KAIST, 현대차와 전기차 ‘공기 제어’ 신기술 개발…자율주행학회 최고상 수상

[충청뉴스 이성현 기자] 한국과학기술원(KAIST)이 현대자동차와 손잡고 주행 상황에 맞춰 자동차 주변 공기의 흐름을 실시간으로 자동 조절하는 미래 전기차의 핵심 기술을 개발했다.

KAIST는 전기및전자공학부 심현철 교수 연구실이 현대자동차와의 긴밀한 산학 협력을 통해 고성능 전기차에 적용 가능한 ‘다중 능동 공력 시스템’을 개발하고 이를 실제 차량에 탑재해 서킷 환경에서 성공적으로 검증했다고 3일 밝혔다.

능동 공력이란 주행 상황에 맞춰 차량의 공기 흐름을 자동으로 조절하는 기술로 미래 모빌리티의 주행 성능과 안정성을 결정짓는 핵심 지표로 꼽힌다.

기존의 능동 공력 연구는 리어 윙이나 스포일러 등 단일 장치만을 제어하거나 컴퓨터 시뮬레이션 분석 수준에 머물러 있었지만 연구팀은 액티브 에어 플랩, 프론트 스커트, NACA 덕트, 3분할 DRS 리어 윙 등 차량 전·후면의 다양한 능동 공력 장치를 하나의 시스템으로 묶어 통합 제어하는 프레임워크를 완성했다.

차량의 속도, 가속도, 요레이트 등 실시간 동역학 정보를 기반으로 직선 구간에서는 공기 저항을 최소화하고 제동과 코너링 시에는 다운포스(차량을 아래로 누르는 힘)를 극대화해 타이어 접지력을 높이는 방식이다.

특히 연구팀은 가상 환경의 한계를 넘어 포뮬러원(F1) 경기를 개최할 수 있는 영암 국제자동차경주장(FIA Grade 1 규격)에서 1년 반 동안 극한의 실차 주행 시험을 반복 수행했다.

그 결과 능동 공력 시스템을 적용했을 때 고성능 전기차의 랩타임이 단축되고 제동·코너링 성능 및 차량 안정성이 동시에 대폭 향상되는 독보적인 실효성을 확인했다.

이번 연구는 기술적 완성도뿐만 아니라 학술적 독창성 면에서도 세계 최고의 무대의 인정을 받았다.

나성원 박사과정 학생이 제1저자로 참여한 이번 논문은 미국 미시간주 디트로이트에서 열린 지능형 차량 분야 최고 권위 국제학술대회인 ‘IEEE IV 2026’에서 전체 채택 논문 중 단 8.5%만 허용되는 구두 발표 세션에 선정됐다.

이어 진행된 최종 심사에서는 전 세계 수많은 대학과 연구기관을 제치고 최고상인 ‘최우수 학생논문상 1위’를 수상하는 기염을 토했다.

이 같은 압도적 성과의 배경에는 연구팀의 독보적인 현장 역량이 있었다.

제1저자인 나성원 학생은 시속 290km에 달하는 초고속 자율주행 레이싱 대회인 ‘인디 자율주행 챌린지(IAC)’에서 KAIST 유레카(EURECAR) 팀의 팀장을 맡아 활약한 인재다. 이 대회에서 축적한 초고속 차량 제어 노하우와 데이터가 이번 전기차 능동 공력 알고리즘 고도화에 고스란히 녹아들었다.

심현철 교수는 “인디 자율주행 챌린지 등 극한의 고속 레이싱 환경에서 얻은 경험을 바탕으로 개발한 실차 기반 능동 공력 기술이 세계 최고 학회에서 최고상으로 인정받아 매우 뜻깊다”며 “이 기술은 고성능 전기차는 물론, 향후 소프트웨어 정의 자동차(SDV)나 자율주행차의 성능과 안전성을 혁신하는 이정표가 될 것”이라고 설명했다.

한편 연구팀은 향후 현대차와의 협력을 지속하며 차량이 다양한 도로 환경을 스스로 학습해 공력을 제어하는 ‘강화학습 기반 차세대 기술’로 연구를 다각화할 계획이다.