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전기차 미래, 전용 변속기가 좌우한다(2)

김필수 대림대 교수

기호일보 webmaster@kihoilbo.co.kr 2019년 05월 24일 금요일 제11면
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▲ 김필수 대림대 교수

현재의 전기차는 배터리의 전기에너지를 이용해 모터를 돌리고 감속기를 통해 바퀴로 전달되는 과정이다. 부품 수도 적고 소모품 자체가 거의 없다 보니 유지비용이나 내구성 등이 매우 좋다고 할 수 있으나 에너지 전달 과정에서의 무리한 운용이 보이지 않는 내부적 약점이다. 일반적인 속도에서는 능동적으로 대처가 가능하나 최고 속도를 내기 위해 모터의 힘을 크게 내야하고 그만큼 배터리 용량은 클 수밖에 없으며, 속도 변속에 따른 모터와 이를 제어하는 인버터 등 각종 컨트롤러 시스템은 열 발산이 심해지고 이를 식히기 위한 냉각장치가 들어가고, 무게는 무거워지고 구조는 복잡해지며, 배터리의 용량 과대로 비용은 급증하는 등 각종 부작용이 커지는 형태다. 만약 속도 구간을 여러 개로 나누어 해당 구간에서 모터가 정속으로 돌고 이를 최적의 속도 변속을 시켜 운행한다면 차량에 가장 적절한 토크와 출력을 제어해 능동적으로 운영할 수 있다. 이 경우 배터리 용량은 줄고 비용은 낮춰지며, 과열로 인한 냉각장치는 필요 없고 운전자는 일반 내연기관차와 같이 무리하게 밟는 전기차의 단점을 없앨 수 있다. 이러한 기술을 충족시키는 핵심 요소가 바로 전기차용 전용 변속기라 할 수 있다.

 현재 전기차는 감속기를 활용해 일부 응용을 하고 있으나 앞서 언급한 각종 비효율적인 부분을 해결하기 위한 최첨단의 전용 변속기를 운용하는 국가나 글로벌 기업은 아직은 없다. 그렇다고 문제가 큰 내연기관차의 자동변속기 등을 사용할 수도 없어서 현재로서는 글로벌 변속기 개발업체와 메이커가 장치 개발에 노력하고 있으나 아직은 미완의 상태라 할 수 있다. 특히 자동차의 바퀴에 직접 모터와 변속기를 탑재하고 에너지 낭비를 없애는 내구성 높은 장치가 개발된다면 가장 이상적인 전기차 운영이 가능해진다. 주목받는 국내 중소기업이 있다. 바이젠이라는 연구개발 전문 기업으로 앞서 언급한 전기차 전용 최첨단 변속기 전문 개발업체다. 직접 전기이륜차에 탑재하는 등 다양한 테스트가 이미 진행돼 효용이 입증됐고 일반 전기차에도 탑재가 가능할 정도로 완성도가 높은 전기차용 전용 변속기라 할 수 있다. 현재 5단 전기차용 변속기가 개발돼 있어서 해외 기업에서의 접촉 빈도수도 크게 높아지고 있는 기업이다. 특히 인휠 변속기 타입일 정도로 완성도가 높아서 적은 공간에 모터와 감속기, 차동기어는 물론 충격 흡수 부품도 함께 탑재되고 유압방식도 아니어서 완성도가 최고 수준이다. 전기이륜차 바퀴의 적은 공간에 인휠 방식으로 변속기 전체를 넣을 정도이고 등판 능력이나 에너지 효율화도 최고 수준이어서 전기차의 미래 판도를 바꿀 정도의 완성도가 있어서 국내외의 러브콜은 더욱 커질 것으로 판단된다.

 이 장치를 활용할 경우 배터리 용량은 약 30% 이상이 줄고 모터의 정속 운영으로 과열 등이 발생하지 않으며, 인버터 등 컨트롤러 시스템의 무리한 운영도 없어서 냉각장치도 필요 없으며, 유압방식도 아니어서 더욱 내구성과 관리적인 장점도 있을 정도이다. 당연히 무게는 가벼워지고 연비는 높아지며, 완벽한 등판능력, 내구성과 효율화가 가능해져 연비도 최소한 20~30% 이상 상승하는 것으로 나타나고 있다. 걱정이 되는 부분은 해외로의 이전이다. 최고의 첨단 기술인 만큼 해외의 러브콜로 매각된다면 국부 유출 가능성도 매우 크다. 아무쪼록 국내 기업의 적극적인 유치로 국내 경쟁력을 높이는 중요한 계기를 제공할 것을 기대해 본다.


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