[Tech 스토리] 전기차 배터리 성능, 기술력으로 극복하는 방법은

기사입력 : 2023년05월28일 08:51

최종수정 : 2023년06월23일 07:36

부족한 충전시설과 긴 충전시간, 에너지 효율로 극복
벤츠 컨셉트카 1200km 주행, 배터리 크기 대신 밀도
바이젠, 세계 최초 다단변속기 기술 개발…50% 개선

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] 채송무 기자 = 전기자동차의 보급이 날로 늘어나고 있지만 배터리 충전 인프라의 문제는 여전히 지적되고 있습니다. 부족한 충전시설과 긴 충전 시간, 화재 등의 문제가 여전히 남아있지만, 자동차 완성업체들은 점차 기술적으로 이를 극복해 가고 있습니다.

메르세데스-벤츠가 지난 2022년 1월 공개한 순수 전기 컨셉트카 '비전 EQXX'는 지난 2022년 6월, 1회 충전으로 독일 슈투트가르트부터 영국 실버스톤까지 약 1200km의 주행을 성공했습니다. 에너지 효율은 8.7kWh/100km이었죠.

메르세데스-벤츠의 컨셉트 전기차 비전 EQXX [사진=벤츠코리아]

이는 완전히 새로운 배터리 팩 덕분이었습니다. 메르세데스-벤츠는 단순히 배터리의 크기를 늘리는 대신 에너지 밀도를 높인 배터리 팩을 개발했습니다.

400 Wh/l에 근접한 에너지 밀도를 가진 약 100 kWh의 고용량 배터리 팩이 비전 EQXX의 차체에 탑재됐는데요. 대형 전기 세단 더 뉴 EQS의 배터리와 비슷한 수준의 에너지 용량이지만 배터리 팩의 크기는 그 절반 밖에 되지 않으며 무게는 30% 더 가벼워졌습니다.

그 결과 150kW의 출력을 내는 전기 구동 시스템을 통해 배터리에서 나오는 에너지의 95%가 순수하게 바퀴로 전달됐는데 이는 가장 효율적인 내연기관 구동 시스템의 30% 와 비교해 월등히 높은 수치를 보인 것입니다.

벤츠는 최신 전기차에서 자체적으로 개발한 배터리 관리 소프트웨어를 통해 에너지 관리 시스템을 항상 최신 상태로 유지할 수 있도록 했고 지능형 열관리 시스템을 통해 효율성을 높였습니다.

메르세데스-벤츠의 새로운 배터리팩 [사진=벤츠코리아]

배터리 용량의 문제를 극복하는 또 다른 방안은 내연기관차와 같이 변속기를 적용해 효율성을 높이는 것이었습니다. 독일 폭스바겐의 포르쉐 타이칸과 아우디 e트론 GT에 2단 변속기를 적용했고, 대만 글로벌 이륜차 제작사인 킴코도 2단 변속기를 적용한 전기 이륜차를 만드는 등 글로벌 완성차들의 시도도 늘어나고 있습니다.

전기차 자동변속기 개발에 나서 이미 상용화에 성공한 국내 중소기업이 있어 눈길을 끌고 있습니다. 더욱이 글로벌 완성차 업체들이 시도하고 있는 2단이 아닌 7단 변속기입니다. 바이젠은 최근 이륜차에서 다단 변속기를 적용한 기술을 상용화했고, 이 기술은 전기 자동차와 선박, 항공 등 모터를 이용한 전 차종에 적용이 가능합니다.

세계 최초의 전기차 다단 변속기를 개발한 바이젠 [사진=바이젠]

바이젠은 전기 모터가 내연기관의 엔진보다 성능이 우수하지만 현재 엔진의 두 배 출력을 써야 내연기관의 성능이 나온다는 점에 착안했습니다.

전기차는 고속주행과 언덕길에서 필요한 토크를 얻기 위해 전류를 정격 이상으로 사용해야 하는데 현재의 전기차는 1단으로만 주행하기 때문에 비효율적입니다. 전기차가 여러 단으로 주행하는 엔진차에 비해 토크와 속도 범위가 매우 좁기 때문입니다.

이 좁은 토크와 속도 범위를 확장시켜 성능을 높이기 위해 전기차는 모터를 정격보다 과하게 사용하고 이 결과 모터와 컨트롤러에 심한 열이 발생해 에너지 효율이 저하됩니다. 과열 상태에서 측정되는 엔진의 에너지 효율은 약 30%로, 열이 없는 상태에서 측정되는 모터와 컨트롤러의 에너지 효율 90% 이상에 비해 매우 낮습니다.

김복성 바이젠 대표는 "전기차 모터가 엔진보다 우수하다는 것은 누구나 알지만 제 성능을 발휘하지 못하고 있다"라며 "이는 변속기가 없어서 그렇다. 고속에 가면 전기차의 연비는 형편 없어진다. 전기차에 변속기를 적용하면 이를 보완할 수 있다"고 설명합니다.

바이젠은 최근 전기차용 소형화 7단 자동변속기 7GAT를 세계 최초로 개발했습니다. 김 대표에 따르면 기존 이륜차보다 다단 변속기를 사용한 이륜차의 1회 충전시 주행거리가 기존의 50% 늘어났습니다. 또 우수한 열 냉각 기능으로 냉각 장치를 별도로 할 필요가 없어 유지관리 비용이 감소되는 장점도 있습니다.

바이젠이 개발한 전기차 7단 변속기는 이륜차 상용화에 이어 다방면의 모터에 사용 가능하다. [사진=바이젠]

바이젠은 인도네시아의 이륜차 업체와 양산형 변속기를 총 5만대 보급하는 구매 계약을 최근 체결하는 등 상용화에도 나섰습니다.

더욱이 바이젠이 개발한 변속기는 유압장치를 없애 무게와 부피를 크게 줄여 전기차 생산 가격도 낮출 수 있는 장점도 있습니다.

한국전기차협회장인 김필수 대림대 미래자동차학부 교수는 "내연기관 변속기는 1단 1단 올라갈수록 효율이 2%씩 올라간다. 전기차도 이같은 기술을 써야 한다"라며 "글로벌 완성차 업체들이 변속기 개발에 나서고 있지만 2단에 그치고 있는 상황에서 국내 기업에서 7단 자동변속기를 먼저 개발했다"고 평가했습니다.

김 교수는 "주행거리가 같은 배터리보다 30~50% 늘어나고 모터 온도가 60도 이상 안 올라가 냉각장치도 필요 없게 된다"라며 "게임 체인저 기술"이라고 강조할 정도입니다. 자동차의 미래로 꼽히는 전기차가 배터리 문제를 극복할 날이 가까워지고 있습니다 .

dedanhi@newspim.com

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尹대통령 국정 지지율 30.1%…부정평가 66.7% '경고등' [서울=뉴스핌] 김종원 전문기자 = 윤석열 대통령의 국정 지지율이 30.1%가 나왔다. 지난 2주 전 뉴스핌 정기 여론조사 38.1%보다 8%포인트가 빠졌다. 반면 부정 지지율은 66.7%로 2주 전 59.3%보다 7.4%포인트가 오른 70%에 육박했다. 정부·여당의 4·10 22대 총선 참패에 따른 국정 심판 여파가 아직도 전 연령과 전국에 부정적 영향을 미치는 것으로 보인다. 국민 10명 중 7명 가까이 윤 대통령의 국정 운영에 대해 부정적 여론이 거센 상황에서 취임 2년을 맞는 윤 대통령의 국정 동력 확보에 경고등이 켜졌다. 이번 정례 여론조사는 뉴스핌 의뢰로 미디어리서치가 지난 4월 29일부터 30일까지 이틀 간 전국 만 18살 이상 남녀 1006명을 대상으로 실시했다. 4·10 총선 민의에 따른 윤 대통령과 제1야당 더불어민주당 이재명 대표 간의 지난 29일 첫 영수회담 결과는 아직 민심에 온전히 반영되지 않아 좀 더 여론의 추이를 봐야 할 것으로 보인다. 이번 정례 조사에서 '매우 잘하고 있다' 15.2%, '잘하고 있는 편' 14.9%로 국정 긍정 평가는 30.1%였다. 4·10 총선 직후 2주 전인 지난 4월 15·16일 뉴스핌 정기조사 때 긍정평가 38.1%보다 8%포인트 하락했다. 윤 대통령의 국정 운영에 대한 긍정 지지율이 뉴스핌 정기 여론조사에서 30%선이 무너질 위기에 처했다. 사실상 국정 장악과 국정 운영 동력 확보에 빨간불이 들어왔다. 부정평가는 '매우 잘 못하고 있다' 57.2%, '잘 못하는 편' 9.5%로 국민 10명 중 7명에 가까운 66.7%였다. 지난 2주 전 조사 59.3%보다 7.4%포인트가 많아졌다. 윤 대통령의 국정 운영에 대한 긍·부정 격차는 지난 2주 전 조사와 비교해서 21.2%포인트에서 36.6%포인트로 크게 벌어졌다. 연령대별로 보면 30대에서 부정평가가 79.2%로 가장 높았다. 40대 77.4%, 50대 70.4%로 30·40·50세대 10명 7명이 윤 대통령 국정 운영에 대해 부정적이었다. 70대 이상에서만 부정 41.0%, 긍정 48.0%로 긍정 평가가 조금 앞섰다. 지역별로는 정부와 여당인 국민의힘의 전통 지지층인 대구경북(TK)에서도 긍정 40.9%, 부정 54.4%로 부정 수치가 10%포인트를 훌쩍 넘어섰다. 부산울산경남(PK)에서는 긍정 35.5%, 부정 61.6%로 긍·부정 격차가 절반 가까이 됐다. 광주전남전북 호남에서는 부정 80.9%, 긍정 16.5%로 10명 중 8명이 부정적이었다. 정당별 지지층에서도 지지층이 없는 무당층의 69.1%가 부정, 긍정 27.9%로 10명 중 7명 가까이가 부정적 평가였다. 김대은 미디어리서치 대표는 윤 대통령의 국정 지지율이 크게 떨어진 이유에 대해 "지난달 29일 이재명 야당 대표와 취임 후 700여 일 만에 첫 영수회담을 했지만 국론 분열과 민생 위기를 타개할 뚜렷한 해법은 없었다"고 분석했다. 김 대표는 "오히려 4·10 총선 참패 이후 단행한 대통령실 비서실장에 찐윤' 인사를 임명하는 등 윤 대통령의 변하지 않는 일방적·독선적 국정운영 스타일과 함께 답이 보이지 않는 의대 증원 문제에 대한 국민 피로감이 커졌다"고 진단했다. 그러면서 김 대표는 "물가 상승으로 인한 민생 경제 불안감 등 여론이 악화되면서 지지층 마저 대거 이탈하며 대통령의 국정 지지율이 추락했다"고 분석했다. 이번 조사는 무선(100%) 가상번호 임의걸기(RDD) 자동응답(ARS) 방식으로 진행됐다. 신뢰 수준은 95%에 표본 오차 ±3.1%포인트, 응답률은 2.9%다. 자세한 조사 내용은 미디어리서치 홈페이지와 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. kjw8619@newspim.com 2024-05-02 06:00

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박찬대 "22대 첫 법안은 25만원 지원금"…최상목 "타깃 지원 효과적" [서울=뉴스핌] 한태희 기자 = 더불어민주당(민주당)이 22대 국회가 열리면 가장 먼저 발의할 법안으로 국민 1명당 25만원을 주는 법안을 꼽은 가운데 정부는 타깃 지원이 효과적이라는 입장을 고수했다. 박찬대 민주당 신임 원내대표는 6일 MBC 라디오 프로그램 '김종배의 시선집중'에 출연해 22대 국회가 개원하면 가장 먼저 발의할 법안에 대한 질문을 받자 "1인당 25만원의 민생회복지원금을 지급하는 법을 낼 수 있을 것"이라고 말했다. 앞서 민주당은 4.10 총선 공약으로 국민 1인당 25만원을 지급하는 민생회복지원금을 제시했다. 소요 재원은 약 13조원으로 추계된다. 박 원내대표는 지난 2일 원내대표 경선 정견 발표에서 민생회복지원금을 위한 추가경정예산(추경) 확보를 위해 여당과 협상을 시작하겠다고 예고했다. 정부는 전국민에게 민생회복지원금을 주는 방안에 난색을 표하고 있다. 정부는 어려움을 겪는 서민층을 대상으로 타깃 지원해야 한다는 입장을 유지하고 있다. 나라 곳간을 책임지는 최상목 부총리 겸 기획재정부 장관은 지난 4일(현지시간) 오후 아시아개발은행(ADB) 연차총회 참석차 조지아 트빌리시를 방문 중에 한국 기자단과 만나 "우리 경제 여건이나 재정 지속가능성을 볼 때 전 국민에게 현금을 준다거나 추경보다는 조금 더 특정해서 사회적 약자나 민생 어려움을 타깃해서 지원하는 게 효과적이지 않나 생각한다"고 말했다. 한편 22대 국회 임기는 오는 5월30일 시작된다. 국회 본회의장 [사진=뉴스핌DB] ace@newspim.com 2024-05-06 16:09