오늘날의 순찰차는 단순한 이동 수단이 아니다. 디지털 기술의 발전으로 인해 이러한 차량은 이동식 지휘 및 대응 플랫폼에 가까운 역할을 수행하고 있다. 보안 통신 시스템부터 본부와 무선으로 연결되는 모바일 데이터 단말기까지 탑재되면서, 과거의 순찰차와는 크게 달라졌다. 그러나 이러한 긴급출동 차량은 공장에서 출고될 때부터 관련 기능이 모두 통합된 상태로 제공되지는 않는다. 임무 수행에 필요한 특수 장비와 시스템은 이후 별도로 추가되며, 이러한 과정을 ‘업피팅(Upfitting)’이라고 한다.
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업피팅은 자동차 제조사로부터 차량을 인도받은 후 실제 운용에 필요한 장비와 시스템을 장착하는 작업을 의미한다. 모바일 전자기기가 도입되기 이전에는 경광등, 사이렌, 무전기와 함께 관련 스위칭 장치와 전력 분배 장치를 설치하는 것이 업피팅의 주된 작업이었다. 당시 업피팅은 기존 배선 하네스를 활용해 장비를 차량의 12V 전원 시스템에 연결하는 전기적 작업이 대부분이었다. 그러나 오늘날에는 네트워크로 연결된 장비와 소프트웨어 정의 시스템이 추가되면서 업피팅 작업이 훨씬 더 복잡한 시스템 통합 과정으로 발전했다. 이 글에서는 긴급출동 차량 업피팅이 어떻게 변화해 왔는지 살펴보고, 이러한 새로운 요구사항에 대응하기 위한 최신 솔루션을 소개한다.
일반 차량에서 임무 수행 플랫폼으로
긴급 서비스 기관에서 사용하는 차량은 일반적으로 표준 양산 차량을 기반으로 한다. 다만 향후 수행해야 할 고강도 임무를 고려해 고출력 발전기(알터네이터)와 강화 서스펜션 등을 장착하는 업그레이드가 이루어지는 경우가 많다. 이렇게 준비된 차량 섀시가 업피팅 업체에 전달된다.
양산 차량을 특정 임무에 적합한 긴급출동 차량으로 개조하는 과정에서 각 기관은 서로 다른 요구사항을 갖고 있다. 예를 들어 도심 지역 경찰은 차량 내 영상 시스템과 중앙 데이터베이스에 대한 상시 접속 기능을 중요하게 여길 수 있다. 반면 고속도로 순찰대는 넓은 통신 범위와 높은 가시성을 제공하는 경광 시스템을 우선적으로 고려할 수 있다.
소방차, 구조 차량 및 응급의료서비스(EMS) 차량의 경우에는 의료 장비, 탐지 시스템, 추가 컴퓨팅 장비 등 보다 다양한 특수 장비가 필요할 수 있다. 이처럼 현대의 긴급출동 차량은 단순히 장비를 추가 장착하는 수준을 넘어, 각 기관의 임무와 운용 환경에 맞춰 통신·영상·컴퓨팅·안전 시스템을 통합한 전문 임무 수행 플랫폼으로 구축되고 있다.
무전기, 사이렌, 경광등 바(light bar)는 여전히 긴급출동 차량의 핵심 장비이지만, 이제는 여기에 무선 라우터, 차량용 카메라, 바디캠 충전 도크와 같은 장비들이 추가되고 있다. 이러한 장비들은 강한 진동, 혹독한 기상 조건, 장시간 공회전 상태에서도 안정적으로 작동해야 한다.
이처럼 탑재되는 기술이 증가하면서 차량 전기 시스템에 가해지는 부담도 커지고 있다. 전력 분배 시스템은 지속적인 전력 부하를 안정적으로 지원하는 동시에 민감한 전자장비를 보호할 수 있어야 한다.
또한 업피팅에 사용되는 하드웨어는 각 기관이 차량 전체 플랫폼을 다시 설계하지 않고도 자신들의 요구사항에 맞게 차량을 구성할 수 있도록 충분한 유연성을 제공해야 한다(그림 1). 아울러 필요한 부품을 신속하게 조달할 수 있어야 차량이 부품 수급을 기다리느라 운행에서 제외되는 상황을 방지할 수 있다. 업피팅 업체들은 일반적으로 매우 제한된 작업 일정 안에서 차량 개조를 완료해야 한다. 따라서 부품의 표준화는 단순한 물류상의 편의성을 넘어, 효율적인 차량 구축과 유지보수를 위한 중요한 기술적 요구사항으로 자리 잡고 있다.
그림 1. 이동식 지휘 및 대응 플랫폼으로 운용되는 현대의 긴급출동 차량은 지속적인 전력 부하를 지원하고, 민감한 전자장비를 보호하며, 플랫폼 전체를 재설계하지 않고도 신속한 맞춤 구성이 가능하도록 하는 표준화된 모듈형 전력 분배 하드웨어를 필요로 한다. 또한 부품을 신속하게 확보할 수 있어야 하며, 이를 통해 제한된 정비 및 운용 일정 속에서도 차량 가동 중단 시간을 최소화할 수 있다.
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업피팅의 다양한 단계에 대응하기 위해서는 폭넓은 자동차용 등급 솔루션이 필요하다. Littelfuse(Littelfuse)는 현대 긴급출동 차량의 요구사항을 지원하기 위해 전력 공급 및 회로 보호 제품부터 로커 스위치, 차량 내 충전 포트에 이르기까지 다양한 제품을 제공하고 있다. ZCASE® 퓨즈 및 보호 장치는 12V 및 48V 시스템에서 차량 출고 시 장착된 배선과 업피팅을 통해 추가된 배선을 보호하는 데 도움을 준다.
정밀한 저전류 퓨즈와 내구성이 뛰어난 고전류 퓨즈는 혹독한 환경에 적합하도록 설계된 밀폐형 퓨즈 홀더와 전력 분배 모듈에 장착된다. 밀폐형 연속 정격 릴레이(Continuous Duty Relay)는 고전류 부하를 안정적으로 제어하며, 긴급출동 차량에서 일반적인 장시간 근무 환경을 지원한다. 또한 스위치, 스위치 모듈, 차량 내 전원 공급 솔루션은 최신 차량 아키텍처에 보조 시스템을 실용적으로 통합할 수 있도록 해준다.
자동차 산업의 변화
자동차 제조업체들은 대규모 중앙집중형 배선 하네스에서 벗어나 영역(Zonal) 아키텍처로 전환하고 있다. 차량 전체에 개별 회로를 배선하는 대신, 전력과 데이터는 고속 네트워크로 연결된 지역별 제어 유닛을 통해 관리된다. 이러한 방식은 배선 하네스의 무게를 줄이고 패키징 효율을 향상시킬 수 있지만, 추가 장비를 통합하는 방식에도 변화를 가져온다.
업피팅 업체들은 단순히 독립된 회로만을 다루는 것이 아니다. 이러한 설계는 기존 시스템을 방해하지 않으면서 보조 장비를 추가하기 위해 신중한 분석과 체계적인 설치 전략을 요구한다. 전력 분배 또한 변화하고 있다. 12V 시스템은 여전히 자동차 산업 전반에서 일반적이지만, 많은 제조업체들은 증가하는 전력 수요를 충족하기 위해 48V 아키텍처를 채택하고 있다.
공급 전압을 높이면 더 낮은 전류로 동일한 전력을 전달할 수 있어 도체 크기와 저항 손실을 줄일 수 있다. 이러한 변화의 중요한 이점은 더 얇은 도체의 사용으로 감소된 무게가 전기차 및 하이브리드 차량의 주행거리에 긍정적인 영향을 미친다는 점이다.
48V 시스템을 사용하는 차량은 기존 시스템을 위해 여전히 12V 전원을 제공해야 할 수 있다. 부품은 이러한 새로운 요구사항에 맞는 전압 정격과 스위칭 특성을 고려해 선택되어야 한다. 12V 시스템에서는 허용 가능한 설계 및 설치 방식이라도 혼합 전압 환경에서는 위험을 초래할 수 있다. 따라서 더 높은 전압의 서브시스템이 민감한 데이터 전자장치와 동일한 차량 내에 공존하는 경우, 보호 장치와 스위칭 장치는 이에 적합한 정격을 갖추어야 한다.
전동화와 고전압 관련 고려 사항
전 세계의 긴급 서비스 기관들은 전기차(EV)와 하이브리드 차량(HEV)을 채택하고 있으며[1], 일부 기관들은 화석연료에서 벗어나겠다는 목표를 선언하고 있다.[2] 이러한 변화는 업피팅 과정에 영향을 미칠 것이다. 기존 파워트레인에서는 알터네이터와 12V 배터리가 익숙하고 예측 가능한 전원 공급원을 제공했다. 하이브리드 전기차(HEV)와 배터리 전기차(EV)에서는 고전압 배터리 팩이 에너지원이며, 저전압 시스템에 전력을 공급하기 위해 DC-DC 컨버터가 필요하다.
통합된 장비의 전력 요구사항은 전기차의 성능에 영향을 미친다. 조명, 통신 장비 및 차량 내 전자장비를 장시간 운용하면 주행거리가 감소하며, 특히 장시간 사고 현장에 머물러야 하는 차량의 경우 그 영향이 더욱 크다.
자동차 분야에서는 일반적으로 60V를 초과하는 직류(DC) 시스템을 위험 전압으로 간주한다. 이러한 시스템 주변에서 작업하기 위해서는 별도의 교육이 필요하며, 작업자의 안전을 유지하기 위해 고전압 회로와 저전압 회로를 엄격하게 분리해야 한다. 이에 따라 업피팅은 이제 전력 분배, 네트워크 아키텍처, 안전 분야 전반에 걸친 협업을 요구한다.
하이브리드 전기차(HEV)와 전기차(EV)가 긴급 서비스 차량에 더욱 널리 도입됨에 따라, 업피팅 업체들은 모듈형 및 확장형 설치를 지원하는 부품을 필요로 하고 있다. Littelfuse는 현대 차량 플랫폼에서 사용될 수 있도록 검증된 부품을 설계하고 있으며, 컴팩트한 설계, 표준화된 풋프린트, 그리고 차량 제작 과정의 지연을 줄이는 데 도움이 되는 명확한 디레이팅(derating) 가이드라인 등의 특징을 제공한다.
결론
긴급출동 차량은 이동형 기술 허브가 되었으며, 업피팅 과정은 이제 이러한 플랫폼이 실제 운용 환경의 요구사항에 대응할 수 있도록 준비시키는 데 결정적인 역할을 하고 있다. 전력 시스템이 영역 아키텍처, 혼합 전압 분배, 전동화 파워트레인으로 전환됨에 따라, 업피팅 업체들은 신뢰성이나 차량 성능을 저해하지 않으면서 통신 하드웨어, 안전 전자장치 및 임무 수행에 필수적인 장비를 통합해야 한다. 이를 위해서는 견고하고 자동차용 등급을 충족하는 부품뿐만 아니라, 다양한 차량 운영 요구사항에 대응할 수 있는 유연성을 갖춘 부품이 필요하다.
Littelfuse는 점점 더 복잡해지는 전력 아키텍처를 보호하는 고용량 퓨즈 및 보호 장치부터, 일상적인 운용에 기능성과 내구성을 제공하는 밀폐형 릴레이, DC 컨택터, 로커 스위치, 차량 내 충전 포트에 이르기까지 업피팅 워크플로의 모든 단계를 지원하도록 설계된 폭넓은 제품 포트폴리오를 통해 이러한 변화에 대응하고 있다. 연속 운전, 모듈형 통합, 혼합 전압 환경을 위해 설계된 부품을 제공함으로써, Littelfuse는 오늘날의 긴급출동 차량이 현대 현장 운영의 요구사항을 충족할 수 있도록 지원한다.
긴급 서비스 차량들이 하이브리드 및 전기차 플랫폼을 지속적으로 도입함에 따라, 신뢰성 있고 확장 가능하며 차량 운영에 즉시 적용할 수 있는 솔루션에 대한 요구는 더욱 증가할 것이다. 업피팅 업체, 엔지니어 및 차량 운영 관리자는 어떠한 임무, 환경 또는 앞으로의 기술 변화 속에서도 지속적으로 운용 가능한 차량을 구축하는 데 필요한 회로 보호, 전력 관리 및 사용자 인터페이스 부품을 제공하는 Littelfuse를 신뢰할 수 있다.
참고 문헌
[1]https://www.nyc.gov/site/dcas/news/009-25/dcas-fdny-30-all-electric-vehicles-including-city-s-first-ever-ev-paramedic-units
[2]https://www.england.nhs.uk/wp-content/uploads/2023/10/PRN00712_NHS-Net-Zero-Travel-and-Transport-Strategy.pdf
저자 소개
데이비드 파이크(David Pike)는 커넥터 및 인터커넥트 업계 전반에서 그의 열정과 남다른 기술 애호가적 성향으로 잘 알려져 있다. 그는 온라인에서 ‘커넥터 긱(Connector Geek)’이라는 이름으로 활동하고 있다.
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