Author's Note
안녕하세요, HL만도 MDS BU Design3팀 류동요 책임연구원입니다. 자동차가 앞으로 달리는 것만큼이나 중요한 것은 원하는 순간에 차량을 안전하고 정확하게 ‘멈추는’ 기술입니다. 과거 내연기관 시절의 브레이크가 운전자가 발로 페달을 밟는 기계적인 힘과 엔진의 진공에 의존하는 순수 기계식 장치였다면, 오늘날 전동화와 자율주행 시대를 맞이한 제동 시스템은 차량의 거동과 노면 상태를 실시간으로 인지하고 판단하는 초정밀 EBS(Electronic Braking System, 전자식 제동 시스템)로 완벽히 진화했습니다.
[HL만도 EBS의 어제와 오늘] 1편에서는 기계식 브레이크의 한계를 극복하기 위해 시작된 ABS(Anti-lock Brake System, 바퀴 잠김 방지 장치)와 ESC 기술 자립의 역사부터, 전동화 시대의 패러다임을 바꾼 1-Box 통합 제동 시스템인 IDB(Integrated Dynamic Brake, 통합전자브레이크 시스템)의 진화 과정을 엔지니어링 관점에서 공유하고자 합니다.
브레이크는 언제부터 ‘전자 시스템’이 되었을까?
브레이크는 오랫동안 매우 단순한 원리로 작동해 왔습니다. 운전자가 페달을 밟으면 그 힘이 마스터 실린더를 통해 유압으로 전달되고, 그 압력으로 캘리퍼가 디스크를 눌러 차량을 정지시키는 방식이었습니다. 이 구조는 안정적이고 직관적이었지만, 차량 성능이 점점 고도화되면서 한계를 드러내기 시작했습니다. 특히 급제동 상황이나 미끄러운 노면에서는 바퀴가 쉽게 잠기고, 그로 인해 조향 성능까지 잃는 치명적인 문제가 발생했습니다.
이 문제를 해결하기 위해 등장한 혁신이 바로 ABS(Anti-lock Brake System, 바퀴 잠김 방지 장치)입니다. ABS는 제동 시 바퀴가 잠기는 것을 방지해 조향 안정성을 유지해주는 기능으로, 브레이크에 처음으로 전자 제어가 본격적으로 적용된 기념비적인 사례입니다. 이 시점을 기점으로 브레이크는 단순한 기계 부품을 넘어, 스스로 상황을 판단하고 제어하는 ‘스마트 시스템’으로 진화하기 시작했습니다.
HL만도의 ABS와 ESC, 그리고 독자 기술의 축적
HL만도 역시 이러한 기술적 변곡점에서 ABS 개발에 착수했습니다. 1999년 국내 최초의 독자 모델인 MGH-10 제품 양산을 시작으로 본격적인 기술 축적의 발판을 마련했습니다. 이후 MGH-20(2001년), MGH-25(2003년), 그리고 현재의 MGH-100으로 이어지는 독자적인 라인업을 구축하며 글로벌 시장에서 성능과 신뢰성을 입증해 왔습니다.
이러한 독자 기술의 헤리티지는 ESC(Electronic Stability Control, 차체자세제어장치)에서 더욱 빛을 발합니다. 2003년 국내 최초로 독자 ESC 개발에 성공하며 기술 자립의 중요한 전환점을 마련했고, 2009년에는 글로벌 완성차 양산에 성공하며 글로벌 시장 선도 기업으로 도약했습니다. ESC는 단순한 제동을 넘어 차량의 전체적인 거동과 자세를 능동적으로 제어하는 고난도 기술입니다. 이 기술 확보를 통해 HL만도는 단순한 부품 공급자를 넘어, 완성차 하드웨어를 통제하는 ‘차량 제어 솔루션 기업’으로 자리매김하게 되었습니다.
* 참고 : MGH(Model)의 명칭은 ‘무궁화(MuGungHwa)’의 이니셜에서 유래한 것으로, HL만도가 일궈낸 국내 독자 기술 기반 제동 시스템의 자부심을 상징합니다.
기계식 브레이크를 넘어선 스마트 제어의 시작
Q. 브레이크에 '전자 제어'가 처음 도입된 계기는 무엇인가요?
A. 급제동이나 미끄러운 노면에서 바퀴가 잠기는 치명적인 문제를 방지하기 위해 ABS(바퀴 잠김 방지 장치)가 등장하며 스마트 제동 시스템의 첫발을 내디뎠습니다.
Q. HL만도의 제동 기술은 어떻게 발전해 왔나요?
A. 1999년 독자 모델인 MGH-10(ABS) 양산을 시작으로, 2003년 차량 전체의 거동을 제어하는 고난도 기술인 ESC 독자 개발에 성공하며 글로벌 ‘차량 제어 솔루션 기업’으로 도약했습니다.
전동화 시대, 기존 제동 시스템의 한계
전동화 시대가 본격적으로 도래하면서 기존 제동 시스템은 구조적인 아키텍처의 한계에 부딪혔습니다. 전통적인 제동 장치는 엔진에서 발생하는 진공을 이용해 제동력을 보조하는 방식(마스터부스터&실린더, 진공펌프, ESC로 구성된 3-Box 구조)을 사용했습니다. 하지만, 엔진이 없는 전기차(EV)나 엔진이 간헐적으로만 작동하는 하이브리드 차량(HEV)에서는 진공원을 상시 이용할 수 없어 안정적인 유압 형성이 까다로웠습니다.
HL만도는 이러한 흐름을 선제적으로 파악하고, 진공에 전적으로 의존하지 않는 ‘Vacuum-less 제동 시스템’ 개발을 주도했습니다. 그 첫 번째 혁신이 2010년 탄생한 1세대 AHB(Active Hydraulic Booster, 능동형 유압 부스터)입니다. AHB는 모터와 펌프를 이용하여 어큐뮬레이터(축압기)에 고압의 브레이크액을 미리 저장해두고, 제동이 필요한 순간 유압을 즉각적으로 생성하는 축압 구조를 채택했습니다. 덕분에 엔진 진공 없이도 무결점 제동 성능을 확보할 수 있었으며, 2013년 3세대 AHB에 이르러서는 핵심 부품들을 컴팩트하게 일체화하며 패키지 효율을 극대화했습니다.
AHB를 개발하며 내재화한 초정밀 유압 제어 메커니즘과 전자 제어 기반의 협조 제어 로직은, 향후 제동 시스템의 구조를 근본적으로 재설계하는IDB 플랫폼의 견고한 뿌리가 되었습니다.
Vacuum-less 제동과 AHB(Active Hydraulic Booster)
Q. 전동화 시대(EV/HEV)를 맞아 제동 시스템에는 어떤 기술적 한계가 있었나요?
A. 기존 시스템은 엔진의 진공을 이용해 제동력을 보조했지만, 엔진이 없거나 간헐적으로 작동하는 친환경 차량에서는 진공을 상시 활용하기 어려웠습니다.
Q. HL만도는 이 한계를 어떻게 극복했나요?
A. 모터와 펌프를 이용해 고압의 브레이크액을 미리 저장해두고, 제동 시 즉각적으로 유압을 생성하는 'Vacuum-less' 방식의 AHB(능동형 유압 부스터)를 개발해 해결했습니다.
IDB, 1-Box 아키텍처로 제동의 패러다임을 바꾸다
기존 유압 제동 시스템의 한계를 돌파하기 위한 HL만도의 궁극적인 해답이 바로 IDB(Integrated Dynamic Brake)입니다. IDB의 핵심 가치는 명료합니다. 분산되어 있던 개별 제동 모듈들을 단 하나의 시스템으로 고도 통합하여 기존의 3-Box 또는 2-Box 구조를 완전한 ‘1-Box 구조’로 혁신한 것입니다.
이 변화는 단순히 부품 다이어트를 넘어 차량 설계 전반의 혁신을 견인합니다.
- 차량 중량 감소 및 전비 향상 : 불필요한 연결 유압 배선과 구조를 제거하여 차량 총중량을 크게 낮췄으며, 효율적인 회생제동 연동으로 전기차의 주행 거리를 획기적으로 연장합니다.
- 공정 간소화 및 원가 경쟁력 : 부품 수가 대폭 줄어 완성차 제조사의 조립 공정이 단순해졌고, 패키징 부피 축소로 엔진룸 레이아웃 최적화에 기여하여 강력한 가격 경쟁력을 확보했습니다.
IDB시스템에서는 운전자가 페달을 밟는 미세한 압력 신호를 센서가 실시간으로 감지하고, 이를 ECU가 해석한 뒤 모터와 펌프를 구동하여 필요한 유압을 생성합니다. 즉, 제동력이 단순 기계적으로 전달되는 물리 장치를 넘어 전자적으로 계산되고 생성되는 방식으로 바뀌게 됩니다. 이는 브레이크가 완전히 새로운 형태의 시스템으로 진화했음을 의미합니다.
IDB2, 글로벌 시장을 선도하는 초격차 경쟁력
HL만도는 1세대 IDB의 성공을 바탕으로, 성능과 내구성을 극한으로 끌어올린 ‘2세대 IDB(IDB2) ‘를 통해 글로벌 탑티어 지위를 공고히 하고 있습니다. IDB2는 약 5kg 수준의 경량화된 설계와 함께, 차세대 모빌리티가 요구하는 압도적인 성능을 만족합니다.
- 초고속 응답 성능 : 자동 긴급 제동 및 안전성 향상을 위해 ABS 진입 시간 150msec(11.5cc 기준)라는 세계 최고 수준의 제어 반응 속도를 구현했습니다.
- 고압력 출력 및 NVH 최적화 : 최대 220bar 수준의 강력한 제동 압력을 상시 확보하여 대형 SUV부터 상용차까지 완벽히 커버합니다. 동시에 프리미엄 세단에 걸맞은 정교한 페달 감각(페달 필)과 NVH(소음∙진동)제어 기술을 통해 글로벌 스탠다드 수준의 안락한 제동 품질을 완성했습니다.
- 소프트웨어 확장성 : 대용량 데이터 전송과 고대역폭 보안 대응이 가능한 확장형 전자 아키텍처를 적용하여 무선 소프트웨어 업데이트(OTA) 인프라를 완벽히 구축했습니다.
현재 IDB2는 단일 제품에 머무르지 않고 다양한 차량을 모두 커버할 수 있는 플랫폼 전략을 취하고 있습니다.
소형차부터 대형, SUV, 그리고 상용차량까지 대응 가능한 IDB2 Base 및 Plus 라인업은 물론 자율주행 차량의 세이프티 아키텍처를 보장하기 위해 리던던시 제어 장치를 결합한 IDB2 + RCU (Redundancy Control Unit)아키텍처를 통해 글로벌 OEM의 다변화된 요구 조건에 유연하게 대응하고 있습니다.
미래 모빌리티를 위한 초격차 시스템, IDB & IDB2
Q. 1-Box 구조로 통합된 IDB의 최대 장점은 무엇인가요?
A. 분산되어 있던 기존 제동 모듈을 하나로 합쳐 중량 감소, 전비 향상, 원가 경쟁력을 확보했으며, 전자적으로 유압을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
Q. 2세대 모델인 IDB2의 초격차 경쟁력은 무엇인가요?
A. 150msec의 세계 최고 수준 제어 반응 속도와 최대 220bar의 고압력 출력을 갖췄으며, 전 차종을 아우르는 유연한 플랫폼 라인업과 무선 소프트웨어 업데이트(OTA) 인프라까지 완벽히 구축했습니다
지금까지의 흐름을 종합해 보면, HL만도의 제동 기술은 ABS에서 시작해 ESC와 AHB를 거쳐 IDB로 통합되었고, IDB2를 통해 완성도 높은 전자식 제동 시스템 단계에 도달했습니다. 그리고 이제 우리는 페달과 유압의 기계적 연결을 완전히 끊어내는 궁극의 기술인 ‘Brake-by-Wire’로의 도약을 시작하고 있습니다.
이렇게 완성된 통합 제동 시스템은 앞으로 어디까지 발전하게 될까요? 다음 편에서는 HL만도가 준비하고 있는 Brake-by-Wire 기술과 함께, 자율주행 시대를 대비한 제동 시스템의 미래를 본격적으로 살펴보겠습니다.
