BYD Seal은 SDV의 어려운 퍼즐에 접근했다. iTAC 이야기다.

요즘 SDV, 즉 ‘소프트웨어 정의 자동차’를 대부분의 자동차 브랜드들이 말하고 있다. 현대차도 차세대 순수 전기차 플랫폼을 통하여 SDV로 한 걸음 더 나아갈 것임을 발표하였다. 즉, e-S(이미 기아 PV5로 e-GMP.s라는 이름으로 공개되었다)와 e-M(제네시스 GV90으로 선보일 예정)을 통하여 ‘플레오스’와 ‘플레오스 커넥트’라는 차량용 운영체계와 인포테인먼트 운영체계가 핵심이 되는 것이다.

SDV로의 진화를 위하여 필요한 요소는 여러 가지가 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 디커플링을 위한 미들웨어, 운영체계, 앱 개발을 위한 개방형 생태계 등 소프트웨어 생태계를 위한 고려도 중요하다. 그러나 디커플링이 가능하도록 간략화 – 표준화된 하드웨어와 하드웨어 아키텍처, 예를 들어 도메인 컨트롤 혹은 고성능 중앙 연산기(HPC)와 구역 아키텍처(zonal architecture) 등의 시스템 구성도 그만큼 중요하다.

그런데 여기에서 말하는 ‘하드웨어’의 범위가 오해를 가져올 수 있다. 정확하게 디커플링 혹은 이를 위한 하드웨어 추상화에서 말하는 하드웨어는 센서 및 액츄에이터, SoC 등 차량 전기/전자 시스템의 하드웨어를 뜻하기 때문이다. 차체와 서스펜션, 스티어링 등 고전적 자동차의 골격을 뜻하는 것이 아니다.



굳이 내가 ‘SDV에서 일으키기 쉬운 하드웨어 정의의 오해’를 강조하는 데에는 이유가 있다. 그만큼 자동차의 전통적인 하드웨어는 SDV가 말하는 소프트웨어의 영향권에서 가장 멀기 때문이다. 왜냐 하면 자동차의 샤시, 즉 서스펜션과 스티어링, 그리고 고유의 강성과 탄성 등 차체의 물리적 특성은 제작되는 순간 결정되는 것이기 때문이다. 그리고 샤시와 차체의 특성에 크게 영향을 받는 것이 차량의 주행 특성, 즉 승차감과 조종 성능 (ride & handling, R&H)이다.

이런 이유에서 SDV로의 진화 과정에서 소프트웨어와 통신의 영역인 인포테인먼트 시스템이 AAOS, 즉 안드로이드 오토모티브 운영체제와 OTA 등으로 가장 앞서나간 반면, 앞서 말했듯 샤시와 차체에 좌우되는 R&H는 반대로 가장 제한적일 수 밖에 없었다. 물론 전자 제어 서스펜션과 전자 제어 디퍼렌셜 등의 고급 하드웨어를 추가하여 R&H를 전기 – 전자 – 소프트웨어 적으로 제어할 수는 있지만 가격 상승 요인으로 작용하므로 고급 또는 고성능 모델에 한정될 수 밖에 없었다.

그런데 전동화 파워트레인은 R&H에 소프트웨어적 제어가 개입할 여지를 넓혀준다. 이미 현대차도 ‘e-핸들링’, ‘e-라이드’라는 이름으로 하이브리드 등 전동화 파워트레인이 R&H의 개선에 기여하는 기능들이 적용되고 있다. 여기에서 한 발 더 나간 것이 BYD의 iTAC이다.

전동화 모델이 R&H에 소프트웨어적 방법으로 기여할 수 있는 이론적 근거는 ‘빠른 응답성과 토크’이다. ‘흡기와 연료 공급 – 압축 – 폭발 – 토크 발생’이라는 복잡하면서도 상대적으로 느린 열 유체 사이클로 출력을 발휘하는 내연기관에 비하여 전력의 공급이 곧바로 토크로 연결되는 전기 모터는 응답성과 토크 패턴에서 훨씬 즉각적이다. 이를 이용하면 훨씬 정교하게 바퀴로 전달되는 토크를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 토크 제어를 통하여 차체 전후의 하중 이동을 통한 접지력 제어까지도 가능하다. 이 장점을 적극적으로 활용하면 조종 안정성 및 특성의 제어, 과속 방지턱 통과시 등의 승차감 제어 등에 효과적일 수 있다.



그런데 BYD 씰의 iTAC(intelligence Torque Adaption Control, 지능형 토크 적응 제어)은 여기에서 한 걸음 더 나아간다. 현대차의 e-핸들링도 토크의 섬세한 제어로 코너링 특성을 향상시키지만 이것은 사전 프로그램과 센서 정보를 바탕으로 한 상황 판단에 따른 토크 제어 수준이다. 그러나 BYD의 iTAC은 여기에서 한 발 더 나아간 ‘사전 예측’ 제어 로직으로의 진화를 겨냥하고 있는 것이다. 즉, 소프트웨어와 고성능 센서 및 연산 기능을 사용하면 차량의 주행 상태를 예측하고 사전에 대응하는 것이 가능해진다는 것이다.

종래의 주행 안정 기능은 네 바퀴의 휠 스피드 센서를 바탕으로 주행 안정성을 판단한다. 즉, 어느 바퀴의 회전속도가 비정상적으로 급격하게 증가한다면 안정적인 접지 상태를 잃었다고 판단하는 것이다. 이럴 경우 해당되는 바퀴에 브레이크를 작용시켜 회전 속도를 늦춰 접지력을 회복시키거나 모터나 엔진의 토크를 전체적으로 줄여 주행 안정성을 회복시킨다. 이전에 테스트했던 BYD 아토 3가 휠 스핀 발생시 ESC가 제어에 곤란함을 느끼는 경우가 종종 발견되었는데 이것은 민첩한 전기 모터를 엔진의 응답성 수준의 ESC로는 정교하게 제어하기 어렵다는 뜻이었다.

이것은 근본적으로 휠 스핀을 감지하는 센서의 정밀도부터 시작된다. 보통 바퀴의 휠 스피드 센서는 30~40개의 홈을 가진 스피드 링을 이용한다. 즉, 대략적으로 10도 간격으로 바퀴의 속도를 측정하는 것이다. 하지만 BYD 씰은 회전 당 4000회 이상 측정하는 모터 제어 정보를 이용한다. 즉, 센서 정보가 100배 이상 정밀한 것이다. 이를 강력한 시스 온 칩에서 처리한 결과 아주 약간의 휠 스피드 변화도 측정할 수 있게 된다. 즉, 바퀴가 완전히 접지력을 잃기 전에 미리 알게 된다는 뜻이다.

이것은 매우 중요한 의미를 갖는다. 안정성을 잃은 다음에 북구하는 것은 의외로 많은 낭비를 가져온다. 접지 마찰력 상태를 넘어 이미 운동 마찰력 상태에 접어든 바퀴를 다시 안정적인 접지 마찰력 수준으로 회복하려면 속도를 확실히 늦추고 회전 토크도 많이 줄여야 한다. 하지만 주행 상태가 아직 안정적인 상태에서 사전에 상황을 방지하는 제어라면 아주 약간의 속도나 토크 제어로도 충분하다.



그래서 BYD 씰의 iTAC은 종래의 ESC에 비하여 상당히 높은 출력과 속도를 유지한 상태에서 높은 주행 안정성을 유지할 수 있다. 게다가 아이오닉 5N 등이 제공한 드리프트 옵티마이저와 같은 특별한 기능을 사용하지 않더라도 약간의 오버스티어를 주행 안정성을 크게 해치지 않은 상태에서도 만끽할 수 있는 ‘안정감 하의 쾌감 드라이브’도 가능하게 해 준다.

사실 BYD 씰을 서킷에서 시승했던 날은 비가 많이 왔던 날이다. 게다가 씰이 사용하는 타이어는 고출력에 비하여 의외였던 저마찰 저소음 타이어였다. 이런 조합 하에서도 나는 차의 꼬리를 슬쩍슬쩍 흘리면서도 불안하지 않게 서킷 주행을 즐길 수 있었다.

물론 BYD 씰은 완전한 수준의 SDV는 아니었다. 하지만 이미 정교한 센서와 높은 연산 능력을 이용하여 주행 제어에도 소프트웨어의 기여도를 상당한 수준까지 끌어 올린 수준 높은 SDV임을 확인할 수 있었다.

하지만 그럼에도 불구하고 절대적 접지력과 물리 법칙의 한계를 소프트웨어 제어만으로 만들어낼 수는 없다. 그것은 물리 법칙이기 때문이다. SDV의 효능감에 좋은 샤시와 견고한 바디 설계를 등한시하는 유혹에 빠지지는 않기 바랄 뿐이다.

그만큼 소프트웨어의 영역은 생각보다 넓었다.

글 / 나윤석 (자동차 전문 칼럼니스트)​
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