[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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트럼프 주니어 취재진 피해 조용히 입국 [서울=뉴스핌] 조민교 기자 = 정용진 신세계그룹 회장 초청으로 한국을 방문한 도널드 트럼프 미국 대통령의 장남 트럼프 주니어가 취재진을 피해 조용히 입국했다. [서울=뉴스핌] 최지환 기자 = 도널드 트럼프 미국 대통령의 장남 트럼프 주니어가 29일 오후 서울 강서구 김포국제공항에 도착해 탑승기에서 내리고 있다. 2025.04.29 choipix16@newspim.com 29일 재계에 따르면 트럼프주니어는 전용기편으로 입국해 서울김포비즈니스항공센터에 오후 6시20분경 도착했다. [서울=뉴스핌] 최지환 기자 = 도널드 트럼프 미국 대통령의 장남 트럼프 주니어가 29일 오후 서울 강서구 김포국제공항에 도착해 탑승기에서 내리고 있다. 2025.04.29 choipix16@newspim.com 이후 취재진을 피해 건물 오른쪽으로 나간 뒤 준비된 벤츠 차량을 타고 떠났다. 차량은 정 회장 측에서 직접 준비한 것으로 전해졌다. 트럼프주니어 외 여성 1명이 동행했으며 화사한 옷을 입은 채 꽃을 들고 있던 것으로도 전해졌다. 현장에는 취재진과 경호원을 포함해 많은 인력이 대기 중이었다. 강서경찰서에서도 출동해 안전사고 예방에 만전을 기하는 모습이었다. [서울=뉴스핌] 조민교 기자 = 트럼프주니어를 위해 마련된 의전 차량. 왼쪽 차량을 타고 공항을 빠져나간 것으로 전해졌다. 2025.04.29 whalsry94@newspim.com 당초 트럼프주니어는 차량을 타고 숙소로 바로 이동할 것으로 전해졌으나 경기 성남시 백현동 소재 정 회장 자택으로 이동해 저녁 식사를 함께하며 회동을 가질 계획인 것으로 나타났다. 만찬 회동 이후 트럼프 주니어는 이날 밤 10시쯤 서울 강남구에 있는 조선팰리스 호텔로 이동할 예정이다. 이 호텔에서 하룻밤 묵은 뒤 30일 국내 재계 총수들과 릴레이 면담을 이어갈 것으로 알려졌다. [서울=뉴스핌] 최지환 기자 = 도널드 트럼프 미국 대통령의 장남 트럼프 주니어가 29일 오후 서울 강서구 서울김포비즈니스항공센터를 통해 입국하고 있다. 2025.04.29 choipix16@newspim.com 이번 트럼프 주니어의 방한은 평소 친분이 있는 정용진 신세계그룹 회장이 '가교 역할'을 하면서 성사됐다. 정용진 회장은 트럼프 주니어의 방한 일정에 동행할 것으로 알려졌다. 이후 트럼프 주니어의 구체적인 방한 일정은 확인되지 않고 있다. 다만 재계에서는 삼성과 SK, 현대차, LG 등 4대그룹을 비롯해, 한화, GS, HD현대중공업 등 10대 그룹 주요 총수들이 연이어 트럼프 주니어와의 면담에 나설 것으로 예상하고 있다. 면담 예정일은 오는 30일로 전해졌다. 트럼프주니어를 기다리는 취재진으로 북적거리는 모습. [사진=공동취재단] mkyo@newspim.com 2025-04-29 19:29

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'김문수·한동훈' 최종 승자는 누구 [서울=뉴스핌] 박서영 김가희기자 = 국민의힘 대통령선거 결선 진출자에 김문수·한동훈 후보가 이름을 올렸다. 반탄(탄핵반대)파 김 후보와 찬탄(탄핵찬성)파 한 후보가 2파전을 겨루게 된 가운데 최종 1인 자리를 놓고 치열한 공방이 펼쳐질 것으로 보인다. 국민의힘 대선 후보 경선 선거관리위원회는 29일 오후 3차 경선에 진출할 후보자 2명을 발표했다. 안철수·홍준표 후보는 탈락했다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 29일 서울 여의도 국민의힘 당사에서 열린 제21대 대통령 후보자 국민의힘 3차 경선 진출자 발표 행사에서 3차 경선에 진출한 김문수(가나다순) 후보와 한동훈 후보가 기념촬영을 하고 있다. 2025.04.29 pangbin@newspim.com 황우여 국민의힘 선거관리위원장은 경선 결과를 발표하며 "과반 득표자가 없어 3차 경선으로 이어지게 됐다"며 "우리 당과 대한민국의 미래를 위해 깊이 고민하시고 이번 투표에 참여해주신 존경하는 당원 여러분께 진심으로 감사하다"고 말했다. 2강 후보에 진입한 김 후보는 "한 후보와 같이 마지막 경선을 하게 된 것을 매우 감사하게 생각한다. 미래가 창창한 대한민국을 위해 한 후보께서 많은 역할 해주시길 기대한다"고 인사를 전했다. 한 후보는 "어려운 대선 상황에서 김 후보와 제가 생각은 조금 다르지만 2인 3각의 마음으로 하나의 후보로서 이재명 더불어민주당 대선 후보와 맞서야 한다"며 "남은 경선 과정에서 김 후보를 경쟁자가 아닌 동반자로 생각하고 함께 이재명과 싸워 이기는 한 팀이 되겠다"고 목소리를 높였다. 앞서 홍 후보는 경선 결과 발표 직전 한덕수 대통령 권한대행을 입당시켜, 3차 경선에 진출하는 2명의 후보와 '원샷 국민 경선'을 진행하자고 제안했다. 이에 대해 김 후보는 "그 부분은 조금 더 논의를 해봐야 한다"고 말을 아꼈다. 그는 경선 결과 발표 직후 기자들과 만나 "한 대행도 아직 출마선언을 하지 않았다. 지금 제가 답을 드리는 것 자체가 너무 앞서가는 것이고 당에서도 생각이 있을 것이기 때문에 차차 논의될 것으로 본다"고 즉답을 피했다. 한 후보는 한 대행을 포함한 '원샷 경선'이 공정성에 어긋난다고 강조했다. 그는 "나머지 (탈락한) 6명은 치열한 과정을 통해 여기까지 왔기 때문에 갑자기 (한 대행이) 들어와서 여기서 경선한다는 것은 현실적이지 않다"며 "우리는 전통이 있고 룰이 있는 정당"이라고 반대 의사를 내비쳤다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 29일 서울 여의도 국민의힘 당사에서 열린 제21대 대통령 후보자 국민의힘 3차 경선 진출자 발표 행사에서 진출에 실패한 안철수 후보가 소감을 밝히고 있다. 2025.04.29 pangbin@newspim.com 한편 이날 결선 문턱을 넘지 못한 안 후보는 "누가 최종 후보가 되든 이재명을 막고 정권교체 이루는 데 제 힘을 바치겠다. 우리 당의 승리가 국민 승리고 역사의 승리"라고 소회를 전했다. 홍 후보는 이날 결선 탈락을 끝으로 정계 은퇴를 선언했다. 홍 후보는 "정치인생을 오늘로서 졸업하게 되어 감사하다. 이제 시민으로, 자연인으로 돌아가서 좀 편하게 살도록 하겠다. 이번 대선에서 제 역할은 여기까지"라고 했다. 앞서 지난 27∼28일 진행된 국민의힘 2차 경선은 당원투표 50%, 국민 여론조사 50%의 룰이 적용됐다. 당원 투표엔 76만5773명 중 39만4명(50.93%)이 참여했고 국민 여론조사는 5개 기관에서 6000명(역선택 방지 적용)을 대상으로 이뤄졌다. 후보들의 순위와 득표율은 공개되지 않았다. 따라서 결선에 진출한 김 후보와 한 후보 중 누가 앞섰는지 알 수 없다. 이날 3차 경선에 진출한 김문수·한동훈 후보 2명은 오는 30일 양자 토론회를 진행한다. 국민의힘 선관위는 다음달 1∼2일 양일 동안 선거인단 투표(50%)·국민 여론조사(50%)를 거친 후 같은달 3일 전당대회에서 최종 1명을 선출할 계획이다. seo00@newspim.com 2025-04-29 15:44