스티븐 도비(Stephen Dobie)가 ZF의 진화와 전동화로의 전환에 대해 이야기한다
하인즈 케첩. 구글. 아디다스 프레데터 축구화. 각 분야에서 경쟁력에 대한 개념을 초월할 정도로 확신을 가질 수 있는 독보적인 제품들이 있다. 그들은 어떤 이유로 인해 어디에나 흔하게 있게 된다. BMW 8시리즈, 닷지 챌린저 SRT 헬캣 및 그 사이의 모든 종류의 차들에 자리를 잡은 변속기의 매우 익숙한 이름인 ZF 8HP로 이어지는 얘기다.
이제 4세대에 접어들면서 전동화를 수용하는 ZF 프리드리히스하펜(ZF Friedrichshafen)의 8단 자동변속기는 2008년 5세대 BMW 7시리즈에서 데뷔했지만, 개발 과정은 20년전 매우 달라 보이는 자동차 환경에서 시작되었다. 수동변속기가 주류를 지배했고 자동변속기에 대한 흥분은 듀얼 클러치와 관련이 있었다. 보그워너가 설계한 VAG DSG는 폭스바겐 골프 R32 및 아우디 TT 3.2에서 큰 찬사를 받았다.
ZF는 8HP를 고안할 때 수정 구슬을 통해 자동변속기의 부상을 미리 엿보았을까? “우발적이었다고는 말하지 않겠지만, 추세가 그런 방향으로 흘러간 것은 분명하다”고 이 독일 회사의 전기 파워트레인 담당 부사장인 디디에 매닝(Didier Manning)은 말한다. “우리는 1960년대부터 BMW와 함께 시스템 통합 파트너로서 강력한 유산을 가지고 있다. 이를 통해 다양한 응용사례에서 사용할 수 있는 강력한 아키텍처를 가질 수 있었으며 이는 확실히 8HP로 성공하는 데 도움이 되었다. “이 변속기는 200-1000Nm(20.4-102kg·m의 토크)에 대응하며, 외관상 차이가 없다. 4세대를 통해 우리는 변속기 내에서 e-모빌리티를 연결했다.”
분명히 8HP의 폭넓은 응용 범위는 시장 요구에 부응하는 ZF의 능력에서 비롯된다. 변속기가 전력 전자 장치를 통합하면서 이전보다 더 많은 공간을 차지하지 않도록 하기 위해 열심히 노력했다. 이를 통해 내연기관 자동차를 급하게 하이브리드화 하는 제조업체는 동일한 섀시 아키텍처를 유지할 수 있다.
“진동 프로파일과 통합 프로세스에 관련하여 엄청난 도전이다”라고 매닝은 말한다. 이를 실현하기 위해 오일 팬의 크기를 최소화해야 했기 때문에 전체 오일 공급 프로세스가 이에 대처하기 위해 변경되었다.
“그것은 우리가 고맙게도 마스터한 개발 단계에서 큰 도전 중 하나였다. 작년에 마일드 하이브리드 차들을 위한 생산에 들어갔고 48V 마일드 하이브리드 시스템에서 가질 수 있는 가장 효율적인 발전기로 EU와 영국 정부로부터 에코 이노베이션 상을 받았다. 이제 플러그인 하이브리드 모델로 생산에 들어간다.”
자르브뤼켄(Saarbrücken)에 있는 ZF의 공장은 하루에 최대 1만 개의 변속기를 생산하며, 8HP는 여러 제조업체에 걸쳐 수십 개의 매우 폭넓은 모델들에 장착되지만 단순히 그대로 꽂으면 작동하는 것은 아니다. 이 공장은 마일드 하이브리드, 플러그인 하이브리드 및 순수 내연기관 8HP가 모두 라인을 공유하여 시장 동향에 매우 유연하게 대처하고 있다.
“4세대 8HP를 분해하면 시계에서 흔히 볼 수 있는 톱니바퀴를 찾을 수 있다”라고 매닝은 말한다. 이러한 프로세스를 이러한 종류의 생산량과 결합하는 것은 우리가 매우 자랑스럽게 생각하는 부분이다.
“초창기에는 생산량이 매우 빠르게 증가했고, 우리는 유럽뿐만 아니라 EV에 관해서도 동일한 논의가 없는 나머지 세계를 위한 변속기를 만든다. 그럼에도 불구하고 우리는 앞으로 몇 년 동안 어떤 일이 일어날지 궁금하다. 우리는 여전히 내연기관의 2030년 이후 미래를 보고 있다.”
ZF가 자동차 업계의 차세대 변화에 민첩하게 대응하고 있다는 것은 놀라운 일이 아니다: ZF는 이미 전기 모터에 깊이 빠져 있으며, 메르세데스-벤츠가 첫 번째 양산형 EV인 EQC를 출시하는 데 도움을 주었다.
“우리의 야망은 변속기 세계에서와 마찬가지로 전기 차축 세계에서도 동일한 위치를 차지하는 것이다”라고 매닝은 말한다.
“확실히 도전적이다. 8HP를 통해 우리는 많은 요구 사항을 충족하는 사양을 개발할 수 있었다. e-모빌리티 세계에서 자동차 제조업체는 완전히 다른 역할을 수행하며 더 이상 기본적으로 자체 엔진을 만들지 않으므로 스스로 무엇을 하고 부품을 어디에서 구입할지 결정한다.”
“기술적으로 건전하면서도 재정적으로 실행 가능한 제품을 보유하는 것은 쉬운 일이 아니며 많은 사람들이 이 시장을 위해 싸우고 있다. 우리가 추진하는 것은 많은 고객의 모든 요구를 충족시키는 모듈식 키트이다.”
그렇다면 전기 차축 개발이 ZF의 핵심 역량에 얼마나 잘 맞을까? “우리가 논의하고 있는 최대 변속단은 2-3개이다”라고 매닝은 말한다. “그 이상은 필요하지 않다. 그럼에도 불구하고 포르쉐에서는 시속 300km로 달리는 것이 중요하다. 대량 생산 자동차에 대해서 말하자면 아직 하나의 기어 이외에는 뚜렷한 필요성이 없다.”
그렇다면 토요타가 특허를 받은 기술인 EV용 수동 변속기를 복제하는 것은 막다른 골목일까?
ZF의 견해: “솔직히 말해서, 그렇다. 효율성 향상이 없다.”
라이벌은 제쳐두고…
아우디, BMW, 메르세데스-벤츠. 벤틀리와 롤스로이스. ZF 8HP 자동변속기의 편재성으로 인해 수많은 경쟁이 흐려지며, 이는 일반적으로 맹렬한 적으로 간주되는 제품 간에도 자주 공유된다. 기술을 못 박으면 아무도 저항할 수 없다. 아마도 가장 놀라운 응용 사례는 애스턴 마틴 DBS 같은 이국적인 차와 닷지의 챌린저 및 차저 머슬카의 와일드한 헬캣 버전(그리고 미쳐 날뛰는 지프 체로키 트랙호크)일 것이다.
ZF는 고성능 자동차에 강한 관심을 갖고 있으므로 운전자가 8HP를 제어하기 위해 실제로 패들을 얼마나 자주 당기는지 누구보다 잘 알고 있어야 한다.
“우리는 각 자동차 제조업체의 엔진 담당자와 많은 협력을 하고 있다”라고 ZF 임원 디디에 매닝은 말한다. “BMW M3의 경우 수동 변속이 엔진과 완벽하게 조화를 이루어야 한다. 다른 고객 중 일부는 그렇게 걱정하지 않는다.”
이 사람은 수동으로 변속할까?
“그렇지 않다는 것을 인정하겠다. 나는 BMW X5를 타고 연간 6만4000km를 달린다…”
