현대차 '아이오닉 5 N', 혁신적 열 관리와 제동 기술로 전기차 한계 극복

기사입력 : 2023년09월14일 16:00

최종수정 : 2023년09월14일 17:56

서울 마포구서 '테크데이' 열고 최신 기술 설명
주행 목적 따라 최적 온도, N 배터리 프리컨디셔닝
기존 비 8.4% 에너지 밀도 향상에도 급속 충전 유지

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 내연기관차가 아닌 전기 자동차로 카 레이싱을 펼칠 수 있을까. 현대자동차가 N 브랜드 최초의 고성능 전기차 아이오닉 5 N을 개발하는 과정에서 기술적 한계를 극복하는 과정을 공개했다.

현대자동차는 14일 서울 마포구 레이어 11에서 '테크데이'를 열고 아이오닉 5 N에 적용된 혁신적인 배터리 열 관리 시스템과 강력한 회생제동 기반의 안정적인 제동 시스템 등의 기술에 대해 설명했다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 현대자동차가 14일 N브랜드 최초의 고성능 전기차 아이오닉 5 N에 적용된 최신 기술을 설명하는 '테크데이'를 열었다. 2023.09.14 dedanhi@newspim.com

아이오닉 5 N은 전·후륜 합산 478kW(650마력, N 그린 부스트 사용 시)의 최고 출력과 770Nm(78.5kgf·m, N 그린 부스트 사용 시)의 최대 토크, 84.0kWh의 고출력 배터리를 탑재했다.

레이싱에 부족함이 없는 높은 성능이지만, 실제 주행까지는 많은 어려움이 있었다. 배터리와 모터를 중심으로 변속기가 없는 전기차의 특성상 높은 출력으로 지속 운행해야 하는 레이싱에서는 배터리의 온도가 올라가면서 과온 보호 로직에 들어가 출력이 급격히 제한되며, 브레이크의 성능 역시 떨어진다.

현대차는 이같은 한계를 극복하기 위해 N 배터리 프리컨디셔닝, N 레이스, N 브레이크 리젠의 기술을 개발했다.

N 배터리 프리컨디셔닝은 주행 목적에 맞도록 배터리를 사전에 최적의 온도로 만들어주는 것이다. 배터리는 무겁기 때문에 온도가 쉽게 변하지 않는 특성을 이용한 것이다. 세부적으로는 드래그와 트랙 모드가 있는데 드래그 모드는 단 시간 최대 출력을 사용하는 드래그 레이스에 적합하며 트랙 모드는 장시간 고부하 주행에 적합하다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 =현대자동차가 14일 N브랜드 최초의 고성능 전기차 아이오닉 5 N에 적용된 최신 기술을 설명하는 '테크데이'를 열었다. 2023.09.14 dedanhi@newspim.com

N 레이스는 모터와 배터리의 냉각을 강화하며 배터리의 최대 출력 범위를 확장해 트랙 주행 시 발생할 수 있는 출력 제한을 최소화한다. 스프린트 모드는 냉각 강화와 최대 출력 범위 확장을 통해 장시간 트랙 주행을 가능하게 해주며 엔듀런스 모드는 출력을 일부 감소시켜 보다 장시간 트랙 주행이 가능하도록 했다.

아이오닉 5 N에 사용되는 4세대 배터리 셀은 현대차와 SK온이 협업을 통해 개발한 것으로 670Wh/L 급 에너지밀도를 가진다. 리튬의 용량을 80% 이상 활용한 고용량 신규 소재 적용과 배터리셀 설계 및 공정 최적화를 통해 3세대 배터리셀 대비 8.4% 에너지 밀도가 향상됐다.

이를 통해 현대차의 초고속 충전기로 충전 가능한 800V 시스템으로 세계 최고 수준인 18분의 급속 충전 성능을 유지했다. 배터리셀 대비 에너지 밀도를 8.4% 향상시켰음에도 3세대와 동일한 급속 충전 성능을 유지했는데 박상진 파트장은 이에 대해 "매우 달성하기 어려운 목표 중 하나였고, 놀라운 성과"라고 강조했다.

내연기관 보다 40% 무겁고, 고출력의 전기자동차의 특성상 내연기관의 기계식 브레이크 만으로 트랙 주행이 못하는 한계를 극복하기 위해 '회생 제동'을 이용한 성과도 공개했다.

고성능 차설계팀 손정기 책임연구원은 "기존에 기계식 브레이크가 담당하던 것을 회생제동이 에너지 회수를 통해 부하를 낮춰 트랙 어택이 가능했다"며 "회생제동이 그동안 제동력을 보조하는 기술에서 핵심 제동력을 담당하는 시스템으로 패러다임이 전환되고 있다"고 강조했다.

날카로운 코너링을 위한 △N 특화 차체·샤시 △N 페달 등 주행 성능을 높이는 기능과 N e-쉬프트와 N 액티브 사운드 플러스 등 일상 속에서도 스포츠카의 감성을 느낄 수 있는 전용 특화 사양에 대해서도 설명했다.

현대차는 이날 독일 뉘르부르크링 서킷 주행 테스트 영상을 공개하며 아이오닉 5 N의 뛰어난 주행 성능을 완성하기 위한 혹독한 시험 과정을 설명했다.

현대차 N브랜드매니지먼트실장 박준우 상무는 "N 브랜드 최초의 고성능 전기차인 아이오닉 5 N의 개발 과정은 N 브랜드의 미래 방향성을 정의하는 대담한 도전이자 새로운 기준의 발견이었다"며 "현대차가 보유한 첨단 기술과 모터스포츠 경험을 바탕으로 전동화 시대에도 운전을 사랑하는 고객에게 가장 감성적인 고성능 운전 경험을 제공할 것"이라고 말했다.

현대차는 2012년 월드랠리챔피언십(WRC) 도전 의사를 밝힌 이후 지금까지 수많은 모터스포츠 경기에 참가하며 경험을 쌓고, 이를 바탕으로 고성능 차량용 서스펜션, 브레이킹 시스템 등 우수한 기술들을 개발했다.

이어 2015년 고성능 브랜드 N을 출범시키며 모터스포츠 기반 기술들을 탑재한 고성능 차량을 출시했고, 일반 차량에도 고성능 차량용 기술을 확대 적용해 현대차 전체의 기술 경쟁력을 끌어올려 왔다.

현대차는 아이오닉 5 N을 시작으로 전동화 시대에도 변치 않는 운전의 즐거움과 주행 감성을 고객에게 계속 제공하고, 끊임없는 전동화 기술 개발을 통해 전기차 시장에서 리더십 포지션을 확고히 할 계획이라고 밝혔다.

dedanhi@newspim.com

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광복군, 일본군 무장해제 "항복사실 모르느냐? 변상문의 '화랑담배'는 6·25전쟁 이야기이다. 6·25전쟁 때 희생된 모든 분에게 감사드리고, 그 위대한 희생을 기리기 위해 제목을 '화랑담배'로 정했다. 우리는 그들에게 전의(戰意)가 없는 것을 보이기 위해 기관단총을 모두 어깨에 걸쳤다. 그러고도 만일을 위해서 각각 산개하면서 뛰어내리기 시작했다. 드디어 내 차례가 왔다. 몸을 날렸다. 아. 그때 그 바람 냄새, 그 공기의 열기, 아른대는 포플러의 아지랑이, 그리고는 아무것도 순간적이었지만 보이지 아니했다. 그러나 어쩐 일인가? 우리 주변엔 돌격 태세에 착검한 일본군이 포위하고 있었다. 워커 구두 밑의 여의도 모래가 발을 구르게 했다. 코끼리 콧대 같은 고무관을 제독총에 연결한 험상궂은 방독면을 뒤집어쓴 일본군이 차차 비행기를 중심으로 원거리 포위망을 좁혀오고 있었다. 너무나도 위험한 상황이었다. 이것이 그리던 조국 땅을 밟고 처음 맞은 분위기였다. 동지들은 눈빛을 무섭게 빛내면서 사주경계를 했다. 그러나 아직 기관단총을 거머쥐지는 아니했다. 여의도의 공기가 움직이지 않는 고체처럼 조여들어 왔다. 뿐만 아니었다. 타고 온 C46형 수송기로부터 한 50여m 떨어진 곳의 격납고 앞에는 실히 1개 중대나 되는 군인들이 일본도를 뽑아 든 한 장교에게 인솔되어 정렬해 있었다. 그 앞에는 고급장교인 듯한 자들이 한 줄 또 섰고, 장군 몇 명도 있는 듯했다. 그러나 무엇보다도 8월 18일 한낮의 그 뜨거운 여의도 열기가 우리를 더욱 긴장시켰다. 격납고 뒤에까지 무장한 군인이 대기하고 있었다. 중형전차의 기관포도 이쪽을 향하고 있었다. 환호하는 광복군. [사진= 국사편찬위원회] 비행장 아스팔트 위엔 한여름의 복사열이 그 위기의 긴장처럼 이글대고 있었다. 어느새 우리는 땀에 젖어 있었다. 기막힌 침묵이 십여 분이나 지났다. 그러나 그들은 어떤 행동도 취해 오지 않았다. 마침내 우리가 발걸음을 옮겼다. 우리는 일본군 고급 장교들이 늘어선 쪽으로 한걸음 씩 움직였다. 각자 산개, 조심하라! 누군가가 이렇게 나직하게 말했다. 서해 연안으로 비행기가 고도를 낮출 때 누군가가 유서를 쓰던 일이 이 순간 내 머릿속에서 상기되었다. 일본군 병사들은 우리가 다가서자 의외로 포위망을 풀 듯이 비켜섰다. 우리는 아직 기관단총을 어깨에 멘 그대로였다. 일본군이 길을 열어주자, 그들도 일본군 육군 중장을 선두로 한 장교단이 우리 쪽으로 오기 시작했다. 그가 바로 조선주차군사령관 죠오쯔끼(上月良夫)였다. 쬬오쯔기는 그의 참모장 이하라 소장과 나남 사단장과 참모들을 뒤로 거느렸다. 우리도 좌우로 벌려 섰다. 쬬오쯔기가 「나니시니 이라시따노?(무슨 일로 왔소?)」말문을 열었다. 퍽 야무지게 보였다. 우리는 말 대신 영등포 상공에서 뿌리다 남긴 선전 전단을 내밀어 주었다. 우리의 임무가 일본어와 우리말로 적힌 전단이었다. 거긴 또 우리가 이렇게 들어오게 된 사연도 적혀있었다. 우리는 한 장씩 그 전단을 다른 일본군 장교들에게 나누어 주었다. 쬬오쯔끼는 이를 받아 읽고, "일본은 정전만 한 상태이니 일단 돌아갔다가 휴전 조약이 체결된 다음에 재입국하라"라고 말했다. 그러면서 은근히 위협했다. 자기네 병사들이 꽤 흥분되어 있으니, 만약 돌아가지 않으면 그 신변 보호에 안전책임을 지기가 어렵다는 분위기라고 했다. 이에 이범석 장군이 "네 놈들의 천황이 이미 연합국에 무조건 항복한 사실을 모르느냐? 이제부터는 동경의 지시가 필요 없다는 것을 알아야 한다"라고 맞섰다. 그러나 쉽사리 양보하지 않았다. 옥신각신 말이 몇 번 건너 왔다 갔다. 갑자기 쬬오쯔끼는 한 일본군 대령에게 일을 처리하라고 지시했다. 그러면서 그는 동경서 손님이 오기로 되어 있어 마중을 나와 있던 참이란 말을 하고는 물러가 버렸다" 이범석 장군은 일본군 측에 "조선 총독을 만나 담판 짓겠다'라고 요구했으나 거절당했다. 일본군 무장해제 임무를 띠고 국내로 들어 온 '광복군 국내정진군'은 아무런 소득도 올리지 못한 채 다음 날 8월 19일 14:30분 여의도 기지를 이륙하여 중국으로 돌아갔다. 광복군은 미군정이 시작되고 나서 한참이나 지난 다음에 개인 자격으로 귀국할 수밖에 없었다. 조짐이 좋지 않았다. / 변상문 국방국악문화진흥회 이사장 2025-09-29 08:00

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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