자동차 기술 탐구 - SDV란? (8) Zone 중심의 Tesla, Domain 중심의 기존 자동차 진영

Tesla의 Zonal Architecture

 

소프트웨어로 하드웨어를 업데이트하는 SDV 기술이 현실화되기 위해서는 각각 다른 부품 단의 ECU를 중앙의 컴퓨터로 연결되어야 한다. 

 

그러나 문제는 전기차로의 전환 속에서 차량 부품 개수가 줄어들었다고 하더라도 최소 1만 개 이상의 부품이 탑재된다는 것이다. 이 모든 부품을 한 번에 하나의 중앙 컴퓨터로 연결하는 것은 불가능하다. 완성차 업체들은 각 부품을 분류하여 중간 관리자의 역할을 수행할 Gateway를 중앙 컴퓨터로 연결하는 방식을 선택하였다. 

 

Tesla와 같은 신생 업체들은 부품의 위치(Zone)를 기준으로, 현대차그룹과 같은 기존 완성차 업체들은 부품의 기능(Domain)을 기준으로 분류하였다. 여기서 Zonal Architecture와 Domain Architecture 방식의 차이가 시작된다.

 

 

 

Zonal Architecture는 와이어링 하네스 조립을 간소화하는 것이 가능

 

Zonal Architecture는 Ethernet 기반의 백본 네트워크로 연결된 Zonal Gateway, 차량용 컴퓨터로 구성된다. Zonal Gateway는 I/O 인터페이스, 배선∙배전, 퓨즈를 탑재한 정션 박스, 이더넷 스위치의 역할을 한다. 즉, Gateway가 하부의 하드웨어를 추상화하고, 차량용 컴퓨터가 제어 기능을 중앙화한다.

 

 

Zonal Architecture 의 가장 큰 강점은 배선∙배전의 단순화이다. Domain Architecture는 동일한 기능을 수행하지만 차량 전체에 분포되어 있는 센서, 액츄에이터와 부품을 연결하는 것이 요구된다. 이와 달리 Zonal Architecture는 각각의 부품마다 위치적으로 가까이 배치된 컨트롤러로 통합하기에 개별 케이블의 길이와 복잡성이 최소화된다. 즉, 자동차의 생산에서 가장 어려움을 겪는 부분이었던 와이어링 하네스 조립을 간소화한 것이다.

 

 

 

 

Domain Architecture를 추구할 수 밖에 없는 기존 업체들

 

최근 많은 완성차 업체들이 소프트웨어에 대한 비전을 제시하고 있다. 현재 소프트웨어 전략의 세 가지 축은 하드웨어와 소프트웨어의 통합 플랫폼, 3~4개의 도메인 중심의 최상위 제어기, AUTOSAR 기반의 OS이다.

 

 

대부분이 비슷한 구조와 전략을 제시할 수 밖에 없는 이유는 이미 몸집이 너무 커졌기 때문이다. 기존의 공급망은 OEM→Tier1→Tier2→Tier3 순서로 관리되어 왔으며, 각각의 부품은 Tier1을 통해 블랙박스 형태의 ECU로 구현된 뒤 통합되어 왔다. 즉, 부품의 사양을 OEM이 결정하면 Tier1이 Tier2와 3로부터 공급받은 부품을 통합하여 납품을 하는 방식이었다. 

 

그러나 SDV를 구현하기 위해서는 새로운 E/E Architecture와 그에 맞는 공급망 체계, 생산 라인에 변화가 필요하다. 궁극적으로는 Zonal Architecture를 추구하겠지만, 이미 생산 중인 내연기관의 볼륨 모델들을 재설계하고 공급망을 재편하기 위한 시간과 비용은 완성차 업체들이 넘어야 할 산이다. Domain Architecture는 이 과도기에 대응하기 위해 선택한 대안으로 보인다.

 

2023년은 현대차그룹이 전기차 신차에 대해서 2세대 제어기를 기반으로, Volkswagen 그룹도ID.Family에 대해서 E³1.2를 기반으로 한 소프트웨어 기술을 보여주겠다고 약속한 해이다. 다만 인포테인먼트와 차량 제어 중심의 도메인 제어기가 대상이다. 

 

과거의 엔터테인먼트, 지도 등만을 대상으로 하는 SOTA(Software Over-The-Air)보다는 높은 수준이지만, 여전히 하드웨어의 성능에 개입하는 FOTA(Firmware Over-The-Air)보다는 낮은 수준이다. 현대차그룹, Volkswagen, Toyota는 2025년에 자율주행까지 포함된 통합 제어기를 개발하는 것을 목표로 하고 있다.

 

 

 

 

SDV로의 전환은 자율주행의 선제조건

 

SDV와 자율주행이 한 대의 자동차에 구현하기 위해서는 배터리 기반의 Electrification이 선행되어야만 한다. 그렇기에 앞서 언급하였던 마진 개선까지 연결되기까지는 충분한 전기차 침투와 시간이 더 필요하다. 다만 SDV로의 전환은 자율주행의 선제조건으로서 미래 모빌리티에 대한 기대감을 반영할 수 있는 초석이 될 것이라 기대한다.

 

 

기존 완성차 업체들은 기술을 개발하는 것이 아니라 Tesla의 기술을 따라가는 입장이다. 10년 전보다 더 높은 성능의 GPU, 데이터 학습 모델 등이 갖춰져 있다. 게다가 Tesla가 나아가야 할 자율주행의 이정표를 세우고 있다. 그렇기에 관건은 누가 더 빨리 Tesla를 좇아갈 것인가이다. 

 

테슬라가 2014년부터 시작한 OTA 기술을 드디어 차량에 적용할 수 있게 되는 시점이 다가오고 있다. Telsa 진영과 비-Tesla 진영의 격차는 10년으로 시작하였다. 앞으로 이 기술 격차를 어떻게 좁혀나갈 것인지에 따라 Valuation의 차별화가 가능해질 것으로 기대한다.

 

 

 

출처: 하이투자증권, 현대차, 현대오토에버

 

뜨리스땅

 

 

 

https://tristanchoi.tistory.com/622

자동차 기술 탐구 - SDV란? (7) P/Q/C 관점에서 바라본 SDV의 효용