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[해시태그=전우주 기자] 제네시스가 초대형 플래그십 전기 SUV ‘GV90’에 적용한 핵심 기술과 개발 과정을 공개했다.
제네시스는 지난 28일 인천 영종도 인스파이어 엔터테인먼트 리조트에서 ‘GV90 테크 데이(GV90 Tech Day)’를 개최했다. 이번 행사는 ‘기술로 완성한, 새로운 장인 정신(Engineered Craftsmanship)’을 주제로 GV90의 차체 구조와 안전 기술, 디자인, 주행 성능 등을 소개하기 위해 마련했다.
지난 8월 미국 샌프란시스코에서 세계 최초로 공개된 GV90는 B필러 없이 앞뒤 도어가 각각 열리는 코치 도어와 세계 최초 루프 에어백 등을 양산차에 적용했다. 당시 해외 주요 자동차 매체들은 콘셉트카에 적용하던 기술을 실제 양산차에 구현한 점에 주목했다.
이번 행사에서는 제네시스프로젝트2실 안세진 상무의 진행으로 연구개발 및 제조 부문 실무 책임자 12명이 참여했다. 이들은 차체 구조와 달항아리 디자인, 전용 플랫폼과 충돌 안전, 주행 성능 등 4개 주제로 개발 과정과 기술적 특징을 설명했다.
제네시스개발담당 허광훈 상무는 “엔지니어링은 흔히 타협의 기술이라고 하지만 GV90는 그 순서를 뒤집어 고객을 위해 결코 양보할 수 없는 기준부터 먼저 세우고 이를 끝까지 지켜냈다”고 밝혔다. 이어 공간과 안전, 디자인, 감성 품질에서 기존 자동차의 한계를 넘어서는 글로벌 플래그십을 개발했다고 강조했다.
가장 큰 기술적 특징은 GV90 네오룬에 적용한 독립 개폐형 히든 B필러 코치 도어 ‘네오룬 아치 게이트’다. 제네시스는 차체 중앙에 고정된 B필러를 없애면서도 앞뒤 도어가 서로 간섭하지 않고 독립적으로 열리도록 힌지와 잠금장치, 차체 골격을 새롭게 설계했다.
이를 위해 개발한 ‘듀얼 모션 힌지’는 뒷문을 바깥쪽으로 밀어낸 뒤 회전시키는 구조다. 실내 공간을 침범하지 않으면서 도어를 여닫도록 공작기계와 산업용 로봇에 사용하는 초정밀 부품 ‘리니어 모션 가이드’를 활용했으며, 약 70kg에 달하는 뒷문도 안정적으로 움직이도록 개발했다.
제네시스클로저설계팀 남진우 파트장은 “스윙과 슬라이딩을 하나로 묶어 자동으로 구현한 사례가 없어 대학교 기구학 교재를 다시 펴 보고 가구 박람회까지 찾아갔다”며 개발 과정에서 자동차 이외의 산업 기술을 참고했다고 설명했다.
도어 잠금장치에도 새로운 기술을 적용했다. B필러를 대신해 도어 위아래에 각각 래치를 설치하고 두 장치를 동시에 해제하는 ‘멀티 릴리즈 컨트롤러’와 닫힐 때 동시에 당겨 잠그는 ‘듀얼 신칭 소프트 클로징’을 세계 최초로 개발했다.
자동 개폐 과정에서 주변 장애물을 확인하는 레이더 센서는 도어 아래쪽 크롬 가니시 안에 배치했다. 금속 도금층에 미세한 균열을 만들어 전파를 통과시키는 ‘크롬 크랙’ 기술로 크롬 외관을 유지하면서 장애물 감지 기능을 확보했다.
B필러를 제거한 차체의 강성은 별도의 보강 구조로 확보했다. 제네시스는 도어 개구부 주변을 하나의 고리처럼 연결하는 ‘히든 롤케이지’를 적용하고, A필러부터 루프까지 이어지는 골격에 길이 2.5m의 고강도 스틸 튜브를 설치했다. 튜브와 필러가 만나는 부분에는 구조용 폼을 채워 결합 강성을 높였다.
도어 내부에도 B필러 역할을 대신하는 초고강도 듀얼 스틸 빔을 설치했다. 상하단 래치 체결부를 보강해 도어를 닫았을 때 측면과 지붕에 가해지는 하중이 차체 골격으로 전달되도록 설계했다.
이 같은 구조를 적용한 GV90 네오룬은 연구소 자체 시험에서 지붕에 가해지는 14톤포스(tf) 이상의 하중을 견뎠다. 제네시스는 글로벌 양산차 가운데 최상위 수준의 천장 강도이며, 고정형 B필러를 갖춘 차량보다 높은 강성과 충돌 안전성을 확보했다고 설명했다.
측면 충돌에 대비해 도어 내부 스틸 빔은 충격 에너지를 분산하도록 설계했다. 하단 래치와 맞물리는 스트라이커 역시 파손되지 않고 변형되면서 도어가 열리지 않도록 했다. 시속 60km로 진행한 측면 직각 충돌 자체 시험에서는 차체가 밀려든 이후에도 탑승객 생존 공간을 최소 320mm 확보했다.
GV90의 또 다른 핵심 안전 기술은 세계 최초로 적용한 루프 에어백이다. 차량이 전복되면 천장을 따라 에어백이 펼쳐져 탑승객이 루프 글라스 밖으로 이탈하는 것을 방지하고 머리 부상을 줄이도록 설계했다.
일반적인 에어백과 달리 천장을 따라 1,400mm를 이동해야 하는 루프 에어백은 0.08초 만에 전개된다. 제네시스는 스프링 하우징 구조의 와이어 가이드를 개발해 에어백이 천장에 밀착된 상태로 빠르게 펼쳐지도록 했다.
안전성 검증에는 실제 사고 상황을 반영한 새로운 시험을 도입했다. 기존처럼 차체를 약 90도 기울이는 방식에서 벗어나 180도 이상 회전시키는 전복 시험을 진행했으며, 실차 40대와 에어백 단품 300회 이상의 평가를 거쳐 외부 기관의 검증도 받았다.
승객안전시스템설계팀 손유지 책임연구원은 “루프 에어백은 개방감을 위해 스마트 비전 루프를 선택한 고객에게도 한층 강화된 안전을 제공하는 것이 목표였다”며 공인 평가 기준뿐 아니라 실제 사고에서 발생하는 상황까지 고려했다고 밝혔다.
차체 설계의 기반에는 제네시스가 GV90에 처음 적용한 플래그십 전용 ‘eMP(Electric Mobility Prime)’ 플랫폼이 있다. 충돌 안전성과 주행 성능, 실내 공간, 디자인을 동시에 확보하도록 차량 개발 초기부터 전용 구조를 설계했다.
특히 1열부터 2열까지 바닥이 끊기지 않는 ‘심리스 풀 플랫 플로어’를 구현하기 위해 통합 충전 제어 장치(ICCU)와 공조 장치를 전방 PE룸으로 옮겼다. 2열 시트 레일도 카펫 아래 차체 내부에 배치해 평평한 바닥과 슬림한 운전석 구조를 확보했다.
차량 후방에는 주요 섀시 부품을 수직으로 겹쳐 배치하는 ‘3차원 PE 모듈 구조’를 도입했다. 고출력 모터와 서스펜션, 후륜 조향 장치를 함께 배치하면서 실내 공간을 확보하기 위한 설계다.
차체 구조물의 72%에는 알루미늄 경량재를 적용했다. 서스펜션 연결부처럼 하중이 집중되는 부위에는 여러 개의 폐단면을 하나로 주조하는 ‘할로우 캐스팅’ 공법을 적용해 접합부를 줄이고 강성을 높였다.
충돌 상황에 따라 에너지가 전달되는 경로도 달리 설계했다. 차량 앞부분 일부가 장애물과 부딪히는 스몰 오버랩 충돌에서는 디플렉터와 프렁크바가 충격을 측면으로 분산해 차체가 장애물을 비켜 가는 ‘슬라이드 어웨이’ 거동을 구현했다.
고속 정면충돌에서는 뒤로 밀리는 서브프레임과 PE 시스템이 배터리 아래로 지나가도록 구성했다. 차체 보강뿐 아니라 충돌 순간 부품이 움직이는 방향까지 제어해 탑승 공간과 배터리를 보호하는 방식이다.
바디아키텍처개발팀 박지웅 팀장은 “충돌 시 차량의 움직임까지 계산한 이러한 설계는 가벼운 차량에서는 비교적 쉽게 구현되지만 무거운 전기차에서는 구현이 매우 까다롭다”며 3톤이 넘는 차량에서도 설계한 충돌 거동을 구현했다고 설명했다.
디자인 개발에서는 달항아리처럼 매끄럽게 연결되는 외관을 구현하는 데 집중했다. 제네시스는 부품 사이의 경계와 색상 차이를 최소화하기 위해 램프 제작부터 도장, 실내 소재 선정까지 새로운 공정을 적용했다.
대표적인 사례는 ‘윙 페이스 MLA 헤드램프’에 적용한 ‘컷리스(Cut-less)’ 공법이다. 램프 바깥쪽에 차체와 동일한 색상을 도장한 다음 빛이 통과하는 부분만 레이저로 제거해 램프와 차체가 하나의 면처럼 연결되도록 했다.
이를 위해 전용 도료와 코팅을 개발하고 16종의 외장 색상마다 레이저 출력과 주파수, 가공 속도를 개별 조정했다. 발전된 MLA 기술을 활용해 램프의 상하 크기는 기존 G90보다 약 20% 줄이면서 배광 성능은 높였다. 사고로 램프가 손상되면 렌즈와 하우징을 분리해 필요한 부품만 교체하도록 설계했다.
외장 도장에는 울산 EV공장에 신설한 자동화 도장 라인과 인공지능(AI) 비전 검사 설비를 활용했다. 도장 공장에 별도 컬러 매칭 공간을 마련하고 도료 입자 배열과 관찰 각도에 따른 색감 차이를 색상별로 48차례 조정해 소재가 다른 부품도 동일한 색으로 보이도록 했다.
GV90 네오룬 퍼스트 에디션의 투톤 외장에는 도료와 코팅층을 총 세 차례 입히는 공법을 적용했다. 서로 다른 두 색상이 만나는 부분의 높이 차이를 줄이기 위한 조치다.
실내에는 리얼 우드와 리얼 스톤, 울 캐시미어 등 천연 소재를 사용했다. 제네시스는 소재의 질감을 유지하면서 차량에서 요구하는 내구성을 확보하기 위해 각각의 가공 방식과 품질 기준을 별도로 마련했다.
제네시스 최초로 도입한 울 캐시미어는 직조 조직이 드러나는 입체적인 구조를 적용했다. 승하차 과정에서 반복적으로 발생하는 마찰을 고려해 원사 혼방 비율과 직조 방식, 후가공 조건을 달리한 200종 이상의 샘플을 평가한 뒤 원단을 선정했다.
부품마다 무늬와 색상이 다른 천연 우드 및 스톤은 디자이너가 직접 분류한 ‘마스터 북’을 기준으로 관리한다. 한 차량에 사용되는 내장재의 무늬 방향과 색상 조합을 실제 견본으로 확인하는 방식이다.
제네시스CMF팀 남택성 팀장은 “뒷좌석 우드 플로어는 스파이크가 달린 골프화를 신고 오르내리는 상황까지 고려하는 등, 고객 일상에서의 다양한 환경을 모사한 실험을 통해 내구성을 점검했다”고 설명했다.
주행 성능은 브랜드의 디자인 철학인 ‘역동적인 우아함’을 바탕으로 개발했다. 초대형 SUV의 편안한 승차감을 유지하면서 급가속과 선회 과정에서 차체 움직임을 안정적으로 제어하는 데 중점을 뒀다.
대용량 에어 스프링을 사용하는 차체가 급가속할 때 앞부분이 들리는 노즈 업 현상을 줄이기 위해 서스펜션 구조를 변경했다. 안티 리프트 성능을 경쟁 차량보다 19.5% 높이고 쇽업소버의 리바운드 스프링 강성도 30% 강화했다.
여기에 멀티 챔버 에어 서스펜션과 현대차그룹 최초로 양산 적용한 고성능 모노튜브 타입 듀얼 밸브 전자제어 쇽업소버를 결합했다. 전후륜의 좌우 구동력을 각각 조절하는 ‘듀얼 e-LSD’도 적용해 고속 선회와 미끄러운 도로에서 차량의 움직임을 제어한다.
제네시스시험1실 정성기 실장은 “전 세계 다양한 도로와 시험장에서 서스펜션과 스티어링 성능을 빈틈없이 다듬었다”며 초대형 차체에도 평탄한 거동과 민첩한 움직임을 확보하는 데 집중했다고 밝혔다.
새롭게 개발한 PE 시스템에는 출력과 효율뿐 아니라 소음과 진동을 줄이는 기술도 반영했다. 개발진은 모터와 감속기 하우징에 관찰창을 설치하고 고속 카메라와 레이저로 회전축의 움직임을 분석해 소음이 발생하는 원인을 확인했다.
이후 모터와 감속기를 연결하는 축을 분리형으로 바꾸고 기어 맞물림 면을 정밀하게 조정했다. 모터 입력 전류에 소음 유발 성분과 반대 위상의 전류를 주입하는 소프트웨어 제어도 적용해 소음의 원인인 가진력을 최대 40% 줄였다.
실내 정숙성은 플래그십 세단 G90보다 낮은 로드 노이즈를 목표로 개발했다. 쿼터 글라스와 테일게이트 글라스를 포함한 모든 유리에 차음 유리를 적용하고, 앞뒤 도어 글라스에는 기존보다 두 배 두꺼운 차음 필름을 사용했다.
생산 과정에서도 차량 배선을 설치하기 전에 흡차음재부터 장착하도록 순서를 변경해 적용 면적을 확대했다. 현대차그룹 최초의 상온 발포 공법을 활용해 차체 골격 내부로 전달되는 소음도 줄였다.
풍절음 검증은 미국 캘리포니아의 강풍 환경과 독일 아우토반에서 진행했다. 특히 아우토반에서는 시속 240km 고속 주행 시험을 실시하는 등 제네시스 차종 가운데 가장 많은 검증을 진행했으며, 최종 풍절음 수준을 초기 목표보다 2dB 낮췄다.
이날 행사에는 약 1,060㎡(약 320평) 규모의 부품 전시관도 마련했다. 전시관 중앙에는 도장 전 차체(BIW)와 eMP 플랫폼 실물을 배치해 알루미늄 차체 골격과 이종 소재 접합 구조, 충돌 안전 설계를 확인하도록 했다.
별도로 마련한 ‘사운드 익스피리언스 부스’에서는 GV90 주변에 실제 도로 소음을 재현하고 차량 안팎의 소음 수준을 데시벨(dB)로 표시했다. 관람객이 문을 닫기 전후의 소음 차이를 직접 비교하도록 구성한 체험 공간이다.
전시관에는 듀얼 모션 힌지의 개발 단계별 샘플과 윙 페이스 MLA 헤드램프 내부 구조, 컷리스 공법의 제작 과정도 공개했다. 배터리 열전이 안전 기술(TRP)이 적용된 신규 배터리 시스템의 내부 구조 역시 실물로 소개했다.
현장에는 GV90 네오룬과 GV90 실차 총 3대가 전시됐으며, 개발에 참여한 연구진 30여 명이 각 부품의 설계 의도와 작동 원리를 설명했다. 앞서 진행한 대담 세션 이후에는 패널과 취재진의 질의응답도 마련했다.
안세진 상무는 “장인이 오랜 시간 집중해 달항아리를 빚듯 GV90에는 수많은 개발진의 시간과 노력이 담겨 있다”며 기술을 통해 새로운 경험을 제공하는 플래그십 개발에 집중했다고 밝혔다.
행사에서는 지난 8월 공개한 GV90 테크 필름 ‘완벽함이 빚어지는 곳’에 이어 시리즈 2편 ‘기술로 완성한, 새로운 장인 정신: 환대’와 3편 ‘기술로 완성한, 새로운 장인 정신: 본질’도 상영했다. 두 영상은 네오룬 아치 게이트와 실내 디자인, 전용 플랫폼, 주행 및 안전 기술을 각각 소개하며 현대차그룹 공식 유튜브 채널에서도 공개됐다.
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