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채영석 | 닛산 신기술 6 시승기 |

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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com) ㅣ 사진 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)  
승인 2008-08-08 13:25:37

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닛산자동차가 세계 각국의 자동차 전문기자들을 초청해 그들의 기술 개발 현황을 소개하는 Nissan Advanced Technology Briefing 2008에 참가했다. 프리젠테이션을 통해 기술 개발 상황을 설명하고 프로토타입을 시승해 볼 수 있는 기회를 제공했다. 대부분 2~3년 내에 실용화가 가능한 것들이었고 기존 기술을 발전시킨 것도 있었다. 인터뷰 기사를 통해 개략적인 내용을 소개했는데 여기에서는 요코하마의 오파마 프루빙그라운드에서 실차를 타고 직접 체험한 내용을 중심으로 소개한다.

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스국장)
사진 / 한국닛산(주)

21세기 최대 화두는 안전과 환경이다. 그것을 전재로 지속가능한 자동차사회를 이어가기 위해 석유를 대신할 수 있는 새로운 에너지를 찾아야 한다. 현장에서 만난 닛산자동차의 기술개발본부장 미노루 시노하라 수석 부사장은 순수 전기차와 수소 연료전지차가 되지 않겠느냐는 의견을 피력했다. 그리고 하이브리드는 그 과정에서 과도기적으로 사용할 수밖에 없는 기술이라고 주장했다.

더불어 이미 유럽 메이커들이 주장하듯이 효율성이 최대의 과제이고 그를 위해 클린 디젤엔진을 발전시키고 HCCI엔진의 개발에 많은 힘을 쏟고 있다고 덧붙였다. 결국 닛산자동차 역시 내연기관의 효율성부터 닛산 자체 기술로 개발한 하이브리드 시스템, 그리고 연료전지 시스템에 이르기까지 다양한 파워트레인을 개발하지 않을 수 없다는 얘기이다. 다만 각 메이커들마다 사고방식의 차이는 분명하다는 것을 다시 한번 확인할 수 있었다.

같은 일본 메이커이면서도 토요타는 하이브리드에 가장 높은 비중을 두고 있지만 닛산은 그렇지 않다. 혼다와 마찬가지로 유럽메이커들과 비슷한 시각을 갖고 있다. 그러면서도 디젤엔진에 대해서는 부정적인 시각을 나타냈다. 이산화탄소 문제가 심각하다는 것을 인정하면서도 미국과 일본시장에서는 디젤차의 판매 증가가 그렇게 낙관적이지 않다고 보았다.

올 가을부터 일본에도 디젤엔진을 탑재한 자동차가 출시되지만 당분간은 트럭등 대 배기량 엔진에서만 판매가 이루어지지 않겠느냐고 말했다.

닛산자동차 역시 일본 메이커답게 장기적인 플랜을 바탕으로 연구 개발을 진행하고 있다. 물론 그것은 메이커의 철학과 성격에 따라 그들의 작업을 형상화한 것이라고 할 수 있다. 닛산자동차는 신기술에 대한 연구 및 개발(R&D)을 3단계로 나누어 하고 있다. 우선은 당장에 실용화할 수 있는 단계인 ‘하베스트 플랜(Harvest Plan)’을 시작으로 그 하베스트 플랜을 지원하는 ‘씨딩& 그로스( Seeding & Gross)’, 그리고 근본적인 토양을 비옥하게 한다는 의미의 ‘소일인리치먼트(Soilenreachment)’ 등이 그것이다.

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첫 번째인 하베스트 플랜은 상품화에 가장 가까운 기술, 성능, 기능이라고 하는 열매를 어떻게 수확하느냐 하는가를 채용 시기를 포함해 결정하는 단계를 말한다. 다음으로 씨딩& 그로스는 단어 그대로 파종과 육성이다. 이 단계에서는 중점 개발하는 핵심 기술의 특정과 개발촉진방향을 결정하고 그를 위해 조직체제와 외부와의 연계 및 제휴를 구축하고 상품화 후의 지속적인 기술 개량도 한다도 하는 의미를 내포하고 있다. 하지만 좋은 결과를 얻기 위해서는 파종과 육성만으로는 부족해 근본적으로 토양을 비옥하게 한다는 것이 소일인리치먼트다.

이 3단계 연구 개발은 각각 3개의 연구개발 조직이 담당한다. 하베스트 플랜을 담당하는 것이 닛산 테크니컬 센터(Nissan Technical Center: NTC)이고 씨딩& 그로스를 담당하는 것이 2007년 5월 완성된 닛산첨단기술개발센터(Nissan Advnced Technical Center), 소일인리치먼트를 담당하는 것이 닛산종합연구소다. 닛산자동차는 앞으로 이 3층 구조의 조직에 의해 연구와 개발을 진행하게 된다.

1. 하이브리드카

2008 테크놀러지 브리핑에서 가장 관심을 끝 것은 토요타로부터 라이선스를 받아왔던 하이브리드 기술을 닛산 자체적으로 개발했다는 점이었다. 닛산자동차는 지금까지 알티마에 토요타의 시스템을 적용했었다. 그런데 이번에 개발해 프로토타입에 채용한 하이브리드 시스템은 닛산의 자체기술로 개발해 토요타에 라이선스 비용을 지불하지 않아도 된다는 것이다.

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닛산이 선 보인 하이브리드 시스템은 토요타와 달리 하나의 모터를 탑재한다. 그리고 엔진과 모터 사이, 모터와 구동바퀴 사이에 각각 하나씩의 클러치를 사용해 기계적으로 파워를 전달한다. 그렇게 해서 전체 중량을 줄일 수 있었다고 한다. 더 중요한 것은 저속에서 전기모터만으로 주행할 뿐 아니라 100km/h 전후의 속도에서도 전기모터만으로 달릴 수 있다. 물론 전기모터가 가솔린 엔진의 보조 동력으로 사용되어 파워를 높이는 소위 말하는 스트롱 하이브리드 시스템이라고 주장하고 있다.

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구체적인 사양은 발표하지 않았지만 2차 전지로 리튬 이온 배터리를 사용한다는 것이 우선 눈길을 끈다. 시동을 거는 것은 토요타의 그것처럼 계기판에 ‘Ready’라는 표시가 나타나며 EV모드가 활성화된다. 그 상태에서 모터만으로 가속이 가능했다.

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풀 스로틀에 가깝게 엑셀러레이터 페달을 밟으면 엔진에 시동이 걸리는 것을 느낄 수 있다. 이 때 모터는 멈춘다. 그리고 가속을 좀 더 적극적으로 하면 모터가 가동이 되며 강력한 파워가 상체를 밀어붙인다. 엔진 시동이 걸릴 때 약간 매끄럽지 않다는 느낌을 받았다. 연비는 일본의 10.15모드로 18~20km/리터 정도라고. 닛산측은 이 하이브리드 시스템을 적용한 모델을 2010년 시장에 내놓을 것이라고 밝혔다.

2. 전기자동차

닛산자동차는 그들이 NEC등과 협력을 통해 개발을 진행하고 있는 리튬 이온 배터리에 대해 비교적 자세히 소개했다. 특히 배터리 개발현장으로 기자들을 초청해 셀 개발 기술의 발전에 대해 설명했다.

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닛산자동차의 기술개발 본부장은 앞으로 순수 전기자동차와 수소연료전지전기차가 차세대 파워트레인으로 자리잡게 될 것이라고 주장했다. 전기를 생산하는 에너지 원이 다양하기 때문에 자동차의 성능으로서 오늘날 내연기관 자동차만은 못하더라도 순수 전기차를 사용할 수밖에 없을 것이라고 는 것이었다. 이는 다른 메이커들의 관계자들도 대부분 동의하는 내용이다.
그런데 수소를 사용하는 연료전지차에 대한 이야기가 필자에게는 약간 의외였다. 수소는 자동차에서 사용할 때, 즉 Tank to Tire에서는 완전 무공해라고 할 수 있지만 수소를 생산하는 과정 즉 Well to Tank에서 많은 이산화탄소를 발생하기 때문에 넓은 의미에서 무공해라고 할 수 없다는 쪽으로 의견이 모아져 있다. 하지만 닛산자동차의 미노루 시노하라 부사장은 오늘날 대도시에서 발생하는 공해문제를 고려하면 Tank to Tire에서 완전 무공해인 수소 에너지를 사용하는 연료전지차가 대안으로 떠오를 것이라고 주장했다.

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어쨌든 닛산자동차는 큐브에 전기자동차 시스템을 채용한 프로토타입을 시승하게 했다. 한 번 충전으로 약 160km 정도 주행가능하다고 하니 1990년대 비해 아직 획기적인 발전을 했다고는 할 수 없을 것 같다. 여전히 전기자동차를 위한 배터리는 충전용량과 시간 그리고 배터리 셀의 패키지에 대한 문제가 완전히 해결됐다고는 할 수 없다. 또한 리튬 이온 배터리에 대한 안전성도 검증된 단계는 아니다. 하지만 닛산자동차측은 안전에 대해서는 더 이상 문제가 없다고 주장하고 있다.

실제 서키트를 주행하면서의 느낌은 엑셀러레이터 페달을 밟으면 움찔거리는 것이 거슬렸다. 흔히 생각하는 완전 무소음 주행은 아니다. 내연기관 엔진의 자극적인 사운드는 더더욱 아니다. 하지만 석유를 더 이상 사용하지 못하게 된다면 전기차를 타야한다는 것은 더 이상 거부할 수 없는 것 같다는 생각이 점차 굳어가고 있는 것은 분명한 것 같다.

3. 에코 페달

내연기관의 효율성을 높이는데는 그것이 1% 이하라 하더라도 채용하는 것이 추세다. 그만큼 화석연료의 소비를 줄여야 하는 시대에 살고 있다. 물론 단지 기름값이 높아서가 아니라 대기오염과 지구온난화를 해소하기 위해서다. 연비를 높이고 배기가스를 줄여야 한다는 것이다. 그러기 위해 최적의 변속 시점을 알려주는 시프트 라이트도 적용 차종이 늘어나고 있고 기아자동차도 에코 드라이빙 시스템을 도입했다. BMW가 계기판 아래쪽에 별도의 표시를 만들어 100km당 몇 리터의 연료가 소모되는지를 표시해 주는 것도 같은 개념이다. 이런 식으로 연료소모의 많고 적음을 표시해 주는 시스템은 일반화되어 있다.

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닛산자동차가 선보인 에코 페달(ECO Pedal)도 그런 장비 중 하나다. 다만 센서에 의해 엑셀러레이터 페달을 제어한다는 점에서 지금까지의 것들과는 다르다. 획기적인 신기술은 아니지만 처음으로 선보이는 장비이다. 내용은 간단하다. 가속 페달의 열리고 닫히는 정도를 실시간으로 체크해 이를 계기판 상에 디스플레이한다. 가속 페달을 깊게 밟을수록 연료가 많이 들어가는 것은 당연한 이치. 운전자가 가속 페달을 일정 압력 이상으로 밝을 경우 ‘ECO-P` 램프의 점등을 달리해 운전자에게 알린다. 동시에 가속페달에 답력이 느껴지며 깊게 밟지 않도록 신호를 보내준다.

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가속 또는 크루징 시 연비와 변속기의 효율을 계산해 가장 적정 수준의 페달 압력을 운전자에게 알려준다는 개념이다. 닛산은 에코 페달 기능을 적극적으로 활용할 경우 5~10%의 연비 개선 효과가 있다고 밝혔다. 에코 페달은 운전자가 기능 활성화를 끄거나 켤 수도 있고 내년부터 상용화 된다. 에코 페달 시스템은 닛산이 추진 중인 NGP(Nissan Green Program) 2010의 하나이다.

4. 주차 가이드 AVM

인피니티 EX35를 통해 공개했던 어라운드 뷰 모니터도 한 단계 발전했다. 어라운드 뷰 모니터가 차량 주변을 360도 각도로 보여주는 기능을 제공했다면 이번에는 거기에 주차 가이드 시스템을 추가했다. 일렬 주차와 병렬 주차 어느 경우에도 사용이 가능하다. 시승차에는 센터 페시아 앞에 임시로 패널이 설치되어 있었다. P버튼을 누르면 오른쪽 또는 왼쪽의 빈 주차공간에 네모 박스가 표시된다. 앞뒤 차와 걸리지 않는 것을 확인하고 종료 버튼을 누르면 차 앞쪽에 파란 박스가 생성된다. D레인지로 레버를 옮기고 브레이크에서 발을 떼면 차가 전진하며 `딩딩딩’ 하는 경고음이 빨라지다가 박스안으로 정확히 들어가면 ‘딩동~’하는 소리가 들린다.

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그 상태에서 R기어를 넣으면 뒷바퀴가 후진해야 할 방향이 주황색으로 표시된다. 스티어링 휠을 돌리면 파란색 선이 나타나는데 두 선을 일치시키면 된다. 그리고 브레이크에서 발을 떼면 앞에서와 같은 경고음으로 진행을 돕는다. 역시 ‘딩동`’하는 소리가 들리면 이번에는 반대방향으로 스티어링 휠을 돌려야 할 방향이 나타난다. 그 다음은 같은 과정이 반복된다. 차 바깥쪽을 전혀 보이 않고도 주차가 가능하다. 다만 완전 자동으로 되지는 않는다. 초보자들에게는 정말 좋은 장비가 될 것으로 보인다.

5. ITS

일본에서는 교통사고의 1/3이 보행자관련 사고다. 그래서 착안한 시스템으로 보행자가 휴대폰을 소지하고 있고 자동차 안에 GPS 시스템을 연결해 보이지 않는 교차로 등에서 무심코 걷고 있는 보행자가 있다는 것을 경보하는 시스템이다. 안전이 중요한 시대에 아주 유용한 장비가 될 것이다.

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현장에서는 커다란 컨테이너를 탑재한 트럭으로 시야를 방해하는 교차로와 같은 조건을 만들었다. 약 10여미터 전에서 앞쪽에 보행자가 있다는 경고 메시지가 나오며 주의를 환기시켜 주었다. 보행자가 휴대폰을 소지하지 않았을 경우는 소용이 없겠지만 1/3에 달하는 보행자 사고를 줄이는데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 보인다.

6. SS concept

이는 차량 전후 좌우 어느 방향에서나 일어날 수 있는 상황을 제어한다는 것이다. 닛산자동차의 안전에 대한 사고는 통상적인 운전상황은 물론 충돌 후까지 종합적인 안전기술을 채용해 사고에 처하지 않도록 하는 기술까지 지원한다는데 기초하고 있다. 이것을 5단계로 구분하고 있는데 첫 번째가 위험이 현재화하고 있지 않다. 두 번째는 위험이 현재화하고 있다. 세 번째 충돌할지도 모른다. 네 번째 충돌을 피할 수 없다. 다섯 번째 충돌 및 충돌 후 등이 그것이다.

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첫 번째 상황에서 작동하는 것이 AVM과 DCA다. AVM 시스템은 운전자 시야의 사각지대를 좁혀주고 안전한 주차를 돕는다. DCA는 다른 메이커에서는 ACC(Adaptive Cruise Controle)라는 용어로 채용한 것으로 앞 차와의 차간거리와 상대차의 속도를 검지해 위험을 사전해 방지하도록 도와주는 시스템이다. 위험이 현재화하고 있는 상황에서는 차선 이탈 방지장치(LDP)가 작동한다. 차선을 이탈했을 경우 사운드 혹은 진동을 통해 운전자에게 경고해 주는 시스템으로 닛산의 경우는 “삐~삐~삐” 하는 경고음을 채용하고 있다.

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이 시스템은 미국의 고속도로 갓길에 가드레일이 설치되지 않은 점을 감안해 적용하게 된 기술이라고 한다. 닛산이 소개한 LDP의 액츄에이터로서 VDC에 의한 자동 브레이크를 사용하고 있다. VDC에 의한 한쪽 자동 브레이크로 속도를 늦추어 방향을 바로잡는다는 것이다. 이 시스템은 인피니티 모델의 실제 시승시 느껴 보았는데 제동이 되는 것은 감지할 수 있었으나 자세를 다시 원위치 시키지는 못했다. 실제 시판 차량에 적용될 때는 개량이 되어 나올 것이라고 한다.

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그런데 이번에 그보다 한 단계 더 진보한 기술을 소개했다. 기본적으로 차선이탈방지장치가 있고 사각지대에 자동차가 접근했을 때 A필러 아래쪽에 경보등이 작동하는 것, 또 방향지시등을 작동하지 않고 차선을 이탈했을 때 요 모멘트를 발생케 해 자동차가 다시 원 상태로 복귀하게 해주는 시스템을 개발했다. 시험 주행은 뒤쪽에 별도의 차량이 따라오는 상황을 설정했다. 사각지대에 그 차가 들어오면 볼보의 BLIS 시스템처럼 경고등이 깜빡였다. BMW 는 스티어링 휠에 진동을 주는 타입이다.

또 방향지시등을 켜지 않고 차선을 이탈하면 차가 약간 뒤뚱(요 모멘트 발생)하면서 방향을 다시 잡아준다. 차선 상태에 따라 매번 작동하지는 않았지만 차선 이탈 사고가 높은 미국시장에서는 필수장비로 자리잡아갈 것이라고 한다.

닛산자동차는 이 모든 것을 “Collision Free”로 요약하고 있다. 인디케이터와 사이드 센서, 브레이크 액츄에이터, 부저 등의 장치가 연동해 제어하도록 하고 있다.

닛산자동차는 그 외에도 Nissan Advanced Technology Briefing 2008을 통해 균질예혼합압축착화(HCCI : Homogeneous Charge Compression Ignition, 폭스바겐에서는 CCS : Combined Combustion System으로 명명)엔진을 비롯해 클린 디젤, 스마트 오토 헤드라이트, 인텔리전트 시트벨트 등 다양한 기술을 소개했다. 분명한 것은 디젤 엔진에 대한 관심도는 유럽 메이커들에 비해 크게 낮다는 점이었다.

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