2016년 기준 전 세계 자동차 부품회사의 매출액 순위는 로버트 보쉬가 1위, 다음으로 ZF, 마그나 인터내셔널, 덴소, 콘티넨탈, 아이신 세이키, 모비스, 포레시아, 리어, 발레오 등이 톱 10에 올라 있다. ZF는 2015년 5위였으나 TRW를 인수하면서 2위로 부상했다. 큰 틀에서 보면 기존의 자동차 부품회사들이 반도체와 IT기업들을 인수하거나 제휴를 통해 토탈 솔루션을 개발하면서 상황은 급변하고 있다. 미래 첨단 기술 개발이 급증하면서 이들의 역할이 더 커지고 있다. 이런 흐름 속에서 TRW를 인수한 ZF의 방향성을 비전 제로 비클(Vision Zero Vehicle)을 통해 알아 본다.

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스 국장)

ZF의 최근 행보 중 가장 주목을 끈 것은 TRW를 인수해 규모화를 추구한 것이다. 이 시대 화두인 자율주행차 개발을 위한 핵심인 인공지능 기술을 위해서는 독자 개발이 아닌 엔비디아(NVIDIA)와의 제휴로 해결하기로 했다. 레이저 레이더(LiDAR) 기술을 보유한 이베오(Ibeo Automotive Systems), 소프트웨어사인 더블 슬래시 넷 비즈니스(doubleSlash Net-Business)사, 극초단파(파장 10cm~1m) 레이더 등의 개발 생산을 하고 있는 아스틱스 커뮤니케이션&센서(Astyx Communication&Sensors)사, 시트 내장 부품 전문 기업 포레시아(Faurecia), 조명 전문회사 헬라(Hella)사 등에 출자하거나 제휴했다.

2017 프랑크푸르트오토쇼를 통해서는 중국 바이두와의 자율주행 자동차 공동 개발에 합의했다. ZF와 바이두는 서로의 노하우와 기술을 공유하고, 이를 통해 자율주행 및 텔레매틱스 기술 개발을 추진한다. 다른 메가 서플라이어와 마찬가지로 센서와 인공지능, 소프트웨어 등이 대부분이다. 독자적으로 개발하기에는 많은 자본과 시간이 필요하기 때문에 전문 기업과 제휴하는 것이 추세다.

ZF는 이런 행보를 통해 구현하고자 하는 것을 ‘비전 제로’라는 컨셉으로 요약하고 있다. 교통사고 제로와 배출 가스 제로를 실현하겠다는 것이다. 교통사고 제로를 위해서는 브레이크와 스티어링 휠, 안전벨트, 에어백 등이 통합적으로 작동해 사고를 막거나 손상을 최소화해야 하는데 그때 필요한 것이 각종 센서다.

그것을 ZF는 2017 프랑크푸르트오토쇼를 통해 ‘See. Think. Act(보고 생각하고 이동한다)’라는 슬로건으로 표현했다. ‘달리고 돌고 멈춘다.’는 기존의 개념을 이동한다는 한 마디로 요약한 것이 눈길을 끈다. ZF는 이 슬로건 아래 전동화와 자율주행 기술 개발에 많은 공을 들이고 있다. 

‘See (보기)는 레이더, 카메라, 레이저 스캐닝 등을 통해 차량 주위 360도를 감지 할 수 있게 된다는 것이다. Think (생각하기)는 하드웨어와 소프트웨어에 인공지능이 더해져, 자동차 스스로가 사고 할 수 있게 된다는 것이다 인공지능이 모든 것을 해결할 것인지에 대해서는 아직 확실한 결론이 나지 않았지만 지금 대부분의 관련 업체들은 같은 방향으로 가고 있다. Act (이동하기)는 이동성을 원활하게 제공하는 것을 말한다. 자동차의 본질이 ‘보고 생각하고 이동하기’로 바뀐다는 얘기이다.

ZF는 엔비디아의 차량용 컴퓨터 드라이브(Drive) PX2를 활용해 차량 제어 시스템 ZF Pro AI를 개발했다. 다양한 정보를 카투엑스(Car2X) 통신으로 다른 차량과 공유함으로써 자율주행을 위한 토탈 솔루션 구축을 목표하고 있다.

이와 함께 블록 체인 기술을 활용한 자동차용 전자 결제 플랫폼 '카 월릿(Car eWallet)'을 UBS, IBM과 공동으로 개발한다. 완전하고 안전한 자율주행 환경을 위해 주행 중 발생하는 각종 결제 자동화는 필수이다. 카 월릿은 IBM 블록 체인 기술을 기반으로 클라우드를 통해 제공된다. 주차장 및 유료 도로, 그리고 미래에 차량공유 및 주유, 충전, 심지어 배달 서비스 등의 전자 결제를 목표로 개발하고 있다.

이 프로젝트에는 유럽 80개 도시에 20만 개 이상의 주차서비스를 운영하고 있는 'APCOA'와 4만개소의 전기차 충전소를 운영하고 있는 미국의 전기차 충전 서비스 기업인 '차지포인트(ChargePoint)'도 파트너로 참여한다. 카 월릿은 전 세계 공용의 자동차 전자 결제 시스템으로 기대를 모으고 있다.

자율주행차 시대, 안전기술은 더 중요하다

자체 기술인 섀시 및 서스펜션에 대한 연구도 지속하고 있다. 전동 파워 트레인과 섀시 기술을 하나의 시스템으로 결합하여 매우 작은 공간에 수납한 차세대 모듈식 리어 액슬 "mSTARS(modular Semi Trailingarm Rear Suspension) '를 개발했다. BEV와 HEV, FCEV, 그리고 기존 4WD 모듈 등과 조합해 사용하는 것이 가능하다.

mSTARS는 드라이브 트레인과 섀시 기술을 하나의 시스템으로 통합해 설치 공간을 최소화한 것이 특징이다. 이는 독자적인 통합 디자인으로 독립한 스프링과 댐퍼를 조합시킨 효과다. 이에 따라 ZF의 전동 파워트레인이 mSTARS 시스템의 액슬에 여유있게 수납된다. ZF는 이 시스템이 하나의 자동차 플랫폼을 기본으로 다양하게 변형함으로써 세분화된 시장 요건에 대응하는 기회를 제공할 것이라고 주장한다. 변속기와 모터를 모듈화한 전기 액슬 드라이브 ‘eVD2’는 2018 년에 양산한다.

신개발 지능형 섀시 기술 ‘ICC (Integral Chassis Control) '도 개발했다. 프론트 액슬의 전동 파워 스티어링, 리어 조향 시스템 인 AKC (Adaptive Kinematic Controle), 액티브 댐핑 전자 브레이크 등의 첨단 기능을 모두 연결하고 있다. 자율주행과 전동화에 필요한 요소 기술을 통합 제어하는 시스템이다.

안전 기술로는 시트 일체형 센터 에어백을 개발했다. 차량의 중앙에 설계되는 사이드 에어백은 충돌시 탑승자가 차량 실내로 이동하는 것을 방지하는 것이다. 머리를 보호하고 탑승자끼리의 충돌을 피하기 위한 것이다.

커넥티드 영역에서도 차량과 스마트 폰, 스마트 시계 등이 연계하여 충돌의 위험을 전하는 'X2Safe 지능형 알고리즘'을 발표했다. 동시에, 카 쉐어링 및 렌터카 회사를 위한 플리트 차량 관리 응용 프로그램, 즉 커넥티드 플랫폼 ‘오픈 매틱스 대시보드 '도 제공했다. 이는 텔레매틱스, 엔터테인먼트, 엔지니어링 등을 포함한 커넥티비티 솔루션을 제공하는 것이다. 오픈매틱스가 제공하는 새로운 솔루션이 EV의 효과적인 에너지를 관리하는 어플리케이션 대시보드다.

오픈매틱스로부터 차량 고유의 데이터가 클라우드에 송신되고 사용자는 어플리케이션을 사용해 그 데이터에 항상 접근할 수 있다. 차량 관리자는 전 차량의 위치를 어플리케이션으로 확인할 수 있다. 가동률과 주행거리, 비어있는 충전소 상황 등의 정보를 실시간으로 입수 할 수 있다. 또 연료와 배터리 충전잔량 통지, 에러 매시지 등 서비스에 필요한 시간과 차량 비 가동 시간에 관련한 통지도 얻을 수 있다.

이 기능은 독일의 주요 도시를 주행하는 전동 버스의 운행 조정에 도입된다. 또 렌터카 회사도 대시보드를 사용함으로써 EV의 차량을 이용자가 원하는 경로에 맞춰 배차할 수 있다.

이런 기술 개발을 통해 ZF가 추구하는 미래를 보여준 것이 2017프랑크푸르트오토쇼를 통해 선 보인 ‘비전 제로 비클’ 컨셉이다. 교통사고 제로를 위해서는 브레이크와 스티어링 휠, 안전벨트, 에어백 등이 통합적으로 작동해 사고를 막거나 손상을 최소화해야 하는데 그때 필요한 것이 센서다.

ZF 자체 분석에 따르면 사고 회피가 불가능해져 실제로 사고가 발생할 때까지의 시간은 500ms에 불과하다고 한다. 그러니까 그보다 더 빠른 시간 내에 대처 방법을 찾아내고 그에 따라 에어백이나 스티어링 휠, 브레이크를 작동시켜야 한다. 500ms는 운전자가 판단해 대응할 수 있는 시간이 아니다.

사고를 회피하기 위해서 필요한 것이 다양한 외장 센서다. 자동차 주위 360도를 단, 중, 장거리로 나누어 인식해야 한다. LiDAR와 카메라, 레이더 등의 센서로 차 주변에 어떤 물체가 존재하는지, 가까이 오는 물체가 보행자인지, 자동차인지, 자전거인지, 어느 정도의 속도로 어떤 물체가 접근하는지를 인식한다. 각종 센서의 통합과 대응 기술이 자율주행시대 안전 기술의 핵심이라고 할 수 있다.

더불어 비전 제로 비클에는 운전자의 머리 부분을 3차원 화상으로 감시해 운전자의 상태를 파악하도록 하고 있다. 위험하다고 판단하면 디스플레이에 표시하거나 음성으로 알린다. 안전벨트를 조여서 경고할 수도 있다. 그러니까 자율주행차라고 해도 안전벨트는 아주 중요한 장비라는 얘기이다.

이론적으로는 쉽지만 실제 상황에서는 많은 어려움이 있다. 최근 볼보의 화상인식 시스템이 캥거루를 사람으로 오인했다. 두 발로 보행하면 사람, 네 발 보행은 동물로 인식하도록 하는 프로그램으로 인한 것이다. 딥러닝과 빅데이터에 대한 많은 이야기를 하지만 고해상도 카메라는 아직 남녀 구분을 못한다.

기술의 개발에는 당연히 돈이 들어간다. ZF는 2016년에도 연구개발비를 전년 대비 43% 늘렸다. 2016년 ZF의 연구개발에의 투자 총액인 약 20억 유로로 2015년의 14억유로보다 크게 늘었다. 매출액에 대한 비율은 2015년이4.8%, 2016년은 5.5%였다.
 
연구개발비가 크게 늘어난 것은 액티브&패시브 세이프티 기술 사업부와 E모빌리티 사업부에서의 개발 활동이 강화된 것이 요인이라고 밝혔다. 자율주행 시대를 위한 대응이라는 점은 같지만 추구하는 방향에서 앞 선 칼럼에서 소개한 보쉬와는 차이가 있음을 알 수 있다.