엔진에서 뿜어지는 힘이 여러 구동축을 통해 두 바퀴 또는 네 바퀴를 굴린다. 기존 내연기관 자동차가 구동되는 방식이다. 최근 등장하는 전기차 역시 내연기관 엔진이 전기모터로 바뀔 뿐, 구동렬 기반의 구동 방식은 비슷하다. 모터에서 생성된 출력이 여러 구동계를 거쳐 바퀴에 힘을 전한다. 직접적이지 않기 때문에 동력손실이 발생할 수밖에 없다. 하지만, ‘인 휠 모터’ 방식을 채택하면 구동 과정이 더욱 간소화된다. 물론 동력손실도 줄어든다. 바퀴 안쪽에 장착된 모터가 휠에 직접 토크를 전하기 때문이다. 미래 전기차 핵심 기술로 자리 잡을 인 휠 모터 시스템, 많은 완성차업체들이 양산화 개발에 열중이다.

인 휠 모터는 말 그대로 휠 안에 모터가 위치하는 구조다. 모터, 감속기, 제동장치, 허브가 하나의 모듈로 바퀴 안에 장착된 시스템. 요즘 길가에서 쉽게 볼 수 있는 전동킥보드 대부분이 바로 이 인 휠 모터 시스템을 사용한다. 개념은 단순해도 만들기는 쉽지 않다. 모터 구동 모듈을 휠 안에 전부 넣어야 하기 때문에 얇고 콤팩트해야 한다. 무게 얼마 나가지 않는 전동킥보드야 작은 힘으로도 구동할 수 있겠지만, 몸집 큰 자동차는 강력한 힘도 동반되어야 한다. 더불어 노면으로부터 전해지는 충격과 침수 등의 가혹한 조건도 견뎌야 한다.

모든 힘은 각 바퀴에 장착된 모터에서 전해진다. 효율, 공간활용성, 성능 등 모든 부분에서 유리하다.

생산에 어려움이 있어도 인 휠 시스템은 획기적인 이점을 가져온다. 우선 여러 단계에 걸친 동력장치를 거치지 않고 모터가 바퀴를 직접 굴리기 때문에 구동 과정에서 새어나가는 동력손실이 없다. 또한, 구동계의 각종 부품이 최소화되면서 무게도 줄어 연비개선의 효과도 기대할 수 있다. 단순한 구조 덕에 자동차의 형태를 더욱 자유롭게 만들 수도 있다. 인 휠 모터 시스템이 적용된 바퀴만 있다면 어떠한 형태로든 제작할 수 있다. 특히 넓은 실내공간을 구현하는 데 유리하다. 변속기와 드라이브샤프트를 달 필요가 없어 바퀴 사이의 공간을 활용할 수 있다. 엔진이나 전기모터를 담아둘 보닛도 필요 없다.

굴림방식도 자유롭다. 모터를 집어넣는 쪽이 구동축이 되는 셈이다. 네 바퀴 모두에 인 휠 모터 시스템을 적용하면 손쉽게 4WD 차량을 만들 수도 있고, 일반차를 하이브리드차로 만들 수도 있다. 각 바퀴에서 동력이 생산되기 때문에 90도 직각 주차나 360도 회전은 물론, 미끄럼 방지나 트랙션 컨트롤에서도 많은 이점이 있다. 하지만, 각 바퀴의 무게가 늘어나는 단점이 있어 서스펜션 조율도 함께 이뤄져야 한다.

전 세계적으로 자동차의 전동화가 빠르게 진행되면서, 현재 많은 업체가 인 휠 모터 시스템 개발에 열을 올리는 추세다. 현대모비스를 비롯한 혼다와 토요타, GM 등 여러 글로벌 완성차 업체들이 인 휠 시스템 상용화 개발에 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 인 휠 장치 전문회사 프로티언 일렉트릭사는 내년부터 ‘프로티언 드라이브’라는 인 휠 시스템을 생산할 계획이라고 밝히기도 했다.

인 휠 모터 시스템은 기존 전기 드라이브트레인과 비교했을 때 수준 높은 기술력이 필요하고, 생산 비용도 많이 들기 때문에 아직 가격경쟁력이 떨어지는 것은 사실이다. 그러나 많은 업체가 인 휠 시스템을 차세대 성장동력으로 삼고 있는 만큼, 생산효율성과 경쟁력은 자연스럽게 올라갈 전망이다. 그리고 보다 콤팩트한 모터가 더 강력한 힘을 얻을 것이다. 기존 내연기관 자동차가 전기화를 거치면서 새로운 변화를 맞이했듯이 인 휠 모터 역시 미래 이동수단의 큰 패러다임을 제시할 것이다.

KAMA웹저널 편집부