BMW/아우디/메르세데스 벤츠의 2009 테크니컬 세미나

독일 프리미엄 빅3는 해마다 그들이 개발하고 있는 최신 기술을 소개하는 이벤트를 개최한다. 전 세계 자동차 전문기자들을 대상으로 하는 이 테크니컬 세미나는 해마다 그 관심도가 높아지고 있다. 우리나라에도 한 두명씩 참여할 수 있는 기회가 주어져 필자도 2004년 BMW Technology Day 2004 Efficient Dynamics부터 매년 또는 한 두 번씩 참여해 오고 있다. 올 해에는 일정의 중복으로 참가하지 못했지만 개최된 순서대로 업체 자료 등을 중심으로 2009년의 기술들을 소개한다.

글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)

이들 독일 프리미엄 브랜드들이 개최하는 테크니컬 이벤트는 해마다 주제를 달리해 소개된다. 예를 들어 2009년 행사의 주제는 BMW가 고효율을 주제로 트랜스미션 기술을 중심으로 소개했고 메르세데스 벤츠는 안전, 아우디는 품질을 내 세웠다. 처음 테이프를 끊었던 BMW는 2004년에는 고정밀 직분사와 트윈터보를 소개했었고 2005년에는 마이크로하이브리드 기술들을 공개했다. 아우디의 첫 번째 행사였던 2007년 Techday에서는 대체 에너지에 관한 아우디의 방향성이 제시되었고 2008년에는 트랜스미션에 초점이 맞추어졌었다.

이들은 그들의 아이덴티티를 확실한 기술력을 통해 강하게 주장한다는 기업 철학을 갖고 있다. 다만 여전히 양산 메이커들에 비해 규모의 경제라는 점에서 한계가 있는 만큼 비용저감을 어떻게 풀어나갈 것인가 하는 숙제를 동시에 안고 있는 것도 사실이다. 그래서 최근 BMW와 메르세데스 벤츠의 기술제휴, BMW와 PSA푸조시트로엥의 제휴 등이 등장하고 있다. 앞으로 어디까지 발전될지 주목된다.

2008년 기준 세 브랜드의 실적을 보면 BMW가 120만 2,239대로 가장 많고 그 다음이 메르세데스 벤츠의 112만 5,900대, 그리고 창업 이래 처음으로 100만대를 돌파한 아우디가 100만 3,459대를 기록했다. 순서는 그렇지만 최근 들어 성장률에서는 아우디가 압도적이다. 미국발 금융위기로 BMW와 메르세데스 벤츠는 5~6%가량 판매가 줄었지만 아우디는 4.1%의 증가를 보인 것이다.

BMW, 효율성의 원천 에어로다이나믹스센터 공개

이들 세 브랜드 중 하이테크 이미지가 가장 강한 것은 BMW. BMW는 그들의 테크니컬 세미나를 아예 Efficient Dynamics로 정하고 있다. 그를 통해 먼저 소개했던 것이 연비성능의 향상과 이산화탄소 배출량의 저감을 위해 엔진의 다운사이징을 추구하면서 동시에 터보차저에 의해 성능은 오히려 증대시켰다는 내용이었다.

BMW는 터보래그에 의해 가솔린 엔진에의 채용이 이루어지지 않았던 터보차저를 직분사시스템에 적용해 낸 실적을 갖고 있다. 직분사 시스템은 아우디가 먼저 실용화한 기술인데 그것을 BMW는 고정밀 직분사로 한 단계 더 발전시켰다. 거기에 브레이크 에너지 회생 시스템과 아이들링 스톱 등도 앞서 개발 해 이제는 많은 양산 브랜드들까지 채용하기에 이르렀다.

그것은 결국은 효율성의 극대화로 오늘날 최대의 과제인 연비 성능의 향상과 이산화탄소 저감으로 이어진다. 이 대목에서는 다른 메이커에 비해 크게 앞서 있다는 평가를 바고 있으며 유럽자동차제조자연맹(ASEA)은 인증을 받기 위해 진행하고 있다. BMW는 그 계획을 효과적으로 실행하기 위해 새로운 연구시설을 건설해 올 해 공개했다.

BMW가 제시한 자료에 따르면 공기저항을 10% 줄이면 일반 운전자들의 실제 주행에서 2.5%의 연비저감으로 이어진다고 한다. 그 때문에 BMW는 최신의 기술을 사용해 새로운 풍동실험실을 완성했다고 했다. 최고속도 300km/h까지 시뮬레이션이 가능한 이 장치는 실차 크기의 모델뿐 아니라 다양한 크기의 모델을 사용할 수 있다. 총 면적 2만 5,000㎡에 달하는 시설의 건설 비용은 1억 7,000만 유로에 달했다고 BMW측은 밝혔다.

또 한 가지는 8단 자동변속기의 개발에 관한 것이다. 8단 AT는 토요타가 렉서스 브랜드에 처음 채용했던 기술로 그 뒤를 이어 BMW도 개발을 완료했다. 오늘날 대부분의 유럽 메이커들은 듀얼 클러치를 가진 시퀀셜 트랜스미션의 개발에 초점을 맞추고 있다. 하지만 BMW는 토크 컨버터에 의해 동력을 전달하는 자동변속기의 다단화에 대한 연구도 계속하고 있다.

BMW의 자동변속기 개발 작업은 물론 ZF 삭스와 공동으로 이루어지고 있다. BMW는 토크 컨버터는 듀얼 클러치에는 없는 많은 이점이 있으며 연비에 관해서도 개량의 여지가 있다고 주장하고 있다. 그 때문에 BMW는 신형 X5M과 X6M에 토크 컨버터식 자동변속기를 조합하고 있다. 두 모델 공히 6단 AT인데 앞으로는 8단 AT도 채용하게 된다고 한다. 여기에는 아이들링 스톱 기능도 포함된다.

대체 에너지, TM에 이어 품질을 내 세운 아우디

아우디 브랜드에 대해 일반인들이 갖고 있는 이미지는 디자인이 가장 두드러진다. TT시리즈 이후 ‘매혹적’이라는 평가를 받으며 아우디 브랜드들 일약 프리미엄 반열에 올려 놓았기 때문일 것이다. 하지만 좀 더 들여다 보면 그 안에는 ‘기술을 통한 진보’라고 하는 아우디의 슬로건이 말해 주듯이 수없이 많은 신기술을 개척해 온 역사가 내재되어 있다.

아우디측은 판매증가의 이유에 대해 디자인과 첨단 기술, 그리고 높은 품질력을 들고 있다., 특히 품질에 관해서는 독일의 ADAC(독일자동차연맹)가 2008년 실시한 조사에서 가장 신뢰성 높은 브랜드로 선정된 것으로 입증되고 있다. 그 때문에 아우디는 품질이 그들의 기업문화 그 자체라고 말하고 있다.

어쨌든 아우디라고 하면 가장 먼저 떠 오르는 것은 콰트로라고 하는 네바퀴 굴림방식이다. 1980년대부터 승용차에 적용하기 시작해 오늘날에는 모든 메이커들이 따라하게 했다. 거기에 알루미늄 스페이스 프레임으로 대변되는 경량화와 에어로다이나믹스, 그리고 직분사 엔진과 TDI 등도 아우디의 기술에 의한 것이다.

그런 아우디가 2009년 테크데이 이벤트의 주제로 품질을 내 세웠다. 아우디는 이미 오래 전부터 성능을 중시하는 유럽 브랜드들보다 앞서 인테리어의 질감과 보디워크의 완성도 등에 대한 품질을 강조해왔다. 그에 대해 아우디측은 ‘품질은 정열이고 완벽함을 추구하는 마음이다.’라고 설명하고 있다. 아우디가 말하는 품질은 다음과 같은 과정을 통해 완성된다.

우선 재료 선택에서부터 시작한다. 프리미엄 브랜드로서 무엇보다 중요한 레저 공정의 경우 소 가죽을 사용할 때 그 재료에 대한 타당성과 재품으로 완성되었을 때의 질감에 대해 철저하기 사전 검증을 한다. 그렇게 해서 선택된 레저는 실험실에서 45항목의 실험이 이루어지며 가장 높은 품질 수준을 확보할 수 있도록 관리된다. 또한 컬러링도 고객의 취향과 트렌드에 적합한지 끊임없이 연구한다. 물론 단순하게 유행을 따르는 것이 아니라 그것을 바탕으로 아우디의 DNA를 살려내는 작업도 병행한다.

차체 공정에서 이루어지는 ‘오차 제로’도 그 중 하나다. 차체의 간극을 비롯해 높낮이 차이를 균일하게 맞추는 작업부터 시작된다. 그 제로 오차의 세계를 목표로 완성차 생산 개시 9개월 전부터 시작해 완벽한 차체를 만들어 낸다. 그 후에 프레스용 공구가 완성된다고 한다. 이런 작업이 나중에 차체가 맞닿는 부분, 즉 도어와 트렁크 리드 등을 열고 닫을 때 부드럽게 함과 동시에 풍절음의 감소와 차체 강성에도 영향을 미친다.

품질에 있어 아우디가 메르세데스 벤츠나 BMW보다 더 우위에 있을 수 있는 배경에는 그룹 내 폭스바겐의 존재를 들 수 있다. 플랫폼과 부품을 공유한다는 규모의 경제의 이점을 최대한 살려 비용을 저감할 수 있고 그만큼을 품질을 향상시키는데 활용한다는 얘기이다.

물론 아우디는 그것만으로는 부족하다고 주장한다. 무엇보다 좋은 차를 만들어 내고자 하는 의지, 다시 말해 정열이 없으면 안된다고 말한다. 독일 메이커들의 엔지니어와 개발 담당자 등을 만날 때마다 느끼는 것이지만 그들은 우리가 생각할 수 없을 정도의 사명감을 갖고 있는 것 같다. 그들이 하지 않으면 안된다는 절체절명의 사고를 소유하고 있는 것 같기도 하다. 그래서 아우디는 ‘품질은 감동으로부터 만들어진다.’는 말을 할 수 있는 것이다.

적극적인 보행자 보호 시스템을 소개한 메르세데스 벤츠

메르세데스 벤츠는 안전에 대한 독보적인 행보를 계속하고 있다. 지금은 다임러 AG로 사명이 바뀌었지만 워낙에는 벤츠자동차와 다임러자동차가 1926년에 합병한 이래 다임러 벤츠사였다. 그 회사의 승용차 사업부가 메르세데스 벤츠다. 지금은 마이바흐와 스마트, AMG 등을 거느리고 있다.

메르세데스 벤츠가 올 해 선 보인 대표적인 안전 컨셉은 ESF(Experimental Safety Vehicle)2009다. 말 그대로 실험 모델이다. 하지만 단지 실험 단계의 기술뿐 아니라 곧 실용화가 가능한 다양한 안전 대책을 만재하고 있다.

그중 가장 눈길을 끄는 것은 브레이킹 백이라고 하는 에어백이다. 보디 전면의 플로어 패널상에 설계된 에어백이 충돌과 동시에 에어백과 마찬가지로 팽창해 플로어를 지면에 직접 닿지 않게 함으로써 감속 또는 가속도를 얻는다는 컨셉이다. 또 에어백이 팽창하면 차체는 야약 80mm 상승하지만 그로 인해 타이어의 제동력에는 영향을 주지 않는다고 한다.

메르세데스 벤츠는 이 시스템이 50km/h 의 속도에서 작동할 경우 약 180mm의 충격흡수존을 설계한 것과 같은 효과를 얻는다고 밝히고 있다.

또 하나는 탑승자의 신체 조건에 따라 에어백의 용적을 자동으로 조정한다는 기술이다. 작동은 비교적 간단하다. 플로어 시트의 슬라이드량에 맞춰 에어백도 사이즈가 바뀌고 구속력을 적정화 또는 공격성을 약하게도 할 수 있다. 하지만 에어백의 팽창도를 좌우하는 화약에 의한 가스 발생량을 어떻게 제어하는가 등 아직 기술적으로는 해결해야 할 숙제가 남아있다고 한다.

벨트백도 눈길을 끄는 기술 중 하나다. 안전벨트가 탑승자를 보호하는 가장 확실한 물리적인 기구인 것은 부인할 수 없다. 하지만 그 안전성은 완전하다고는 할 수 없는 것이 사실이다. 대표적인 것이 충돌시 벨트에 의한 충격이다. 그로 인해 어깨뼈라든가 골반 등에 손상을 일으킬 수도 있다. 그것을 해결하기 위해 벨트의 폭을 넓히고 그 안에 작은 에어백을 내장해 그 충격을 완화한다는 것이 벨트백의 컨셉이다.

헤드램프에 관한 기술도 발전을 거듭하고 있다. 최근 들어 내구성과 전력소모 등이 적다는 이유로 LED 의 사용 폭이 급증하고 있다. 하지만 그 광원이 갖고 있는 뛰어난 특성은 아직 사용되고 있지 못하다고 한다. 통상 주행시 대향차에게 헤드라이트로 인한 시야 방해를 하지 않기 위해 잘 사용하지 않고 있는 메인빔을 어떻게 효과적으로 그리고 적극적으로 사용하느냐 하는 연구가 이루어지고 있다.

구체적으로는 100개의 LED가 만드는 헤드라이트는 상시 점등되어 전방 시야를 확보한다. 그리고 적외선 카메라와 연동해 대향차량이 있을 경우는 그 영역만을 소등한다. 하지만 그 경우에도 예를 들면 도로 갓길에 있는 보행자 부분에는 빛을 비추어 운전자에게 주의를 환기시킨다고 한다.

그리고 올 해 메르세데스 벤츠가 발표한 신기술 중에서 가장 중요한 것은 적극적 보행자 보호 시스템이다. 보행자인식회피시스템이라고 하는 이 시스템은 스테레오 카메라를 사용하 전방을 감시하고 보행자가 오른쪽에 갑자기 뛰어 들 경우 순식간에 그것을 인식해 스티어링 휠을 자동으로 왼쪽으로 회전해 차체를 약 80mm 왼쪽으로 향하게 한다는 것이다.

말로는 간단하지만 실제 상황이 발생할 수 있는 다양한 경우의 수를 감안한 수많은 실증실험이 있었다고 한다. 중요한 것은 보행자의 인지와 그 움직임을 파악하는 것이다. 이 보행자 관련 데이터를 컴퓨터에 데이터로서 인풋하는 데에 이미 5년 이상의 시간과 100만건 이상의 케이스가 기억되어 있다. 즉 사람이 아닌 다른 물체가 나타났을 경우의 수도 포함되어 있다고 한다.

이 시스템에서 중요한 것은 2차 사고의 방지이다. 즉 보행자를 피하기 위해 왼쪽으로 방향을 전환하다가 반대 차선에서 오는 자동차와 정면 충돌할 가능성이 있다는 것이다. 그렇게 되면 별무 소용이 되고 만다. 그래서 대상물의 인지와 주변의 안전성을 파악하면서 시스템을 작동시키는 것이다. 예를 들어 보행자가 뛰어 들고 있고 반대차선에 대향차가 있을 경우에는 풀 브레이킹으로 명령이 바뀐다.

이에 대해 메르세데스 벤츠측은 현재로서는 1시간에 한 번 인지오류가 있지만 장차 완벽한 시스템으로 발전할 수 있다고 주장하고 있다. 또한 이 안전 시스템을 적용해도 유로 NCAP에 가산점이 주어지지 않는다. 그럼에도 불구하고 그런 사회적인 기준에 상관없이 메르세데스 벤츠만의 안전성 확보를 위한 연구는 계속될 것이다.