[카&테크]자율주행 시대 대비한 '모빌리티 에어백'

에어백은 자동차 실내 탑승자를 보호하는 안전 장비다. 탑승자 신체가 실내 부품과 부딪히거나 차체 외부로 이탈하는 것을 막는다. 자율주행 시대의 모빌리티는 지금까지 자동차와는 다른 형상을 지닌다. 에어백을 비롯한 모빌리티의 안전 체계 역시 크게 변화할 전망이다.

자율주행 기능을 전제로 현대차그룹이 개발한 '허그 에어백'이 대표적이다. 미래 모빌리티의 자유로운 시트 설계를 고려해 개발한 시스템이다. 모빌리티 내부에서 자유자재로 이동이 가능한 시트의 적용을 염두에 두고 설계했다.

현대차그룹이 개발한 허그 에어백.

허그 에어백은 기존 에어백보다 테더(에어백 형태를 유지하고 탑승자 체중을 견디기 위한 끈 형태의 부품)와 체임버(에어백을 구성하는 쿠션 형태 부품)의 개수를 늘렸다. 충돌 발생 시 탑승자를 감싸는 형태로 에어백을 팽창시켜 외부에서 전해지는 충격을 완화하고, 신체 구속력을 최대로 끌어올렸다.

현대차그룹이 특허 출원을 통해 공개한 '모빌리티 에어백'도 미래 모빌리티 특성에 기반한 안전 기술이다. 권혁인 승객안전시스템설계팀 연구원이 고안한 이 기술은 에어백 모듈을 차체 바깥에 장착해 직접적 외부 충격을 완화한다.

모빌리티 에어백은 차체 앞뒤 필러에 장착된다. 에어백 모듈은 크게 인플레이터와 쿠션, 하우징, 체임버 등으로 이뤄진다. 직접적 충격 완화 역할을 하는 쿠션은 하우징 안쪽에서 접힌 채로 마운팅 구조를 통해 필러 내부에 장착된다. 쿠션 하우징 위쪽으로 자리하는 인플레이터는 에어백 팽창에 필요한 가스를 모듈 아래쪽으로 공급한다.

모빌리티 에어백 모듈 구조.

인플레이터가 전달한 가스는 쿠션 내부의 디퓨저를 통해 상하 체임버로 분배해 에어백을 팽창시킨다. 쿠션 내부에는 체임버를 구분하는 격막이 있어 충돌 발생 시 초기 접촉되는 에어백 부위 가스를 다른 체임버로 이동시켜 에어백의 압력을 유지한다.

모빌리티 사고는 충돌 부위에 따라 에너지 밀도가 달라진다. 현대차그룹은 에어백을 전개하는 방식을 달리해 이를 대비했다. 대다수 충돌 상황에서 테더 커터를 작동시켜 에어백이 보호하는 영역을 최대한 확장한다. 차체 모서리 부위끼리 충돌하는 특수한 상황에서는 테더 커터를 작동시키지 않은 채 에어백만 전개한다. 쿠션을 펼치지 않은 상태로 압력을 집중시켜 측면 모서리 부위의 보호 성능을 극대화한다.

모빌리티 에어백은 첨단운전자보조시스템(ADAS) 센서와 브레이크 센서, 가속도 센서, GPS 등으로부터 모빌리티가 실시간으로 수집한 정보와 충돌 시나리오를 기반으로 작동한다. 여기에 고도화된 뉴럴 엔진과 알고리즘 구조를 통해 신속하고 정확하게 에어백 전개 시나리오를 결정해 상황별 최적의 탑승자 보호 성능을 발휘한다.

모빌리티 에어백 기술 응용 예시.

전측면 충돌 시에는 전면 좌우 에어백 중 충돌하는 방향의 에어백만 팽창하도록 작동한다. 이때 상대방 차량이 같은 알고리즘으로 같은 부위 에어백을 동시에 전개하면 충격 흡수 완화 성능을 최대치로 끌어올릴 수 있다. 동일 방향 주행 중이거나 교행 상황에서 정면충돌이 발생하면 좌우 에어백을 모두 작동한다. 보행자나 자전거 등 상대적으로 충돌 면적이 적은 상황에서는 인식 속도에 따라 전개하는 에어백 개수와 방향을 구별해 보행자를 최대한 보호한다.

모빌리티 에어백은 여러 상황에 따라 에어백 전개 부위와 형태를 달리하는 것이 가능해 다양한 외부 충돌 상황에 대응할 수 있다. 현대차그룹은 자율주행 시대를 대비해 모빌리티와 관련된 안전 기술을 지속적으로 개발하고 있다. 모빌리티 에어백은 미국, 중국, 독일 등 해외 주요 3개국에 특허 출원됐다.

정치연기자 chiyeon@etnews.com