따뜻한 우체부

자동차가 주택, 도시, 도로 인프라와 완전히 융합되어 상호 작용이 가능할 때의 모습은 과연 어떨까? 르노가 2030년 이후의 모빌리티 환경을 상상하여 제작한 심비오즈 컨셉트는 르노가 꿈꾸는 자동차 환경이 어떤 것인지를 보여준다.

심비오즈 컨셉트의 제작 모토는 ‘집과 자동차의 조화’이다. 그 이유 때문인지 모터쇼 현장에서도 이 컨셉카를 커넥티드 홈과 함께 전시했다. 르노의 부사장인 티에리 볼로레(Thierry Bollore)는 “우리가 자동차를 사용하는 방법은 계속 변하고 있으며, 자동차는 이미 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 역할 이상의 기술을 보유하고 있다. 이제 자동차는 사람과 다른 자동차, 사물들과 연결되는 맞춤 공간의 역할을 하고 있다”라고 말했다.

심비오즈 컨셉트는 MPV와 비슷해보이는 외형과는 다르게 고성능을 자랑한다. 뒷바퀴만을 구동하는 두 개의 모터는 합산 출력 680마력, 최대 토크 67.3kg-m을 발휘하며 1회 충전으로 500km 이상을 주행할 수 있다. 탑재된 72kWh 용량의 배터리는 유도 충전 시스템을 적용해 20분 충전으로 전체 용량의 80%를 충전할 수 있다.

전기 모터로 인해 배출가스가 없기 때문에 이 차는 집안에 주차하는 것이 가능하다. 집 또한 컨셉트카에 정확히 맞도록 설계되었고, 1열 시트를 돌린 후 양쪽의 대형 코치도어를 열면 자동차가 훌륭한 응접실로 변한다. 평소 도로를 주행하던 자동차가 집 안에서 하나의 방으로 변신하고 연결된 공간을 만드는 것이다. 물론 밖에서도 작은 응접실을 만들어 낼 수 있다.

르노는 올해 말에 심비오즈 컨셉트와 비슷한 형태의 배터리 전기차를 제작해 테스트를 진행할 예정이다. 이 차에는 멀티센스, 이지 커넥트, 이지 드라이브 등의 기술이 적용되어 있고 커넥티드 기술을 통해 사물인터넷에 접속하거나 집안의 가전제품을 제어하는 등 다양한 기능을 구사할 것으로 예상되고 있다. 르노는 이를 통해 2023년 이전까지의 단기간 비전을 구체화 할 예정이다.

메르세데스 벤츠의 배터리 전기차 시리즈의 첫 번째 모델 EQ C는 EVAⅠ플랫폼을 베이스로 하고 있다. 그리고 이어서 EVAⅡ 플랫폼을 베이스로 개발 중인 EQ B가 주행 테스트 중 카메라에 포착됐다. EQ B는 컴팩트 크로스오버 신형 GLB를 베이스로 많은 수정을 하고 있는 것으로 보인다.

EQ B의 배터리는 베이스 모델은 축전용량 60kWh를 탑재하지만 최대 110kWh까지 늘릴 수 있다. 650kg 패키지는 앞 차축과 뒤 차축 사이에 탑재된다. 150Kw의 전기모터를 사용하고 있으며 베이스 버전의 항속거리는 400km. 여기에 200kW, 250kW의 더 강력한 전기모터도 추가될 것으로 알려졌다.

메르세데스는 이미 EQB 200, EQB 250, EQB 260, EQB 300, EQB 320, EQB 350 그기로 EQB 360 등의 차명을 등록했다. EQ B에서 볼 수 있듯이 새로운 EQ 앞 얼굴과 후면의 수정이 이루어져 있지만 GLB의 변형인 것은 분명하다.

GLB의 독일 시판 가격은 3만 5,000달러부터인데 배터리 전기차 EQ B는 5만 유로 이상의 가격표가 붙을 것으로 예상된다.

2019 프랑크푸르토오토쇼에서 주목을 끈 양산 배터리 전기차는 폭스바겐 ID.3와 포르쉐 타이칸이다. 타이칸은 고가의 럭셔리 스포츠카를, ID.3는 양산 패밀리카를 지향하고 있다. 패밀리카는 물론이고 스포츠카까지 배터리 전기차가 필수조건이 되고 있다는 점에서 의미가 있다. 그러나 이런 분위기와는 달리 배터리 전기차는 아직 해결해야 할 과제가 많다. 그 중에서 일반인들도 알 수 있는 수준의 기술적인 문제와 가격 등에 관한 상황 몇 가지를 간략하게 짚어 본다.

글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)

전동화를 이야기할 때 우선 기본적인 이해가 필요하다. 화석연료나 핵연료로 생산하는 전력을 사용하는 전기차는 환경과 인간의 안전에 도움이 되지 않는다. 궁극적으로는 재생 에너지를 사용하는 전력을 사용하는 것이 전제되어야 한다. 노르웨이처럼 전체 전력의 98%를 수력 발전으로 생산하는 나라에서 운행되는 전기차는 무공해차가 맞지만 중국처럼 70%를 석탄 발전으로 생산하는 경우는 무공해가 아니다.

그런 에너지원부터의 문제와 더불어 전동화 기술의 미비로 인해 당장에 즉각적으로 배터리 전기차 시대로 전환되지 않고 있는 것이다. 그래서 등장한 용어가 전동화다. 전동화란 하이브리드 전기차부터 플러그인 하이브리드 전기차, 연료전지 전기차 등을 통합한 표현이다. 내연기관 엔진을 같이 사용하는 HEV와 PHEV, 배터리를 동력원으로 사용하는 배터리 전기차, 수소로 전력을 생산하며 주행하는 연료전지 전기차까지 전기 모터로 구동한다는 점에서 그렇게 표현한다. 앞의 두 개는 내연기관과 공존하는 형태의 과도기적인 기술로 여겨지고 있다. 2030년에도 내연기관 엔진이 70~80%를 점할 것이라는 전망이 말해 주듯이 아직은 과도기적인 기술이 존속할 시간은 생각보다 길다.

그럼에도 불구하고 전통적인 자동차회사들은 모두가 전동화에 대대적인 투자를 하고 있다. 엄격해 지고 있는 배출가스 규제 기준과 평균 연비 구제를 충족하기 위해서는 내연기관이나 하이브리드 전기차로는 한계가 있기 때문이다. 어쨌거나 방향은 결정이 됐는데 본격적인 범용화를 위해서는 아직 해결해야 할 과제가 많다.

배터리 전기차는 내연기관차와는 많이 다르다고 장점도 많다. 우선은 내연기관 엔진이 3만 여개의 부품으로 만들어지는데 비해 배터리 전기차는 2만개 이하의 부품으로 생산이 가능하다. 소비자의 입장에서는 그만큼 유지 보수 비용이 적게 든다.

주행 중 진동이나 소음 발생이 적어 승차감 향상으로 이어지고 운전자의 피로감을 줄여줄 수 있다. 엔진과 변속기, 연료 탱크, 흡배기계 등이 필요 없어 그만큼 공간 활용성이 높아진다. 더 나아가서는 차체를 작게 할 수도 있다.

자동차 전체의 패키징으로서 4WD화에 장벽이 적어진다는 것도 장점이다. 복잡한 드라이브 트레인이 없어 앞뒤 바퀴 각각의 액슬 위에 모터를 탑재하는 것만으로 가능하다. 좌우 바퀴의 모터를 나누면 토크 벡터링도 가능하다. 많은 전력을 필요로 하는 자율주행차의 관점에서 보면 배터리 전기차는 더 없이 좋다.

이런 장점에도 불구하고 아직은 해결해야 할 문제도 많다. 배터리 가격이 1kWh 당 150달러선까지 하락했지만 더 이상 내려가지 않고 있다는 점도 걸림돌이다. 항속거리 문제와 배터리 자체의 기술적인 한계도 해결되지 않고 있다.

1회 충전 항속거리를 늘리기 위해서는 모터 등의 효율을 높이고 2차 전지의 총 용량을 늘려야 한다. 2차 전지는 무겁기 때문에 가능한 낮은 위치에 탑재해 성능에 영향을 최소화해야 한다. 이런 이유 때문에 내연기관을 위한 구동축이나 연료탱크, 배기계 부품 등이 없어진 부분에 배터리를 탑재하는 것이 기본이 되어 있다.

이런 배치는 리튬 이온 전지가 상황에 따라 발화할 수도 있기 때문에 충돌에 견딜 수 있도록 별도의 하우징 내에 수납해 차체 아래 부분에 탑재한다. 오늘날 출시된 전용 배터리 전기차는 대부분 배터리를 차체 플로어 아래에 수납하고 있다. 더 나아가 충돌에 견딜 수 있는 알루미늄제 충격 흡수 기구에 의해 충돌시 충격이 배터리셀 본체에 전달되지 않도록 하기 위한 구조를 채용하고 있기도 하다.

근본적으로는 배터리 자체의 기술적인 문제 해결이 더 중요하다. 배터리 전기차는 동력원으로 2차 전지를 사용한다. 배터리 전기차에 관한 과제는 대부분이 이 2차 전지에 집약되어 있다고 해도 과언이 아니다. 그 중에서도 가장 큰 과제는 가격과 충전 시간, 항속거리 못지 않게 전지 성능의 열화에 관한 것이다.

2차 전지의 충전과 방전을 반복하면 전지를 구성하는 물질에 화학변화가 일어난다. 이 반응으로 인해 배터리를 구성하는 화학물질을 서서히 열화시키며 전지 내부에서 전력을 운반하는 이온이 줄어들게 된다. 또 충전 및 방전시에 일어나는 발열도 열화를 촉진하는 요인이다.

배터리가 열화하는 원인으로서는 충전 회수에 따른 사이클 열화와 완전 충전 상태를 항상 유지하거나 역으로 잔량이 거의 제로 상태로 보존하는 것 등으로 생기는 보존 열화, 그리고 고온 및 저온 환경 등이 있다.

스마트폰에서 많이 거론되는 것이지만 처음 구입한 후 2년 정도가 지나면 완전 충전해도 사용할 수 있는 시간이 신품의 60% 정도까지 떨어진다. 배터리업체들은 신품시의 50%까지밖에 충전할 수 없게 된 상태를 수명이라고 정의하는 예가 많다. 전지의 구조적으로 피할 수 없는 문제인 것이다.

배터리 전기차는 수명 연장을 위해 표준 충전구와 별도로 옵션으로 AC용 충전구를 추가로 선택할 수 있도록 하고 있는 예도 있다. 여기에 수냉식 충전 냉각장치도 장착 가능한데 이는 급속 충전시의 배터리 온도를 저감시켜 배터리 수명을 늘리기 위한 대책 중 하나다. 총 중량이 700~900kg에 달하는 배터리를 확실하고 지속적으로 냉각시키기 위해 별도의 시스템을 채용하기도 한다. 응축기와 냉매 회로까지를 갖춘 경우도 있다.

자동차회사들은 이처럼 단점을 지속적으로 보완하며 항속거리를 늘리고 있다. 예를 들여 BMW i3의 경우 2014년 처음 출시됐을 때는 배터리의 축전 용량이 22kWh였으나 지금은 42kWh로 늘었다. 항속거리는 130~160km에서 지금은 248km까지 늘었다. 그러면서도 부피는 증가하지 않았고 가격도 하락했다.

하지만 이런 기술적인 문제가 전부가 아니다. 이는 포르쉐 타이칸에서도 알 수 있듯이 수요가 한정된 고가의 모델은 범용화하는 데는 한계가 있다. 타이칸의 유럽시장 시판 가격은 18만 5,456유로로 하이퍼카 수준이다. 재규어 I페이스와 아우디 e트론도 프리미엄 시장에 속하는 중고가에 해당한다.

최근 독일 정부는 2023년부터 4만 유로 미만의 배터리 전기차에 대한 인센티브를 제공하고 휘발유와 디젤 가격을 리터당 3센트 인상하는데 합의했다. 다시 말해 일반인들이 접근할 수 있는 배터리 전기차의 가격은 4만 유로 이하여야 한다는 것이다.

그런 관점에서 보면 현대기아차의 EV라인업이 주목을 끈다. 현대 아이오닉 EV가 3만 달러 아래에서 시작하고, 코나 EV가 3만 6천달러, 기아 쏘울 EV 3만 3천 달러, 기아 니로EV 3만 8천달러 등이다.

물론 3만 달러선의 닛산 리프를 비롯해 3만 6천 달러 수준의 쉐보레 볼트 EV, 3만 8천 달러 선의 테슬라 모델3 등도 있다. 프랑크푸르트오토쇼를 통해 출시된 폭스바겐 ID.3도 이 가격대의 모델들이지만 현대기아차가 의외로 발 빠른 행보를 보이고 있다는 것을 알 수 있다.
 
배터리의 기술적인 문제와 항속거리, 그로 인한 고가의 차량 가격으로 크게 요약되는 것이 이 시점에서의 도전 과제다. 지금까지는 충전시간 등의 불편을 감수하면서도 환경 보호에 뜻이 있는 소비자들을 중심으로 수요가 형성되어 왔으나 이제는 다른 차원의 변화가 필요한 시점이다. 업계에서는 2025년을 기점으로 중대한 전환점을 맞게 될 것으로 전망하고 있다. 새로운 전용 배터리 전기차의 등장과 함께 이번에는 장벽을 뛰어넘어 본격적인 진화가 이루어질지 관심이 모아지고 있다.  

푸조가 지난 '2019 제네바 모터쇼'를 통해 첫 선을 보인 신형 208의 순수전기차 버전 '푸조 e-208’이 기대 보다 높은 수요를 기록할 것으로 예상했다.

7일 일부 외신에 따르면 푸조 CEO는 최근 언론과 인터뷰를 통해 이 같이 밝히고 "우리가 받은 사전 계약 중 절반은 e-208이 차지하고 있었다"라고 말했다. 또 그는 "신차의 초기 계약이 일부 얼리 아답터의 영향인지 알 수 없으나 중요한 사실은 e-208은 신형 208의 최대 20%까지 매년 약 30만대의 차량을 생산할 수 있는 부분이다"라고 덧붙였다. 장 필립 임파라토 푸조 CEO는 결과적으로 신형 208의 판매 중 10%이상을 e-208을 통해 얻을 수 있을 것으로 내다봤다.

7년 만에 완전변경 모델로 선보인 푸조의 소형 해치백 신형 208은 전동화 파워트레인, 미래지향적인 디자인, 그리고 세그먼트 최고 수준의 첨단 기술을 적용해 완벽하게 변화된 모습을 보여준다. 신형 208에는 PSA그룹의 차세대 플랫폼인 CMP를 적용해 이전 플랫폼 대비 30kg 경량화되고, 파워트레인의 최적화, 롤 저항 감소 및 공기 역학적 효율성을 개선했다. 또한 CMP 플랫폼은 파워트레인과 차체 크기에 따라 유연하게 사용 할 수 있는 부분이 최대 장점으로 꼽힌다.

신형 208의 핵심은 전동화 파워트레인의 적용이다. 100% 전력으로 구동되는 순수전기차 e-208은 50 kWh 대용량 배터리를 탑재해 최고 출력 100KW, 최대 토크 260Nm의 성능을 발휘한다. 1회 완충 시 국제표준시험장식 WLTP 기준으로 최대 340km, 유럽 NEDC 기준으로는 최대 450km 까지 주행이 가능하다. 또한 유체 냉각식 온도 조절 시스템을 적용해 배터리의 빠른 재충전과 배터리 수명 연장이 가능하다.

배터리는 가정용 소켓 또는 충전 케이블이 완비된 르그랑 그린업 소켓 사용 시 16시간 내에 완충 할 수 있다. 11kW 규격의 월박스 충전기를 사용하면 5시간 15분, 7.4kW 사용 시에는 8시간에 완충 할 수 있다. 또한, 전용 공공 충전소에서는 100kW의 출력으로 30분 이내에 80%까지 충전이 가능하다.

디자인은 보다 젊고 미래지향적으로 변화했다. 이전 모델 보다 전장은 늘리고 전폭은 늘렸으며, 전고 또한 낮춰 스포티하고 역동적인 비율을 완성 했다. 후면부 또한 최신 브랜드 디자인 아이덴티티를 담아 블랙 패널에 사자의 발톱을 형상화한 3D Full LED 리어 램프를 적용했다.

내부는 인체공학적 구조의 아이-콕핏 인테리어를 적용했다. 이번 모델에 적용된 아이-콕핏의 방점은 ‘3D 인스트루먼트 패널’이다. 상단 디지털 패드에 주행의 다양한 정보를 홀로그램 형태로 보여주며, 중요도나 긴급 상황에 따라 운전자 시야에 따라 가깝거나 멀리 표시된다.

이 외에도 주요 기능을 직관적으로 조작 할 수 있는 토글 스위치와 각종 인포테인먼트 정보를 나타내는 터치 스크린이 적용된다. 여기에 첨단 안전 및 주행 보조 시스템을 적용해 동급 모델 중 최고 수준의 반자율주행기술을 자랑한다. 정지기능이 적용된 어댑티브 크루즈 컨트롤, 차선 중앙 유지 및 차선 이탈 방지, 자동 비상 브레이크, 제한속도 인식 및 권장 속도 표시, 운전자 주의 경고, 액티브 블라인드 모니터링, 풀파크 어시스트 등이 대거 적용됐다.

한편 임파라토 CEO는 "e-208의 최대 장점은 가솔린 모델 대비 잔존가치가 약 2000유로 높게 책정된 부분이다"라고 말했다.