자율주행은 왜 전기차만 될까? 엥? 기름차도 된다고? 그런데 전기차에만 적용하는 7가지 이유

 

운전석에 아무도 없는 로보택시가 도로를 달립니다.

테슬라는 스스로 차선을 바꾸고, 목적지를 향해 교차로를 통과합니다. 새로 공개되는 자율주행 셔틀도 대부분 전기차입니다.

캬~ 완전 미래세상일세.. 그런데 보고 있으면 한 가지 의문이 생깁니다.

“그런데 자율주행은 왜 전기차만 되는 거지?”

혹시 휘발유를 넣는 순간 자율주행 컴퓨터가 정신을 잃기라도 하나요? ^^ 엔진이 달린 자동차는 스스로 핸들을 돌릴 수 없기라도 한단 말입니까!

결론부터 말씀드리면 그렇지 않습니다.

자율주행은 전기차만 가능한 기술이 아닙니다. 휘발유차도, 디젤차도, 하이브리드차도 필요한 조건을 갖추면 자율주행이 가능합니다.

실제로 내연기관과 하이브리드 기반의 레벨 3·레벨 4 자율주행 사례도 존재합니다.

그런데도 자동차 회사와 로보택시 업체가 전기차를 선호하는 데는 분명한 이유가 있습니다. 자율주행을 구현하기 쉽고, 오랫동안 운행할수록 운영비에도 유리하기 때문입니다.

전기차여야만 자율주행을 할 수 있는 것은 아니지만, 전기차와 자율주행은 꽤 궁합이 좋은 조합인 것입니다.

자율주행차에 필요한 것은 엔진이 아니라 눈과 두뇌입니다

자율주행차를 사람에 비유해 보겠습니다.

• 카메라·레이더·라이다는 눈과 귀입니다.

• 자율주행 컴퓨터는 두뇌입니다.

• 소프트웨어는 판단 능력입니다.

• 조향·가속·제동 장치는 팔과 다리입니다.

• 엔진과 전기모터는 자동차를 움직이는 힘을 만듭니다.

사람이 운전할 때도 엔진 내부에서 연료가 어떻게 폭발하는지 생각하며 가속페달을 밟지는 않습니다. 도로를 보고 판단한 뒤 핸들과 페달을 조작할 뿐입니다.

자율주행 컴퓨터도 마찬가지입니다.

앞차와의 거리를 계산하고, 차선을 확인하고, 보행자의 움직임을 예측한 뒤 자동차에 명령을 내립니다.

“오른쪽으로 3도 조향해.”

“속도를 조금 줄여.”

“보행자가 있으니 정지해.”

이 명령을 자동차가 정확하게 실행할 수 있다면 자율주행이 가능합니다. 동력이 휘발유 엔진에서 나오느냐, 전기모터에서 나오느냐는 자율주행의 필수 조건이 아닙니다.

자율주행 컴퓨터가 중요하게 보는 것은 연료의 종류가 아니라 차량의 움직임을 얼마나 빠르고 정밀하게 통제할 수 있느냐입니다.

기름을 사용하는 자율주행차도 이미 있었습니다

“그래도 실제 자율주행차는 전부 전기차 아닌가요?”

그렇지 않습니다. 내연기관이나 하이브리드 시스템을 갖춘 차량으로 자율주행을 구현한 사례가 이미 존재합니다.

혼다 레전드 하이브리드

혼다는 2021년 일본에서 레전드 하이브리드에 ‘트래픽 잼 파일럿’을 적용했습니다.

고속도로 정체 상황이라는 제한된 조건이지만 일본 정부로부터 레벨 3 자율주행 형식 승인을 받았습니다. 시스템이 운전을 담당하는 동안 운전자가 계속 전방만 바라볼 필요는 없지만, 차량이 요청하면 다시 운전을 맡아야 하는 방식입니다. 

순수 전기차가 아닌 하이브리드 차량도 레벨 3 자율주행이 가능하다는 것을 보여준 사례입니다.

웨이모 크라이슬러 퍼시피카 하이브리드

웨이모가 초기 상용 자율주행 호출 서비스에 사용한 차량 중 하나는 크라이슬러 퍼시피카 하이브리드였습니다.

순수 전기차가 아닌 플러그인 하이브리드 미니밴을 기반으로 운전자 없는 레벨 4 서비스를 구현했습니다.

전기차가 아니면 자율주행을 할 수 없다는 말은 이 사례만으로도 성립하기 어렵습니다.

메르세데스-벤츠 S클래스

메르세데스-벤츠의 레벨 3 시스템인 드라이브 파일럿도 전기차 EQS뿐 아니라 S클래스에 적용된 사례가 있습니다.

메르세데스-벤츠는 센서와 컴퓨터만 추가한 것이 아니라 주 전원에 문제가 생겼을 때를 대비한 별도의 전원과 보조 조향·제동 시스템도 구성했습니다. 

드라이브 파일럿의 판매 지역과 적용 모델은 계속 조정되고 있지만, 내연기관 계열 자동차에서도 레벨 3 자율주행을 구현할 수 있다는 사실은 달라지지 않습니다.

다임러트럭 역시 자율주행 플랫폼을 특정 동력원에만 묶지 않고 여러 동력원에 적용할 수 있는 기술로 설명합니다. 첫 상용 레벨 4 트럭은 기존 동력계로 출시할 계획이며, 전기트럭 기반 자율주행차도 별도로 연구하고 있습니다. 

그렇다면 자율주행은 전기차만의 기술이 아닌데도 왜 두 기술은 늘 함께 등장하는 것일까요?

이유 1. 전기모터는 속도를 세밀하게 조절하기 쉽습니다

내연기관은 연료와 공기를 섞어 폭발시키고, 그 힘을 변속기를 거쳐 바퀴로 전달합니다.

운전자가 가속페달을 밟으면 엔진 회전수가 올라가고, 변속기는 적절한 기어를 선택해야 합니다. 엔진과 변속기가 서로 호흡을 맞춰야 자동차가 원하는 만큼 가속합니다.

전기차는 인버터가 전기모터로 보내는 전류를 조절해 구동력을 만듭니다. 구조가 비교적 단순하고, 가속과 감속을 빠르고 세밀하게 제어할 수 있습니다.

자율주행차에는 이러한 특성이 유리합니다.

컴퓨터가 “속도를 아주 조금만 줄이자”고 판단했을 때 전기모터는 비교적 부드럽게 반응할 수 있습니다. 감속 과정에서는 회생제동도 사용할 수 있습니다.

물론 내연기관차도 전자식 스로틀과 자동변속기를 통해 충분히 제어할 수 있습니다. 다만 엔진 회전수와 변속 과정 등 고려해야 할 변수가 더 많습니다.

둘 다 자율주행을 할 수 있지만, 전기차 쪽이 자율주행 컴퓨터와 손발을 맞추기 조금 더 편한 것입니다.

이유 2. 핸들과 브레이크를 전자적으로 제어하기 좋습니다

자율주행 컴퓨터가 아무리 똑똑해도 실제로 핸들을 돌리거나 브레이크를 밟을 수 없다면 아무 소용이 없습니다.

그래서 자율주행에는 전기 신호로 조향과 제동을 제어하는 기술이 중요합니다. 흔히 다음과 같이 부릅니다.

• 스티어 바이 와이어(Steer-by-Wire)

• 브레이크 바이 와이어(Brake-by-Wire)

운전자가 가한 힘이 기계장치를 통해 직접 전달되는 대신, 센서가 운전자의 조작을 감지하고 전기 신호로 조향장치와 브레이크에 전달하는 방식입니다.

자율주행 컴퓨터도 같은 경로를 이용해 핸들과 브레이크를 제어할 수 있습니다. 보쉬 역시 이러한 바이 와이어 시스템을 자동화 운전에 필요한 핵심 기술로 설명합니다. 

하지만 바이 와이어 기술도 전기차 전용은 아닙니다.

내연기관차에도 전동식 파워스티어링과 전자식 브레이크가 널리 사용되고 있습니다. 다만 최신 전기차 플랫폼은 처음부터 전자 제어와 자율주행 시스템의 통합을 고려해 개발되는 경우가 많습니다.

핸들과 브레이크를 전기로 움직인다는 말과 자동차가 전기로 달린다는 말은 서로 다른 이야기입니다.

이유 3. 센서와 컴퓨터에 많은 전력이 필요합니다

자율주행차에는 전기를 먹는 장치가 상당히 많습니다.

카메라, 레이더, 라이다, 초음파 센서, 위성항법장치, 통신 장비와 고성능 컴퓨터가 운행 중 계속 작동합니다. 이 장치에서 발생하는 열을 식히는 냉각 시스템도 필요합니다.

전기차에는 이미 대용량 고전압 배터리와 전력변환장치가 들어 있습니다. 자율주행 장비에 필요한 전력을 공급하고 관리하기 좋은 기반을 갖추고 있는 것입니다.

내연기관차에서도 불가능한 일은 아닙니다. 발전기의 용량을 키우거나 별도의 배터리를 추가하면 됩니다.

그러나 그렇게 하면 배터리, 발전기, 배선, 냉각장치가 늘어나면서 무게와 비용도 증가합니다.

전기차는 자율주행 컴퓨터가 사용할 큰 전기창고를 이미 가지고 있고, 내연기관차는 그 창고를 추가로 만들어야 하는 차이에 가깝습니다.

이유 4. 고장에 대비한 이중 안전장치를 구성하기 편합니다

높은 단계의 자율주행에서는 센서나 컴퓨터 하나가 고장 났다고 곧바로 운전자에게 책임을 넘길 수 없습니다.

특히 레벨 4 자율주행차는 정해진 운행 조건 안에서 시스템이 운전을 책임져야 합니다. 장치 일부에 문제가 생기더라도 차량이 안전하게 정차할 수 있어야 합니다.

그래서 중요한 장치를 이중으로 구성합니다.

• 주 전원이 끊어졌을 때 사용하는 보조 전원

• 조향장치 이상에 대비한 보조 조향

• 제동 계통 고장에 대비한 추가 제동 수단

• 주 컴퓨터가 멈췄을 때 사용할 예비 컴퓨터

• 통신선 이상에 대비한 별도의 통신 경로

이러한 이중화 설계는 전기차와 내연기관차 모두 가능합니다.

다만 새로운 전기차 전용 플랫폼은 처음 설계할 때부터 전원과 컴퓨터, 통신 구조를 함께 구성할 수 있어 상대적으로 유리합니다.

여기서 중요한 점은 ‘전기차라서 자동으로 안전하다’가 아닙니다.

전기차라고 해도 이중 안전장치가 부족하면 높은 단계의 자율주행차가 될 수 없습니다.

이유 5. 로보택시는 많이 달릴수록 전기차가 유리합니다

자율주행차와 전기차가 가장 강하게 결합하는 분야는 개인용 자동차보다 로보택시입니다.

로보택시는 하루 종일 승객을 태우며 많은 거리를 주행해야 합니다. 사람이 운전하는 택시보다 운행 시간이 더 길어질 수도 있습니다.

이런 차량에서는 구입 가격만큼 에너지 비용과 장기적인 정비 비용이 중요합니다.

순수 전기차에는 엔진오일, 점화플러그, 연료필터와 같은 내연기관 소모품이 없습니다. 구동계에서 움직이는 부품도 상대적으로 적으며, 회생제동을 사용하기 때문에 기계식 브레이크의 부담도 줄일 수 있습니다. 

국제에너지기구는 2026년 자율주행차 분석에서 로보택시가 순수 전기차 중심으로 구성되는 배경으로 낮은 운행비와 기계적 단순성, 소프트웨어 중심 차량 구조를 들었습니다.

결국 로보택시 업체가 전기차를 고르는 가장 현실적인 이유 중 하나는 “전기차만 자율주행이 가능해서”가 아닙니다.

하루 종일 많이 굴려야 하는 자동차이기 때문입니다.

이유 6. 도심의 정차와 출발에 잘 맞습니다

도심 자율주행은 정지와 출발의 연속입니다.

신호에 멈추고, 보행자를 기다리고, 승객을 태우고, 교통 체증 속에서 조금씩 움직여야 합니다.

전기차는 멈춰 있는 동안 엔진을 공회전할 필요가 없습니다. 출발할 때도 엔진 시동과 변속 과정에서 발생하는 진동이나 충격이 적습니다.

차량이 정차한 상태에서도 배터리를 이용해 센서와 컴퓨터, 냉난방 장치를 작동할 수 있습니다. 실내 소음과 진동이 적다는 점도 로보택시 승객에게는 장점입니다.

자율주행 로보택시가 승객에게 제공하려는 편안한 이동 경험과 전기차의 특성이 잘 맞는 것입니다.

이유 7. 최신 전기차는 처음부터 ‘달리는 컴퓨터’로 개발됩니다

전기차라고 해서 반드시 소프트웨어가 뛰어난 것은 아닙니다.

반대로 내연기관차라고 해서 무선 업데이트나 자율주행 기능을 적용할 수 없는 것도 아닙니다.

다만 최근 자동차 회사들은 새로운 전기차 플랫폼을 개발하면서 중앙집중형 전자 구조와 고성능 컴퓨터, 원격 진단, 무선 소프트웨어 업데이트 기능을 함께 적용하고 있습니다.

기존 내연기관 플랫폼은 오랜 기간 기능이 추가되면서 엔진, 변속기, 차체, 안전장치 등에 각각 별도의 제어장치가 사용된 경우가 많습니다. 새로운 자율주행 기능을 넣으려면 서로 다른 장치와 프로그램을 연결해야 하므로 구조가 복잡해질 수 있습니다.

오래된 집에 스마트홈 설비를 전부 추가하는 것과, 처음부터 스마트홈으로 설계한 새집의 차이와 비슷합니다.

전기차의 배터리에 자율주행 능력이 숨어 있는 것이 아닙니다. 최신 전기차가 자율주행 시대에 맞춰 소프트웨어 중심으로 함께 설계되고 있는 것입니다.

전기차라고 모두 자율주행차는 아닙니다

전기차는 배터리와 전기모터로 움직이는 자동차입니다.

자율주행차가 되려면 여기에 주변을 인식하는 센서와 판단 소프트웨어, 고성능 컴퓨터, 정밀한 차량 제어장치, 통신 기술과 고장 대비 시스템이 추가되어야 합니다.

전기차를 구입했다고 자율주행 기능이 저절로 따라오는 것은 아닙니다.

반대로 차선 중앙 유지와 앞차 간격 조절 기능이 있다고 해서 모두 완전자율주행차라고 부를 수도 없습니다.

미국 도로교통안전국이 사용하는 분류에서 레벨 2는 운전자가 계속 주변을 감시해야 하는 주행 보조 단계입니다. 레벨 3는 특정 조건에서 시스템이 운전을 담당하지만 차량이 요청하면 운전자가 대응해야 합니다. 레벨 4는 제한된 운행 영역 안에서 시스템이 주행을 책임지는 단계입니다. 

테슬라도 현재의 FSD를 ‘FSD(Supervised)’라고 부릅니다. 이 기능이 차량을 완전한 자율주행차로 만들어 주는 것은 아니며 운전자의 지속적인 감독이 필요하다고 공식적으로 설명합니다. 

기능의 이름에 ‘Full Self-Driving’이 들어 있더라도 운전자가 계속 책임지고 지켜봐야 한다면 완전자율주행과는 구분해야 합니다.

전기차에도 자율주행과 관련된 약점은 있습니다

전기차가 자율주행에 유리한 점만 있는 것은 아닙니다.

센서와 고성능 컴퓨터, 통신장비와 냉각장치는 계속 전력을 소비합니다. 자율주행 장비가 사용하는 전력만큼 주행 가능 거리에도 영향을 줄 수 있습니다.

로보택시는 충전하는 동안 승객을 태울 수 없다는 문제도 있습니다. 충전소가 부족하거나 충전 시간이 길어지면 낮은 에너지 비용의 장점이 줄어듭니다.

추운 날이나 더운 날에는 배터리와 실내 온도뿐 아니라 자율주행 컴퓨터에서 발생하는 열도 함께 관리해야 합니다.

전기차는 자율주행에 좋은 출발점일 수 있지만, 배터리가 크다고 모든 문제가 자동으로 충전 완료되는 것은 아니거든요.

앞으로 자율주행차는 모두 전기차가 될까요?

도심 로보택시와 무인 셔틀은 전기차 중심으로 발전할 가능성이 큽니다.

정차와 출발이 많고 하루 운행 거리가 길며, 정해진 차고지에서 충전과 정비를 관리할 수 있기 때문입니다.

하지만 모든 자율주행차가 전기차가 된다고 단정하기는 어렵습니다.

장거리 화물차나 충전 시설이 부족한 지역에서는 주행거리와 충전 시간, 적재량, 기후와 기반시설을 함께 고려해야 합니다. 운행 환경에 따라 내연기관, 하이브리드, 수소연료전지와 자율주행 기술이 결합할 가능성도 남아 있습니다.

자율주행 기술의 목적은 특정 연료를 사용하는 것이 아니라 사람 대신 안전하게 자동차를 운전하는 것입니다.

따라서 미래의 자율주행 시스템은 하나의 동력원에만 묶이기보다 다양한 자동차에 적용되는 방향으로 발전할 가능성이 큽니다.

FAQ

Q1. 휘발유차도 완전자율주행이 가능한가요?

기술적으로 가능합니다. 조향과 가속, 제동을 컴퓨터가 제어할 수 있고 충분한 센서와 전원, 고장 대비 장치를 갖추면 됩니다. 다만 오래된 휘발유차를 완전자율주행차로 개조하는 것은 비용과 안전 인증 문제 때문에 현실적으로 쉽지 않습니다.

Q2. 하이브리드차도 자율주행을 할 수 있나요?

가능합니다. 혼다 레전드 하이브리드의 레벨 3 트래픽 잼 파일럿과 웨이모의 크라이슬러 퍼시피카 하이브리드가 실제 사례입니다. 자율주행 가능 여부는 순수 전기차인지보다 차량을 전자적으로 제어할 수 있는지가 중요합니다.

Q3. 전기차가 내연기관차보다 자율주행에 더 안전한가요?

동력원만으로 안전성이 결정되지는 않습니다. 센서 성능과 판단 소프트웨어, 조향·제동 이중화, 운전자 감시, 운행 가능 영역 설정과 충분한 안전 검증이 더 중요합니다.

Q4. 오래된 자동차에 프로그램만 설치하면 자율주행이 되나요?

어렵습니다. 소프트웨어뿐 아니라 카메라와 레이더, 고성능 컴퓨터, 전자식 조향과 제동, 보조 전원, 통신장치 등이 필요합니다. 일부 주행 보조장치를 추가할 수는 있지만 이를 완전자율주행이라고 부르기는 어렵습니다.

Q5. 테슬라 FSD는 완전자율주행인가요?

현재의 FSD(Supervised)는 운전자의 지속적인 감독을 요구하는 시스템입니다. 운전자는 언제든 차량을 제어할 준비를 해야 하므로 운전자가 필요 없는 레벨 4 완전자율주행과는 다릅니다.

Q6. 자율주행 컴퓨터가 전기차의 주행거리를 줄이나요?

센서와 컴퓨터, 통신장비, 냉각장치가 전력을 사용하므로 주행 가능 거리에 영향을 줄 수 있습니다. 실제 영향은 장비 구성과 차량 효율, 속도, 날씨와 냉난방 사용 조건에 따라 달라집니다.

Q7. 전기차의 배터리가 부족해지면 자율주행 기능이 갑자기 꺼지나요?

정상적으로 설계된 차량은 배터리 잔량이 부족하다고 자율주행 장치가 예고 없이 꺼지도록 만들어서는 안 됩니다. 시스템은 전력 상태를 계속 확인하고 필요하면 운전자에게 제어권을 넘기거나 안전한 장소에 정차해야 합니다. 높은 단계의 자율주행차에는 이러한 최소 위험 상태 대응이 중요합니다.

마치며

자율주행은 전기차만 가능한 기술이 아닙니다.

내연기관차와 하이브리드차도 필요한 센서와 컴퓨터, 전자식 조향·제동, 안정적인 전원과 안전장치를 갖추면 자율주행을 할 수 있습니다.

그런데도 전기차가 자율주행차의 대표 주자가 된 이유는 분명합니다.

전기모터는 정밀하게 제어하기 쉽고, 전기차에는 대용량 배터리가 이미 들어 있습니다. 새로운 전자·소프트웨어 구조를 적용하기 편하며, 장시간 운행하는 로보택시에서는 에너지 비용과 정비 부담을 줄일 가능성도 큽니다.

정확히 표현하면 이렇습니다.

자율주행이 전기차에서만 되는 것이 아니라, 전기차가 자율주행을 구현하고 사업화하기에 유리한 자동차입니다.

전기차와 자율주행은 반드시 한 몸이어야 하는 관계가 아닙니다.

하지만 함께 달릴 때 서로의 장점을 꽤 잘 살려주는 파트너인 것은 분명합니다.

모델Y를 타고 있는 저로서는 기름차의 자율주행도 한번 경험해보고 싶긴하네요. ^^

#자율주행 #전기차 #완전자율주행 #내연기관차 #하이브리드차 #로보택시 #테슬라FSD #자동차상식 #자동차기술 #미래자동차 #ADAS #레벨3자율주행 #레벨4자율주행 #카팁와이즈