Electro-Mechanical Brake (EMB)의 혁신과 장점

 Electro-Mechanical Brake (EMB)는 전기 기술과 기계적 요소를 결합한 현대적인 제동 시스템으로, 기존의 유압식 브레이크와는 다른 혁신적인 기술을 제공합니다.

EMB 동작 원리

 EMB는 전기 모터를 통해 브레이크를 작동시키는 제동 시스템으로 시스템 구성과 작동 원리는 다음과 같습니다. 전기 모터를 통해 제동을 위한 필요한 힘을 생성합니다. 모터가 회전하면 직선 운동으로 변환하는 볼스크류 구조를 사용하는게 일반적입니다. 전기 모터를 제어하기 위한 전자 제어 장치가 필요합니다. 전류 값을 계측하고, 외부 운전자 제동력을 감지해야하기 때문에 CAN 통신으로도 차량과 연결되어 있습니다. 전자 제어 장치의 주요 역할은 모터를 움직이며 상황에 적합한 제동력을 발생시키는데 있습니다. 일반 유압 브레이크와 다르게 EMB는 운전자의 제동의지를 감지하기 위한 추가 장치가 필요합니다. 즉, 브레이크 페달을 통해 운전자의 제동의지를 감지해야하고 그 신호는 디지털화된 신호로 변환되어 각 EMB를 제어하는 전자 제어 장치로 전달이 필요합니다.

EMB 장점 및 특징

 정밀한 제어가 가능합니다. 전자 제어 장치가 각 EMB를 별도로 제어하기 때문에 독립적인 휠 제어가 가능합니다. 유압과는 다르게 단순하게 제동력 제어가 가능합니다. 일반 유압 제동 시스템의 경우 정밀한 모니터링이 어렵습니다. EMB는 전자 제어 장치와 연결되어 있기 때문에 상태 모니터링을 실시간으로 할 수 있습니다. 실시간 모니터링을 통해 제품의 문제가 있는 지를 바로 바록 확인이 가능합니다.

 회생 제동 협조 제어가 가능합니다. 유압 시스템에서는 운전자가 원하는 마찰 제동력에서 회생제동과의 협조제어를 블랜딩 하기 위한 여러 전략들이 필요했습니다. EMB의 경우에는 별다른 조치 없이 목표 제동력에서 회생 가능한 제동력을 빼주면 해결이 가능합니다. 아래의 수식을 통한다면 쉽게 회생 제동력 협조 제어가 가능하며, 각 휠이 독립제어가 가능하기 때문에 쉽게 제어가 가능합니다.

 

- 요구 총 제동력 = 마찰 제동력 + 회생 제동 제동력

- 회생제동 제어력 = 요구 총 제동력 - 마찰 제동력

 

 브레이크 오일이 없어지기 때문에 친환경적입니다. 브레이크 오일을 버리기 위해서는 일반 처리가 불가하고 산업물 폐기 처리를 해야 합니다. EMB 시스템의 경우 브레이크 오일이 없기 때문에 부수적인 오일에 대한 폐기 절차가 불필요합니다. 그에 따라 차량 전체에 대한 시스템 경량화가 가능하며, 브레이크 라인이 없기 때문에 차량 레이아웃에 자유도가 늘어 납니다. 특히 친환경 차량의 경우 배터리가 중앙 아래에 배치가 되는데 브레이크 라인이 없어지면 OEM 입장에서는 차량 설계 난이도도 낮아지고 관리 및 AS 포인트가 줄어 들게 됩니다. 

EMB의 단점 및 한계사항

 EMB는 각 휠에 모터와 제어 장치가 들어가기 때문에 가격이 높게 책정 될 수 있습니다. 일반적인 마스터 부스터, 캘리퍼 세트 보다 가격 경쟁력이 뛰어나야 합니다. 아니면 제공하는 기능이 압도적으로 좋아야 하는데, 모터에 들어가는 자원 자체가 중국에서 생산 되기때문에 가격 경쟁력 확보에 한계가 있습니다. 아마도 가격 이슈로 고급 차종에서 적용이 먼저 되고 아래 트림으로 내려오지 않을까 싶습니다. 

EMB 향후 전망 

 EMB를 양산하기 위해 2000년대 초부터 많은 부품사에서 개발을 했습니다. 하지만, 현재 리어 휠만 양산한 이력 외에는 양산된 사례는 없습니다. 우선 법규 이슈가 있습니다. 주 제동 장치와 부 제동 장치가 둘다 망가 진 경우에도 차량을 세울 수 있는 방안이 있어야 하는 등 다양한 안전 사례 규제가 있습니다. 비행기만해도 현재 fly-by-wire 시스템이 적용되고 있습니다. 향후 법규가 해결되고 나면 EMB가 적용 된 차량이 등장 할 것으로 예상합니다.

결론

 EMB는 자동차 산업의 미래를 이끌어갈 중요한 기술 중 하나로 평가되고 있습니다. 더욱 발전된 전자 제어 시스템과 에너지 효율성을 갖춘 EMB가 보급됨에 따라 친환경 자동차 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 전망됩니다. 특히 앞서 언급한 회생제동협조제어와 레이아웃의 자유도는 친환경 차량에 필수요소이기 때문에 향후 차량용 제동 장치는 EMB가 대세가 될 것입니다.