테크 데이에서 확인한 EV3의 독보적인 상품성
EV3의 첨단 전동화 기술이 ‘더 기아 EV3 테크 데이’에서 소개됐다.
더 기아 EV3의 구체적인 성능이 공개된 이후로 소비자의 관심과 반응이 더욱 뜨거워지고 있다. 선진적인 전동화 기술과 동급 최고 수준의 상품성을 바탕으로 EV3가 한층 편리해진 전기차 사용 경험을 제공할 것이라 기대를 모으기 때문이다. 지난 16일 서울 광진구에서 열린 ‘더 기아 EV3 테크 데이’는 이런 EV3의 다양한 기술을 더욱 많은 사람들에게 상세히 알리고자 마련한 자리로, 수많은 언론 매체 기자와 인플루언서가 참석해 분위기를 뜨겁게 달궜다.
이번 행사에는 담당 연구원의 설명 및 질의응답은 물론, 별도의 기술 전시 부스까지 마련돼 EV3의 주요 기술에 대한 이해의 폭을 넓혔다. 아이 페달 3.0, 스마트 회생 시스템 3.0, THIN HVAC, 차세대 열관리 시스템, 신규 전기차 전원 제어, 주행 가능 거리 가이드, 4세대 배터리 등의 신규 전동화 기술은 물론, R&H(Ride & Handling, 승차감과 조종성) 및 NVH(Noise, Vibration, Harshness, 소음 및 진동) 기술, PE 시스템의 NVH, 공력 성능 개선 등이 함께 소개됐다.
향상된 전기차 사용 경험 제공하는 EV3의 전동화 상품성
EV3의 우수한 전동화 상품성은 현대자동차그룹의 첨단 전동화 기술에 기반한다. 먼저 이와 관련해 아이 페달 3.0 개발에 참여한 MSV전기차성능시험팀 우하영 연구원이 발표를 시작했다. 아이 페달 3.0은 회생제동 시스템을 이용해 가속 페달 조작만으로 가/감속 및 완전 정차까지 지원하는 원페달 주행 모드다. 회생제동 단계를 최적화하고 후진 시에도 아이 페달을 사용할 수 있는 등 기존 아이 페달 2.0 대비 사용 편의성이 크게 증대된 점이 특징이다.
더불어 브레이크를 밟지 않은 상태에서 전/후진 변속 지원, 재시동 시 아이 페달 기능 활성화 등의 사용성 개선도 함께 이뤄졌다. 우하영 연구원은 “가장 강한 회생제동 단계에서만 아이 페달이 작동했던 이전과 달리 운전자가 선호하는 감속도로 원페달 주행을 즐길 수 있고, 시동을 다시 켰을 때 이전에 설정한 아이 페달 단계를 유지하는 등 사용자 관점에서 편리하게 개선된 부분이 많다”고 말했다.
차량구동제어개발1팀 심규빈 연구원은 운전자의 편의성을 향상시키는 스마트 회생 시스템 3.0의 주요 특징에 대해 설명했다EV3에 적용된 스마트 회생 시스템 3.0은 한층 경제적이고 편리한 운전을 지원한다. 차간 거리 인식, 좌/우회전, 코너, 속도제한 구간, 방지턱, 회전교차로 등 다양한 내비게이션 정보를 회생제동 기능에 활용해 주행 상황에 맞춰 자동으로 감속할 수 있게끔 돕는다. 이는 과속 카메라 정보만을 활용했던 기존 시스템보다 한층 디테일하게 진화한 것이다.
사용 방법도 간편하다. 스티어링 휠 우측의 패들시프트를 약 1초간 누르면 스마트 회생 시스템 3.0이 활성화된다. 관련 내용을 발표한 차량구동제어개발1팀 심규빈 연구원은 “회생제동만을 사용해 주행 상황에 맞춰 자동으로 주행 속도를 제어한다. 경제적인 운전은 물론 편의성까지 우수하다”고 밝히며 스마트 회생 시스템 3.0의 장점을 요약했다.
실내 거주성은 자동차의 상품성에 직접적인 영향을 미친다. EV3는 공조 시스템(HVAC, Heating, Ventilation and Air Conditioning)의 크기를 혁신적으로 줄여 우수한 실내 패키징이 가능한 THIN HVAC을 세계 최초로 적용했다. THIN HVAC은 공조 시스템 내부에 위치한 증발기 및 열교환기를 기존의 세로 배치에서 가로 적층형으로 구성해 전체 패키지를 슬림한 형상으로 빚은 것이 특징이다. 또한 공조 시스템 내부 도어의 구동 방식을 기존 회전식에서 슬라이딩 방식으로 변경하고 후석으로 공기를 보내는 유로를 실내 공간 쪽에서 PE(Power Electric)룸 쪽으로 옮겼다.
공조시스템설계팀 이윤형 파트장이 “THIN HVAC은 시스템 크기를 대폭 축소해 실내 공간 활용도를 극대화한다”고 밝혔다이를 통해 기존 공조 시스템 대비 상하 길이를 33% 단축하면서 크래시패드 하단에서 공조 시스템이 차지하는 영역을 최소화했고, 동승석 발 공간 너비 6cm를 추가로 확보했다. 뿐만 아니라 내부 공기 유로를 단순화해 풍량을 늘리고 바람 소음을 줄이는 동시에 소비 전력도 줄였다. 설명을 맡은 공조시스템설계팀 이윤형 파트장은 “THIN HVAC은 EV3의 거주성을 혁신적으로 향상시킨 비결 중 하나”라고 자신 있게 이야기했다.
열에너지시스템설계팀 박창민 책임연구원은 EV3의 차세대 열관리 시스템의 주요 특징으로 “세계 최초로 외기 열원과 구동 열원을 동시에 활용하는 점”이라고 설명했다전기차의 성능을 극대화하기 위해서는 무엇보다 열관리가 중요하다. 적정 온도에서 배터리의 충/방전 성능이 높게 유지되기 때문이다. EV3의 차세대 열관리 시스템은 기존 시스템 대비 열관리 효율과 난방 성능이 더욱 높아졌다. 냉각수 및 냉매 관련 부품을 모듈화해 부품 수 44%, 중량 4.5%를 각각 절감한 것이 그 비결이다.
특히 세계 최초로 외기 열원과 구동 열원을 동시에 활용하는 동시 흡열 방식을 통해 히트펌프 성능을 극대화했고, 이로써 난방 성능 향상은 물론 겨울철 낮은 기온에 의한 전비 감소도 최소화했다. 차세대 열관리 시스템 개발에 참여한 열에너지시스템설계팀 박창민 책임연구원은 상세한 기술 원리를 다음과 같이 설명했다. “기존에는 외부 공기의 열과 PE 시스템의 열원 중 하나만 활용했지만, EV3의 차세대 열관리 시스템에서는 외부 공기의 열과 PE 시스템에서 발생하는 폐열을 동시에 활용해 보다 효율적인 열관리가 가능하다.”
전자전력제어개발팀 오홍민 책임연구원은 “EV3는 시동을 켜지 않고도 실내 전장을 사용할 수 있는 전기차 전용 전원 제어를 갖췄다”고 밝혔다기존 전기차는 내연기관차와 마찬가지로 주행이 가능한 상태에서만 전장 시스템을 사용할 수 있었다. EV3는 이런 전기차 전원 제어를 합리적으로 개선했다. 시동을 걸지 않고도 ‘POWER ON’ 상태에서 유틸리티 모드, V2L 등의 전기차 특화 기능을 사용할 수 있도록 한 것이다. 브레이크 페달을 밟지 않고 시동 버튼을 누르면 POWER ON 상태로 전환돼 유틸리티 모드, 공조 시스템, 실내 V2L 등의 작동이 가능하다.
구체적으로는 ‘OFF – ACC - IGN – READY(주행 가능 상태)’ 4단계로 이루어졌던 기존 전기차 전원 제어 구성을 ‘OFF – POWER ON – READY’ 3단계로 단순화하고, 고전압 배터리를 READY뿐만 아니라 POWER ON에서도 사용할 수 있도록 한 것이 특징이다. 무대에 오른 전자전력제어개발팀 오홍민 책임연구원은 이와 관련해 “퀵 컨트롤 메뉴에 유틸리티 모드를 추가해 편리함을 추구했다. 더불어 배터리 충전이나 실외 V2L을 사용할 때도 유틸리티 모드 활성화를 지원한다”며 추가적인 설명을 보탰다.
R&H, NVH, 공력 성능 강화 등으로 최적의 전기차 주행 성능 확보
EV3는 최적의 주행 성능과 동급 최고 수준의 주행 가능 거리를 확보하기 위해 다양한 기술을 동원했다. 현대차그룹 최초로 선보인 EV3의 ‘주행 가능 거리 가이드’도 그중 하나로 운전자의 효율적인 주행을 돕는다. 주행 가능 거리 가이드는 운전자의 주행 패턴을 분석해 자체 계산한 주행 가능 거리 외에도 운전 스타일에 따라 도달할 수 있는 최대/최소 주행 가능 거리를 클러스터에 띄운다.
전기차성능시험팀 김용찬 PL이 무대에 올라 주행 가능 거리 가이드가 운전자의 효율적인 주행을 유도하는 방법에 대해 설명했다만약 운전자가 전비 향상에 긍정적인 주행 습관을 유지할 경우 최대 주행 가능 거리 쪽에 초록색 게이지를 그래픽으로 표현해 더욱 효율적인 주행을 유도하며, 이와 반대로 주행 습관이 악화될 경우에는 최소 주행 가능 거리 방향으로 주황색 게이지를 띄워 현재 운전 습관이 전비에 어떤 영향을 미치는지 즉각적으로 알린다. 해당 기술의 설명을 맡은 전기차성능시험팀 김용찬 PL은 “운전자가 새로운 운전의 재미를 느끼는 것은 물론, 전비에 도움이 되는 운전을 할 수 있다”고 밝혔다.
전후면 디자인 최적화, 언더커버 커버링 면적 극대화 등으로 EV3의 공기저항계수(Cd)는 0.27을 달성했다공력 성능은 전기차에 중요한 성능 향상 포인트로 여겨진다. 고속 주행 시 바람의 저항을 이겨내는 데 많은 출력이 소모되기 때문이다. 따라서 전기차의 주행 가능 거리를 높이기 위해서 공력 성능 향상은 필수 불가결한 조건이나 다름없다. 이런 가운데 EV3는 동급 최고 수준의 공기저항계수(Cd)인 0.27을 달성했다.
이는 EV3가 헤드램프 및 전면 범퍼의 곡률 개선, 휠 갭 리듀서, 전/후륜 휠아치 후방 곡률 증대, 휠 형상 최적화, 리어 콤비네이션 램프의 디자인 및 각도 개선 등을 이루었기 때문이다. 더불어 EV3는 루프 스포일러 각도 하향, 후면 범퍼 하단에 스포일러 형상 적용, 전륜 대비 후륜의 휠 아치 폭을 약 10mm 줄인 보트테일 형상 등으로 공기 유동 밸런스를 최적화했다.
공력개발팀 손창수 책임연구원이 “입체적인 차체 형상 및 디테일이 EV3의 공기 저항을 크게 감소시켰다”고 밝혔다설명을 맡은 공력개발팀 손창수 책임연구원은 “EV3의 차체 하부에는 현대차그룹 최초로 적용한 사이드 실 언더커버를 비롯해 총 8종의 부품으로 구성한 커버링 면적이 79.1%에 달한다. 이뿐만 아니라 전면 언더커버에서 후면 언더커버를 지나 후면 범퍼 하단까지 이어지는 입체적인 구성으로 최적화된 공기 흐름을 구현했다”라고 밝혔다.
배터리전략팀 강석원 연구원이 EV3에 탑재된 4세대 배터리의 주요 기술에 대해 상세히 발표했다4세대 배터리는 EV3의 우수한 전동화 성능을 완성하는 핵심 요소 중 하나다. 덕분에 EV3는 501km에 달하는 주행 가능 거리(롱레인지 모델, 17인치 기준)를 실현했다. EV3의 4세대 배터리는 셀 단위당 에너지 밀도가 기존 대비 22% 높아졌고, 배터리 팩 패키징을 최적화해 더 많은 셀을 탑재할 수 있었다. 더불어 급속충전 시 배터리 온도가 상승해 충전 속도가 느려지는 현상을 줄이도록 배터리 열관리 시스템도 개선했다.
그 결과, EV3의 급속충전 시간(SoC 10→80%)은 기존 시스템 대비 약 12분 단축된 31분(롱레인지 모델, 350kW급 충전기 기준) 수준이다. 이에 대해 배터리전략팀 강석원 연구원은 “향상된 셀 에너지 밀도, 최적화된 배터리 팩 패키징, 우수한 열관리 시스템 등이 EV3의 압도적인 주행 가능 거리 달성의 비결”이라고 밝혔다.
EV3는 고급스러운 주행 감각과 핸들링 성능을 완성하기 위해 다양한 기술을 동원했다. 주행 시 노면에서 전해지는 진동을 효과적으로 상쇄하는 3세대 주파수 감응형 밸브(SFD3, Smart Frequency control Damper 3)도 그중 하나다. 3세대 주파수 감응형 밸브는 자잘한 노면 진동의 상쇄에 초점을 맞춰 감쇠력을 조절한다. 주로 고주파수 대역에서 형성되는 이런 노면 주행 진동이 탑승자에게 큰 피로감을 형성하기 때문이다.
EV3의 R&H 개발에 참여한 MSV R&H시험팀 고백곤 책임연구원이 “3세대 주파수 감응형 밸브, 하이드로 G부싱은 개발 과정에서 승차감 개선 효과가 충분히 입증됐다”고 밝혔다주로 중대형차에 적용했던 하이드로 G부싱도 EV3에서 만나볼 수 있다. 하이드로 G부싱은 부싱 내부에 유체를 봉입해 일반 부싱보다 충격 흡수 성능이 최대 10배 뛰어나 고급스러운 승차감 구현에 도움을 준다. 관련 개발에 참여한 MSV R&H시험팀 고백곤 책임연구원은 3세대 주파수 감응형 밸브와 하이드로 G부싱 외에도 “후륜 멤버와 차체를 잇는 보강재를 추가해 횡 방향 응력에 더욱 강건히 대응했고, 이로써 코너를 주행할 때의 차량 응답성 및 일체감도 향상했다”며 추가적인 설명을 덧붙였다.
MSV소음진동시험팀 이성원 책임연구원이 EV3에 적용한 각종 NVH 요소를 설명했다EV3는 전기차인 만큼 실내 정숙성을 높이기 위한 노력도 소홀히 하지 않았다. 각종 진동과 소음이 실내로 전달되는 것을 최소화하는 여러 기술을 마련한 것이다. 전륜 멤버 프레임 스테이 브라켓, 후륜 멤버 다이내믹 댐퍼 및 멤버 부시 특성 개선, 카울 강성 보강, 루프 골지 패드, 후륜 휠하우스 강성 보강, 테일게이트 다이내믹 댐퍼, 후륜 크로스멤버 마운트 강성 보강, 플로어 분리형 흡음 패드, 재활용 소재를 활용한 천공 흡차음백, 후륜 휠가드 내부 중공사 흡음재, 이중 접합 차음 유리 등 헤아리기 어려울 만큼 수많은 NVH 대책을 바탕으로 실내 유입 소음을 효과적으로 억제했다.
전동화소음진동시험팀 이종병 책임연구원이 다양한 소음 진동 전달 방지 대책 기술이 동원된 PE 시스템의 NVH 특징을 발표했다이어서 PE 시스템의 소음 저감 기술 또한 선보였다. EV3의 PE 시스템에는 모터 및 기어 진동 최소화, 모터 및 인버터 커버 흡차음재 적용, PE 케이스 구조 보강 등으로 모터 특유의 고주파 소음이 외부에 전달되는 것을 줄였다. 소음 및 진동원인 PE 시스템에 흡차음재를 바로 적용하는 근본적인 방법이 효과적이기 때문이다. 무대에 오른 MSV소음진동시험팀 이성원 책임연구원과 이종병 책임연구원은 EV3의 NVH 성능이 어떤 방식으로 향상됐는지 상세히 설명하며 참석자들의 이해를 도왔다.
깊이 있는 기술 이야기로 가득했던 EV3 테크 데이
부문별 프레젠테이션이 종료된 이후에는 담당 연구원으로부터 기술에 대한 디테일한 이야기를 직접 들을 수 있는 질의응답 시간이 진행됐다. 이 자리에 참석한 언론 매체 기자 및 인플루언서들은 EV3에서 처음 선보이는 신기술 외에도 공력 성능 개선, 승차감 및 조종성과 관련된 여러 질문을 던졌다.
MSV프로젝트5팀 윤기완 책임연구원이 EV3의 개발 방향에 대해서 상세히 소개했다또한 참석자들은 앞서 소개된 분야별 기술 내용 외에도 기대 이상의 상품성을 구현한 EV3의 개발 방향에 대해 많은 관심을 보였다. 이에 대해 MSV프로젝트5팀 윤기완 책임연구원은 “EV3는 E-GMP 기술의 공통적인 특성을 확보한 전용 전기차다. 경량화, 전달 효율 향상 등에 초점을 맞춰 신규 개발한 모터를 탑재해 기존 소형 전기차 대비 성능이 개선됐고 고객이 요구하는 성능을 충족할 수 있었다”라고 답변했다.
질의응답 세션이 종료된 이후에는 참석자들에게 차량과 기술 전시 부스를 자유롭게 둘러볼 수 있는 시간이 주어졌으며, 담당 개발자들과 직접 이야기를 나누고 궁금증을 해소했다. 참고로 전시 부스에는 PE 시스템, NVH 성능 향상 부품(스테이 브라켓, 진공 흡차음백, 흡차음재 적용 휠가드), 3세대 주파수 감응형 밸브, 하이드로 G부싱, 공력 성능 개선 디자인 휠, 언더커버, 4세대 고전압 배터리팩, 차세대 열관리 시스템, THIN HVAC 등 18종의 실물 부품이 공개돼 수많은 기자들과 인플루언서들이 관련 기술을 디테일하게 살펴볼 수 있었다.
이번 EV3 테크 데이는 자동차 미디어를 대상으로 전문적인 차량 기술에 대한 이해를 돕는 자리였다. 디테일한 기술에 대한 사전 지식을 먼저 쌓고 추후 이어질 차량 시승 기회를 통해 이를 확인할 수 있다는 점에서 참석자들의 높은 만족을 이끌었다는 후문이다.
이 자리에서 만난 연구원들로부터는 동급 최고 수준의 상품성을 실현하기 위해 고군분투했던 이들의 열정을 느낄 수 있었다. 앞으로도 기아는 고객들의 전기차 경험을 혁신하는 우수한 전동화 상품성을 선보일 수 있도록 노력할 것이다. 전동화 시대의 진정한 대중화는 EV3를 통해 우리 곁에 한 걸음 다가와 있었다.
사진. 최대일, 김범석
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