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Nikkei X-TECH_2021.8.11

도요타의 신형 ‘아쿠아’에 대한 10가지 질문
야리스·피트와의 차이점은?

도요타자동차는 7월 19일, 소형 하이브리드카(HEV) ‘아쿠아(Aqua)’ 신형을 발매했다. 1세대 등장으로부터 약 10년, ‘다음 10년을 내다본 컴팩트카’는 최초의 전면 개량을 통해 어떻게 진화되었을까? 2세대 아쿠아의 특징 및 탑재된 신기술 등 알고 싶은 항목들을 정리해 보았다.

Q1: 아쿠아는 어떤 자동차인가?
아쿠아는 도요타가 2011년에 1세대 모델을 발표한 소형 HEV이다. 가장 큰 강점은 연비로, ‘프리우스’를 뛰어넘는 것이 1세대 개발진에게 주어진 과제였다. 그 결과, 아쿠아가 실현한 연비는 35.4km/L(JC08 모드). 프리우스의 32.6km/L(JC08 모드)라는 세계 최고의 저연비 기록을 갈아치운 것이 큰 화제가 되었다.

1세대 아쿠아 가격은 169만엔(세금 포함)부터. 당시 HEV로는 이례적인 저렴함도 주목을 끌었다. 뛰어난 연비 성능 및 적당한 가격을 무기로, 아쿠아의 판매 대수는 누계 187만대를 넘어섰다. 이 1세대의 충격으로부터 약 10년을 지나고, 아쿠아는 올 7월, 2세대로 진화했다.

Q2: 경쟁 차종은?
아쿠아의 경쟁 차종은 같은 소형 HEV인 혼다의 ‘피트(FIT)’와 닛산자동차의 ‘노트(NOTE)’이다. 도요타의 소형차 ‘야리스(Yaris)’의 HEV 사양도 아쿠아와 같은 세그먼트에 속한다.

Q3: 과연 연비는 어느 정도?
신형 아쿠아의 연비 성능은 WLTC 모드로 35.8km/L. 1세대 차량보다 약 20% 높다. 경쟁 차종인 혼다의 피트는 29.4 km/L, 닛산의 노트는 29.5 km/L이다. 이번 전면 개량으로 아쿠아가 크게 앞서게 되었다.

소형 HEV의 경쟁축을 둘러싸고 연비에서 편리한 사용감으로의 전환을 추진하려는 자동차회사들도 등장하고 있다. 신형 아쿠아의 개발 책임자를 맡은 도요타 TC제품기획의 스즈키(鈴木) 치프엔지니어는 이러한 상황 변화에 대해 이렇게 분석한다. “연비의 중요성이 약간 떨어진 것은 자체 마케팅 조사에서도 확인하고 있다. 그렇지만 여전히 연비에 대한 관심은 높으며 우리는 계속 독보적인 성능을 실현해 나가야만 한다. 그것이 사명이자 존재의 의의라고 생각한다”.

Q4: HEV인데 탄소중립에 기여를 할 수 있나?
“탄소중립에 기여할 수 있는 폭넓은 선택사항을 적절한 가격을 통해 제공하는 것이 소형차가 나아갈 방향이다”(신고(新鄕) 도요타 컴팩트카컴퍼니 프레지던트).

일부에서 탄소중립을 달성할 수 있는 것은 전기자동차(EV)라고 여겨지고 있는 현상에 대해 신고 씨는 “자동차가 주행 중에 배출하는 온실가스만으로 판단해서는 안 된다”라고 강조한다. 온실가스는 차량이나 전기를 만드는 과정에서도 발생하기 때문이다. 라이프 사이클 전체에서 비교하면 HEV와 EV의 CO₂ 배출량은 비슷한 수준이라는 데이터도 있다. 전력 공급에서 차지하는 화력발전 비율이 70%가 넘는 일본에서는 탄소 중립에 대해 “종합적으로 판단하는 것이 매우 중요하다”(신고 씨)라고 한다.

Q5: 신형 아쿠아가 채택한 플랫폼이란?
도요타의 차량 개발 아키텍처 ‘TNGA(Toyota New Global Architecture)’에 기반을 둔 소형차 전용 플랫폼 ‘GA-B’를 채택했다.

도요타는 TNGA를 기반으로 한 플랫폼을 현재 5종류 준비하고 있으며, 이 중 GA-B가 가장 작다. B세그먼트급 소형차 전용으로 아쿠아 외에도 소형 해치백 야리스와 그 시리즈 중 하나인 소형 SUV 야리스크로스(Yaris Closs)도 아쿠아와 같은 GA-B 플랫폼을 사용한다.

플랫폼 쇄신을 통해 신형 아쿠아는 휠 베이스가 1세대보다 50mm 길어졌다. 휠베이스 연장 부분은 주로 뒷좌석의 발 밑 공간 확대에 사용되었다.

Q6: 야리스와 어떻게 다른가?
같은 GA-B 플랫폼을 사용하는 아쿠아와 야리스. 차량의 크기는 거의 같으며, HEV의 연비에서도 차이는 거의 없다. 도요타자동차의 도요타(豊田) 사장이 “야리스가 있는 상황에서 아쿠아만의 특징을 만들어내기 위해 많은 사람들이 고생했을 것이다”라고 말할 정도이다.

신형 아쿠아의 개발 책임자인 스즈키(鈴木) 치프엔지니어는 아쿠아와 야리스의 차이에 대해 “높은 퀄리티나 세련된 분위기를 중시한 것이 이번 아쿠아다. 야리스는 운전하는 즐거움에 초점을 맞춘 자동차로, 응축된 패키지 안에서 운동 성능을 추구했다”라고 설명한다.

도요타의 분석에서는 아쿠아의 구입층 가운데 “큰 자동차에서 작은 것으로 갈아타는 ‘다운 사이저’가 많다”(스즈키 치프엔지니어)라고 한다. 중·대형 차량의 승차감에 익숙해진 소비자를 만족시키기 위해, 운전의 안정성 향상에 “돈을 들였다”(스즈키 치프엔지니어)라고 한다.

그 한 예가 '스윙밸브 쇼크업소버(Swing Valve Shock Absorber)'의 채택이다. 최상위의 ‘Z’ 그레이드에만 탑재되는 것으로, 고급차 브랜드 ‘렉서스’ 차량에 사용하는 기술을 적용했다. 스윙밸브 쇼크업소버는 업소버의 오일 파이프라인에 밸브를 설치해 미세한 움직임에 대해서도 파이프라인의 저항에 의한 감쇠력(Damping force)을 발생시키는 것이다. 업소버의 스트로크 속도가 매우 낮은 경우에도 감쇠력을 유지. 흔들림 없는 차량 자세를 통해 안정감과 고속 주행 시의 승차감을 높였다.

Q7: ‘세계 최초’의 ‘바이폴라형 배터리’란 어떤 것?
신형 니켈수소전지를 차량의 구동용 배터리로 채택하는 것은 신형 아쿠아가 세계 최초이다. 리튬이온 배터리팩 대비 부피 당 용량을 25% 늘리는데 성공했다. 도요타자동직기(豊田自動織機)가 양산하고 있다.

기존형의 니켈수소전지는 정극과 부극의 활물질을 각각 다른 집전체(集電體)에 도포, 분리막을 사이에 두고 전해액을 주입해 하나의 셀로서 독립되어 있다. 복수의 셀을 조합해 모듈로 할 때에는 집전체 옆에서 꺼낸 탭을 연결해 전류를 흐르게 한다.

한편, 도요타가 이번에 채택한 바이폴라형은 집전체의 한 면에 정극의 활물질, 다른 면에 부극의 활물질을 도포해 ‘바이폴라(Bipolar, 쌍극) 전극’이라고 하며, 이것이 여러 장 겹쳐있는 구조의 배터리 모듈이다. 기존형의 니켈수소전지에 비해 집전체 매수나 배터리 셀의 외장재 사용량 등, 부품 수를 줄일 수 있어 소형화에 적합하다. 또한 통전(通電) 면적이 넓어 큰 전류를 흐르게 할 수 있다.

신형 아쿠아에는 바이폴라형 니켈수소전지 외에도 리튬이온배터리를 탑재하는 그레이드가 존재한다. 리튬이온전지를 채택한 것은 의외로 가장 저렴한 B등급이다. 그 이유는 명쾌하다. “바이폴라형 니켈수소전지의 코스트가 비싸기 때문”(스즈키 치프엔지니어). B그레이드는 법인 이용이 많아 구입 시 가격을 중시하는 경향이 강하다.

Q8: 재해 대책으로 표준 탑재한 시스템은?
신형 아쿠아에는 재해 시의 전용 외부 급전 기능인 ‘비상시 급전 시스템’을 모든 차량에 표준 탑재되어 있다. 연료가 가득 찬 상태에서 일반 가정의 약 5일 분의 전력을 조달할 수 있다고 한다. 도요다 사장은 이 기능에 대해 "재해 시 운전자가 주변 사람들에게 도움을 줄 수 있을 것이다"라며 자신감을 보였다.

외부 급전 기능을 표준 탑재한 배경에 있는 것은 도요타가 아쿠아를 동일본대지진으로부터의 부흥의 상징으로 규정하고 있기 때문이다. 1세대 아쿠아 생산이 동일본에 있는 이와테(岩手)공장(이와테 현)에서 시작한 것은 동일본대지진 직후. 신형차도 같은 공장에서 생산하고 있으며, 도요타 동일본의 미야우치(宮内) 사장은 “앞으로도 지진 재해 부흥과 동북 경제 회복을 상징하는 존재이고 싶다”라고 강조한다.

Q9: '쾌감 페달'은 닛산자동차의 '원페달'과 같은 것인가?
회생제동력을 이용해 강한 감속감을 내는 기능으로, 기본적으로는 닛산 자동차의 ‘원페달(Onepadal)’과 같다. 가속 페달을 느슨하게 하는 것만으로 회생제동에 의해 감속도가 증가해 매끄럽게 감속이 이루어진다. 엑셀과 브레이크 페달을 바꾸는 빈도를 줄일 수 있다.

도요타 차량에 이번에 처음 채택된 쾌감 페달은 ‘POWER+모드’를 선택하면 작동한다. 통상적인 주행 모드에 비해 “최대 약 2배의 감속도”(도요타)를 발휘한다고 한다.

그럼에도 불구하고, “(닛산의 원페달 등) 타사의 동일한 기능보다 감속이 완만하다”(스즈키 치프엔지니어)라는 것이 도요타의 쾌감 페달의 특징이다. 그 이유는 “조수석에 앉은 사람이 차멀미가 나지 않게 하기 위해”(스즈키 치프엔지니어)라고 한다. 원페달은 운전자들에게 편리한 기능인 반면, 급감속으로 인해 동승자가 차멀미를 하는 원인이 될 수 있다. 도요타는 “자연스러운 감속감을 중시해 조정했다”(스즈키 치프엔지니어)라고 한다.

Q10: 신형 아쿠아에 채택된 주요 부품의 공급업체는?
Q7에서 설명한 것처럼, 니켈수소전지의 공급처는 도요타자동직기이다. 1세대 아쿠아는 PEVE(Primearth EV Energy)의 배터리를 채택했다. 도요타와 도요타자동직기는 2016년부터 실용화를 위한 검토를 추진해 왔다.

전자 제어 시프트와 인버터 냉각용의 펌프는 아이신 제품이다. 이번에 아이신이 개발한 전자 제어 시프트의 특징은 모터와 감속기, ECU(전자제어유닛), 센서를 일체화된 유닛으로 완성한 점이다. 펌프는 아이신의 기존 제품과 같은 크기이지만, 출력을 약 1.5배, 시스템 효율을 약 30% 향상시켰다.

첨단운전자보조시스템(ADAS)용 센서는 독일 콘티넨탈의 단안 카메라와 밀리미터파 레이더를 채택했다. 야리스와 시스템을 공용하고 있다. 도요타는 세계에 판매하는 글로벌 차량에 많이 사용함으로써 비용을 낮춘 단안 카메라와 밀리미터파 레이더를 아쿠아에 활용한 것으로 보인다.

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