[비즈한국X현대자동차] 아이오닉 6, 현대차 역대 모델 최저 공력계수 0.21 달성

현대자동차의 ‘아이오닉 6’가 지금까지 출시한 현대차 역대 모델 중 최저 공력계수인 CD(Drag Coefficient) 0.21를 달성했다(18인치 에어로 휠, 디지털 사이드 미러(DSM) 적용 기준).

아이오닉 6의 근간인 우아하면서도 유려한 곡선의 스트림라인 실루엣은 빼어난 디자인과 공기저항 감소의 결정적 요소로 작용했다.

자동차의 공력성능은 △동력성능 △연료(전기에너지)소비효율 △주행안정성 △주행소음(풍절음) 등 차량 성능에 적지 않은 영향을 미치는 만큼, 제품 경쟁력을 평가하는 중요 지표 중 하나로 꼽힌다. 특히 전기차 시대로 넘어오면서 1회 충전으로 더 나은 주행거리를 확보하기 위한 경쟁이 치열해짐에 따라 차와 공기역학의 관계는 더욱 중요해지는 추세다.

아이오닉 6가 달성한 공력계수 0.21은 현존하는 전기차 중 최상위권에 속하는 수준으로 주행거리 증가에 크게 기여했다.

아이오닉 6 외장 디자인 속에는 깔끔하고 감각적인 곡선들로 완성된 유선형 실루엣을 기반으로 차량 주변의 공기 흐름을 유연하게 만들어주는 △리어 스포일러 △외장형 액티브 에어 플랩 △휠 에어커튼 △휠 갭 리듀서 △박리 트랩 △휠 디플렉터 및 언더커버 형상 최적화 등 다양한 공력 분야 기술들이 대거 적용돼 있다.

리어 스포일러(Rear Spoiler)는 아이오닉 6의 공력성능 향상에 가장 크게 기여하는 부품으로 공기저항을 의미하는 항력과 차량이 위로 뜨는 힘인 양력을 동시에 줄여주는 역할을 한다.

세계 2차 대전 영국의 유명한 전투기, ‘스핏 파이어(Supermarine Spitfire)’의 날개 형상에서 영감을 받아 디자인된 리어 스포일러는 루프를 타고 흘러오는 바람을 뒤로 흘려줘 항력을 잡아주고, 스포일러 끝단의 와류를 최소화한다.

형상 변형 기술인 모핑(morphing) 기법과 컴퓨터 유체 역학(Computational Fluid Dynamics) 해석을 활용해 약 70여 개의 서로 다른 스포일러 형상 중에서 최적의 결과를 도출했으며, 1 대 1 스케일 시작품 제작 및 풍동시험을 반복 진행해 이상적인 위치와 형상을 최종 완성했다.

전면부 범퍼에 적용된 액티브 에어 플랩(AAF, Active Air Flap)은 전체 차량의 공기저항 중 약 20% 이상을 차지하는 냉각 저항을 효과적으로 저감 시켜준다. 냉각이 필요한 순간에 플랩을 열고, 평시에는 차량 내부로 통하는 공기를 막아 공기 저항을 줄여주는 방식이다.

액티브 에어 플랩과 자연스럽게 이어지도록 설계된 휠 에어커튼(Wheel Air Curtain)은 공기가 통하는 구멍이 차량 정면 방향이 아닌 측방향으로 뚫려 있는 것이 특징이다.

이는 에어 플랩이 닫힌 상태에서 공기의 유동이 차량 전면에 집중되며 발생하는 압력을 휠 에어커튼으로 유도해 분산시키는 한편 에어커튼을 통해 측방향으로 빠져나간 공기는 타이어 외측으로 흘러 나가며 공기 저항을 효과적으로 감소시킨다.

현대차가 세계 최초로 고안한 휠 갭 리듀서(Wheel Gap Reducer)는 얇은 판 모양을 앞 범퍼와 타이어 사이에 덧대어 공간을 최소화해주는 부품으로 아이오닉 6에 처음으로 적용됐다.

현대차는 아이오닉 6의 리어 콤비램프와 범퍼 하단부에 박리 트랩(剝離, Separation trap)을 적용해 공력성능의 화룡점정을 찍었다.

박리 트랩은 리어 스포일러 끝단부와 측방향으로 일치되는 선에 적용해 차량 측면부로 흐르는 공기의 유동을 일관적인 위치에서 떨어트림으로써 공기가 보다 원활히 흘러 나가도록 고안됐다. 이는 리어 스포일러 끝단부에서 흐트러지는 공기와 함께 어우러져 아이오닉 6의 항력 저감 효과를 돕는다.

이 외에도 아이오닉 6의 휠 디플렉터 형상을 최적화하고, 하부 전체 면적을 두른 언더커버와 휠 가드의 미세한 공간들까지 꼼꼼히 마감해 빈틈없는 공력 성능을 완성했다.

현대차는 현대디자인센터와 차량성능개발센터를 중심으로 연구소의 다양한 부문 간 힘을 모아 아이오닉 6 개발 초기단계부터 ‘최고의 공력성능 달성’을 목표로 디자인과 엔지니어링을 진행했다. 그 결과 아이오닉 6의 디자인 곳곳에서 공력성능 향상을 위한 연구진의 노력을 엿볼 수 있다.

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