정부 인증 191km의 2배…국내 시판 전기차 표시연비보다 5~43% 높아
전기자동차의 민간보급이 빠르게 진행되고 있지만 배터리 문제는 여전히 가장 큰 걸림돌로 작용하고 있다. 1회 충전으로 갈 수 있는 거리가 기존 내연기관 자동차에 비해 현격히 떨어지고 충전시간도 오래 걸리기 때문이다.
현재 출시된 전기차들보다 충전시간이 짧아지고 더 먼 거리를 갈 수 있다면 전기차 보급은 폭발적으로 증가할 것이란 전망이 나오는 이유이기도 하다.
특히 최근 미국의 전기차 전문 제조업체인 테슬라가 1회 충전시 주행거리가 346km에 이르는 보급형 전기차 모델3를 2018년경 출시하겠다고 공개하면서 차세대 친환경 이동수단으로 주목을 받고 있는 전기차의 전비(電比)에 대한 관심은 더욱 증폭되고 있다.
국내에 출시된 전기차 가운데에서는 현대자동차의 ‘아이오닉 일렉트릭’이 테슬라의 모델3와 주행거리에서 경쟁할 수 있는 유일한 전기차로 꼽히고 있다.
아이오닉 일렉트릭은 국내 시판 중인 순수 전기차 중 실주행시 효율성이 400km에 육박하며 정부 인증치를 훨씬 상회하는 결과를 보여주고 있다.
지난 7월 서울 도심 지역에서 국내 언론사 약 80여명의 기자를 대상으로 진행된 아이오닉 일렉트릭 미디어 시승행사에서 1회 최대 충전 주행거리를 환산한 결과 배터리를 모두 사용한다고 가정했을 경우 383.4km를 기록한 것이다. 참가자 전원의 평균 주행 가능거리도 222.8km에 달했다.
정부가 공식적으로 인증한 1회 충전 주행거리는 191km. 아이오닉 일렉트릭의 최고 기록은 인증 주행거리의 2배에 달하며 평균 주행거리 역시 인증 주행거리 대비 16.6%나 높은 수치다.
지난 5월 정부의 인증 결과 발표 당시 현재 국내에서 시판되고 있는 경쟁 전기차보다 짧게는 43km, 길게는 100km 이상 더 긴 주행거리로 큰 관심을 끌었던 아이오닉 일렉트릭의 효율성이 실주행에서도 입증을 받은 것이다.
이에 따라 지난달 유투브에 올라온 ‘아이오닉 일렉트릭 1회 충전으로 도심에서 351.1km 주행’ 동영상은 채 일주일도 안돼 300만건이 넘는 조회수를 기록하기도 했다.
현대차 관계자는 “현 시점에서 아이오닉 일렉트릭은 세계적으로도 최고 수준의 1회 충전 주행거리를 확보했다”며 “실제 주행에서 인증 주행거리를 훌쩍 뛰어넘는 효율성을 보여준다는 점에서 국내 대표 전기차의 성능이 글로벌 선두 업체와의 대등한 수준에 오른 것으로 볼 수 있다”고 말했다.
현대차는 아이오닉 일렉트릭의 우수한 효율성 확보는 대용량 배터리와 고효율 모터의 최적 제어, 난방에 필요한 전력 사용을 최소화하는 히트펌프 시스템 등의 기술이 큰 역할을 했다고 설명했다.
특히 아이오닉 일렉트릭에 적용된 28kWh 용량의 배터리는 크기와 무게를 최소화하면서도 에너지 저장과 활용 효율을 극대화시켰다. 최고 출력 88kW(120 PS마력)와 최대 토크 295Nm(약 30kgf·m)를 발휘하는 전기 모터 역시 동력 손실을 최소화해 효율성을 높이는데 핵심적인 역할을 한다.
국내 시판 전기차 중 최장 1회 충전 주행거리를 인증받은 아이오닉 일렉트릭은 배터리의 실질적인 효율을 표기하는 1kWh당 에너지 소비효율(표시연비) 역시 스파크EV, SM3 전기차, 닛산 리프, BMW i3 등과 비교하면 5~43% 가량 높다.
내년 초 출시를 앞두고 미국에서 공개된 쉐보레의 전기차 볼트(Bolt)EV와 비교를 하면 배터리의 용량 차이로 인해 1회 충전 주행거리는 뒤지지만 배터리 용량 대비 주행거리, 즉 에너지의 실질적인 소비효율이 뛰어나다는 점을 확인할 수 있다.
볼트EV에는 60kWh의 대용량 배터리가 적용됐다. 이로 인해 1회 충전 주행거리가 238마일(381km)에 이르는 것으로 최근 미국 환경청으로부터 주행거리 인증을 받았다.
국내에서 아직 인증을 받지 않아 에너지관리공단의 공식 에너지 소비효율을 비교할 수는 없지만 배터리 용량과 주행거리의 비율을 통해 간접적으로 평가가 가능하다.
우선 볼트EV는 아이오닉 일렉트릭보다 두 배가 넘는 배터리 용량을 탑재했지만 1회 충전 주행거리의 차이는 두 배에 미치지 못한다는 점에서 아이오닉 일렉트릭의 에너지 효율이 볼트EV보다 높다는 추정이 가능하다.
실제 아이오닉 일렉트릭의 배터리 용량 대비 주행거리의 비율은 6.82(배터리 용량 28kWh, 정부 인증 1회 충전 주행거리 191km 기준)에 이르지만 볼트EV의 경우 배터리 용량 대비 주행거리의 비율은 6.35이다.
아이오닉 일렉트릭에는 배터리의 소모를 최소화할 수 있는 다양한 신기술들이 적용됐다.
우선 ‘히트펌프 시스템’은 차량에서 필수적으로 사용되는 냉매의 순환 과정에서 얻어지는 열과 각종 전장 부품에서 발생하는 폐열 등을 활용해 난방에 활용할 수 있도록 함으로써 경쟁 차량들이 주로 사용하는 고전압 공기가열식(PTC) 히터 대비 겨울철 전력 소모량을 20%가량 절감했다.
불필요한 전력 소모의 원인이 되는 공조 시스템도 탑승자에 따라 개별적으로 공조기를 가동하는 ‘운전석 개별 공조 시스템’을 적용해 운전자만 탑승했을 경우에는 운전석 부분만 냉난방이 작동하도록 함으로써 불필요한 에너지 소모를 최소화했다.
뿐만 아니라 야간에만 사용되는 헤드램프 대비 주야간 구분 없이 빈번하게 사용되는 제동등은 전력 소모가 적은 LED 램프를 기본 적용하는 등 모든 부분에서 전력 소모를 최소화하기 위한 기술들을 적용했다.
특히 아이오닉 일렉트릭에는 오직 배터리에만 의존하는 전기차의 주행거리 확보에 무엇보다 중요한 시스템인 회생제동 시스템을 운전자의 선택에 따라 쉽게 조절할 수 있는 패들시프트가 적용돼 실제 주행에서 더욱 높은 효율성을 확보하도록 했다.
회생제동 시스템은 주행 중 제동시 소모되는 열에너지와 운동에너지를 전기에너지로 변환시켜 배터리를 충전하는 시스템으로 회생제동 효율에 따라 주행거리를 연장시킬 수 있다.
아이오닉 일렉트릭에 적용된 패들시프트는 차량의 제동력을 조절해 회생제동 시스템을 활용한 배터리 충전량을 조절하는 데 사용되며 일반적인 패들시프트와 동일한 조작방식으로 회생제동력을 0레벨에서부터 3레벨까지 설정할 수 있다.
특히 패들시프트 방식의 회생제동 컨트롤 시스템은 기존 회생제동 시스템 대비 부품의 수를 줄여 중량과 부피를 감소시키고 작동 경로 단순화로 반응성을 높였으며 브레이크 페달을 통한 회생제동 시스템에서 발생하는 유압손실을 없애 에너지 손실을 최소화해 배터리 충전 성능을 높였다.
이외에도 아이오닉 일렉트릭은 국내에서 시판되는 모든 차종 중 가장 낮은 공기저항계수(0.24Cd)를 확보한 공기역학적 디자인과 함께 액티브 에어플랩, 휠 에어커튼, 풀 언더커버 등 공기저항을 최소화하는 각종 기술이 적용됐다.
보닛 후드와 트렁크 리드 등 주요 부위에도 알루미늄 적용 등 경량화를 통해 연비를 높였다.
한편 아이오닉 일렉트릭은 올해 말 유럽을 비롯한 세계 각지에서 출시되며 해외 지역에서 경쟁 차량과의 주행거리 경쟁에도 업계의 관심이 쏠리고 있다.
최근 아이오닉 일렉트릭은 영국에서 유럽 기준의 인증 방식(NEDC)에 따라 국내와 미국 기준 대비 약 47% 높은 278km(174마일, 현대차 영국 홈페이지 기준)의 1회 충전 주행거리를 인증받은 바 있다.
