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[Tech 스토리] 전기차에 꼭 맞는 전용신발...'전기차용 타이어'

기사입력 : 2023년01월22일 07:27

최종수정 : 2023년01월22일 07:27

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고하중 견딜 수 있게 내구성·내마모성 높여
주행거리 확보 위해 구름저항은 줄여야
PBV 시대 맞이하며 기술 발전 기대

기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 정승원 기자 = 전기차는 내연기관 자동차와 차이점이 있습니다. 연료를 휘발유, 경유 대신 전기로 쓴다는 것도 큰 차이점이지만 대용량 배터리로 인해 차가 무거워진다는 점 역시 내연기관차와의 차이입니다. 그래서 전기차에는 내연기관차와는 다른 타이어가 필요합니다.

전기차는 내연기관차보다 힘도 좋습니다. 내연기관차에서 거쳐야 되는 복잡한 과정 없이 마치 버튼을 눌렀다 떼는 것처럼 전기 모터를 활용할 수 있기 때문입니다. 내연기관차에 비해 힘이 좋다는 점 역시 전기차용 타이어가 필요한 이유입니다.

[사진= 현대자동차]

아이오닉5·6, EV6를 판매하고 있는 현대자동차그룹에 따르면 핸들링과 제동에서 타이어의 영향력은 50%에 달합니다. 이에 현대차그룹은 타이어 제조사와 긴밀히 협의하며 전기차에 들어가는 타이어를 만들려고 노력합니다.

내연기관차와 전기차의 타이어는 무게와 힘이 다른 사람이 달리기를 할 때 신발로 종종 비유됩니다. 전기차가 더 무겁고 힘이 센 사람이 달리는 일이기 때문에 그 신발(타이어)도 달라야 한다는 것이죠.

전기차용 타이어를 내연기관차에 적용할 수는 있습니다. 하지만 그게 최적의 효율을 낼 수 있는 것은 아닙니다. 전기차용 타이어는 전기차 운전에 필요한 부분을 반영해 만든 타이어라는 의미입니다.

실제 전기차 타이어에서 고려되는 부분은 내구성과 내마모성입니다. 전기차 타이어는 내연기관차와 비교해 20% 가량 마모가 빠릅니다. 이에 전기차 타이어는 기존 내연기관차 타이어에 비해 내마모성이 30% 이상 증가했습니다.

전기차 타이어를 개발할 때 고려할 또 다른 중요한 점은 회전 시 생기는 구름저항(RRC, Rolling Resistance Coefficient)을 줄이는 일입니다. 구름저항이란 타이어가 부하가 걸리는 동안 소모되는 에너지입니다.

구름저항을 줄이는 일이 중요한 이유는 전기차를 고를 때 중요한 기준인 1회 충전 시 주행거리와 관련이 있기 때문입니다. 보통 구름저항 등급을 1.0 줄이면 전기차 주행거리가 5% 늘어난다고 합니다.

그런데 구름저항을 줄이면 접지력이 떨어집니다. 반대로 구름저항을 포기하자니 효율적인 주행을 할 수 없습니다. 이에 현대차그룹은 아이오닉5을 개발할 때 타이어의 구성요소별 역할을 구분했습니다. 타이어 트레드의 접지력은 높이고 타이어 측면의 변형을 줄여 구름저항도 줄였습니다. 여기에 사이드월 고무나 이너라이너에 구름저항을 낮추는 재료가 동원됐습니다. 그 결과 접지력은 높이고 구름저항을 줄일 수 있었습니다. 그 결과 아이오닉5의 구름저항은 6.5 이하로 내려갔습니다.

아이오닉6는 여기에서 더 나아가 고강도 카가스(Carcass)를 적용해 무게를 더욱 줄였습니다. 카가스는 타이어 형태를 유지해주는 기본 골격으로 여기에 신공정이 더해져 구름저항이 5.9까지 낮아졌습니다.이는 사계절 타이어 중 가장 낮은 수준의 구름저항입니다.

내연기관차와 전기차의 하부 구조 [사진= 한국타이어]

전기차 타이어는 내연기관차 타이어보다 더욱 저소음 기술이 요구되기도 합니다. 이는 전기차가 내연기관차보다 조용해 생기는 역설적인 문제입니다. 기존 내연기관차는 엔진과 구동계에서 발생하는 소음이 50%, 차량이 움직이면서 발생하는 소음(로드 노이즈)이 30% 정도라면 전기차는 전기 모터 소음이 15%, 로드 노이즈가 40%, 풍절음이 30%를 차지한다는 조사 결과도 있습니다.

전기차의 정숙성에 익숙해진 사람들이 그동안 들리지 않았던 소리를 듣게 된다는 것이죠. 전기차 타이어 개발 시 저소움 기술이 필요한 이유입니다.

올해도 국산차와 수입차 브랜드가 전기차 신차를 내놓습니다. 또한 전기차는 기아의 목적기반모빌리티(PBV) 사업처럼 다양한 신차가 도입될 수 있는 영역입니다. 이에 다양한 기술이 여전히 필요합니다.

현대차그룹 타이어설계팀은 전기차를 비롯한 미래 타이어 기술을 선행 개발하고 있습니다. 현대차그룹 관계자는 "미쉐린과 2차 기술협력을 진행하고 유관 부서와 협업해 2025년까지 고하중 전기차, 전기 픽업, 유럽형 올웨더 등 다양한 타이어를 준비할 것"이라며 "친환경/재사용 소재를 적용한 타이어 기술 개발도 준비하고 있으며 도심항공모빌리티(UAM)에 대응할 수 있는 타이어 또한 검토하고 있다"고 밝혔습니다. 

[사진= 한국타이어]

origin@newspim.com

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중국 전기차 주행거리 두배 증가 배터리 개발 [베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국이 에너지 밀도를 두 배 증가시킬 수 있는 전고체 배터리를 개발해 낸 것으로 나타났다. 중국 칭화(淸華)대학 화학공학과의 연구팀은 '음이온이 풍부한 용매화 구조 설계'를 개발해 냈으며, 이를 기반으로 불소 함유 폴리에테르 전해질을 성공적으로 만들어냈다고 중국 관찰자망이 30일 전했다. 해당 연구 성과는 논문 형식으로 국제 학술지인 네이처에 등재되었다. 연구진이 만들어낸 폴리에테르 전해질은 고체이며, 연구팀은 해당 전해질을 사용하여 전고체 배터리를 제작했다. 제작된 전고체 배터리는 604Wh/kg의 에너지 밀도를 기록했다. 이는 현재 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도가 150~320Wh/kg인 점을 감안하면 에너지 밀도가 두 배 이상 높아진 것이다. 동일한 무게의 배터리이지만 해당 전해질을 사용한 전고체 배터리는 두 배 이상의 전력을 충전할 수 있는 셈이다. 이론적으로 전기차의 1회 충전 주행 거리가 두 배 증가할 수 있게 된다. 현재 500km가량을 주행할 수 있는 전기차가 1000km를 주행할 수 있게 된다. 해당 전고체 배터리는 안전성 테스트도 통과하였다. 못을 박아도 화재와 폭발이 일어나지 않았다. 또한 120도의 높은 온도의 박스 안에 6시간 동안 방치되었지만, 연소나 폭발이 일어나지 않았다. 또한 500회 이상 충방전을 거치면서도 에너지 저장 용량은 안정적으로 유지되었다. 연구진이 만들어낸 전고체 배터리가 상용화된다면 많은 분야에서 활용이 가능해진다. 전기차의 주행 거리는 두 배 증가하며, 드론의 비행 거리도 두 배 증가하게 된다. ESS(에너지저장장치) 역시 부피당 저장 용량을 크게 끌어올리게 되며 ESS 소형화가 가능해진다. 칭화대 연구진이 개발한 전고체 전해질의 도식도 [사진=네이처 캡처] ys1744@newspim.com 2025-09-30 10:35
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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