BMW 박물관, SIMPLE – CLEVER 등 컨셉카 2종 전시

2 개의 특별한 컨셉카 , BMW 박물관 전시 작품에 합류  

BMW는 자동차의 역사를 이끌어오면서 각종 혁신적인 자동차 및 컨셉카를 통해 승용차의 개발 수준을 진일보시키는 자극제 역할을 거듭해 왔다.

이는 지난 해부터 BMW 박물관에서 전시되고 있는 컨셉카 전시회를 통해 계속 증명되고 있으며, 지난 10월 9일부터는 ‘SIMPLE’과 ‘CLEVER’로 명명된 2대의 컨셉카 모델이 추가되면서 BMW의 우수한 혁신성을 더욱 공고히 알리는 계기가 되었다.

SIMPLE – 보다 가벼워진 차체 , 획기적으로 줄인 연료 소모량

SIMPLE은 자동차와 모터사이클의 특장점을 적절히 혼합한 모델이다. 이 컨셉카의 내부는 자동차에서 영감을 받은 것으로, 운전자를 외부 소음으로부터 철저히 막아줄 뿐만 아니라 만약의 사고에 대비하는 높은 수준의 안전성을 제공하며, 바람 등 기타 악조건의 날씨로부터 탑승자를 보호하는 중요한 역할을 한다. SIMPLE의 슬림한 디자인 (폭 110cm)과 2인을 위한 구성(운전자는 앞, 동승자는 뒤)은 바이크에서 영감을 받았다. 특히, 2인승 자동차 고유의 역동적인 주행 스타일을 자랑하기 때문에, 코너링시에도 원하는 방향대로 몸을 마음껏 기울일 수 있다. ‘SIMPLE”이라는 명칭은 ‘A Sustainable and Innovative Mobility Product for Low Energy Consumption (에너지 절감을 위한 지속가능하고 혁신적인 자동차)’이라는 프로젝트명의 약어이다.

BMW 디자이너들은 처음에는 가볍고 공기저항을 최소화하는 특징을 가진 소형 자동차 개발을 기획했다. 몇 개월간의 단계를 거치면서 모아진 필요 요건과 아이디어에 따라 2005년 ‘기울기 기술(tilting technology)’을 기반으로 하는 자동차가 탄생하게 되었다. 코너링 중 동승자 칸만 기울게 되어 있는 다른 컨셉카와는 대조적으로 SIMPLE은 운전자가 적당한 기울기로 방향을 변화하기만 하면 자동으로 이에 따르게 된다. SIMPLE의 두드러지는 특징은 자동차가 매우 느린 속도로 주행 중에 불안정해질 위험이 있거나, 정지 시 자동차를 바로 서게 하거나, 드리프팅과 같은 극단적인 상황에서처럼 예외적인 상황에서만 유압장치를 작동시킨다는 점이다. 이 외의 경우에는 바이크와 같은 느낌으로 운전하면서, 코너로 기울 때 중력과 회전력을 제외한 어떤 에너지도 필요로 하지 않는다. 동승자 역시 가로지르는 힘을 전혀 느끼지 않고, 특히 방향을 갑작스럽게 바꾸는 동안 측면으로 움직여 조종할 필요가 없기 때문에 이 같은 기울기 기술의 혜택을 누릴 수 있는 것이다.

약 450kg 정도밖에 나가지 않는 SIMPLE은 동력을 공급하는 데 겨우 36 kW의 연소 엔진이면 충분하다. 정지 상태에서 시속 100km 도달 시간은 10초 미만이며, 0.18이라는 뛰어난 공기 항력 계수를 자랑한다. 전기 모터와 연소 엔진을 사용하기 때문에 SIMPLE은 6kWh (휘발유 0.7리터에 해당)나 2리터의 연료만으로도 100km를 이동할 수 있다.

CLEVER – 협력을 통한 진정한 드라이빙의 즐거움 실현

CLEVER는 ‘Compact Low Emission Vehicle for Urban Transport(도시 교통을 위한 소형 저 배기 자동차)’의 약어로, 실용적인 도시형 저배기 자동차 생산을 목표로 하는 연구 프로젝트를 지칭한다. CLEVER 프로젝트는 제 5차 EU 위원회 프레임워크 프로그램의 후원을 받은 베를린 대학의 프로젝트로 지난 2002년 시작되었다. 영국의 바스대학교 (University of Bath), 프랑스의 IFP(Institut Français du Pétrole), 비엔나의 자연자원 응용생활과학 대학교(University of Natural Resources and Applied Life Sciences) 등이 연구 파트너로 참여했으며, 기업들은 Cooper-Avon Tyres Ltd, ARC Light Metal Competence Centre Ranshofen GmbH, TAKATA-PETRI AG, WEH GmbH 등이 참여했다. BMW 그룹은 기술 관리와 더불어 섀시, 인테리어, 외관의 구성 등을 맡았으며, 디자인과 시제품 역시 BMW 그룹의 책임하에 이루어졌다.

CLEVER는 저배기 천연가스 엔진으로 작동하는 3륜차에서 운전자는 앞 쪽에, 동승자는 뒤 쪽에 자리한다. 여기에 낮은 공기저항, 최소화된 무게 및 도로에서 차지하는 작은 공간이 더해진다. 이 모델은 길이 약 3m, 폭 1m, 높이 1.4m로 400kg 미만의 가벼운 무게를 자랑하며, 에어스트림까지 전면 부분이 1평방 미터를 넘지 않는다. CLEVER는 승용차의 안전성이 더해져 바이크 주행의 즐거움을 만끽할 수 있는 자동차이기도 하다. 이를 위해 운전자와 동승자는 코너링 중 컴퓨터가 조정하는 기울기를 갖춘 충격에 최적화된 알루미늄 프레임 내부에 위치하게 되고, 탑승자 모두가 2륜 자동차 고유의 역동적인 주행 경험을 즐길 수 있다.

도시 교통의 자동차 이동에 있어서 꼭 필요한 부분에 중점을 둠으로써 새로운 기술과 혁신 솔루션의 길을 열고 있는 것이다. 특히 ‘기울기 기술(tilting technology)’은 이 같은 형식으로 새롭게 시도되는 참신한 아이디어이기도 하다. 원활한 CVT 변속기와 함께 1기통 엔진이 서브프레임에 장착되고, 이 곳에 스윙 암으로 조정되는 2개의 뒷바퀴가 부착된다. 전면 메인프레임까지의 연결이 2개의 유압 액츄에이터를 갖춘 중앙 핀을 통해 이루어지기 때문에 주행 상황에 따라 운전자와 동승자가 최대 45도까지 코너로 몸을 기울일 수 있다. 이는 완벽하게 컴퓨터로 조정되면서 가로지르는 힘이 없는 주행이 가능해지는 것이다.

또한, 개발 엔지니어들은 전면 운전대에도 특별한 솔루션을 도입하여, H형 스윙 암으로 조정되도록 하고 있다. 엔지니어들은 한편으로는 공간과 무게를 줄이고, 다른 한편으로는 정면 충돌시에 충격을 흡수하는 안전한 연결을 구축하기 위해 새로운 종류의 휠 허브 스티어링(wheel hub steering)을 개발했다. 운전 중에 운전대 주변에서 회전하는 회전 핀 (pivot pin)이 휠 허브 내에 위치하고 있어, 전면 축이 양쪽의 스윙 암 플랜지에 부착될 수 있다. 운전자가 핸들(BMW Z4의 운전대와 동일)을 돌리면 레버 암 제어를 갖춘 스티어링 변속기가 스티어링 명령을 전달하게 된다. 따라서 속도에 맞춰 운전대가 회전하게 될 뿐만 아니라 전체 동승자 칸이 코너로 기울어는 것이다.

CLEVER의 최대 목표는 최소의 배기로 동력전달 장치를 사용하는 것이다. 100km에서 60g을 배출하는 낮은 CO2 배기 설정은 처음부터 구상된 부분이었다. 연구진은 2개의 압축 가스 실린더에서 나오는 천연가스를 동력으로 삼는 230cc와 12.5kW 출력의 1기통 엔진을 선택했다. 이 모델은 불과 7초 남짓한 시간에 정지상태에서 시속 60km까지 도달하며, 최고 속도는 약 100km/h에 달한다. 2개의 가스 실린더는 각각 1.7kg의 CNG (압축 천연가스)를 담을 수 있어 한번에 약 200km까지 주행이 가능하다. 이는 두 사람이 약 100km를 움직이는데 겨우 1유로(한화 약 1730원)의 비용이 소요된다는 의미이기도 하다. 이 외에도 실린더는 가정에서뿐만 아니라 가스 충전소에서도 쉽게 충전되도록 설계되어 있다.

환경 친화와 에너지 효율에 맞춘 높은 수준의 사고대비 안전성(passive safety)이 주요 요건으로 구상되었다. F1 레이싱 머신과 같이 메인 프레임이(약 60kg) 생존 칸을 구성하는 한편, 앞 바퀴와 운전대는 도로가 약 35cm까지 변형된 경우에도 충격 시에 충분한 힘을 흡수할 수 있도록 되어 있다. 특별한 안전벨트와 특수 개발된 운전자 에어백 덕분에 이 컨셉카는 유럽 NCAP의 소형 자동차 충돌 테스트 기준을 충족시켰으며, 시속 56km의 속도로 정면 충돌을 한 경우에도 충분한 안전 공간을 확보했다.