르노 이오랩 컨셉트카는 미래의 친환경 기술을 총합한 쇼카 형태의 모델이다. 모터쇼장에 전시만을 위한 것이 아니고 실제 도로 주행이 가능하다는 점이 다르다. 포인트는 최고의 연비를 위해 모든 기술을 동원했다는 점이다. 이오랩이 양산될 가능성은 없다. 다만 연구개발을 진행하는 동안 실용화가 가능한 기술들은 앞으로 나올 신차에 적용된다.

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스국장)

르노에 따르면 이오랩에는 100가지에 달하는 혁신적인 기술이 탑재됐다. 현 시점에서 적용된 기술들은 2016년 20~30%, 2018년 50~60%, 2022년 80~90%의 새로운 기술들을 추가로 적용할 계획이다.

개발 목표는 클리오 대비 차체 중량 400kg 저감, 공기저항 30% 저감, 2리터로 100km를 주행하는 차를 만드는 것이다. 르노는 1994년에 베스타Ⅱ(VESTAⅡ)라는 1.94리터로 100km를 달리는 프로토 타입을 제작한 적이 있다. 파리 보르도간 실제 도로 주행에서 얻은 데이터다.

앞의 조건을 만족시키면서도 매력적인 스타일링을 해야 하며 성능과 승차감에서도 일반 승용차에 뒤지지 않아야 한다는 점도 강조했다. 여기에 구입 비용을 포함한 경제성도 만족시킬 수 있어야 한다는 전제를 충족시켜야 한다.

이오랩 컨셉트의 주제는 경량화와 에어로다이내믹의 극대화, 그리고 Z.E. 하이브리드 기술이다. 차체 중량은 비슷한 크기의 클리오의 1,205kg보다 400kg나 가벼운 805kg. 고장력 강판 알루미늄, 마그네슘 등의 경량 소재를 이용해 차체 중량을 최대한 낮췄다. 르노에 따르면 차체 중량을 10kg 줄이면 1g/km의 CO2 감소 효과가 있다. 이론상 가능한 공인 연비는 119.8km/L에 달하고 CO2 배출량은 22g/km에 불과하다.

포스코와 공동으로 개발한 마그네슘으로 제작한 루프는 무게가 4kg, 생트 고방(Saint Goban)과 공동 개발한 윈드실드는 2.6kg에 불과하다. 브레이크도 마스터 실린더가 필요 없는 구조이며 모든 시스템을 하나의 경량 유닛에 통합시켰다. 브레이크 시스템은 비슷한 제동력의 타 유닛 대비 14.5kg이 가볍다. 145/75R/17 사이즈의 초저저항 타이어는 미쉐린이 공급했다.

경량화의 목표는 당초 15~20%였다고 한다. 목표는 제작 호환성과 비용 등도 고려했다. 강판과 폴리머를 주로 사용했다. 더불어 알루미늄과 마그네슘 등을 사용한 하이브리드 차체를 원칙으로 했다. 알루미늄과 카본 파이버를 통한 경량화가 아닌 기존의 스틸을 통한 경량화하는 방법을 택했다. 물론 보디 셀은 알루미늄과 마그네슘, 폴리머 플라스틱이 적용됐지만 기본적으로는 스틸의 비중이 높다.

Z.E. 하이브리드 시스템(배터리 포함) 때문에 145kg이 추가됐지만 차체에서 130kg, 트림과 편의 장비에서는 110kg, 섀시에서 160kg을 줄였다. 구체적으로는 서스펜션 70kg, 파워트레인 60kg, 전장품에서는 20kg의 경량화를 이뤄냈다. 후드의 무게는 2.5kg에 불과한데 컨셉트카는 오픈되지 않는다.

르노가 공개한 새 스틸 해법은 VVHEL(Very Very High Elastic Limit)이다. 기존의 강성은 유지하면서 무게는 낮춘 게 특징이다. 르노에 따르면 VVHEL은 1,200~1,500 MPa 사이의 강성을 유지하고 있다. 이는 기존 르노 차에 쓰이고 있는 VHEL보다 200~500 MPa가 높은 것이다. 인장 강도도 150kg/mm2로 올라갔다. 섀시의 리어 멤버는 모두 알루미늄으로 제작했다. 경량화와 보디 강성을 모두 만족한다는 설명이다. 그리고 기존에 여러 조각으로 나눠져 있는 작은 부품들을 하나로 단일화 했다. 무게와 비용에 도움이 되는 기술이다.

루프는 마그네슘으로 만들었다. 마그네슘은 매우 가볍다는 장점이 있지만 비싸고 부식에 취약하다는 약점이 있다. 그렇기 때문에 현재까지는 실내의 일부 부품에만 쓰인다. 하지만 한국의 포스코는 부식에도 강한 마그네슘 강판을 개발했다. 현장에 참석한 포스코 관계자는 아직도 개발의 여지가 많다며 더 많은 자동차들이 마그네슘을 사용할 수 있는 가능성을 찾고 있다고 밝혔다.

루프와 패널, 시트 프레임 등에도 적용이 가능하다. 마그네슘 루프의 무게는 단 4.5kg으로, 스틸 루프(10kg)의 절반에도 미치지 못한다. 포스코는 이외에도 TWIP(Twinning Induced Plasticity)로 불리는 차세대 스틸 알로이와 2000HPF(Hot Press Forming/Hot Stamping)를 개발했다. 르노삼성의 SM7 노바에는 세계 최초로 리어 시트 뒤쪽에 마그네슘 패널을 적용하기도 했다.

열가소성 레진은 이오랩 개발 팀과 부품 회사가 공동으로 개발했다. 새 열가소성 레진은 기존의 레진보다 재활용이 쉽다는 장점이 있다. 그리고 앞 뒤, 중안 플로어 팬, B 필러, 로어 크로스 멤버 같은 다양한 부위에도 사용이 가능하다.

일반적으로 전체 차량 무게에서 런닝 기어가 차지하는 비중은 20%에 육박한다. 클리오의 경우 런닝 기어의 무게만 225kg이다. 르노는 서브프레임 등을 스틸에서 알루미늄으로 바꿔 무게를 크게 줄였다. 이오랩의 서브프레임 무게는 5.3kg, 클리오는 14kg이다. 뿐만 아니라 서스펜션 암은 1.8kg, 허브 캐리어는 5kg, 리어 암에서는 9kg을 저감했다.

에너지 회생 기능이 있는 브레이크는 독일의 콘티넨탈과 공동 개발했다. 주요 부품을 경량 소재로 바꿔 브레이크에서만 14.5kg을 경량화 했다. 반면 제동력은 그대로 유지된다. 프런트 디스크는 스틸과 알루미늄의 합성 소재이며 패드는 스틸이다. 리어 브레이크는 드럼식이지만 이 역시 알루미늄으로 무게를 덜어냈으며 자동 주차 브레이크 기능도 지원한다.

유럽 최고 수준, 세계적으로는 일본의 아사히에 이어 두 번째로 높은 기술력을 보유했다고 하는 생 고뱅은 유리를 공급했다. 이오랩의 앞 유리의 두께는 3mm까지 줄였고 이는 기준치보다 1.5mm가 얇다. 하지만 안전 기준을 위한 강성은 그대로 유지되고 있다. 그리고 뒷유리는 폴리머로 대체했다. 이오랩 유리의 전체 무게는 21kg으로 클리오(28kg) 대비 7kg이 가볍다. 생고뱅은 기아자동아 K9의 헤드업 디스플레이를 위한 유리도 공급했다. K9 헤드업 디스플레이의 높은 시인성에 기여했다. 포레시아가 공급한 시트 프레임은 기존 B 세그먼트 대비 35kg이 가볍고 전체 사이즈는 30%가 감소했다. 이를 통해 보다 넓은 실내 공간을 확보할 수 있었다.

100개 이상의 신기술들이 채용된 이오랩은 분명 주목을 끌만한 모델이다. 모두 상용화를 염두에 두고 개발한 기술들로 개발 과정을 통해 안전성 등이 입증되면 앞으로 나올 르노의 신차에 적용될 예정이다. 플러그 인 하이브리카를 만들면서도 효율성을 우선으로 한다는 다른 메이커들과의 발상의 차이가 있다.

궁극적으로 1리터로 100km 주행을 목표로 개발되고 있는 이 기술들이 실차에 하나 둘 적용이 되면 현재도 메이커 평균 115g/km로 유럽 최고 수준인 르노의 이산화탄소 배출량은 지금보다 훨씬 낮아질 것으로 보인다. 물론 소비자의 입장에서는 이 시대 최대의 화두인 연비 성능 향상이라는 혜택을 보게 된다.