전기차가 급발진?…테슬라와 싸우는 손지창의 ‘모델X’ 급발진 사고 원인은

테슬라 자동차는 올해는 한국시장 진출을 준비하는 전기차로, 한국에서도 테슬라자동차 예약신청이 300여명이 넘어 그 인기를 가늠할 수 있다. 하지만 악재가 새해 첫날 전세계를 강타했다.

2017년 새해 첫 날인 1일, 가수 겸 배우인 손지창씨가 페이스북을 통해 지난해 9월10일 저녁, 자신이 소유한 테슬라 X(Tesla X)가 급발진으로 인해 처참한 자동차 사고현장 사진과 함께 테슬라의 대응에 대해 억울함을 호소했다.

이윽고 손지창씨는 ‘테슬라 차량 급발진으로 사고를 당했다’며 미국 현지 법원에 소송을 냈다. 

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▲ 손지창씨 페이스북의  테슬라 자동차 사고 사진

손 씨는 페이스북에서 "차고 문이 열리는 것을 확인하고 차고로 진입하는 순간 웽 하는 굉음과 함께 차는 차고 벽을 뚫고 거실로 쳐 박혔다”라며, 급발진 상황과 함께 테슬라 측에서는 블랙박스를 수거해 가면서 발생한 석연치 않은 상황을 설명했다.

외신들 역시 “손 씨가 지난해 9월 테슬라 X 75D 차량에 아들을 태우고 캘리포니아주 어바인에 있는 집 차고로 진입하다 급발진 사고가 났다”며 비슷한 사고를 당한 사람들과 함께 주법원에 손해배상 소송을 냈다고 전했다. 테슬라 X 75D는 스포츠유틸리티차량(SUV)으로 가격은 약 8만3000달러(한화 약 1억1500만원)이다. 

문제는 이번 급발진사고는 그 동안 우리가 경험했던 내연기관 자동차의 급발진 이슈로만 여겨져 왔다. 하지만 전기 자동차의 급발진 사고가 새롭게 떠오른 것이다. 

사실 내연기관의 경우도 급발진사고의 원인에 대하여 명확히 밝히는 곳은 없다. 그러나, 최근 밝혀진 내용에는 가솔린엔진과 자동변속기에서 급발진이 많이 발생하는 것으로 나타나고 있다. 즉 수동에서는 급발진이 발생하지 않고 있다는 얘기다.

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또 하나의 원인으로는 ECU(Engine Control Units)에 의한 급발진 현상일수 있다는 연구결과가 나와 있다.

지난 1986년 9월 30일 미국 도요타자동차는 차량리콜과 관련해 미국도로교통안전국(NHTSA)에 결함정보보고서를 제출했다. NHTSA는 이에 급출발 결함이 발견된 1982년형 도요타 셀리카(Celica)·크레시다(Cressida)·셀리카 수프라(Celica Supra)에 대해 리콜을 명령한 바 있다.

보고서는 이들 차량 ECU 기판 여러 곳에서 납땜 불량(Cracks)이 발견됐고, 이로 인해 ECU는 원활한 전기 공급이 안 돼 순간 오류가 발생해 제 멋대로 크루즈컨트롤을 실행시켜 스로틀밸브를 연 뒤 엔진이 고속 회전하는 결함(the vehicle could suddenly accelerate)이 나타난다는 게 도요타 측의 설명이다. 즉 브레이크 페달을 밟지 않아도 드라이브(D)나 후진(R)이 작동 될 수도 있다는 의미다.

결국 도요타 가솔린 자동차에서 나타나는 것처럼 전자장치의 결함으로 인한 급발진 사례가 테슬라 전기차에서도 충분히 오작동이 일어날 수 있다고 해석할 수 있다.

실제로 복잡한 전자기판의 회로 설계는 생각보다 복잡한 검증 과정을 거쳐야 한다. 단순 전자소자들의 배열로 기능이 완성되지 않는다. 이러한 소자를 연결하는 배선을 위한 기판(PCB보드) 등을 구성하는 방식에 따라 오류가 발생 할 수도 있다. 

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▲ 전기자기장 커플링 현상
특히  PCB보드내의 배선들의 간섭을 줄이는 설계 기술이 중요하다. 쉽게 간섭의 원리는 우리가 초등학교 때 배운 전자석 원리를 생각해 보면 쉽다. 전류가 흐르면 주변에는 자기장이 발생한다. 이 자기장은 다른 전선에 영향을 미치게 된다. 그러나, 전자회로상에서 자기장은 오류를 만드는 원인이기도 하다. 이러한 배선에 발생하는 오류를 교차잡음(Crosstalk Noise)이라고 하는데, 교차잡음의 발생 원인은 가까이 인접한 배선 간에 유도 자기장의 공유에 의해서 발생한다.

즉 주변의 배선의 자기장을 통해 전류를 유발시키고, 주변 배선의 전류 변화의 비와 비례해 전압이 발생되면서 다양한 교차잡음이 발생하게 된다.

따라서, 전자회로 설계자들은 두 도선(Signal pattern) 간의 평행 거리를 짧게 하거나 두 도선(Signal pattern) 간의 간격을 넓게 하는 등 관련 규칙을 적용한 설계와 시뮬레이션을 통해 안정적 설계를 필요로 한다.

하지만 문제는 우리 주변의 전파환경은 다양한 전자기기 및 무선기기가 얽혀 있는 환경으로 안정화 된 전자파 환경이 아니다. 또한, 반도체 소자와 같은 중요한 부품 역시 시간이 지남에 따라 열에 의해 기능이 떨어지는 열화현상이 발생한다는 것이다.

따라서, 향후 전기 자동차와 같은 영역에 적용되는 전자시스템의 경우 생명에 관련된 부분으로 부품의 오류가 발생할 수 있다는 가정 아래 시스템 설계를 해야 한다. 이러한 설계는 이미 통신 시스템 분야에는 적용되고 있다. 통신시스템에는 이중화 설계를 한다. 즉 라우팅 위의 문제, 아니면, 장비의 오류가 날 것으로 생각하고 백업시스템이 절체(switchover) 되도록 구성돼 있다

앞으로 다가올 미래 자동차 시장에서 지향하는 사람의 실수에 의한 사고를 줄인다는 비전과 목표에 도달하기 위해서는 통신시스템의 안정화된 설계처럼 급발진 사고에 대한 세심한 점검이 필요할 때다.

 [금 빛나무 기자  space@itnews.or.kr]