[르포] 수소·전기차부터 자율주행…한자연이 그리는 미래車 지도

1990년 설립 자동차 연구개발 첨병
전기·수소차 등 미래차 연구 확장

김덕진 본부장이 28일 한국자동차연구원 친환경 파워트레인 실험실에서 가상 개발 기반 파워트레인 개발 기술을 소개하고 있다./한자연

28일 충남 천안에 위치한 한국자동차연구원 내 친환경 파워트레인 실험실. 벽면을 채운 모니터에는 차량의 주행 그래프, 동력 흐름, 배출량 데이터들이 실시간으로 표시되고 있었다.

이곳은 가상 주행 환경 속에서 실제 차량의 성능을 검증할 수 있는 자동차 개발의 디지털 트윈 현장이다.

한자연은 자동차 개발 전 과정을 가상공간과 실제 환경을 결합해 수행하는 'Virtual Development(가상 개발)' 기반 파워트레인 기술을 오랜 기간 고도화해 왔다. 단순한 시뮬레이션을 넘어, 차량 개발의 전 주기에서 설계·해석·검증을 수행하는 핵심 인프라로 자리 잡았다.

김덕진 동력제어연구본부장은 "특정 기술이 완성되기 전부터 제어 로직을 직접 개발하고 파워트레인 성능을 예측하는 단계에서 가상화 기술이 큰 역할을 한다"며 "고도화된 차량 시운전 기술을 통해 부품이나 시스템 개발 속도를 혁신적으로 끌어올릴 수 있다"고 설명했다.

한자연은 전동화와 수소 파워트레인으로 확장 가능한 모듈형 디지털 트윈 환경을 구축해 설계, 성능 검증, 제어 로직 검토, 내구 신뢰성 평가까지 시제차 없이 통합적으로 수행할 수 있는 수준을 확보했다. 이를 통해 부품사와 완성차의 개발 기간을 단축하고, 기술 내재화를 지원하고 있다.

수소연료전지 실험실에 전시된 50KW급 연료전지 스택의 모습./한자연

이어 방문한 수소연료전지연구실험실에는 자동차부터 선박까지 다양한 모빌리티에 적용 가능한 스택들이 빼곡히 놓여 있었다. 20kW급 소형부터 150kW급 대형까지, 용도별로 구분된 스택들이 정밀하게 관리되고 있었다.

실험실 관계자는 "이곳에서는 스택의 기본 설계부터 시제품 검증까지 대부분의 과정을 자체적으로 진행한다"며 "이후 제작사는 저희 설계 기반으로 생산을 담당한다"고 말했다.

그는 또 "현대차를 제외하면 스택에 들어가는 핵심 부품인 분리판을 정밀 설계할 수 있는 곳은 국내에서 우리 연구원이 유일하다"고 말했다.

김태훈 한자연 배터리시스템연구센터장이 지난 28일 한자연 배터리실험실에서 배터리 관련 설명을 하고 있다./한자연

현대차 코나 구형 배터리 모듈 모습./한자연

전기차 배터리 실험실로 이동하자, 각형·파우치형 등 다양한 형태의 셀이 눈에 들어왔다. 특히 김태훈 연구원은 실험실을 소개하며 전기차 배터리의 전력 효율을 높이는 연구에 총력을 기울이고 있다고 설명했다.

김 연구원은 "자율주행, 인공지능, SDV 등 기술이 고도화될수록 차량 안에서 요구되는 컴퓨팅 파워는 상상 이상을 커지고 있다"며 "결국 누가 더 안정적이고 효율적으로 전력을 공급하느냐가 차량 성능을 좌우할 것"이라고 말했다.

특히 그는 이곳에서 기존의 12볼트 전원 체계를 48볼트로 전환하는 연구를 진행 중이라고 덧붙였다.

성창현 수소저장충전연구센터 책임연구원이 소형수소 군용차량 및 이동용 수소충전 전술차량에 대해 설명하고 있다./한자연

한국자동차연구원 내 자율환경실험실의 모습./한자연

이처럼 한자연은 탄소중립·전동화·디지털 전환(DX) 등 자동차 산업 패러다임 변화의 중심에서 기술 혁신을 주도하고 있다.

1990년 설립 이후 우리나라 자동차 산업의 성장과 궤를 함께 해온 한자연은 최근 연구 영역을 자율주행·수소·배터리 등 미래 모빌리티 전반으로 확대하며 도약을 준비하고 있다.

국내 주요 완성차와 부품사는 물론, 현대차그룹 등 글로벌 기업들과의 공동 연구를 통해 기술 상용화의 교두보 역할을 하고 있다.

진종욱 한자연 원장은 "자동차 산업이 100년만에 기술적 변화를 맞이하고 있다"며 "부품기업들이 변화에 적응할 수 있도록 기술적으로 뒷받침해 나가겠다"고 말했다.