인휠 모터가 대중화가 되지 못하는 이유는?

인휠 모터

전기차 시대가 다가오면서 많은 제조업체들이 신작 모터 개발에 힘을 쏟고 있다.

부피, 힘, 효율을 최대한 높이기 위함이다. 제조사들이 원하는 요소 중 하나는 제조원가를 더 저렴한 가격에 줄이는 것이다. 자동차 바퀴 안에 모터를 장착한 인휠 모터는 전기차 시대에 접어들면 가장 많이 사용되는 기술이 될 것으로 기대돼 왔다. 1901년 로너-포르쉐의 하이브리드 자동차로 대량 생산된 이래, 이 개념은 100년 이상 동안 확립되어 왔다. 우리나라를 비롯한 전 세계 많은 제조사들이 1990년대부터 인휠 모터 개발에 주력해 왔기 때문에 기술 성숙도도 충분할 것으로 예상된다.

휠 자체가 롤링 방식이기 때문에 공간을 극대화할 수 있다. 극단적으로 설명하자면 바닥을 구성하는 배터리와 바퀴로 어떤 뚜껑을 덮어도 다른 모든 것을 공간으로 만들 수 있다는 뜻이다.

소형차 크기지만 넓은 차급 공간을 즐길 수 있을 것이다. 네 바퀴를 마음대로 조작할 수도 있다.

스포츠카에 적용되면 각 휠의 모터를 제어해 언더스티어나 오버스티어가 아닌 완벽한 코너링 성능을 보여줄 수 있다.

바퀴 위에서 바퀴를 움직이는 피사체가 있기 때문에 이동성의 한계를 뛰어넘는 아이디어도 적용된다.

 

대표적인 것이 현대식 엘리베이터 개념이다. 보통 자동차처럼 움직이지만 필요할 때 바퀴를 다리로 변형해 걷는 것도 가능하다. 일반적인 자동차는 드라이브 샤프트가 없는 휠 자체 동력 전달 장치 덕분에 갈 수 없는 곳을 통과할 수 있습니다.

 

기존 전기자동차에 사용되는 섀시모터는 상대적으로 충격이 적은 안전구역에 위치해 있다.

타이어, 서스펜션, 각종 부싱, 차체가 노면에 발생하는 충격을 걸러내기 때문이다. 비가 오거나 모래언덕을 통과해도 문제가 없다. 왜냐하면 그것은 밀폐된 공간에 위치해 있기 때문이다. 인휠 모터에는 하나의 휠과 하나의 모터가 있습니다. 충격에 취약한 환경이다. 물이나 먼지를 완전히 차단할 수 있도록 개발됐음에도 외부 노출로 인한 문제 발생 가능성은 0%라고 할 수 없다. 그만큼 견고하고 안정적인 구조를 개발할 필요가 있다. 열 관리도 문제다. 일반적인 섀시 모터는 수냉, 오일 냉각, 공기 냉각 등 다양한 방법으로 모터 온도를 적절하게 유지합니다.

 

반면에, 부피가 제한된 인휠 모터는 밀폐된 공간에서 효율적인 냉각 방법이 수반되어야 한다.

브레이크 시스템도 휠 내부에 장착되기 때문에 스포티하게 주행할 경우 브레이크에서 열이 방출되고 모터 온도가 유지되는 등 고려해야 할 요소가 많다. 일반적인 전기차 섀시 모터의 무게는 약 50kg으로 알려져 있다. 인휠 모터의 무게는 소형차 한 대당 약 20kg, 고성능·픽업트럭의 무게는 차량 한 대당 약 40kg에 가깝다.

 

모터가 4개 휠에 장착되기 때문에 최소 80~160kg의 중량이 휠에 적용된다. 자동차 제조업체는 그것에 대해 달가워하지 않는다. 언스프링 질량을 줄여 핸들링 등 주행성능을 개선하는 것이 개발자들의 일반적인 방향이기 때문이다. 그러나 인휠 모터는 무게가 감소하기보다는 무게가 크게 증가합니다. 바퀴도 부담스럽다. 무거운 중량이 바퀴에 완전히 전달돼 같은 충격을 받더라도 더 큰 충격을 받게 된다. 이에 따라 바퀴의 강성이 높아지면 다시 무게가 늘어나는 악순환이 반복된다.

경량 기술의 적용은 가격 상승의 문제로 이어진다.

 

이런 다양한 진입장벽이 자동차 제조사로 하여금 인휠 모터가 아닌 섀시 모터를 사용하게 만들고 있다.

하지만, 인휠 모터는 여전히 발전하고 있다. 신생 전기차 업체 로드스타운이 2022년 3분기부터 인휠 모터를 장착한 픽업트럭 '내구성'을 양산할 계획이다. 많은 인휠 모터 제조사들도 2023~2025년 양산이 가능할 것으로 내다봤다. 이와 맞물려 시장조사업체들도 인휠모터 시장 규모가 매년 30~40%씩 성장할 것으로 전망했다.

 

인휠 모터는 미래의 운송을 위한 많은 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.
전기차 시대의 새로운 판도전환자가 될지, 아니면 가능성만 보여준 뒤 탈락할지 지켜볼 필요가 있다.