대기오염의 심각성이 높아지면서 전기차의 시대가 예상보다 앞서 도래했습니다. 친환경은 이제 의무가 아닌 선택인 시대가 온 거지요. 친환경 시대인 만큼 전기차에 대한 관심을 애정으로 전환하기 위해서는 인간 중심의 편의성을 높여야 합니다. 그런 의미에서 전기차의 에너지 효율성은 곧 운전자의 편의성과 밀접한 관계가 있습니다. 오로지 운전자가 운전에만 신경 쓸 수 있도록, 더 오래 달리고, 더 멀리 달릴 수 있도록 설계되어야 합니다. 현대자동차 아이오닉 일렉트릭(EV)은 첨단 신기술과 아이디어를 탑재해 세계 최고 수준의 에너지 효율을 구현해냈습니다. 지난 시간 FUN TO DRIVE를 실현하는 아이오닉 일렉트릭의 새로운 기능에 이어 전기차의 패러다임을 바꾼 아이오닉 일렉트릭의 편의성을 소개해 드리겠습니다.



ATTRACTION 1. 한번에 191km



1번 충전만으로 오랫동안, 그리고 멀리 주행할 수 있는 것은 전기차의 가장 큰 미션입니다. 아이오닉 일렉트릭은 1회 완충만으로 191km(Drive Range)를 뛸 수 있는 경제 개념이 확실한 전기차입니다. 이처럼 긴 주행거리를 확보하기 위해서는 출력 좋은 배터리와 가벼운 차체라는 목표를 달성해야 하는데요. 배터리 출력을 높이기 위해 용량을 키우면 차체는 무거워지기 때문에 이 모순되는 상황을 극복하는 기술을 개발해야 했습니다. 그만큼 PE(Power Electronics) 부품을 경량화하기 위한 개발이 필수적이었습니다.

아이오닉 일렉트릭 배터리의 경우 출력과 에너지를 높이면서 시스템 중량을 저감하고 에너지 밀도를 향상시켰습니다. 그리고 모터는 부품 최적화를 통한 효율을 높이면서 중량을 저감했고, 전력변환 부품(EPCU, OBC)들은 통합모듈로 구성해 출력밀도를 높이면서 사이즈와 중량을 절감하는 데 성공했습니다.

또한 아이오닉 일렉트릭은 가벼우면서도 단단한 바디를 구현하고자 초고장력 강판과 알루미늄 소재를 적용했는데요. 특히 후드와 테일게이트 등 차체 일부를 알루미늄 소재로 만들었습니다.



ATTRACTION 2. 공기저항을 최소화한 아이오닉 전용 디자인



스포츠 선수가 0.001초의 기록 단축을 위해서 과학적으로 설계한 유니폼을 선호하듯, 아이오닉 일렉트릭도 주행 중 공기의 저항을 줄여 연비 효율을 높이기 위한 가장 효과적인 외관을 갖췄습니다.


    [액티브 에어 플랩과 휠 에어커튼 및 그릴부 막음처리]


전면부는 엔진이 없는 전기차의 특성상 외부 공기를 필수적으로 유입하지 않아도 되기 때문에 막힌 그릴을 채용했습니다. 그리고 속도에 따라 개방 각도가 달라지는 액티브 에어 플랩(AAF: Active Air Flap)을 장착했습니다. 그리고 앞 범퍼 아래쪽에는 타이어 쪽으로 공기를 유도하는 휠 에어커튼을 탑재, 휠 주변부에서 일어나는 소용돌이(터뷸런스) 현상을 최소화했습니다.


   [공기저항 개선을 위한 리어 스포일러와 유선형 프로파일]


 [차량의 균형을 높이는 센터 플로어 풀 언더커버]


아이오닉 일렉트릭의 측면부에서는 공기의 흐름을 반영한 쐐기형 디자인(스포트백 프로파일)으로 캐릭터 라인을 구현했고 후면부는 끝이 살짝 올라간 리어스포일러를 장착해 후방부 공기 유동저항을 낮췄습니다. 전륜구동 차량의 균형을 높이기 위해 차량 하부에 언더커버를 장착했는데요. 아이오닉 일렉트릭은 이렇게 다양한 디자인 요소를 적용해 세계 최고 수준인 0.24의 공기저항계수와 주행거리 향상을 구현했습니다.



ATTRACTION 3. 버리는 에너지까지 알뜰하게


아이오닉 일렉트릭은 에너지 효율성을 향한 개발자들의 염원과 열정이 고스란히 반영되어 있습니다. 불필요하게 사용되는 에너지가 없도록, 폐열까지 활용해 전기에너지로 꼼꼼하게 사용했습니다. 히트펌프시스템이란 냉방을 위해 에어컨을 가동하는 방식과 동일합니다. 냉매 순환 과정에서 주위의 열을 빼앗아 차가운 공기를 만들고, 난방할 때는 냉방의 냉매 순환 경로를 변경해서 기체 상태의 냉매가 액체로 변하는 과정에서 발생하는 열을 차량 난방에 활용하는 기술입니다. 기존의 전기차가 난방 시 별도의 PTC(공기가열식: Positive Temperature Coefficient) 히터를 사용했다면, 공조부문에서 특허를 받은 히트펌프시스템은 냉매순환 과정에서 얻어지는 고효율의 열과 모터, 인버터 등 전기차 파워트레인 전장부품에서 발생하는 폐열까지, 모든 열을 사용해 난방장치를 가동할 때도 전기차의 전력을 절약할 수 있게 지원합니다. 아래 이미지에서 파란 화살표 부분은 운전석 개별 공조를 시각적으로 설명한 것으로 운전자만 탑승할 경우, 운전석 부분만 공조를 작동, 냉난방 부하를 저감하여 에너지 효율을 높였습니다.


 [운전석 개별 공조와 Heat 버튼]


하얀 안내선이 가리키는 Heat 버튼은 엔진이 없는 전기차에서 배터리 전력을 사용하는 고전압 PTC 히터가 열원 역할을 담당하는데요. 전력 낭비를 최소화하기 위해 필요할 때만 히터가 작동하도록 하는 버튼입니다.

아이오닉 일렉트릭의 에너지 효율에 대한 아이디어는 이뿐만이 아닙니다. 충전 효율을 높여 전기를 허투루 쓰지 않는 데에도 있습니다. OBC(On-Board Charger) 효율 개선을 통해 충전한 전기가 그대로 모터에 사용될 수 있도록 했습니다. 또한 어두울 때만 사용하는 헤드램프에 비해 낮과 밤의 구분 없이 제동할 때마다 사용하는 리어콤비 램프는 많은 작동횟수로 인해 상당 부분 전기에너지를 소모하는데요. 아이오닉 일렉트릭은 작은 에너지 소모라도 줄이기 위해 LED리어콤비 램프를 기본 사양으로 적용하며 일렉트릭 모델만의 디자인 완성도를 높이는 한편, 작은 에너지 소모도 최소화할 수 있도록 합니다.

 


지금까지 아이오닉 일렉트릭의 에너지 효율을 높인 디자인과 기술력, 그 덕분에 더 높아진 전기차의 편의성을 살펴보았습니다. ‘전기차이기에 경험할 수 있는 새로운 세상은 바로 지금이다’ 라고 말씀드릴 수 있겠는데요. 다음 시간에는 아이오닉 일렉트릭의 높은 완성도와 안전성에 대한 마지막 이야기로 전기차 아이덴티티를 높인 디바이스에 관해 소개해 드리겠습니다. 감사합니다.



* 현대자동차그룹 연구개발본부의 ‘R&D STORY’ – 아이오닉 일렉트릭 (AE EV) 편에서 원문을 확인할 수 있습니다.

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