스몰 오버랩 테스트를 위한 차량 설계 및 구조

 

스몰 오버랩 테스트는 차량의 충돌 안전성을 평가하는 테스트 중 하나로, 실제 도로에서의 사고를 구현하여 정면과 측면에서의 차량 파손 정도와 승객 충격에 대한 보호 성능을 테스트합니다. 이 테스트는 다양한 충돌 테스트 중에서도 가장 가혹한 테스트로 평가 받고 있어서 자동차 제조업체들은 이 테스트에서 높은 등급을 받기 위해 연구를 계속해서 해나가고 있습니다. 이 글에서는 스몰 오버랩 테스트를 대비하기 위한 차량 설계 및 구조적 고려사항을 자세히 살펴보겠습니다.

 

1. 스몰 오버랩 테스트란?

스몰 오버랩 테스트는 미국 고속도로 안전보험협회(IIHS : The Insurance Institute for Highway Safety)에서 주관하는 충돌테스트중 하나로,  차량 전면의 좌측 또는 우측 가장자리에서의 충돌을 시뮬레이션하여 차량의 충돌 안전성을 평가하는 시험입니다. 이 테스트는 차량의 전면부의 가장자리 중 25%의 면적에만 장애물이 충돌하는 상황을 가정하고, 차량의 구조가 충격을 얼마나 잘 흡수하고 승객을 보호할 수 있는지를 측정합니다. 실제 도로 위에서는 전면 전체가 부딪히는 상황 보다는 차량의 일부만 장애물과 충돌하여 더욱 피해가 발생하는 상황이 많기에 도입된 테스트입니다. 따라서 이 테스트는 실제 도로에서 발생할 수 있는 다양한 사고 상황을 묘사하고 있기 때문에 차체 안전 설계에 있어 중요한 지표로 활용되고 있습니다.

 

 

2. 스몰 오버랩 테스트를 위한 차량 설계

스몰 오버랩 테스트에서 차량이 높은 등급으로 검증 받기 위해서는 차량의 설계와 구조에 대해 몇 가지 기본 원칙을 고려해야 합니다.

1. 충돌 에너지 흡수 구조: 차량 전면부의 구조는 충돌 시 발생하는 에너지를 효과적으로 흡수하고 분산시킬 수 있어야 합니다. 이를 위해 차량의 충돌 영역에는 에너지 흡수 구조와 크럼플 존(Crumple Zone)을 설계하여 충격을 효과적으로 완화할 수 있어야 합니다.
2. 강화된 차체와 프레임: 차량의 차체와 프레임은 스몰 오버랩 충돌에서 중요한 역할을 합니다. 일반 정면충돌에서 충격을 강하게 흡수해주는 프론트 사이드 멤버를 살짝 빗겨가기 때문에, 기존 충돌 테스트에서 대비가 되지 않은 약한 부분을 타격하게 됩니다. 핫스탬핑과 같은 공법으로 제작되어 더욱 강력해진 차체와 프레임을 사용하여 충격에 대한 내구성을 높이고, 승객실의 변형을 최소화하는 것이 중요합니다.

 

3. 스몰 오버랩 테스트를 위한 구조 강화

스몰 오버랩 테스트를 대비하여 차량에서 구조 강화를 고려해야 할 사항들은 아래와 같습니다.

1. 충격 강화 차체 강판 적용 : 충돌 시 충격을 충분히 견뎌낼 수있는 강화된 차체 강판 사용률을 높여야 합니다. 특히 차량의 전면부와 측면에 중점적으로 적용하여, 충돌 취약부에서의 파손을 방지하는 것이 중요합니다. 여기에는 핫스탬핑과 같은 초고장력 강판을 활용할 수 있습니다.
2. 강화된 서스펜션 시스템: 서스펜션 시스템은 충돌 시 차량의 하부가 변형되는 것을 방지하고, 차량의 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 일례로 I자형(H형) 서브프레임보다는 우물정 형태의 서브프레임을 사용하면 스몰 오버랩 테스트에서 더욱 효과적인 성능을 보일 수 있습니다. 이렇듯 스몰 오버랩 테스트를 대비하여 서스펜션 시스템을 강화하여 충격을 효과적으로 분산시키는 것이 필요합니다.
3. 운전자 및 승객 보호 시스템: 스몰 오버랩 테스트에서 승객의 충격량도 측정하기 때문에, 운전석 및 조수석을 2차적으로 보호하는 시스템도 중요한 역할을 합니다. 에어백이나 시트벨트와 같이 승객의 안전을 보호하는 장비를 더욱 안전하게 설계하여 충돌 시 피해를 최소화해야 합니다.

 

 

4. 최신 기술 동향

최근에는 스몰 오버랩 테스트에 대비하기 위해 다양한 기술이 개발되고 있습니다. 

1. ADAS (첨단 운전자 보조 시스템): ADAS는 충돌이 발생하기 전에 사고를 예방하는 데 도움을 주는 기술로, 충돌 방지 시스템, 차선 유지 보조, 자동 비상 제동 시스템 등이 포함됩니다. 이러한 기술은 실제 도로 위에서 스몰 오버랩 충돌을 예방하고 차량의 안전성을 향상시키는 데 기여합니다.
2. 강화된 경량 재료: 차량의 무게를 줄이면서도 강도를 높일 수 있는 경량 재료의 사용이 증가하고 있습니다. CFRP와 같은 탄소 섬유, 알루미늄 합금 등 강도와 경량성을 동시에 갖춘 재료들은 충돌 시 차량의 안전성을 높이는 데 효과적입니다.
3. 회피 거동 설계: 스몰오버랩 충돌 테스트 진행 시, 차량이 장애물에 충돌했을 때 차량이 회전하지 않고 그대로 밀려나면서 움직이도록 설계하는 기술입니다. 기존처럼 차량이 장애물을 중심으로 회전 시, 승객 대신 타고 있는 더미(Dummy)도 같이 회전하게 되어 얼굴 같은 부위에 충격량이 발생하여 감점 요인으로 작용해왔습니다. 이를 방지하기 위해 차체 구조 설계를 변경하여 장애물에 부딪힌 후에 회전하지 않고 그대로 밀려나는 회피 거동 설계 기술이 적용되고 있습니다.

 

5. 결론

스몰 오버랩 테스트는 차량의 충돌 안전성을 평가하는 데 있어서 매우 중요한 테스트로, 지난 몇년 간 차량 설계와 구조적 안전성을 강화하도록 크게 이바지한 테스트라고도 볼 수 있습니다.. 충돌 에너지 흡수 구조, 강화된 차체와 프레임, 충격 강화 강판의 사용 등으로 차체 설계 조건과 구조적인 강화를 충족시키는 것이 필수적입니다. 최신 기술 동향을 적용하여 차량의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 스몰 오버랩 테스트에서 높은 평가를 받을 수 있습니다. 차량의 설계와 구조를 면밀히 검토하고 강화하게 되면, 실제 도로에서의 충돌 상황에서도 승객의 안전을 보장할 수 있겠습니다.