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[전기차가 바꾼 패러다임] ①
자율주행 최적화 아키텍처 전기차
끓어오르는 556조 자율주행 시장

 웨이모(Waymo)의 자율주행 재규어 로보택시 안 화면에 도착 예정 시간이 표시된 모습.[사진 EPA/연합뉴스]

[이코노미스트 박세진 기자] 자율주행 상용화의 시간표가 앞당겨지고 있다.그 중심에 전기차가 서있다.배터리를 기반으로 하는 전기차는 센서와 고성능 컴퓨팅 유닛이 요구하는 전력 수요를 자연스럽게 감당할 수 있다.또 소프트웨어 중심 설계(SDV)에도 최적화돼 있다.이 때문에 전기차는 자율주행의 개발 플랫폼으로 여겨진다.이제 전기차와 자율주행은 불가분의 관계로 진화 중이다.

자율주행 기술은 자동차 산업의 판을 바꿀‘열쇠’로 평가받는다.이를 방증하듯,자율주행 시장의 전망은 500조 규모를 자랑한다.거대한 시장을 선점하기 위해 글로벌 주요 업체들도 속도를 내고 있다.테슬라,현대차 등 주요 완성차 기업들은‘운전자가 필요 없는 세상’을 목표로 자율주행 개발 경쟁에 본격 돌입한 상태다.

자율주행의 동반자,전기차 플랫폼

전기차는 다가올 자율주행 시대의 핵심 인프라로 간주된다.전기차의 구조적 단순성·고전압 배터리 시스템·소프트웨어 중심 설계 등이 이를 뒷받침하는 요건이다.먼저 구조적 단순성이다.전기차의 구조적 단순성은 자율주행 시스템의 하드웨어를 차량에 효율적으로 통합하는 데 결정적인 이점을 제공한다.일반적인 내연기관 자동차는 엔진·변속기·배기시스템·연료계통 등 복잡한 기계 구조로 구성된다.이 때문에 센서나 연산 유닛 장착 시 공간 확보와 배선 연결,윌리엄 힐 카지노발열 관리 등에 제약이 따른다.

반면 전기차는 파워트레인이 모터와 배터리 중심으로 단순화돼 있다.내연기관 자동차와 달리 차체 내 여유 공간이 넓고 배선 설계도 유연한 셈이다.특히 차량 전면부에 엔진 대신‘프렁크’(Frunk) 공간이 확보되면서,그 활용도는 더욱 커진다.해당 공간에는 고전력 GPU가 탑재된 인공지능(AI) 연산 유닛 또는 센서 허브를 배치할 수 있기 때문이다.

현대차의 E-GMP와 GM의 울티움(Ultium),테슬라의 스케이트보드 플랫폼은 이러한 구조적 장점을 극대화한 사례다.현대차그룹이 지난 2020년 처음 공개한 전기차 전용 플랫폼 E-GMP는 아이오닉 5·6,제네시스 GV60 등에 적용돼 있다‘모듈화’와‘플랫 플로어’구조가 핵심인데,차체 하부에 배터리를 길게 배열하고 엔진과 변속기 없이 실내를 구성할 수 있다.이로 인해 자율주행 컴퓨터나 라이다·카메라 센서를 차량 전면·지붕·측면에 자유롭게 배치할 수 있다.

GM의 울티움 플랫폼은 대형 스포츠유틸리티차량(SUV)부터 상용 밴·픽업트럭·로보택시까지 포괄하는 범용 전기차 플랫폼이다.크루즈(Cruise)의 자율주행차도 이 플랫폼을 기반으로 제작된다.울티움 플랫폼은 배터리 셀을 수직·수평으로 유연하게 배열할 수 있어 다양한 크기의 자율주행 하드웨어를 수용하기 용이하다.

테슬라의 모든 차량은 스케이트보드형 플랫폼을 기반으로 한다.배터리를 평면 구조로 하부에 설치하고,모터와 제어 유닛을 양단에 배치하는 방식이다.덕분에 무게 중심이 낮고 실내 공간 활용도가 높다.센서와 자율주행 컴퓨터(FSD Computer)는 프렁크나 실내 중앙부에 배치된다.특히 테슬라는 자체 설계한 FSD 칩과 자율주행 소프트웨어를 통합해 전장 시스템과 가까이 결합된 자율주행 컨트롤러를 적용하고 있다.여기에 더해 OTA(Over-the-Air) 업데이트와 실시간 데이터 수집 기능을 모든 차량에 기본 탑재하고 있다.차량 자체가 자율주행 학습의 플랫폼 역할을 수행하는 구조인 셈이다.

전문가들은 이 같은 전기차 플랫폼들의 최종 목적지가 단순히‘전기로 가는 차’를 위한 것이 아니라고 설명한다.전기 구동에서 더 나아가 센서 배치·연산 유닛 탑재·냉각 관리·소프트웨어 업데이트까지 포괄적으로 고려된‘자율주행 대응 아키텍처’라는 것이 전문가들의 진단이다.

권용주 국민대학교 자동차운송디자인학과 교수는 “자율주행차는 쉽게 말해 자동차에 인간의 두뇌를 이식하는 것”이라며 “자율주행의 완전한 상용화는 아직 먼 미래의 일이다.하지만 그 미래에는 내연기관보다 전기차 기술이 더욱 빠르게 발전할 수밖에 없다.그런 점에서 전기차는 자율주행 개발에 유리한 기반이 된다”고 말했다.

그는 이어 “앞으로 전기차는 단순히 전기로 움직이는 자동차를 넘어,자율주행에 최적화된 아키텍처 자체로 진화할 것”이라며 “전기차 플랫폼이 진화할수록 자율주행에 필요한 라이다,레이더 등 각종 센서를 탑재할 수 있는 공간 확보가 용이해진다.지금처럼 센서들이 차량 외부로 돌출된 형태도 점차 사라지고,디자인적으로도 훨씬 세련되게 개선될 것”이라고 덧붙였다.

운행 대기 중인 웨이모 로보택시.[AFP/연합뉴스]

전기차가 여는 556조 자율주행 시장

전기차의 진화가 자율주행 시장의 성장과 맞물리면서,자동차 산업은 새로운 전환점을 맞고 있다.글로벌 컨설팅사 맥킨지에 따르면 2035년까지 승용차 자율주행 기능만으로 최대 4000억 달러(약 556조원)의 신규 시장이 창출될 전망이다.전기차가 선도하는 패러다임 전환에 발맞춰,자율주행이 산업 전면에 등장하고 있는 셈이다.

추후 시장 전망은 세 가지로 나뉜다.첫째는 보수적 시나리오다.맥킨지는 이 경우 완성차 업체들의 자율주행차 개발 일정이 지연되고 소비자 수요도 기대치를 밑도는 상황을 가정한다.이 경우 2030년까지 L3 이상 자율주행 기능이 탑재된 차량 비중은 4%,2035년에도 17%를 넘지 못할 것으로 예측됐다.기술 상용화가 지체되면,자율주행 기능은 여전히 일부 고급차에 국한될 가능성이 크다는 분석이다.

두 번째는 기본 시나리오다.글로벌 완성차 업체들이 현재 계획한 일정대로 자율주행차를 출시하고,소비자 수용과 규제 정비가 점진적으로 개선된다는 전제다.이 경우 2030년에는 12%,2035년에는 37%의 신차에 고급 자율주행 기능이 탑재될 것으로 분석됐다.

세 번째는 낙관적 시나리오다.완성차 업체들이 자율주행차를 신속하게 출시하고,구독형 요금제나 온디맨드 방식 등 새로운 수익모델이 조기에 정착되는 경우다.맥킨지는 이 시나리오에서 2030년까지 전체 승용차의 20%가,2035년에는 57%가 L3 이상 기능을 갖출 수 있다고 전망했다.

맥킨지는 보고서를 통해 “이러한 시나리오 간 차이는 단순히 기술 개발 속도의 문제가 아니라,그림 주제 룰렛소비자 수용성,규제 속도,데이터 수집 및 처리 역량 등 복합적인 요소가 작용한 결과”라며 “프리미엄 브랜드들이 자율주행 하드웨어를 선탑재한 후 소프트웨어 업데이트 방식으로 기능을 점진적으로 활성화하는 전략이 핵심이 될 것”이라고 분석했다.

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