테슬라 사이버캡 속살 공개…열관리·구동계 확 줄였다

테슬라가 자율주행 로보택시 전용차 '사이버캡'에 적용한 열관리 시스템과 구동장치, 배터리, 제동·조향장치 등 세부 기술 사양이 공개됐다.

사이버캡은 희토류를 사용하지 않는 전기모터와 유압장치를 없앤 전자기계식 제동장치, 부품과 배관을 통합한 새로운 열관리 시스템을 채택했다. 대량 운행을 전제로 부품 수와 조립 복잡성을 줄이는 데 상당한 비중을 둔 설계다.

테슬라 전문매체 낫어테슬라앱은 테슬라가 공개한 규제 준수 서류와 새로 발간된 승객 안내서, 지난주 미국 텍사스주 오스틴에서 열린 출시 행사에서 공개된 자료 등을 토대로 사이버캡의 세부 기술 사양을 8일(현지시각) 보도했다.

사이버캡은 현재 테슬라 본사가 위치한 오스틴에서 일반인을 대상으로 상업 운행을 시작한 상태다.
◇슈퍼매니폴드 V3 첫 탑재…밸브·배관 통합

사이버캡에는 테슬라 양산차 가운데 처음으로 '슈퍼매니폴드 V3'라는 새로운 열관리 시스템이 적용됐다.

차량 냉난방과 배터리 등의 온도를 관리하는 냉각 회로를 하나의 통합 매니폴드에 집중시키고 독립적으로 설치하던 외부 밸브와 배관 호스를 줄였다. 고전압과 저전압 제어장치도 중앙 블록에 통합했다.

테슬라는 "불필요한 냉매 밸브와 배관을 제거하고 고전압·저전압 제어장치를 통합해 부품 수와 복잡성을 줄였다"고 설명했다.

이어 모듈형 설계를 통해 슈퍼매니폴드 V3 생산 과정의 80%를 자동화할 수 있으며 다른 자동차용 열관리 시스템보다 작동 효율이 38% 높다고 주장했다.
구동장치는 최고출력 163kW(219마력)의 단일 영구자석 모터를 사용해 앞바퀴를 굴린다.

고정자에는 바 형태 권선을 적용했고 윤활 회로도 단순화해 구동장치 하나를 10초 이내에 조립할 수 있도록 설계했다. 전체 구동장치는 경쟁 전기차용 구동장치보다 18% 작고 25% 가볍다고 낫어테슬라앱은 전했다.

특히 영구자석 모터임에도 희토류 금속을 사용하지 않았다.

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 "사이버캡 모터에는 희토류 금속이 들어가지 않지만 동일한 주행거리를 유지한다"며 "이를 달성하기는 극도로 어려웠다"고 밝혔다.

희토류를 어떤 소재로 대체했는지는 원문에서 공개되지 않았다.

◇47.6kWh 4680 배터리…EPA 방식 환산 약 472km

에너지 저장장치는 건식 양극 공정을 적용한 4680 원통형 배터리 셀 기반의 구조 배터리팩을 사용한다.

사용 가능 용량은 계산상 47.6kWh다.

배터리는 50만마일(약 80만km)에 걸친 지속적인 직류(DC) 급속충전과 큰 폭의 온도 변화에 견딜 수 있도록 설계됐다.

예비 다중 사이클 주행거리 시험에서는 보정 전 418.2마일(약 673km)을 기록했다. 일반적인 미국 환경보호청(EPA) 5사이클 보정 방식을 적용하면 약 293마일(약 472km)에 해당한다고 낫어테슬라앱은 전했다.

전비는 1kWh당 6.16마일로 약 9.9km/kWh다.

◇브레이크액 없애고 48V 전장…카메라 9대

차체에서도 기존 자동차에 사용되는 일부 유체 배관을 없앴다.

제동장치는 각 바퀴의 브레이크 캘리퍼에 개별 전자기계식 액추에이터를 설치해 전기신호로 직접 제어하는 브레이크 바이 와이어 방식을 사용한다. 중앙 유압식 마스터 실린더와 브레이크액이 필요하지 않다.

조향에는 기계적으로 연결된 스티어링 칼럼 대신 전자식 조향인 스티어 바이 와이어 방식을 적용했다. 조향장치는 앞쪽 구동모터 뒤에 자리 잡았으며 차량 전장 시스템은 개선된 48V 구조를 사용한다.

자율주행 연산장치는 하드웨어4(HW4) 아키텍처를 기반으로 한 개선형 컴퓨터가 맡는다.

테슬라는 정확한 사양을 공개하지 않았다. 낫어테슬라앱은 현재 일반 소비자용 테슬라 차량에 탑재되는 자율주행 컴퓨터보다 성능이 높은 것으로 파악된다고 전했다.

카메라는 모두 9대다. 8대는 차량 외부를 감시하고 나머지 1대는 실내를 촬영한다. 실내 카메라는 운행이 끝난 뒤 객실 청결 상태를 확인하고 승객이 두고 내린 물건을 찾는 데 사용된다. 카메라가 작동하면 화면에 녹색 아이콘이 표시된다.

테슬라는 운행 사이에 사이버캡을 청소하고 충전할 로보택시 전용 거점도 구축하고 있다.

천장 조명 부근에는 탑승자 분류 시스템 역할을 하는 레이더가 설치됐다. 좌석이 비어 있는지, 어린이용 카시트가 놓여 있는지, 성인이 앉아 있는지를 판별해 승객용 에어백의 작동 여부를 자동으로 결정한다.

에어백은 전면, 무릎, 커튼형, 좌석 장착형 측면 에어백으로 구성된다.

◇운전대·페달 없애 실내공간 확보…22인치 화면 탑재

사이버캡은 소형 2인승 차량이지만 운전대와 페달, 스티어링 칼럼이 없어 탑승공간을 상대적으로 넓게 확보했다.

다리 공간은 43.4인치(약 110cm), 머리 위 공간은 38.3인치(약 97cm), 엉덩이 부분 너비는 50.1인치(약 127cm)다.

두 좌석은 하나의 벤치처럼 함께 앞뒤로 움직이고 등받이는 각각 독립적으로 조절할 수 있다. 좌석에는 별도의 열선이나 통풍 기능이 없다.

차량 높이는 55.4인치(약 141cm), 너비는 69인치(약 175cm), 최저지상고는 5.7인치(약 14.5cm)다. 승하차 지점 높이는 16.5인치(약 42cm)다.

공차중량은 3113파운드(약 1412kg), 차량 총중량은 3730파운드(약 1692kg)다. 최대 적재중량은 617파운드(약 280kg)다.

뒤쪽 적재공간은 20.2세제곱피트(572ℓ)이며 최대 220파운드(100kg)를 실을 수 있다.

대형 위탁수하물 가방 2개와 기내용 가방 2개를 함께 넣거나 접은 유모차 또는 소형 휠체어를 실을 수 있는 규모다.

어린이용 카시트는 좌석 하단에 별도의 래치(LATCH) 고정장치가 없어 차량 안전벨트를 이용해 고정해야 한다.

실내 중앙에는 22인치 대형 터치스크린이 설치됐다. USB-C 단자를 통해 모바일 기기를 충전할 수 있지만 무선 스마트폰 충전 기능은 없다.

낫어테슬라앱은 향후 저지연 위성통신을 이용할 수 있도록 사이버캡에 스타링크 안테나가 통합된 상태로 생산되고 있다고 전했다.

테슬라는 사이버캡에 부품과 조립공정을 최소화한 '언박스드' 생산방식을 자율주행 기술과 결합하고 있다. 이번에 공개된 세부 사양에서도 열관리와 구동, 제동, 조향, 실내 구성 전반에 걸쳐 부품 수와 생산 복잡성을 줄이려는 설계 방향이 뚜렷하게 나타났다.


김현철 글로벌이코노믹 기자 rock@g-enews.com