신 친환경 전기차 혜택과 300km 이상의 최대 주행거리, 그리고 쾌적한 실내 공간을 얻었다”고 말했다.

늘어난 휠베이스 덕분에 뒷좌석 공간이 넓어지는 효과도 봤다 하부에 배터리가 탑재되기 때문에 후석 탑승자의 레그룸 확보가 필요했고, 이를 위해 착좌 위치를 뒤로 80mm 옮겼다. 그러고도 남은 100mm는 러기지 공간에 돌렸다. 이에 따라 적재 공간은 47ℓ 커진 280ℓ의 용량을 확보했다(VDA 기준). 후석 시트를 앞으로 전부 밀면(앞뒤 최대 80mm) 최대 351ℓ까지 확보할 수 있다.

앞좌석은 신기술을 투입하고 설계를 변경해 거주성과 사용성을 높이는 방향으로 개선했다. 기계식 자동 변속 레버 대신 컬럼식 변속 레버(SBW)를 운전대로 옮겼고, 여기서 확보된 센터페시아 공간에 스마트폰 무선 충전기와 V2L을 탑재했다.

센터페시아는 돌출된 양을 45mm 줄여 조수석으로 타고 내릴 수 있는 워크 쓰루 공간을 개선했다. 컵홀더도 사이즈를 키우고 센터 암레스트에 방해받지 않도록 위치를 앞쪽으로 당겼다.

캐스퍼 일렉트릭의 외관 디자인에는 ‘현대차 EV 라인업’의 패밀리룩을 위해 ‘레이저 패터닝’이라는 정교한 디자인 공법이 투입됐다. 레이저 패터닝(에칭) 공법은 표면을 레이저로 태워 이미지 또는 각인을 새기거나 표면을 박리(부분적으로 떨어뜨림)시키는 기술이다. 현대차 모델 중에는 아이오닉 5의 가니시 히든 라이팅을 비롯해 팰리세이드의 리어 램프, 그랜저 및 코나의 심리스 호라이즌 램프 등에 이 기술이 사용됐다.

아이오닉 5로부터 시작된 현대차 EV 라인업에는 공통적으로 ‘픽셀 그래픽’이 들어가 있다. 크고 작은 사각의 점들을 이어 하나의 선처럼 보이게 만든 디자인을 말한다. 픽셀 그래픽은 캐스퍼 일렉트릭에도 빠뜨리지 않고 넣었다. 전면과 후면의 조명장치에 이 정교한 기술을 넣어 ‘EV 패밀리룩’을 따르게 했다.

특히 현대차는 캐스퍼에 페달 오조작 안전보조(이하 PMSA) 기술을 탑재해 경쟁력을 크게 높였다. 캐스퍼 일렉트릭의 PMSA는 전후방 1m 이내에 장애물이 있을 때에만 작동한다. 예를 들어 전방 1m 앞에 다른 차량이 있는데도 운전자가 가속 페달을 갑자기 깊숙하게 밟을 때 차는 이를 운전자의 오조작으로 판단한다. 이 경우 캐스퍼 일렉트릭은 구동력 및 제동력을 제어하 충돌을 방지한다.

ADAS 기술 중 주차 충돌방지 보조(PCA) 기능과 유사해 보이지만, 가속 페달을 일정 속도 이상으로 밟을 때 작동한다는 점이 다르다.

PMSA는 정차 또는 정차 후 출발시, 조향각 430° 이하, 25도 이하의 구배(지면 기울기)의 경우에만 작동한다. 장애물과의 거리에 따라 1차(1m 이내)로 구동력을 0에 가깝게 제어하고, 거리가 가까워지면 2차(60cm 이내)로 유압 제동을 제어해 충돌을 방지한다.

하정우 차량구동제어팀 책임연구원은 “ADAS 제어기 또는 BCM이 장애물에 대한 초음파 신호를 받아 차량 구동 제어기인 VCU에서 장애물의 거리를 판단한다”며 “현재 캐스퍼 일렉트릭에 들어간 초음파 센서가 1M 거리의 장애물을 인식할 수 있기 때문”이라고 말했다.

다만 캐스퍼 일렉트릭의 PMSA는 아직은 매우 제한적 조건에서만 작동한다. 일상 주행 중 가속 페달 오조작을 막을 수 있는 장치는 아니다. 그럼에도 불구하고 캐스퍼 일렉트릭의 PMSA는 ‘페달 오조작 방지 보조’를 시작했다는 점에서 의미가 있다. 고령 운전자의 경우는 실제 1미터 이내 페달 오조작 사례가 많다고 한다.

하정우 차량구동제어팀 책임연구원은 “우리는 이미 PMSA 2.0을 연구하고 있다. 장애물 감지 거리를 확대해 안정적인 정차가 가능하도록 개발 중이다”고 말했다. 차차 일상 주행 중에 발생하는 가속 페달 오조작 사고도 미연에 방지할 수 있을 것으로 보인다.

현대차가 캐스퍼 일렉트릭에 PMSA를 적용한 이유는 세계적으로 고령 운전자에 대한 법규를 강화하려는 움직임이 일고 있기 때문이다. UN 산하 유럽 경제 위원회(UNECE)는 내년 6월 정차 중 페달 오조작에 대한 안전 기능을 법규(ACPE)로 제정할 예정이다. 현대차는 이 법규에 선제적으로 대응하기 위해 캐스퍼 일렉트릭부터 PMSA를 넣었다. 주력 소비자층인 사회 초년생이 운전에 서툰 경우가 많다는 점도 고려했다.

현대차가 중점적으로 공들인 것은 승차감 개선이다. 특히 PE 시스템을 차체에 고정하는 체결 부품인 마운트에 일반적으로 쓰이는 고무 소재의 부싱보다 충격 흡수 능력을 강화한 하이드로 부싱을 선택했고, 동급 모델에서 주로 사용된 밸브보다 한 차원 높은 튜닝 자유도를 가진 어드밴스드 밸브를 앞뒤 쇽업소버에 사용했다.

NVH 성능을 높이기 위해서는 플로어 패널 곳곳에 최적의 효과를 낼 수 있도록 위치와 면적을 개선한 제진재를 투입했다. 뒷바퀴에서 발생하는 소음을 줄이기 위해서는 리어 휠가드의 면적을 키웠고, 8.5mm의 러기지 보드를 사용했다.

PE시스템에서 발생하는 고주파 소음이 실내로 유입되는 경로를 분석해 소음을 저감하는 설계도 반영됐다. PE 시스템에서 발생하는 고주파음이 후드 양끝 상단 부위를 통해 실내로 유입되는 양이 많다는 점을 파악했고, 이 부위에 별도의 흡차음재를 추가로 사용해 고주파 소음을 효과적으로 억제할 수 있었다.

캐스퍼 일렉트릭의 배터리는 LG 엔솔과 합작 법인에서 공급하는 셀을 사용한다. 30만km의 주행 테스트를 거치는 등 안전한 배터리를 위한 노력을 기울였다는 게 현대차 개발진의 설명이다. 정진수 동아닷컴 기자 brjeans@donga.com