<관심집중> 전기차의 모든 것 2

 

솔라 패널 장착해 공짜로 충전

맑은 날 15~45마일 주행 가능

 

전기차 사용의 최대 걸림돌인 충전 문제를 해결할 수 있는 태양광 전기차가 차세대 교통수단으로 주목받고 있다.

 경제전문매체는 세계 최초의 상업용 태양광 전기차가 수년내로 미국과 유럽에 출시될 것이라고 보도했다.

 남가주에 본사를 둔 앱테라 모터스를 비롯해 독일의 소노 모터스, 네덜란드의 라이트이어 등이 맑은 날 태양광으로 15~45마일을 추가로 주행할 수 있는 솔라 패널을 장착한 전기차 생산을 앞둔 것으로 전해졌다.

 이들 차량은 모두 일반 전기차와 같이 대용량 리튬배터리가 내장돼 있어 장거리 주행도 가능하다.

 태양광 전기차의 장점으로는 통근 거리가 멀지 않거나 아이들 라이드 등 하루 주행 거리가 40마일 이내일 경우 순수한 태양광으로 커버가 돼 충전비가 들지 않는다는 점이다.

 UC버클리의 에너지학과 댄 캠먼 교수는 “태양광 패널이 비싸지 않고 차체에 부착하기 쉬워 시제품 수천 대를 통해 문제점들을 극복할 수 있을 것이다. 많은 소비자에게 재정적으로 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

 앱테라의 2인승 3륜 전기차는 효율성을 위해 바퀴에 모터가 장착됐으며 에어로 다이내믹 디자인으로 일반 전기차와는 사뭇 다른 모습을 하고 있다. 내년 초부터 생산될 예정으로 가격은 2만6000달러에서 4만8000달러까지다. 기본형은 250마일, 고급형은 1000마일을 주행할 수 있으며 남가주의 맑은 날에 태양광으로 30마일 이상 추가로 주행할 수 있다.  

 소노 모터스가 내년 중반 유럽에 출시할 예정인 ‘소노 사이언’은 2만5000달러부터 시작하며 190마일을 주행할 수 있다. 차제에 465개의 솔라 패널이 부착돼 있으며 5인승 해치백 디자인을 하고 있다. 업체에 따르면 맑은 날 15마일을 주행할 수 있는 전기에너지를 얻을 수 있어 연간 5500마일을 태양광으로 무료 주행할 수 있다.

 올해말 유럽에 출시될 예정인 ‘라이트이어 0’는 5인승으로 일반 승용차와 비슷한 모습을 하고 있다. 역시 바퀴에 모터가 장착됐고 1회 충전당 390마일을 주행하며 솔라패널을 통해서는 하루 평균 20마일, 최대 45마일을 추가로 주행할 수 있다. 초기 한정판 모델의 가격은 25만 달러지만 오는 2025년 출시될 ‘라이트이어 2’는 3만 달러에 시판될 것으로 전해졌다.

 라이트이어의 렉스 호프트루트 대표는 “단순히 솔라패널 장착만으로 크고 무거운 기존 전기차를 구동하기에는 어렵기 때문에 업체들이 솔라패널을 도입하기까지는 상당한 시간이 걸릴 것으로 예상한다”고 전망했다.

 현재 최고급 솔라 패널의 효율이 22%에 불과하기 때문에 1세대 태양광 전기차들은 장거리 주행에 한계가 있는 상황이다.

 

유명 업체 전망

▲메르세데스-벤츠는 최근 전동화 전략을 기존의 ‘일렉트릭 퍼스트(Electric first)’에서 ‘일렉트릭 온리(Electric only)’로 수정하면서 신속한 추진 계획을 밝혔다. 2022년까지 전체 라인업에 전기차(BEV)를 도입하고, 2025년부터는 중대형 승용차 ‘MB.EA’, 고성능차 ‘AMG.EA’, 상용차 ‘VAN.EA’ 등 세 가지의 전기차 전용 아키텍처를 적용한 신차만 선보인다. 이를 통해 2030년까지 전 라인업을 전동화 모델로 전환한다.

▲BMW 역시 전기차 전용 브랜드인 i를 앞세워 전동화에 속도를 내고 있다. 최근에는 새로운 플래그십 모델인 ix를 출시하며 본격적인 시장 확대에 나섰다. 2023년까지 13종의 신규 전기차를 선보여 고성능 브랜드인 M을 포함한 전체 라인업의 90%를 순수 전기차로 채울 예정이다. 이를 바탕으로 2025년까지 전기차 누적 판매 200만 대를 달성하고, 2030년에는 전체 판매 가운데 전기차 비중을 절반 이상으로 끌어올릴 계획이다. 또한 2030년에는 전 세계 시장에 전기차 약 1,000만 대를 공급하겠다는 청사진도 갖고 있다.

▲폭스바겐그룹은 2030년까지 그룹의 중장기 전략인 ‘뉴 오토(New Auto)’에 따라 탈탄소화를 진행한다. 2025년까지 전동화와 디지털화 부문을 주축으로 미래 기술 개발에 730억 유로를 투입해 통합 아키텍처인 메카트로닉스 플랫폼 SSP(Scalable Systems Platform)와 통합형 배터리 셀 등을 개발할 계획이다. SSP 기반의 전기차는 2026년부터 생산될 예정이며, 이를 통해 폭스바겐 브랜드는 2030년까지 신차의 절반을 전기차로 전환한다. 아우디는 2026년부터 모든 신차를 전기차로만 선보이고, 2033년까지 내연기관 자동차 생산을 순차적으로 중단해 2050년에는 완벽한 탄소 중립을 달성한다는 목표를 세웠다.

▲볼보는 올 초에 출시한 브랜드 첫 전기차 XC40 리차지(Recharge)를 시작으로 전동화에 박차를 가한다. 2025년까지 전체 생산의 50%를 전동화 모델로 전환해 전 세계 시장에 100만 대의 전기차를 판매하겠다는 전략이다. 나머지 50%는 하이브리드 모델이며, 하이브리드 비율을 단계적으로 축소해 2030년에는 완전 무공해차만 제공한다. 이를 통해 전 세계 프리미엄 브랜드 가운데 처음으로 100% 전동화 전환을 완료하겠다는 계획이다.

▲제네럴 모터스(GM)는 자체 개발한 전기차 전용 얼티움(Ultium) 플랫폼과 얼티움 배터리 시스템을 통해 전기차 시장 점유율을 높인다는 계획이다. 2025년까지 전기차 및 자율주행차에 350억 달러를 투자해 현재 2세대인 얼티움을 지속 개발하고, 이를 기반으로 30종의 신규 전기차를 선보인다. 또한 내년 GMC의 전기 픽업 트럭인 허머 EV를 시작으로 쉐보레와 뷰익 등 산하 브랜드에서 다양한 차종을 출시한다. 또한, 전기차 생산 능력을 연간 100만 대 수준으로 끌어올리고, 2030년에 시장 1위로 거듭나겠다는 목표를 밝혔다. 2035년에는 미국, 중국 등 주요 시장에서, 2040년에는 전 세계 시장에서 전기차만 생산한다.

▲포드는 전동화 시대에서 생존을 넘어 2년 내에 시장 2위로 발돋움하기 위해 수직 계열화를 통한 규모의 경제 실현을 택했다. 수직 계열화는 하나의 제품 생산에서 판매까지, 모든 단계의 작업을 하위 계열사로 진행하는 것을 말한다. 이를 통해 전기차 생산 능력을 2년 안에 연 60만 대 수준으로 끌어올리고, 2035년까지는 주요 시장에서, 2040년부터는 전 세계 시장에서 전기차만 판매할 예정이다. 포드의 본격적인 시장 공략은 내년 상반기에 선보일 전기 픽업트럭 F-150 라이트닝으로 시작되며 이후 2024년까지 전체 라인업에 전동화 모델을 추가한다.

 

전기차는 유독가스 폭탄 

모든 화재사고에선 유독가스가 발생한다. 그러나 전기차에 불이 나면 독성가스가 생긴다. 전기차의 동력인 리튬이온배터리를 제작하는 데 인체 독성이 있는 희토류 금속과 각종 화학물질이 쓰이는 게 그 이유 중 하나다. 해외 실험 결과들을 종합하면, 열폭주 현상이 발생한 리튬이온배터리에선 ▲탄산디에틸(DEC) ▲부탄(C4H10) ▲이산화탄소(CO2) ▲일산화탄소(CO) ▲C2H4(에틸렌) ▲불산(HF) 등이 배출된다. 부탄은 흡입 시 유전적 결함과 암이 생길 수 있는 독성 기체다. 탄산디에틸은 눈·피부·호흡기에 심각한 자극을 줄 뿐 아니라 암과 생식기능 이상을 유발한다. 에틸렌 증기를 다량 들이마시면 자신도 모르게 질식할 우려가 있다.

특히 불산은 한두 모금만 들이마셔도 사망에 이를 수 있을 정도로 치명적이다. 미국 질병통제예방센터(CDC)에 의하면 불산 기체를 흡입할 경우 심장 박동이 불규칙해지거나 폐에 흉수가 차 사망하거나 만성 폐 질환에 시달릴 수 있다. 

주차장에서 전기차를 충전하는 모습은 흔한 모습이다. 전기차가 대중화되며 지하 충전시설은 더 늘어날 전망이다. 그러나 지하에 있는 전기차 충전 시설은 안전하지 않다. 전기차를 충전할 때 자칫 과전류가 흐르면, 700도까지 가열되는 열폭주 현상이 일어날 우려가 있다. 그러나 지금은 전기차 충전시설을 늘리는 데 급급하다. 사고 위험을 방지할 안전시설은 논의 밖으로 밀려난 상황이다.

 

 “불 끌 생각 말고, 대피부터” 

지난 29일 과천시 제2경인연결고속도로 방음터널에서 발생한 화재로 5명이 숨진 사고에서 보듯 가장 중요한 것은 차를 버리고 대피해야 한다.

전기차 화재 사고는 화학 사고이기도 하다. 배터리 안에 다양한 화학물질 때문이다. 불길은 그 가스를 연료 삼아 거세진다. 배터리를 물속에 담그거나 소방 호스로 물을 들이붓는 수준이 아니면 사그라지지 않는다. 소방관처럼 호흡기 보호 장비를 갖추지 않은 상태라면 화재 현장 주변에서 숨 쉬는 것조차 위험하다. 경기소방재난본부 김흥환 소방위는 “배터리에 불이 난 걸 목격했다면 소화기로 불을 끄려 하지 말고, 119 신고와 동시에 연기가 미치지 않는 곳으로 대피하라”며 “지하주차장, 물류창고, 공장 등 밀폐된 공간에서 배터리에 불이 났다면 해당 공간을 완전히 벗어나는 게 안전하다”고 조언했다.

배터리 화재 사고현장에서 최소 몇미터 떨어지는 것이 안전한지 구체적인 권고는 없다. 배터리 안에 쓰인 화학물질과 희토류 금속이 회사마다 다른 탓에, 모든 배터리에 일률적으로 적용할 수 있는 ‘안전거리’나 ‘화재 대응 매뉴얼’을 만들기가 어려운 탓이다. 다만, 사고 발생 후 10분 이내에 반경 약 94m, 30분 이내에 약 200m 바깥으로 대피해야 한다는 시뮬레이션 결과가 ‘전기자동차 화재로 발생하는 독성가스 위험성 분석’ 논문에 언급된다. 도심 교차로에서 리튬이온배터리를 탑재한 전기차에 불이 났다고 가정할 때다.

 

다양한 소비자 요구에 부응

전기차가 커지고 있다. 자동차 회사들이 경쟁적으로 대형 스포츠유틸리티차(SUV)를 전기차로 내놓고 있다. 크고 무거운 대형 SUV 전기차는 많은 연료를 소비할 수밖에 없다. 효율과 친환경이 전기차의 1순위 가치였던 때가 지나가며 종류와 크기가 다양해지는 단계로 진입한 상황이다. 이는 처음 마주했던 ‘전기차가 자동차 구실을 할 수 있을까?’란 질문에 대한 답은 종결됐다는 의미기도 하다. 전기차는 내연기관차보다 더 빨라졌고, 1회 충전 시 최대 주행 거리가 500㎞를 넘는 모델도 많아졌다. 전기차가 차의 기본 요건을 충족시키자, 내연차에서 유행하던 대형 SUV 모델이 전기차 시장에도 확산하는 모습이다.

 

 

 

대형 SUV 전기차 각축전

전기차 각축전을 벌이는 완성차 업체들이 예고하는 다음 모델은 대형 SUV 전기차다.

볼보는 지난달 9일 EX90을 공개했다. 대형 SUV 전기차로 7인승이다. 111킬로와트시(㎾h) 용량의 배터리 2개를 장착했다. 유럽인증 기준으로 1회 충전 시 최대주행 거리는 600㎞다. 4륜구동으로 2개의 모터를 장착해 최대 517마력의 힘을 낸다. 내·외부에 8개의 카메라, 5개의 레이더, 16개 초음파 센서를 장착해 안전 기능을 더 강화한 것이 특징이다. EX90은 내년 미국 찰스턴 공장에서 생산될 예정이다. 아시아 국가에서는 한국에 처음으로 선보일 계획이다.

현대차그룹도 다음 전기차 모델은 대형 SUV로 정했다. 현대자동차는 아이오닉 5(중형 SUV 전기차), 아이오닉 6(중형 세단)의 라인업을 갖췄다. 다음 모델로 아이오닉 7을 계획하고 있다. 아이오닉 시리즈는 중형 전기차→중형 세단→대형 전기차 순으로 확장되고 있다. 아이오닉 7은 2024년 출시 예정이다. 콘셉트카를 공개했는데 휠베이스가 3200㎜로 크기가 대형 SUV인 팰리세이드와 비슷하다.

기아는 준중형 SUV인 EV6의 다음 모델로 대형 SUV인 EV9를 출시한다. 내년 4월 선보일 예정이다. SUV 라인을 더 키우는 그림이다. 기아는 EV9 콘셉트카를 이미 공개했다. 3열까지 갖춘 패밀리카다. 2열 시트를 접어서 탁자처럼 쓸 수 있도록 활용하겠다는 계획도 전해지고 있다. 공간을 강조한 SUV 특징을 극대화하겠다는 전략이다.

독일 3사도 경쟁적으로 전기차 SUV를 내놓고 있다. 메르세데스-벤츠는 EQS SUV를 내년 상반기 출시한다. 벤츠의 첫 대형 SUV 전기차다. 벤츠가 자체 개발한 전기차 전용 플랫폼을 활용했다. 최대 7명이 탈 수 있고, 최대 400㎾(약 540마력)의 출력을 낸다. 1회 충전으로 최대 600㎞를 달릴 수 있다. 미국 투스칼루사 공장에서 생산할 예정이다.

BMW는 대형 전기 SUV인 iX를 작년 말 공개해 판매 중이다. X5 수준의 전장과 전폭, X6의 전고, X7의 휠 크기를 갖춘 것이 특징이다. 아우디는 2019년 공개한 전기 SUV e트론의 부분변경 모델 Q8 e트론을 지난달에 공개했다. 이외에도 볼보의 자회사 폴스타도 대형 SUV 폴스타3를 공개했다.

 

전기차 타이어는 한국타이어

한국타이어의 전기차 OE 공급은 독일, 체코, 한국 등 글로벌 완성차를 대상으로 활발하게 진행 중이다. 지난해 6월 아우디의 순수 전기 스포츠카 모델 ‘e-트론 GT’ 공급에 이어 올해 4월 BMW 브랜드 최초 순수전기 ‘그란쿠페 ‘i4’ 공급했다. 

포르쉐의 전기 스포츠카 ‘타이칸’ 역시 한국타이어와 달린다. 2020년부터 ‘타이칸’은 한국타이어의 벤투스 S1 에보3 ev를 장착했다. 최고의 완성도를 지향하며 부품 선정에 있어서 까다롭기로 유명한 포르쉐다. 

폭스바겐의 브랜드 최초 순수 전기 SUV 모델 ‘ID.4’에도 벤투스 S1 에보3 ev를 공급한다. ID.4는 폭스바겐의 전동화 시대 포트폴리오를 책임질 시초 모델로 상징성에 걸맞게 부품에 있어서도 엄격한 기준을 적용했다고 알려져 있다.

이 밖에도 글로벌 전기차 시장을 선도하고 있는 테슬라의 핵심 모델 ‘모델Y’와 ‘모델3’, 중국 전기차 브랜드 중 하나로, 폭발적인 판매량을 기록하며 급성장 중인 중국 전기차 기업 니오(NIO, 蔚來)의 핵심 모델 ‘ES6’와 ‘EC6’에도 한국타이어가 장착된다.

이같은 성과는 기존 내연기관 차량과는 차별화된 전기차에 최적화된 타이어 기술력을 축적한 덕분이다. 전기차 전용 타이어는 일반 타이어와 비교해 낮은 회전저항, 저소음, 고하중지지, 빠른 응답성과 높은 토크 대응 등의 특성을 갖는다. 또한 고성능 전기차의 보급이 빠르게 늘어나며 핸들링과 같은 드라이빙 퍼포먼스에도 더욱 초점이 맞춰지고 있다.

한국타이어의 전기차 시장 행보가 더욱 주목되는 이유는 유럽 시장을 시작으로 올해 국내 교체용 타이어 시장에도 출시된 전기차 전용 타이어 브랜드 ‘아이온(iON)’ 때문이다. 아이온은 초기 설계 단계부터 고성능 전기차를 타깃으로 개발된 전기차 전용 프리미엄 브랜드다. 특히 세계 최초 전기차 전용 타이어 풀 라인업을 구축해 전기차 소비자들의 다채로운 니즈를 충족시키고 있다.

한편, 한국타이어는 전기차 레이싱 대회 ‘ABB FIA 포뮬러 E 월드 챔피언십’의 2022/23 시즌 원메이크 공급사이자 테크니컬 파트너로 활동한다. 레이싱 대회를 통해 얻은 수많은 데이터는 일반 전기차 타이어 개발에도 활용할 것으로 알려져 큰 기대를 모으고 있다.