Hydraulic Brake vs. Brake-by-Wire 시스템: 비교와 장단점

 제동 시스템은 자동차의 안전과 주행 편의성에 큰 영향을 미치는 중요한 부분입니다. Hydraulic Brake와 Brake-by-Wire 시스템을 문과생도 이해할 수 있도록 비교하겠습니다.

 

유압 제동 장치란? (Hydraulic brake)

 전통적인 유압 제동 장치의 동작원리, 특징, 장점, 단점에 대해 서술했습니다. 유압 제동 장치란 쉽게 이야기하면 유체 흐르는 액체가 가하는 힘이라고 보시면 됩니다. 수도꼭지를 틀면 물이 나오면서 힘이 느껴집니다. 바로 그 느껴지는 힘이 유압입니다. 

 

유압 제동 장치의 동작 원리

 브레이크 페달을 밟으면 운전자가 밟은 힘과 엔진으로 발생된 진공 배력을 통해 유압 압력이 생성됩니다. 생성된 유압은 브레이크 액체를 이동시켜 피스톤을 밀어내고 브레이크 패드를 구동륜이 디스크에 밀착시킵니다. 패드와 디스크에 마찰이 발생되며, 발생된 마철력으로 제동력을 발생시킵니다.

 

유압 제동 장치의 장점

 자동차가 만들어진 시기부터 사용된 기술로 오랜 시간동안 사용된 안정적인 기술이며 신뢰성이 가장 높습니다. 기구부가 망가지더라도 유압 라인이 망가지지 않은 이상 운전자의 힘이 그대로 피스톤을 동작시켜 차량을 정차시킬 수 있습니다. 생각보다 고장이 잘 나지 않으며, 패드와 디스크에 대한 관리만 필요합니다.

유압 제동 장치의 단점

 유압 시스템에서 유체 누출이 발생할 수 있어 유지 보수가 필요합니다. 누액으로 인해 브레이크 오일이 없는 경우에는 차량 제동이 되지 않을 수 있습니다. 브레이크 오일 점검을 통해 오일의 양을 확인해야 합니다. 진공 배력 행성을 위해 마스터 부스터 부품이 필요하고, 그에 따라 차량 레이아웃이 복잡해질 수 있습니다. 후륜까지도 유압라인을 이어가야 하기 때문에 차량 레이아웃에 불리합니다.

Brake-by-wire 시스템

 

Brake-by-wire 시스템의 동작 원리

 전자식 제어 모듈이 전선만으로 연결되어 제어를 하게 됩니다. 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 전자 제어 장치에서 운전자의 제동의지를 판단하고 그에 적합한 제동력을 생성해야 합니다. 운전자 제동의지는 디지털화 되어 CAN 통신을 통해 각 EMB 엑츄에이터로 전달되고 각 EMB 엑추에이터가 제동력을 생성하게 됩니다.

 

Brake-by-wire 시스템의 장점

 운전 조건에 따라 제동력을 정밀하게 조절할 수 있습니다. 정확히는 각 휠에 대한 독립적인 제어가 가능합니다. 독립 휠 제어가 자유 자제로 가능하다 보니 차량 안정성 확보에 대한 입력을 더욱 많이 줄 수 있습니다. 각 휠에 대한 독립 제어를 유압에서 해야 한다면, 휠 밸브와 여러 밸브들을 제어 장치에서 컨트롤해야 하지만, EMB나 brake-by-wire system에서는 단순하게 제어할 수 있습니다.

 브레이크 오일이 없기 때문에 유지 보수 비용이 감소 됩니다. OEM 입장에서는 지속적인 서비슬 할 필요가 줄어들며, 정비 성에 있어서도 고장 모듈에 대해 교체하는 형태로 수리가 가능하기 때문에 작업 공수가 낮아집니다. 

 

Brake-by-wire 시스템의 단점

 차량을 세우기 위한 대용량 전원 시스템이 필요합니다. 일반적인 12V 전압 시스템에서도 사용은 가능하지만, 전원이 떨어질 경우 차량의 제동력이 손실될 수 있습니다. 따라서 해당 단점을 극복하기 위한 백업 배터리를 설치하는 형태의 대안이 필요합니다. 현대의 차량은 전원을 많이 쓰고 있는 상황에서 제동 시스템까지 전기를 갖다 쓰게 되면 차량 전원 시스템의 부하가 크게 증가되어 전원 시스템에 대한 검토가 필요합니다.

 

결어

 Hydraulic Brake와 Brake-by-Wire 시스템은 각각의 장단점을 가지고 있습니다. Hydraulic Brake는 신뢰성과 좋은 내구도를 추고 있지만 무게와 유지 보수의 어려움이 있습니다. 반면 Brake-by-Wire 시스템은 정밀한 제동력 제어와 관리 포인트가 감소되는 장점이 있습니다. 친환경 차량 관점으로는 결국 Brake-by-wire 시스템으로 교체가 될 테지만, 안전과 신뢰성 확보를 위한 노력이 필요합니다. 특히 차량 전원에 부하를 가할 수 있기 때문에 부하 감당이 가능한 전원 부 설계가 필수입니다.