모델기반설계란 시제품을 만들지 않고도 실제와 같은 시뮬레이션 테스트를 통해 문제점을 확인할 수 있는 설계 방식이다. 모델기반설계는 문제가 발생했을 경우 즉각적인 수정이 가능하기 때문에 효율적인 개발 프로세스를 구축하는 것은 물론 제품 출시 기간을 단축시킬 수 있는 게 특징이다.
이 같은 모델기반설계는 전자제어시스템과 같은 첨단장치의 중요성이 강조되는 신차 개발에도 활용되고 있다. 실제 테크니컬 엔지니어링 소프트웨어 업체인 매스웍스는 최근 제너럴모터스(GM)가 자사의 모델 기반설계 툴을 활용해 자동차 동력전달체계의 핵심인 투 모드 하이브리드 파워트레인을 개발했다고 밝혔다.
투 모드 하이브리드 파워트레인은 GM이 생산하고 있는 하이브리드 자동차의 효율을 높이기 위해 설계된 것이다. 시내 및 고속도로 주행 모두에서 연료효율을 최적화하기 위한 설계로 기존 엔진과 2개의 60kW 전기모터가 통합된 자동 트랜스미션이 장착돼 있다.
또한 배터리 및 전자 전력 장치와 같은 새로운 부품도 추가됐다. 현재 투 모드 하이브리드 파워트레인은 시에라, 유콘, 셰비타호, 셰비 실버라도 및 캐딜락 에스컬레이드 하이브리드 차량에 탑재되고 있다.
GM의 엔지니어들은 매스웍스의 모델기 반설계 툴인 매트랩 및 시뮬링크를 활용해 모터와 배터리, 트랜스미션, 브레이크 등 파워트레인의 주요 시스템을 설계했다. 매트랩은 데이터 분석·시각화·산술연산을 위한 프로그래밍 환경을 제공하는 소프트웨어며, 시뮬링크는 임베디드 시스템의 시뮬레이션 및 모델기반설계를 위한 그래픽 환경을 일컫는다.
GM은 시뮬레이션에 대한 성능검증을 통해 연비를 개선시키고 배출가스를 감소시키는 효율적 파워트레인을 개발했다. 또한 GM은 투 모드 하이브리드 파워트레인을 9개월 만에 설계, 개발 기간을 예상보다 2년 이상 단축시키는 성과를 거뒀다.
래리 닛츠 GM 이사는 "GM의 엔지니어들은 시뮬레이션 환경을 제공하는 매스웍스의 모델기반설계 툴을 통해 투 모드 하이브리드 파워트레인 설계를 쉽게 하고 있다" 며 "이 때문에 투 모드 하이브리드 파워트레인 개발 기간을 단축시켜 신속하게 차량에 장착할 수 있다"고 말했다.
구본혁 기자 nbgkoo@sed.co.kr
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