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자동차 공유 시대를 준비하는 기술들

자동차가 소유에서 공유의 대상으로 바뀌고 있다. 성큼 다가온 공유경제 시대를 위한 기술들을 살펴봤다.

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자동차 공유경제 시대는 이미 우리 생활 깊숙이 들어와있다

자동차는 이동수단이기 전에 주택 다음으로 값비싼 소비재다. 때문에 오랜 시간 자산의 일부로 여겨져 왔지만, 최근 자동차에 대한 개념이 급속도로 바뀌고 있다. 유형의 가치를 지닌 소유의 대상에서 무형의 서비스를 이용하는 공유의 대상으로 말이다. 이 같은 변화는 이미 일상 생활에서도 쉽게 찾아볼 수 있다. 국내에서는 쏘카와 타다, 해외에서는 우버, 그랩 등과 같은 카셰어링(차량 공유 서비스) 및 카헤일링(차량 호출 서비스) 업체들이 자동차 공유 시장을 이끌고 있다. 


글로벌 컨설팅 업체 맥킨지에 따르면 차량 공유 시장은 2030년까지 매년 30%씩 성장할 것으로 보인다. 또한 카셰어링, 커넥티비티 서비스 등 신규 사업이 확장되며 자동차 산업 전체의 수익이 약 1조 5000억 달러(한화 약 1600조 원) 늘어날 것으로 예상된다. 이는 2016년 글로벌 산업 전체 수익의 무려 1/3에 달하는 금액이다. 이에 글로벌 완성차 제조사들은 발빠르게 관련 기술 개발에 박차를 가하며 공유경제 시장 맞이에 들어갔다. 



공유 서비스 위해 자동차키 없애는 완성차 업체들

자동차를 여러 사람이 공유할 때 가장 방해되는 요소는 무엇일까? 아마, 자동차 키일 것이다. 물론 지금도 차량 도어의 개폐는 스마트폰 애플리케이션(이하 앱)으로 가능하지만, 시동 및 주행을 위해서는 실제 키가 있어야만 한다. 과정이 어찌됐든 운전자에게 차량 키가 반드시 전달돼야 하는 셈이다. 이 물리적인 키를 없애기 위해 글로벌 완성차 업체들이 움직이고 있다. 


현대차는 영국의 보안업체 트러스토닉(Trustonic)의 TAP(Trustonic Application Protection) 플랫폼을 활용, 신형 쏘나타를 통해 스마트폰 기반 디지털키를 상용화했다

현대차는 세계 최고의 보안업체로 꼽히는 트러스토닉의 TAP 기술을 기반으로 근거리무선통신(NFC, Near Field Communication)을 기술을 적용한 스마트폰 기반 디지털키(이하 스마트 키) 상용화에 성공했다. 운전자가 스마트폰만 소지하고 있으면 차 문을 열고, 시동 및 주행까지 가능하다. 


특히, 쏘나타의 스마트 키는 최대 3명에게 거리 제약 없이 문자메시지 전송 같은 간단한 방법으로 키를 공유할 수 있다. 디지털키를 전달하면서 차량 설정 권한과 사용 기한 제한 조정도 가능하다. 가깝게는 지인과 차량을 나눠 쓸 수 있으며 카셰어링 업체 등의 사업자라면 보다 쉽게 고객에게 차량 전달이 가능할 것으로 보인다. 


스마트폰 기반의 디지털키는 보다 쉽게 자동차를 공유할 수 있도록 해준다

폭스바겐도 현대차처럼 트러스토닉과 함께 자동차키를 대신하는 스마트폰 앱을 개발하고 있다. 사용자 인증에는 블루투스, 문 개폐 및 시동과 주행에는 NFC 기술을 사용한다. 가족, 친구 등과의 공유가 가능하다. 


도요타는 이 두 회사보다 사업적으로 더 접근이 쉬운 장치를 개발했다. 스마트 키 박스라고 불리는 이 장치는 블루투스 기술을 활용해 보다 많은 운전자에게 자동차에 대한 권한을 부여한다. 이는 철저히 카셰어링을 통해 수익을 얻고자 하는 이들을 위한 것이다. 이용자가 차량에 가까이 접근하면 스마트폰 앱으로 코드가 전송되며 인증을 완료하면 그때부터 해당 차량을 이용할 수 있다. 


공유 자동차 서비스와 자율주행 기술의 만남

차량 공유 서비스 성장에 촉매제가 될 자율주행 기술은 비전 기술, 첨단 운전 지원 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) 기술, 차량간 통신 기술, 정밀 지도 기술 등 다양한 첨단 기술개발의 결정체다

자동차 공유 경제에서 빠트릴 수 없는 기술이 자율주행이다. 운전자의 실수를 줄여 보다 안전한 주행을 도모하기 위해 등장했지만, 공유경제 발달과 시기가 맞물려 시장 확대에 엄청난 시너지를 일으킬 것으로 기대되고 있다. 완벽한 자율주행 기술은 현재 인구 밀도가 높은 대도시 위주로 국한되어 있는 카셰어링 및 카헤일링 서비스를 지방 소도시까지 확장시키는 촉진제 역할을 할 것으로 보인다. 미국의 신기술 연구소 리싱크엑스(RethinkX)는 카셰어링 및 카헤일링 업체들이 자율주행차 기술을 적극적으로 받아들일 것이며, 향후 10년 내에 전체 승객 이동의 95%가 자율주행으로 재편된다고 내다봤다. 


리싱크엑스는 공유 자동차 서비스 이용 비용이 소유에 소비되는 비용의 37%에 지나지 않아 소비자들의 요구가 폭발적으로 늘어날 것이라고 덧붙였다. 물론, 이 같은 비용은 공유 자동차 시장이 성장할 수록 더욱 저렴해진다. 완성차 제조사들이 시각적인 정보를 처리하는 레이더(Radar)와 라이다(Lidar) 센서 및 기술, 차량 간 거리를 제어하는 ADAS, 지형 정보를 섬세하게 구현하는 정밀 지도 기술의 내재화 및 고도화에 나서는 이유도 이 때문이다. 이와 함께 사고 위험을 인지하고 판단하는 AI(인공지능) 기술과 더불어 딥 러닝 및 블록체인 기술도 빠르게 발전하고 있다. 실제로 도요타와 르노그룹 등 유수의 완성차 회사들이 IT 기업 등과 합종연횡을 구축해 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 

현대차는 자율주행 업체인 오로라와 협업해 넥쏘에 첨단 자율주행 기술을 탑재했다

현대차그룹 역시 차세대 모빌리티 서비스 기업으로 거듭나기 위해 자율주행 기술 개발에 과감한 투자를 아끼지 않고 있다. 2017년 CES에서 야간자율주행 시범 운행을 진행하며 자동차 업계에 혁신을 예고한 바 있다. 2018년에는 넥쏘와 제네시스 G80 기반의 자율주행차로 서울-평창 간 고속도로 약 190km 자율주행 시연에 성공한 데 이어, G80로 약 100km 구간의 야간 자율주행까지 성공적으로 마쳤다. 대형트럭 역시 고속도로 40km 구간에서 자율주행에 성공하며, 물류혁신까지 예고했다. 


현대차그룹은 한단계 더 진화한 자율주행을 위해 비전 기술을 개발하는 딥글린트(Deepglint), 자율주행 업체 오로라(Aurora), 라이다 및 센서를 개발하는 옵시스(Opsys)와 협업을 진행하고 있으며, 공유 자동차 서비스 업체인 그랩(Grab), 올라(Ola), 카넥스트도어(CarNextDoor)에도 투자를 단행했다. 또한, 중국의 배터리 공유 업체인 임모터(Immotor), 인공지능 개발 업체 퍼셉티브오토마타(Perceptive Automata)에도 전략적 투자를 이어가면서 전통적인 완성차 제조사에서 모빌티비 서비스 회사로 거듭나기 위한 체질 개선에 속도를 내고 있다. 


공유 자동차, 사용자 인식으로 맞춤 환경 제공

공유 사회에서 자동차에게 요구되는 덕목은 편리한 접근성만이 아니다. 차 안에서의 경험 역시 중요해질 것으로 보인다. 타인과 공유하는 모빌리티라 해도, 특정 개인만을 위한 공간이라는 느낌을 부여할 수 있어야 이용률 또는 구매율을 높일 수 있기 때문이다. 완성차 제조사들이 차량 내 맞춤형 서비스에 주목하는 까닭이다. 


시동 버튼에 손가락을 대고 누르면 시동을 걸 수 있으며 주행까지 가능하다

현대차는 중국형 싼타페를 통해 세계 최초로 생체인식 기술을 활용한 스마트 지문인증 출입·시동 시스템(이하 지문인식 키)을 선보였다. 보안을 위해 이미지 인식 방법이 아닌, 지문 굴곡 간의 정전용량 차이를 인식하며 상처나 마모 등 개인만의 특징도 데이터화 하도록 했다. 무엇보다, 이 기술의 의의는 물리적인 자동차 키의 존재를 지운 것보다 생체정보 인식으로 자동차의 개인화를 가능하게 했다는 점에 있다. 


현재는 지문인식과 동시에 운전석 시트 및 사이드 미러 위치, 블루투스 연결 등이 자동으로 설정되는 수준이다. 하지만 향후에는 텔레스코픽, 틸트 스티어링휠 및 공조 시스템 조정 등 차량 내부의 전반적인 환경까지 맞춤형 구현이 가능할 것으로 예상된다. 나아가 위치 기반 증강현실 정보, 1인 방송 등의 다양한 콘텐츠 제공으로까지 서비스가 확장될 예정이다. 


기아차의 실시간 감정반응 차량제어 시스템 R.E.A.D.

기아차는 생체인식 기술에 인공지능의 딥 러닝 기술까지 더한 실시간 감정반응 차량제어 시스템(Real-time Emotion Adaptive Driving, 이하 R.E.A.D. 시스템)을 개발하고 있다. R.E.A.D. 시스템은 완전 자율주행이 보편화된 이후의 시장을 위한 것으로, 단순 차량 제어 기술을 넘어 인공지능 기반의 감정 지능이 더해진 미래 모빌리티의 핵심 기술이다. 


대시보드의 얼굴 인식 센서가 운전자의 감정을, 스티어링휠의 전극형 심전도 센서가 심장 박동수 등의 생체 정보를 파악한다. 이렇게 얻은 정보는 인공지능이 딥 러닝 기술로 축적한 기존 운전자 데이터와 합해져 실시간으로 오디오, 공조, 조명, 조향 등을 제어한다. 운전자와의 끊임없는 소통으로 차별화된 경험을 제공하는 것이 목적이다. 

자동차의 컴퓨터가 뇌 신호를 직접 받아 운전자보다 먼저 반응하고, 상태에 맞춘 실내 환경을 제공한다

닛산은 생체인식 기술로 자동차의 개인화를 꾀하고 있다. B2V(Brain to Vehicle)라 불리는 이 기술은 자동차가 운전자의 뇌 신호를 해석해 차량이 선제적으로 대응하게 하는 기술이다. 운전자의 움직임을 예상 작용해 ADAS 등 주행 보조기능이 운전자보다 먼저 작동하게 하거나, 운전자의 불편을 인지해 주행 설정 및 차량 내부 환경 등을 이에 걸맞게 조정하는 식이다. 


전기차, 에너지까지 공유한다

노후화된 전기차의 배터리를 모아 에너지 저장장치(ESS, Energy Storage System)를 만들고, 이렇게 만들어진 ESS는 가정과 기관 등에 전기를 공급한다. 현대차그룹은 현대제철 당진 공장에 1MWh급 ESS 설비를 구축하고 있다

공유사회에서 대용량 배터리를 탑재한 전기차는 ESS로도 활용된다. 전기차 4대는 약 20가구의 하루치 전기 에너지를 공급할 수 있다. 재난으로 인해 전기공급이 끊겼을 경우엔 나와 내 이웃의 생존 도구가 될 수도 있는 것이다. 


이에 현대차그룹은 ESS 관련 핵심 기술과 사업 역량을 갖추고자 지난해 핀란드의 세계적인 에너지기업 바르질라와 전략적 파트너십 협약을 맺었다. 그리고 현대제철 당진 공장에 아이오닉 일렉트릭(EV)과 쏘울 EV의 배터리를 재활용해 1MWh의 전력 저장이 가능한 ESS 설비를 구축하는 사업을 진행 중이다. 2021년까지 산업용 ESS를 상용화 하는 것이 목표다. 


V2G(Vehicle To Grid) 시스템의 개념도. 양방향충전기를 탑재한 전기차는 전력을 보낼 수도, 받을 수도 있다

여기에 전기차의 잉여 에너지를 전력망(Grid)으로 공유하는 V2G 기술까지 더해지면 전기차의 가치는 더욱 높아진다. V2G 기술은 전기차의 배터리 전력을 전력망으로 재송전하는 기술이다. 야간에 충전한 전기를 전기 수요가 많은 낮 시간에 활용한다고 생각하면 이해가 쉽다. 전기 수요를 분산할 수 있어 국가 전력 안정화에도 도움을 줄 수 있다. 


현대모비스는 V2G 구축에 필수 요소인 양방향충전기(Bi-directional On Board Charger, 양방향 OBC) 개발을 이미 마치고 아이오닉 EV에 탑재해 실차 검증을 완료했다. 양방향충전기를 전기차에 탑재하면 전력망에서 전기를 받아 배터리를 충전할 수 있을 뿐만 아니라, 반대로 전력망에 전기를 내보내 돈을 벌 수도 있다. 


전기차에 저장된 전기는 조명, 취사, 냉난방 등 다양하게 쓰일 수 있다

이론적으로는 수소전기차 역시 유사시에 전기를 생산하는 소형 발전소로 이용될 수 있다. 수소전기차 10만 대는 1GW급 원자력 발전소 1기에 해당하는 전력을 생산할 수 있는 것으로 알려져 있다. 수소전기차가 대량 보급될 경우 발전소 역할을 할 수도 있는 것이다. V2G가 상용화 되면 도시의 전력 유통 패러다임이 완전히 바뀔 지도 모른다. 


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