일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2020.12.11

도요타, 신형 '미라이' 발매
항속거리를 30% 이상 연장

도요타자동차는 연료전지차(FCV) ‘미라이(MIRAI)’를 전면 개량해 20년 12월 9일에 발매했다. 6년만의 전면 개량이다. FC시스템을 쇄신하고, 1회 수소 충전에 주행할 수 있는 항속거리를 선대 차량과 비교해 30% 이상 연장한 것이 최대 특징이다. 도요타의 고도운전지원기술 ‘Toyota Teammate’의 하나인 ‘자동주차지원기능’을 탑재하는 등 예방 안전 성능도 강화했다.

같은 날에 개최된 온라인 발표회에서, 신형차의 개발책임자이며 도요타 Mid-size Vehicle Company의 치프 엔지니어인 다나카(田中) 씨는 “항속거리의 연장은 선대 차량부터 최대 테마였다. 신형차의 항속거리는 약 850km(WLTC모드)로, 선대보다 30% 향상했다. 또한 약 3분에 수소를 충전할 수 있기 때문에 편리해졌다”라고 말했다.

항속거리의 연장에 기여한 첫 번째 요인은 고압 수소탱크의 수를 선대 차량의 2개에서 3개로 늘린 것이다. 이를 통해 고압 수소탱크의 합계 용량은 선대의 122.4L에서 141L로 증가했다(유효 수소 탑재량은 선대의 4.6kg에서 5.6kg으로 증가).

신형차에 탑재한 3개의 수소탱크 중에 한 개는 센터 터널에, 나머지 2개는 리어 액슬(후부 차축)의 전후에 배치했다. 선대 차량은 FF(전부 엔진 전륜 구동)차량용 ‘신 MC 플랫폼’을 개량해 적용했었으나, 신형차는 도요타의 차량 개발 방법인 ‘TNGA(Toyota New Global Architecture)’에 기반한 최신 플랫폼 ‘GA-L’을 채용했다. FR(전부 엔진 후륜 구동)차량용의 이 플랫폼을 사용함으로써 센터 터널에 수소탱크를 탑재할 수 있게 되었다.

-- 소형경량화를 추진하면서 FC스택의 성능 향상 --
항속거리 연장의 두 번째 요인은 수소를 이용한 발전장치 ‘FC스택’의 성능 향상이다. FC셀의 유로(流路) 구조나 전극의 개량 등을 통해, 전극의 단위 면적 당 출력을 선대 차량보다 15% 높였다. 그 결과 FC스택의 출력 밀도는 선대의 3.1kW/L에서 5.4kW/L로 향상했다. FC스택의 최고 출력도 114kW에서 128kW로 올랐다.

성능을 높이면서 FC스택을 소형경량화했다. 신형차의 FC스택 체적은 선대와 비교해 약 20% 작고, 질량은 약 40% 가볍다. 또한 FC승압 컨버터나 펌프류와 일체화함으로써 프론트 후드 밑에 탑재할 수 있게 되었다. 선대 차량에서는 이들 파워 유닛을 바닥 밑에 배치했었다. FC승압 컨버터에 SiC(탄화규소)의 파워반도체 소자를 채용한 것도 항속거리의 연장에 기여했다.

후부 차축에 탑재하는 구동용 모터의 성능도 높였다. 최고 출력은 선대의 113kW에서 134kW로 향상했다. 모터는 감속 시의 에너지를 회수해 발전할 때도 사용한다. 발전한 전력을 축적할 수 있는 배터리팩의 종류는 선대의 니켈수소 배터리에서 리튬이온 배터리로 변경했다. 짐칸 밑에 탑재한다.

-- 시프트도 제어하는 자동주차 기능을 탑재 --
예방 안전 면에서는 도요타자동차로서는 처음으로 도요타의 고도운전지원기술의 하나인 자동주차지원기능을 탑재했다. 종렬 주차와 병렬 주차에 대응한다.

주차하고 싶은 장소 옆에 정차한 후에 전용 스위치를 눌러 주차 위치를 확인한다. 다음으로 개시 스위치를 누르면 차량 후부에 장착한 카메라와 초음파 센서를 통해 주위를 감시하면서 스티어링이나 엑셀, 브레이크와 함께 시프트도 조작을 자동 제어해 주차를 끝낸다.

사전에 주차 위치를 등록할 수 있는 기능도 탑재한다. 이 기능을 사용함으로써 백색 선이 없는 주차장이나 자택 주차장 등에서도 쉽게 사용할 수 있게 된다. 또한 고속도로나 자동차 전용도로의 복수 차선에서의 고도운전지원기능 ‘Advanced Drive’를 21년에 신형차에 처음으로 탑재할 계획이라고 한다.

자동주차지원기능 외에 최신 선진운전지원시스템(ADAS) ‘Toyota Safety Sense의 제2세대판(TSS2)’의 개량형을 탑재했다. 하드웨어는 야리스(Yaris) 등에 채용하고 있는 시스템과 같지만 몇 개의 기능을 진화시켰다.

차선 중앙을 유지하며 주행하는 기능 ‘Lane Tracing Assist(LTA)’에서는, 단안 카메라의 인식 프로세스에 심층학습을 적용해, 백색 선을 인식하기 어려운 경우라도 차선 중앙을 유지하며 주행할 수 있도록 했다.

LTA에는 ‘운전자 이상 시 대응 시스템’도 추가했다. 갑작스러운 컨디션 변화 등으로 운전자가 스티어링을 조작하지 않는 상태가 지속된 경우에, 해저드 램프를 깜박거리면서 차량을 서서히 감속해 주행 차선 내에 정차시킨다.

선행차량추종(ACC)에는 커브 주행 시의 차량 속도 억제 기능을 추가했다. 단안 카메라 등을 이용해 전방의 커브 상황을 파악하고, 속도를 억제할 필요가 있다고 시스템이 판단하면 스티어링을 꺾으면서 바로 감속을 시작하고, 되돌아왔을 때 감속을 종료한다.

자동 브레이크는 야리스 등과 마찬가지로 주야 차량이나 보행자, 주간 자전거 운전자는 물론 교차로에서 우회전할 때의 대향차나, 좌우회전 시의 전방 횡단보행자에도 대응한다.

자동 브레이크는 긴급 시의 조타지원기능도 갖추고 있다. 주행 차선 내에 있는 보행자를 단안 카메라로 감지하고, 자동 브레이크로 충돌을 회피하지 못한다고 시스템이 판단하면 주행 차선에서 일탈하지 않도록 운전자의 스티어링 조작을 지원한다.

한편 TNGA에 기반한 GA-L 플랫폼을 채용하면서 차량 크기는 커졌다. 신형차의 차량 크기는 길이4,975ⅹ폭1,885ⅹ높이1,470mm로, 휠 베이스는 2,920mm다. 선대 차량과 비교해 길이는 85mm 길고, 폭은 70mm 넓고, 휠 베이스는 140mm 길며, 높이는 65mm 낮다. 승차공간이 낮아짐으로써 승차 정원은 선대의 4명에서 5명으로 늘었다.

신형차의 가격은 710만~805만 엔이다. 도요타의 모토마치공장에서 생산한다. 월간 판매 계획은 공개하지 않았다.

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