Nikkei Automotive_25.08

도요타, 신형 RAV4에 아린 첫 탑재
PHEV에는 탄화규소제 파워반도체 채택

도요타자동차가 올해 안에 국내에서 발매되는 신형 SUV ‘RAV4’에 독자적인 소프트웨어 기반 ‘아린(Arene)’을 탑재한다. 이를 통해 소프트웨어 개발의 효율을 높일 수 있다고 한다. OTA(Over The Air)에 의한 소프트웨어의 무선 업데이트가 용이해지기 때문에 발매 이후에도 기능을 높여 지속적으로 수익을 내는 구조를 구축할 수 있다. 소프트웨어정의차량(SDV)에서는 미국의 테슬라와 중국 기업들이 선도하고 있다. 도요타는 아린의 투입으로 반격을 도모한다는 전략이다.

도요타는 5월 21일, 6세대인 신형 RAV4를 발표했다. RAV4는 2024년에 세계적으로 104만 대가 판매된 주력 차종이다. 국내용으로는 플러그인하이브리드차(PHEV)와 하이브리드차(HEV)를 마련, 가솔린차는 설정하지 않았다고 한다. 국내를 포함한 180개 이상의 국가와 지역에 순차적으로 판매해 나갈 계획이다.

또한, PHEV의 하이브리드 시스템을 쇄신하고, 파워반도체를 실리콘(Si)제 탄화규소(SiC)제로 전환해 전기자동차(EV)의 항속거리를 이전 세대의 9km에서 150km로 늘렸다. 도요타는 EV에서 SiC를 채택하고 있지만, 하이브리드 시스템에서의 채택은 이번이 처음이라고 한다. 가격 및 연비 성능 등은 미정이다.

-- 아린의 구성 요소는 3가지 --
아린은 도요타의 소프트웨어 자회사 Woven by Toyota가 주로 개발했다. Woven by Toyota는 RAV4를 SDV의 ‘제1탄’으로 규정하고, 첨단운전보조시스템(ADAS)과 차량용 인포테인먼트(IVI)의 미들웨어로 아린을 탑재했다. ADAS 카메라 데이터를 아린을 통해 수집해 ADAS 성능을 발매 이후 업데이트하는데 활용할 수 있다. Woven by Toyota의 구마베(隈部) CEO는 “보다 우수한 기능을 신속하게 전달할 수 있게 된다”라고 아린의 효능을 강조했다.

RAV4에서 ADAS의 SoC(System on a Chip)는 르네사스일렉트로닉스의 제품, IVI는 미국의 퀄컴의 제품으로 구분해 사용하고 있다. RAV4에서는 ADAS와 IVI에 머물러 있지만, 향후에는 보디나 파워트레인의 미들웨어에도 아린을 채택해 SoC의 통합도 도모해 나갈 방침이다.

아린은 차량용 미들웨어뿐만이 아니라, 클라우드 개발 툴 등을 포함한 소프트웨어 기반의 총칭이다. 크게 세 가지 요소로 구성되어 있다. ‘SDK(소프트웨어 개발 키트)’와 ‘Tools’, ‘Data’이다.

SDK에서는 아린용 애플리케이션을 소프트웨어 기술자가 쉽게 개발할 수 있는 환경을 정비했다. 소프트웨어의 구성 요소를 모듈 별로 분할해 SoC나 센서 등 하드웨어에 대한 의존성을 줄였다. “소프트웨어 기술자가 하드웨어의 존재를 의식하지 않고 개발에 집중할 수 있다”(Woven by Toyota)라고 한다. 신형 RAV4에서는 SDK를 이용해 IVI의 음성대화 서비스와 ADAS ‘TSS(Toyota Safety Sense)’를 개발했다.

Tools는 가상 환경에서 소프트웨어를 검증하기 위한 개발 툴이다. 실제 차량을 이용한 검증을 줄여 소프트웨어 개발 효율을 높일 수 있다. RAV4에서는 ADAS 개발에 주로 활용했다. Data는 데이터 수집 기반이다. ADAS의 카메라 데이터 등을 수집해 분석할 수 있다.

-- ADAS는 덴소 제품 --
아린 채택에 맞춰 진화한 것이 ADAS이다. 자동 브레이크 성능을 개선했다. 판매가 완료된 TSS 탑재 차량으로부터 주행 데이터를 수집해 지금까지 일어난 사고의 상세 내용을 분석하고, 그것들을 활용함으로써 자동 브레이크가 동작하는 장면을 확대했다고 한다. 더 나아가 아린과 연계시켜 발매 이후의 성능을 지속적으로 개선할 수 있다고 한다.

TSS는 덴소 제품으로, 전방 중앙에 카메라와 밀리미터파 레이더가 각각 1개씩 표준 장착되어 있다. 이미지센서 해상도를 800만 화소 수준으로 높여 차량 감지 거리를 250m 정도까지 늘렸다고 한다. 기존의 TSS는 500만 화소 수준으로 150m 정도였다.

IVI의 경우, 스마트폰에 가까운 HMI(Human Machine Interface)의 조작성을 실현했다고 한다. 중앙 디스플레이 홈 화면 위에 원하는 앱을 배치하거나, 단축키를 만들어 고객의 취향에 맞게 커스터마이징 할 수 있다. Woven by Toyota은 “익숙한 UI(User Interface)로 함으로써 직감적으로 조작할 수 있도록 했다”라고 설명한다.

IVI에서는 음성 인식도 강화했다. 미국 Cerence의 기술을 채택해 “보다 자연스러운 화법으로 전달할 수 있게 되었다”(Woven by Toyota)라고 한다. 클라우드 상에서 음성을 인식·처리해 응답 속도와 인식 성능을 개선했다. 클라우드에 연결되지 않아도 어느 정도의 키워드 인식이 가능하다고 한다. 아린의 탑재로 차량에 탑재된 전자제어유닛(ECU)이나 서버와의 연계가 쉬워져 음성으로 조작할 수 있는 기능이 증가. OTA로 발매 이후에도 음성 인식 기능을 업데이트할 수 있다.

-- 배터리 용량 30% 증가 --
파워트레인에 대해서는 PHEV용으로 6세대 하이브리드 시스템을 베이스로 하는 플러그 인하이브리드 시스템(시리즈∙패러렐 방식)을 개발했다. 특징은 트랜스액슬이나 파워컨트롤유닛(PCU)에 직류-직류(DC-DC) 컨버터를 일체화해 소형화했다는 점이다. 전동액슬의 높이와 무게는 이전 차량과 비교해 각각 15%, 18% 줄였다.

인버터에 SiC제 파워반도체를 채택해 효율을 높여서 항속 거리를 연장. 트랜스액슬의 베어링과 기어 등에서는 기계적 손실을 낮췄다. 배터리 용량은 이전 세대의 18kWh에서 약 30% 늘렸다고 한다.

HEV에 대해서는 이전 세대인5세대 시스템을 기본적으로 답습. DC-DC 컨버터 등의 일체화는 추진하지 않았고, 트랜스액슬과 PCU, 배터리 등을 개선함으로써 모터의 출력 향상을 도모했다고 한다.

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