차세대 엔지니어링 지원

취리히 대학 모터스포츠 동아리(AMZ)는 2006년 취리히 연방 공과대학(ETH Zurich) 학생들이 설립했으며, 세계 최대 규모의 대학생 공학 경진대회인 ‘포뮬러 스튜던트(Formula Student)’에 참가한 최초의 스위스 팀입니다. AMZ는 매 시즌 전 세계 약 500개 팀과 경쟁하기 위해 완전히 새로운 1인승 프로토타입을 설계, 제작하고 경주에 참가합니다.

AMZ는 2010년 내연기관 경주에서 완전 전기 경주로 전환했으며, 2017년 포뮬러 스튜던트가 '드라이버리스(Driverless)' 클래스를 도입했을 때 자율 주행 경주의 선구자가 되었습니다. 오늘날 이 팀은 전기 및 자율 주행 포뮬러 스튜던트 분야의 세계적인 기준점으로 널리 인정받고 있으며, 0-100km/h 가속 시간 0.956초를 기록한 전기 자동차 부문 기네스 세계 기록 보유자입니다.

AMZ는 엔지니어링 기업처럼 운영됩니다. 약 115명의 학생들이 한 시즌 동안 프로젝트 전반에 대한 책임을 맡으며, 명확한 계층 구조로 조직되어 있습니다. 5명으로 구성된 최고 경영진(CEO, COO, 그리고 기계, 전기, 자율주행 분야를 담당하는 3명의 CTO)이 단체로 조직을 이끌며, 주요 전략적 결정을 함께 내린 후 주간별 실행을 담당하는 모듈 리더들에게 지침을 전달합니다.

목표는 SMART 프레임워크(구체적, 측정 가능, 달성 가능, 관련성 있음, 기한이 정해진)를 사용하여 정의됩니다. 팀은 시즌 전체 목표(4개 대회 모두 우승, 목표 차량 중량 달성, 정해진 테스트 주행 거리 완주)를 설정한 후, 이를 모듈별 목표와 개별 엔지니어의 목표로 세분화합니다. 의사소통은 Slack과 각 단계별 주간 회의를 통해 이루어집니다. 20년 가까이 축적된 노하우를 바탕으로, 협회는 마감일이 늦어지거나 예산이 변경될 때도 유연하게 대응할 수 있으며, 항상 2~3년 앞을 내다보며 계획을 수립합니다.

AMZ는 단순히 시판되는 부품을 통합하는 데 그치지 않고, 자율주행차를 위한 자체 모델 예측 제어(MPC)를 포함해 자체 소프트웨어 스택을 직접 개발합니다. 개발은 V-모델과 2주 주기의 애자일 방식을 따릅니다. 즉, 전 시즌의 결과를 바탕으로 요구사항을 검토하고, 과거 데이터와 시뮬레이터를 활용해 개념을 신속하게 프로토타입화한 뒤, 하위 시스템별로 순차적으로 시운전을 거친 후 차량에 통합하여 지속적인 테스트를 진행합니다.

모든 코드 변경 사항은 차량에서 실행되기 전에 이슈 생성, 브랜치 생성, 구현, 두 차례의 코드 검토라는 엄격한 절차를 거칩니다. 상충되는 접근 방식 간의 결정은 직감보다는 벤치마크와 지표에 근거하여 이루어집니다. 

AMZ의 2026년형 프로토타입인 ‘네라(Nera)’는 무게가 불과 17.3kg에 불과한 탄소 섬유 모노코크 섀시를 탑재했으며, 뛰어난 비틀림 강성을 바탕으로 트랙에서 정밀하고 예측 가능한 주행 반응을 보여줍니다. CFD(전산유체역학)로 최적화된 공기역학 설계는 시속 80km에서 200kg 이상의 다운포스를 발생시켜, 가장 빠른 코너링 구간에서도 차량이 노면에 단단히 밀착되도록 합니다.

동력은 각각 43.5kW를 생산하는 4개의 자체 개발 모터에서 나옵니다. 전체 구동 유닛의 무게는 2.46kg에 불과하며, 최대 28,000RPM까지 회전합니다. 에너지는 260개의 리튬 폴리머 셀로 구성된 고전압 축전지에서 공급되며, 최대 전압은 565.5V, 총 용량은 6.87kWh입니다.

제어 측면에서 네라는 실시간 텔레메트리, 4륜 트랙션 컨트롤 및 토크 벡터링, 그리고 정밀한 위치 제어를 위한 실시간 운동학 시스템을 운영합니다. 이 모든 것의 기반에는 350미터 길이의 케이블, 60개 이상의 센서, 1,200개 이상의 신호로 구성된 전기 아키텍처가 자리 잡고 있으며, 이 모든 정보는 트랙과 작업장에서 팀의 의사결정에 활용됩니다.

주요 사양:

• 17.3kg의 고비틀림 강성 카본 파이버 모노코크
• CFD 최적화 공기역학 — 시속 80km에서 200kg 이상의 다운포스
• 350m의 케이블, 60개 이상의 센서, 1,200개 이상의 신호

포뮬러 스튜던트는 전통적인 의미의 경주가 아닙니다. 팀들이 트랙 위에서 직접 맞대결을 펼치는 방식이 아니기 때문입니다. 대신 각 팀은 일련의 개별 시간 측정 종목에서 시간과 경쟁하며, 전체 대회에서 최단 기록을 세우고 가장 많은 점수를 획득하는 것이 목표입니다.

각 대회에서 팀들은 정적(Static) 및 동적(Dynamic) 종목 모두에 참가합니다. 정적 종목(엔지니어링 설계, 비용 및 제조, 사업 계획 발표)은 업계 전문가들이 심사하며, 총 325점까지 배점됩니다. 이 종목들은 팀의 기술적 결정, 제조 접근 방식, 그리고 차량을 시장성 있는 제품으로 제시하는 능력을 평가합니다.

동적 종목에서는 차량을 트랙에 올려 다양한 측면에서 성능을 테스트합니다. 가속도 종목은 75미터 직선 구간에서의 최고 속도를 측정합니다. 스키드 패드 종목은 8자형 코스를 통해 횡방향 그립력을 테스트합니다. 오토크로스는 콘으로 표시된 코스를 주행하는 개인 기록 경기로, 이 기록은 내구 주행의 출발 순위를 결정하기도 합니다. 내구 주행(250점 배점, 대회 핵심 종목)은 22킬로미터 구간에서 진행되며, 중간 지점에서 의무적인 드라이버 교체가 이루어집니다. 이 종목은 장거리 주행 시 차량의 신뢰성과 순수 주행 속도를 테스트합니다. 효율성(Efficiency)은 내구 레이스 중 속도에 따른 에너지 소비량을 측정합니다.

AMZ와 같이 전기차 부문과 무인 주행 부문 모두에 참가하는 팀의 경우, 추가 종목이 적용됩니다. 무인 가속(Acceleration Driverless)과 무인 스키드 패드(Skid Pad Driverless)는 무인 컵(Driverless Cup) 점수에 반영되며, 트랙 주행(Track Drive, 200점 배점의 10랩 자율 주행 내구 레이스) 및 자율 주행 시스템에 대해 별도로 평가되는 엔지니어링 디자인(Engineering Design)도 포함됩니다.

AMZ는 매 시즌 관련 모든 종목에 참가하며, 수동 운전 전기차와 완전 자율주행 차량을 모두 출전시킵니다. 기술 발표부터 기록 주행, 완전 자율주행 내구 주행에 이르기까지 이 광범위한 종목에서 팀이 거둔 성적이 최종 순위를 결정하며, 이를 통해 AMZ는 글로벌 포뮬러 스튜던트 랭킹에서 꾸준히 상위권을 차지해 왔습니다.