전기차 전환 속 ‘e-LSD’ 수요 확대

[산업일보]
미국 글로벌 자동차 부품 기업인 보그워너(BorgWarner)가 ‘2025 서울모빌리티쇼 (Seoul Mobility Show)’에서 e-LSD를 비롯한 다양한 보유 제품을 선보였다. 주로 내연기관 차량에서 전기차로 범위가 확장 중인 제품들이다.

Electronic-Limited Slip Differential(전자식 차동 제한 장치)의 줄임말인 e-LSD는 바퀴에 전달되는 구동력(토크)을 독립적으로 제어해 차량 주행 성능과 안정성을 향상하는 토크 벡터링 (Torque Vectoring) 장치다. 차동기어장치(이하 차동장치)의 한계를 보완하기 위해 쓰인다.

차동장치는 차량 주행 시 좌우 구동 바퀴의 회전속도를 분리해 구동력을 적절히 분배한다. 곡선주행(코너링 )시 이 장치의 역할이 두드러진다. 선회 시 안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 이동거리가 달라, 안쪽 바퀴의 회전수를 줄이거나 바깥쪽 바퀴의 회전수를 올려야 원활한 주행이 가능하기 때문이다.

그러나, 좌우 바퀴의 마찰 저항이 다르면 저항이 낮은 쪽으로 구동력을 전달하는 특성은 차동장치의 한계를 드러내기도 한다. 곡선 주행이 지속되면 원심력으로 인해 차체가 바깥쪽으로 심하게 기운다. 이에 따라 안쪽 바퀴가 감당하는 하중이 줄어들며 접지력이 약해지고, 차동장치가 구동력을 안쪽 바퀴에 더 많이 전달하게 된다. 이는 언더스티어 (Understeer)나 오버스티어 (Oversteer) 현상이 발생하며 차량이 미끄러지는 위험을 야기한다.

진흙 길과 같은 험로 주행에서 구동 바퀴가 빠지는 경우도 대표적인 사례다. 정상 주행이 가능한 바퀴로 구동력이 집중돼야 탈출할 수 있는데, 헛도는 바퀴가 마찰 저항이 적기 때문에 반대로 구동력을 전달한다는 것이다.

이러한 상황에서 좌우 바퀴의 구동력을 적절하게 배분해 주는 장치가 e-LSD다. 내부의 다판 클러치가 작동해 차동장치의 기능을 제한하면, 좌우 바퀴가 하나의 샤프트에 연결된 것처럼 구동력이 유지되고, 이후 차량의 주행 환경에 맞춰 구동력을 적절하게 유지하는 원리다.

보그워너의 고경석 책임은 “차동장치를 보완하는 LSD(Limited Slip Differential)는 전자식과 기계식(M(Mechanical)-LSD)이 있는데, 기계식은 좌우 구동 바퀴의 회전속도 차이가 특정한 값 이상으로 벌어졌을 때만 작동한다”라며 “전자식은 필요할 때마다 회전속도 차이를 능동적으로 제어할 수 있어 좀 더 유연한 접근이 가능해, 보그워너에서는 e-LSD에 집중하고 있다”라고 설명했다.

특히, 이 기업의 ‘eTVD’ 제품은 좌우 바퀴에 각기 연결되는 클러치의 외경을 달리해, 겹치는 방식으로 제작했다. 부품의 크기를 줄여 공간 효율성을 높이기 위해서다.

고 책임은 “e-LSD는 가격이 비싼 부품으로, 기존 내연 기관에서는 고성능 차량 위주로 사용되던 부품이라 수요가 많지 않았다”라며 “전기차가 배터리 때문에 동급 내연 기관 차량보다 무겁기 때문에 곡선 주행 시 부담이 커, 토크 벡터링을 위해 e-LSD에 대한 수요가 늘어나고 있다”라고 전했다.

그러면서 “e-LSD의 물리적인 특성은 일정 수준으로 정해져 있다”라면서 “주행 상황을 실시간으로 판단해 클러치 작동 세기와 구동력 배분을 결정하는 제어 소프트웨어 수준이 경쟁력을 판가름하는 요소”라고 밝혔다.

이번 전시회 참가 계기에 대해선 “보그워너는 130년 넘게 자동차 부품을 생산해 온 기업으로, 최근 전기차 전환 추세에 맞춰 전동화 부품 개발에도 힘쓰고 있다”라며 배터리, 인버터 등의 여러 제품을 소개했다.

한편, 서울모빌리티쇼는 킨텍스 1전시장에서 13일까지 개최한다.