일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2020.10.23

무게 2.9kg의 ‘휴대할 수 있는 전기자동차(EV)'
격랑의 1인승 시장으로

노트북처럼 생긴 장치에 조심스레 두 발을 올려 놓는다. 무게중심을 조금 앞쪽으로 옮기자, 그 장치는 ‘윙~’ 하는 작은 소리를 내며 앞으로 나아가기 시작했다. 스티어링 휠은 없으며 전진과 마찬가지로 좌우 선회에도 무게중심 이동을 사용한다. 무게중심을 오른쪽으로 옮기면 오른쪽으로, 왼쪽으로 옮기면 왼쪽으로 선회한다. 어느 한쪽의 발끝을 떼면 감속한다. 원하는 대로 조종하려면 몇 시간 단위의 연습이 필요하지만 일단 습득하고 나면 직관적인 조종을 즐길 수 있다.

필자가 시승한 것은 ‘WALKCAR(워커)’로 불리는 소형의 전기자동차(EV)로, 기술 스타트업의 COCOA MOTORS(도쿄)가 2020년 6월에 판매를 시작한 제품이다. EV라고 해도, 앞에서 말한 것처럼 판상의 장치만으로 구성되어 있다. 미국 테슬라(Tesla)나 닛산자동차 등에서 취급하는 승용차 베이스의 EV와는 확연히 다르다.

가장 큰 특징은 작고 가볍다는 것이다. 차량 치수는 전체 길이 215 × 폭 346 × 높이 74 mm로, 대각 치수는 약 13 인치다. 질량은 2.9kg로 손에 들고 이동할 수 있으며 가방에 넣어도 편하게 들고 다닐 수 있다. 휴대한 체로 전철이나 버스에 탑승해, 도착한 역이나 버스 정류장에서부터 목적지까지의 이동 등에 사용한다. 주차장이나 자전거 주차장이 불필요한 점이 다른 1인승 모빌리티와는 다른 점이다. 따라서 이용 시의 장벽을 낮출 수 있다.

바닥 부분에 4륜을 갖추고 있어 구동용 모터로 전방의 2륜을 움직여서 달린다. 최고 속도나 항속 거리는 주행 모드에 따라 바뀌며, 속도를 중시한 스포츠 모드 시에는 최고 속도 16 km/h로 항속 거리는 5 km, 일반 모드일 때는 최고 속도 10km/h로 항속 거리는 7km이다. 둘 다 충전 시간은 60분이다.

워커는 COCOA MOTORS의 사장 사토(佐藤) 씨가 대학원 석사과정 재학 중인 2011년에 개발을 시작해 2016년에는 시작기(試作機)를 완성시켰다. 그러나 당시에는 주행 성능이나 내구성 등이 목표치에 이르지 못해, 그로부터 4년에 걸쳐 만족할 만한 성능치까지 사양을 끌어올려왔다. 이에 총 9년의 개발 기간을 거쳐 양산·판매에 도달했다. 초기 로트 300대는 완판되어 수요에 따라 증산을 계획하고 있다.

마침내 완성품이 나오게 되었지만, 워커는 최고 속도 6km/h를 넘기 때문에 공공도로를 달릴 때는 번호판을 부착할 필요가 있다. 또한 제 1종 원동기장치자전거를 운전할 수 있는 면허도 필수다. 국가가 규정하는 보안 기준에 따라 헤드 램프나 방향지시등의 기기도 추가해야 한다. 이처럼 공공도로를 주행하기 위한 장벽이 높아 현실화되기란 쉽지 않다.

일본에서의 이용자는 기본적으로 사도(私道)나 공원 등 특정의 주행 가능한 구역에서 사용하게 된다. 최고 속도를 6km/h이하로 낮추는 등 보도를 달릴 수 있도록 하는 수단도 있지만, “(6km/h이하에서는) 이용자의 행동 범위를 확대하는 목적을 달성할 수 없으며 상품 가치는 현저하게 떨어진다”(사토 사장)라며, 현재의 최고 속도 16km/h를 고집한다.

다만, 이대로는 이용하는 경우가 한정되어 판매 대수를 크게 늘리는 것은 어렵다. 또한 수 km의 이동을 목적으로 한 1인승 소형 차량이 전 세계에서 등장했다가 사라지고 있다. 대표격인 ‘세그웨이’(미국 Segway가 개발·판매, 현재는 중국 기업의 산하)는 2020년 7월에 미국 생산을 종료했다. Segway는 보급이 어려운 좌우 2륜차에서 구미(歐美)에서 인기가 높은 전동 킥보드(킥 스케이터)로 사업의 축을 전환했다.

전동 킥보드는 차세대의 이동 서비스 ‘MaaS(Mobility as a Service)’에 포함된 차량으로서 일본에서도 기대를 모으고 있다. 2020년 하반기부터 각지에서 공공도로에서의 실증 실험이 시작되어, 1인승 모빌리티의 유력 후보로서 높은 주목을 받고 있다. 실용적인 전동 킥보드에 비해 운반의 편리함이나 승차감 등에서 우위성을 나타낼 수 있을 지가 워커의 보급을 위한 열쇠가 될 전망이다.

-- 일본전산계 IWM 채택 --
EV의 성능을 좌우하는 것은 배터리나 모터와 같은 기간 부품이다. 워커는 ‘18650(지름 18.0 x 길이 65.0mm) 리튬이온전지 셀을 7개 조합해 총 용량을 68Wh로 만들었다. 민생용으로 대량 유통하기 때문에 조달 비용을 줄이기 쉬우며 각각의 셀 배치를 제어할 수 있으므로 소형 차량에도 탑재가 쉽다. ECU(전자제어 유닛)와 나란히 차량의 저부(底部)에 탑재되어 있다.

각각의 앞바퀴 2개에는 구동용 인·휠·모터(IWM)를 탑재했다. 디퍼렌셜 기어나 드라이브 샤프트 등의 부품이 불필요하게 되어, 차량의 소형화와 경량화에 이바지했다. 정격 출력은 260W. 일본전산그룹의 일본전산서보(군마 현)에서 전용품으로 조달한다. 전력 소비량이 작은 모터를 채택하면서 구동 부품의 저항을 저감. 이에 따라 최대 항속 거리는 시작기의 3km에서 양산기로는 7km로 2배 이상 늘릴 수 있었다고 한다.

IWM은 용접으로 휠 부분에 고정되어 있다. 시작기에서는 압입(圧入)이나 금속제 나사를 사용해 고정하고 있었지만, 내구성을 높이면서 모터 주변의 부품 점수를 줄이기 위해 양산기에서는 변경했다.

특히 높은 내구성을 필요로 하는 부분에는 항공기 등에서 활용되는 알루미늄 합금의 일종인 ‘초초두랄루민(A7075)’을 채택했다. 구체적으로는 양 앞바퀴의 지지 부품이나 뒷바퀴의 카울 부분에 적용하고 있다. 주행 중 충격으로 바퀴 부분의 부품이 변형될 경우, 안전성과 안정성에 영향을 줄 수 있다. 강도를 높여 μm 단위의 변형도 방지한다.

-- 차체는 3층 구조 --
전지나 모터 등의 기간 부품을 탑재하는 이 차량은 3층 구조를 채택하고 있다. 배터리나 ECU를 탑재한 수레 부분에 해당되는 Polycarbonate(PC) 수지의 몸체 하부에 CFRP(탄소 섬유 강화 수지)로 성형한 두께 3.3 mm의 몸체 상부를 조합해 “내구성을 유지하면서 경량화를 도모했다”(사토 사장). PC수지와 CFRP의 2층으로 이루어진 차체에 탑승자가 다리를 얹는 PC수지의 판 겉면을 덧대었다.

상부 바디와 판 겉면 사이에는 조종용 압력센서를 4개 탑재하고 있다. 각각 좌우의 바퀴 전후 반을 커버할 수 있도록 배치하고 있어, 검출한 값으로부터 중심을 추정한다.

판 위에서 양발을 떼면 0.5초 정도면 자동으로 정지한다. 그 사이에 50cm가량 차량이 전진하지만 크게 앞으로 튀어나오지는 않는다. 4륜으로 안정적이며 차고는 74mm로 높지 않다. 긴급 시에 차체로부터 떨어져도 다칠 가능성은 다른 모빌리티에 비해 낮다.

또한 노면의 요철이 고르지 않아도 주파할 수 있도록 양산기에서는 새로운 서스펜션을 추가했다. 기존에는 상하 1축의 고무계 서스펜션만을 채택했으며 주로 4륜 모두가 지면과 접하도록 각 바퀴의 높이를 조정하는 역할을 맡고 있었다. 설치압을 높게 유지하면 슬립을 줄일 수 있어 안전하다.

양산기에 추가된 것은 앞뒤의 진동을 흡수하는 스프링계의 서스펜션이다. 좌우 앞바퀴의 지지 부품에 다는 것으로, 앞바퀴는 상하 좌우의 2축에 대한 진동을 흡수할 수 있게 되었다. 앞바퀴가 단 차를 극복하기 쉬워져 많은 노면에서 주행할 수 있게 되었다.

향후 비용 절감을 통해 약 20만엔의 현행 가격을 인하한다는 계획이다. 사토 사장에 따르면, “현재 상황에서는 오버 스펙이 되어 있는 부품이 있다”라고 한다. 예를 들어, 강도 향상을 위해 부품의 일부에서 채용한 초초두랄루민은 뒷바퀴 카울 부분의 경우, 알루미늄 다이캐스트로 변경이 가능하다고 보고 있다. 이에 따라 부품 단가에서 90%의 원가를 절감할 수 있을 전망이다. 거센 파도가 몰아치는 1인승 모빌리티 시장에서 경쟁력을 높여나갈 방침이다.

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