의외로 약점이 많은 전기차
날씨가 점점 추워지고 있다. 따뜻해지고 있는 기능이 조금씩 떠오르고 있는 순간들이 오고 있다. 하지만 전기차는 추운 날씨일수록 약점이 많이 생긴다. 내연기관차 대비 적은 부품수와 이에 따른 구동의 단순함은 동력손실을 줄이고 차량의 잔고장을 줄인다. 하지만 배터리가 문제다. 배터리 내부 전자 이온이 돌아다니는 통로인 전해질을 액체 상태로 두다보니 온도에 민감하다. 너무 추우면 전해액이 얼어버리고, 너무 뜨거워도 성능이 떨어진다. 이에 대해 알아보자.
미래 전기차 열 관리 기술
우리나라의 미래 전기차 열 관리 기술은 현재 어느 위치에 와있을까? 전기차 시장 선점을 위해 치열하게 다투고 있는 제조사들은 이런 약점을 해결하기 위해 피나는 노력을 하고 있다. 현대차의 경우 이런 분야로 두각을 나타내고 있다. 내연기관차 분야에서는 현대차의 설립 연도가 유명 제조사들과 비교 시 50~60여년이나 차이가 나기 때문에 메꿀 수 없는 한계가 존재했다.
하지만 전기차 분야는 시작선이 비슷하다. 그만큼 따라잡기 용이하다는 의미이며 일반 내연기관차와 다른 매커니즘으로 돌아가는 만큼 창의력을 발휘해 오히려 앞서나갈 기회를 얻을 수도 있다. 이런 의미에서 현대차는 전기차 분야에서는 다섯 손가락 안에 들 만큼 독보적인 위치를 선점하고 있다. ‘아직까지는’ 말이다.
전기차 기술력의 핵심, 알뜰해야 한다
우리나라는 사계절이 뚜렷했지만, 점차 계절성이 모호해지고 있다. 특히 여름에는 감성과 낭만이 존재할 것 같지만 자동차 입장에서는 지옥이나 다름없다. 여름과 겨울만 놓고 보면 일교차는 30~50도까지 벌어지기도 한다.
온도를 비롯해 기상 상황까지 급격히 변하다보니, 첨단기술이 들어간 자동차에 가혹 환경일 수 밖에 없다.
특히 전기차 분야에서는 우리나라의 한파는 치명적이다. 현대차는 국내의 이런 사정을 고려해 전기차를 개발할 수 밖에 없다. 그래서 등장한 것이 히트 펌프다. 기본 개념은 일본의 닛산 리프가 원조이지만, 현대차는 타 제조사들과 어깨를 나란히 할 만큼 높은 수준을 자랑한다.
전기차의 배터리 에너지 중 20%는 열로 빠져나간다. 각종 전장부품, 배터리 자체 열, 모터와 감속기 등 곳곳에서 열이 발생하기 때문이다. 이런 폐열을 그대로 내보내지 않고 다시 냉각 시스템으로 보내 재활용한다. 이미 2017~2018년 사이에 현대차는 닛산, BMW 등 주요 제조사들 보다 높은 수준의 저온 주행거리 효율을 기록하기도 했다.
온돌 원리까지 가져온 현대차
최근에는 더 적은 전력으로 더 빨리 실내를 덥히는 신기술을 개발중이다. ‘복사열 워머’로 불리는 기술인데, 베뉴, 투싼, 팰리세이드의 옵션으로 선택 가능한 ‘적외선 무릎 워머’의 업그레이드 버전으로 보면 된다. 대량 양산이 가능한 탄소나노튜브 필름을 글로브박스, 센터콘솔, 대시보드 도어트림 등 여러 부분에 부착 시키고 가열하는 과정을 거친다.
이 방식은 12V 대신 48V 시스템으로 작동하는데, 필름 부착으로 작동하는 만큼 광범위한 부위에 붙여 순식간에 따뜻하게 만들 수도 있다. 덕분에 일반 히터 방식보다 배터리 전력 사용량은 20% 이상 낮아질 것으로 기대된다.
특히 복사열을 사용하면 건조한 바람이 실내로 유입되지 않기 때문에 피부 및 안구 건조까지 예방할 수 있다.
현대차 베뉴
현재 현대차 공식 홈페이지에 이 기술이 적용된 모델이 판매중이다. 대표적으로는 베뉴의 적외선 무릎 워머이다. 슈라우드 로어 커버(스티어링 컬럼 하단)에 설치된 복사 열선이 운전자의 허벅지와 무릎에 복사열을 전달하여 저온에서 히터 바람 없이도 냉감을 줄여 보다 쾌적한 환경을 제공한다.
시작가는 2,100만 원부터이다.
첨단 기술 집약체, 전기차
전기차는 일반적인 기계공학의 범주를 넘어섰다. 신소재는 기본이고, 화학, 전기/전자 공학, IT 등 거의 모든 기술이 들어간다. 물론 일반 내연기관차도 마찬가지이지만 ‘배터리 효율’ 에 초점을 맞춘 새로운 기술들이 대거 등장하고 있다.
이렇다보니, 앞으로는 전기차의 비용의 일부에 이런 신기술 비용이 상당히 많이 책정될 것으로 예상된다. 과연 현대차를 비롯해 여러 제조사들은 비용과 효율 모두를 만족할 수 있는 전기차를 개발할 수 있을까?
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