세계적인 자동차 부품 공급업체인 콘티넨탈은 2016년 1월 6일부터 9일까지 나흘 간 라스베가스에서 열리는 CES(Consumer Electronics Show)에서 한 번의 버튼 터치로 모든 윈도우를 어둡게 할 수 있는 데모 차량을 선보일 예정이다. “지능형 유리창 제어” 기술은 특수 필름을 사용하는데, 이 필름은 유리에 삽입되어 전기 제어 신호를 통해 유리의 투명도를 변화시킨다.
콘티넨탈의 바디전장 사업부 본부장인 안드레아스 볼프(Andreas Wolf)는, “전면 윈도우뿐 아니라 측면과 후면 윈도우를 선택적이고 점진적으로 어둡게 하면 탑승객에게 편안함을 제공하고 운전 안전성을 크게 향상시킬 수 있습니다.”라고 설명했다. 강한 햇빛에 눈부심을 막기 위해 운전자의 손은 본능적으로 핸들에서 선바이저로 움직인다. “이로 인해 가시성 확보가 어렵게 되고 순간적으로 차량 제어력이 떨어집니다.”라고 볼프 본부장은 말한다. 앞으로는 그러한 상황을 미리 감지하여 사전에 자동으로 윈도우를 어둡게 할 수 있다.
윈도우를 어둡게 하면 에너지를 절약할 수 있다.
이 필름을 사용하게 되면 다른 기술에 비해 더욱 효과적으로 태양 복사열을 줄일 수 있다. “즉, 태양열이 차량 내부로 전달되는 것을 막을 수 있기 때문에 실내 온도를 상당히 낮출 수 있습니다.”라고 볼프 본부장은 설명했다. 이러한 효과는 에어컨 사용 부담을 줄여주고 에어컨의 크기는 더욱 작아지게 되어 에너지 효율성을 높일 수 있으며 무게가 훨씬 가벼워질 수 있다. 또한, 선바이저와 기계식 블라인드만큼의 차량 무게가 감소되며 이는 환경에 긍정적인 영향을 미친다. “자체적으로 산출한 결과, CO2 배출량은 1km 당 4g이 감소되고 전기 자동차의 운행 거리는 약 5.5% 증가합니다.”
차량 내부 온도를 낮추어 주는 것 외에도 프라이버시 보호 기능이 향상된다. “주차된 차량의 경우, 윈도우는 자동으로 어두워지기 때문에 밖에서 차량의 내부를 볼 수 없습니다.” 또한 지능형 유리창 제어는 자동차 디자이너에게 새 옵션을 제공한다. 볼프 본부장의 말에 따르면 기계적으로 특정 부분을 덮지 않고도 유리면을 더욱 확대할 수 있다. 현재 이용 가능한 필름은 약간 푸른빛을 띠고 있지만 앞으로 새로운 설계의 가능성을 열어줄 다양한 색상이 출시 될 것으로 콘티넨탈은 기대하고 있다. 그 밖에도 에너지 회수를 통한 조명 효과 결합이나 터치스크린 기능 등 다른 효과도 기대해 볼 수 있다.
필름 기술의 핵심은 필름에 들어있는 입자이다.
전압이 가해지면 필름 속 입자가 정렬하게 되며 윈도우를 원하는 농도로 어둡게 하는데 사용할 수 있는 필름은 이미 오래 전부터 사용되어 왔다. 하지만 이 기술은 지금까지 고급 차량의 루프에서만 사용 가능했다. 콘티넨탈 엔지니어들은 이번 데모 차량을 통해 처음으로 측/후면 윈도우와 전면 윈도우에서 “SPD(Suspended Particle Device, 부유 입자 장치)” 필름 기술이 지능적으로 활성화되는 것을 시연할 예정이다. 그러나 법적 요인으로 인해 처음에는 선바이저가 허용된 영역에만 나타날 것이다.
상용 가능한 필름 기술의 핵심은 필름에 들어있는 입자이다. 이 입자들은 전원이 공급되지 않을 때 임의로 배열이 되어 외부의 창문을 어둡게 하는 한편 내부에서는 밖을 볼 수 있도록 투명성을 유지한다. 그리고 전압이 가해지면 이 입자들이 질서정연하게 병렬로 정렬하기 때문에 창문은 양방향에서 빛을 투과시킬 수 있게 된다. 볼프 본부장은 “운전자가 자동차 키나 스마트폰을 가지고 차량에 접근하면 차량 시스템과의 연결 기술에 의해 윈도우를 자동으로 밝게 할 수 있습니다.”라고 말했다.
이 필름을 넓은 중간급 차량에 적용하려면 비용 문제를 해결해야 한다. 다행히 모바일 분야에서 먼저 이 기술이 적용되면서 지속적으로 발전할 것으로 예상되어 가격은 빠르게 하락할 것으로 보인다. 필름 기술에 대한 다른 대안으로는 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymers)나 전기변색(Electrochromism) 등을 기반으로 한다. 전기변색 기술은 전기장이나 전류 흐름의 영향을 받았을 때 광학적 특성이 달라지는 분자와 크리스털의 능력을 이용한다. 이 기술은 실내/외 거울을 어둡게 함으로써 눈부심을 막아주며 이미 차량에 적용되고 있다. 하지만 표면이 넓을 경우 스위칭 시간을 줄이는데 많은 에너지를 필요로 한다는 단점이 있다.
제어가 핵심이다.
최종적으로 보급되는 기술이 무엇인가는 중요하지 않다. 그러한 기술은 모두 전자적 제어가 필요하기 때문이다. 필수적인 노하우로는 소프트웨어와 차량 시스템과의 지능적 연결에 있다. 안드레아스 볼프 본부장은 “현재로써는 지능형 윈도우의 상용화 시기만이 문제가 될 뿐입니다. 콘티넨탈은 전체 시스템에 기술 노하우를 적용하여 전자 제어 장치에 원하는 기능을 통합할 수 있습니다. 윈도우 변색을 통해 배기가스 배출량을 개선할 뿐 아니라 운전자를 위해 최대의 안전과 편안함을 제공할 수 있도록 알고리즘을 적용하고 있습니다. 모든 유리창 외관은 온도와 시효 효과(Aging Effects)의 자동 보정뿐 아니라 변화하는 조명 환경에 지능적으로 대응하여 최적화됩니다.”라고 설명했다.
