인휠 모터는 구동용 모터를 차륜 안쪽에 탑재한다. 전기자동차(EV)의 성능과 편의성을 높이는 기술로 기대를 모으고 있으며, 수많은 공급업체가 연구개발을 진행 중이다.

반면, 비용이나 내구성 등 실용화하기 위한 해결과제도 많다. 이런 상황 속에서 BMW는 인휠 모터의 노상 테스트를 실시할 방침이라고 밝혔다. 장기간에 걸쳐 주목을 받은 차세대 EV 기술의 실용화가 현실성을 띠기 시작했다.

인휠 모터는 일반적인 EV에 탑재하는 e-Axle에 비해 배터리의 탑재 위치나 캐빈 공간을 넓게 사용할 수 있다는 이점이 있다. 또한 각 차륜의 출력을 상황에 맞추어 섬세하게 제어함으로써 선회 시나 험로에서의 안정성 향상에도 기여할 것으로 기대된다.

이번에  노상 테스트를 시작하는 BMW는 독일의 스타트업 DeepDrive와 연계하여 연구를 추진하고 있다. DeepDrive의 인휠 모터는 2개의 로터(회전자)를 동시에 구동하는 것이 특징이며, 19인치 휠 사이즈에서는 무게가 35 kg, 최대 토크는 1,800 Nm의 크고 강력한 힘을 발휘한다. 나아가 20인치에서는 무게 37 kg, 토크는 2,400Nm까지 향상된다.

BMW는 벤치테스트에서 “최고의 결과”를 얻었기 때문에 차량을 사용한 실제 주행 환경에서의 기술 검증으로 개발을 진행시키고 있다.

일본 메이커도 연구개발에 주력한다. Hitachi Astemo는 전자 조향(Steer-by-Wire) 기술과 조합하여 2020년대 후반 실용화를 고려하여 실차를 이용한 연구를 진행 중이다. 또한 차세대 기술로서 기대를 모으고 있는 주행 중 충전은, 휠 내에 수전 코일을 설치하면 아스팔트에 매설된 송전 코일로의 충전이 기술적으로 가능해진다. 도쿄대학교(東京大學)와 Bridgestone, NSK, Rohm 등이 개발에 나서고 있다.

그렇지만 인휠 모터의 실용화에는 신뢰성과 비용이라는 문제가 남아있다. 휠은 노면에서 전해지는 충격을 직접적으로 받는데다가, 브레이크의 마찰열에 대한 대책도 필요하다. 탑재하는 차량 측에도 설계 변경이 필요하여 유닛과 더불어 차량 측 개발비용도 발생한다.

이 때문에 Schaeffler는 지난해부터 소형 전동 청소차 등 특수 차량용으로 양산을 시작했으나 승용차에 대한 적용은 시험제작 단계에 그치고 있다. Hitachi Astemo는 공간 문제로 고출력 e-Axle을 탑재하기 어려운 소형차용을 주체로 개발 중이다.

DeepDrive는 인휠 모터만의 새로운 가능성을 모색하고 있다. DeepDrive에는 BMW 외에도 Continental도 투자하고 있다. DeepDrive는 1월에 미국에서 개최된 디지털 전시회 “CES 2024”에 인휠 모터를 사용한 “180도 코너 모듈”을 전시했다.

해당 제품은 좌우 90도로 조향 할 수 있기 때문에 손쉽게 평행주차를 할 수 있는 것 외에도 그 자리에서 360도 정상원 선회도 가능하다. ECU를 내장했으며 브레이크는 유압과 바이 와이어 모두 적합하다고 한다.

EV는 배터리 탑재 공간확보를 위해 휠 베이스가 늘어나는 경향이 있으며, 일부 차종에서는 후륜 조향을 적용하고 있다. BMW와 DeepDrive는 이와 같은 특징을 살려서 기존 EV에서는 실현하기 어려웠던 차량 움직임을 가능하게 하는 새로운 기술로서 개발해 나갈 방침이다.

DeepDrive의 공동 대표 Felix Poernbacher는 “자동차업계의 엄격한 기준을 충족할 수 있었다. 현재 목표는 생산 모델에 통합하는 것”이라고 설명했다. BMW와의 개발을 계기로 인휠 모터의 양산화를 목표로 해 나갈 방침이다.