람보르기니, 캐딜락 그리고 일렉시티? 전기버스 일렉시티 이야기

최근 전기차 시장이 빠르게 성장하고 있습니다. 올해 1분기 국내 전기차 판매량이 작년 대비 9배 가까이 증가했고, 미국과 유럽의 전기차 시장 규모 또한 작년보다 40% 가까이 증가한 모습입니다. 전 세계적으로 전기차 열풍이 불고 있는 요즘, 이제 우리는 버스 정류장에서 그 모습을 직접 확인할 수 있게 됐습니다. 바로 현대자동차의 '일렉시티'를 통해서 말이죠.

너무 조용해서 문제! 멀미약 대신 일렉시티를 타자

지난 5월 25일, 국내 최초의 상용차 종합박람회 '현대 트럭 & 버스 메가페어'가 열렸습니다. 이번 박람회에는 특수한 용도에 쓰이는 특장차를 비롯해 트럭, 버스 등 신기술이 접목된 다양한 자동차를 만날 수 있었는데요. 그중 가장 많은 주목을 받은 차는 '전기버스' 시대를 열 현대자동차 '일렉시티' 였습니다.



이날 세계 최초로 공개된 전기버스 일렉시티는 2010년부터 8년간의 연구 기간을 거쳐 출시됐습니다. 한 번 충전 시 최대 290km를 주행할 수 있고, 30분의 충전만으로도 170km를 주행할 수 있는데요. 평균 시내버스의 1일 주행거리는 240~270km 수준입니다. 전기차는 자주 충전을 해야만 할 것 같지만, 직접 비교해보면 이러한 우려는 기우에 불과하다는 사실!

승객들이 일렉시티를 만날 때 가장 먼저 느낄 수 있는 건 바로 '소리' 와 '진동'입니다. 기존 자동차는 엔진이 연료를 태울 때 소음과 진동이 발생했지만, 전기차는 엔진 대신 모터를 사용하기 때문에 더욱 조용하고, 편안한 승차감을 얻을 수 있습니다.

오히려 전기버스의 획기적인 조용함이 보행자의 안전을 위협할 수 있다는 점을 고려하여 일렉시티는 '가상엔진소음' 시스템을 적용해 보행자 또는 인근 차량이 접근을 인지할 수 있도록 했습니다. 버스만 타면 멀미가 심해 장거리 여행을 떠나기 힘들었던 분들, 일렉시티가 선보일 새로운 승차 경험이 기대되지 않나요?

엔진이 사라진 자리, 바퀴가 채운다?! 일렉시티의 핵심, 휠 모터 구동 시스템

눈에 띄는 변화도 많지만, 사실 일렉시티의 진짜 강점은 보이지 않는 곳에 있습니다. 바로 전기차의 심장, 모터인데요. 엔진 대신 모터가 탑재되며 소음과 진동 또한 사라진 이후 얻게 된 또 하나의 장점은 바로 '휠 모터'에서 비롯되는 연료효율과 경량성입니다.

전기차는 흔히 말하는 '엔진룸'의 공간이 존재하지 않습니다. 전기차에 사용된 모터가 주 동력원이 되며 엔진과 함께 엔진에서 생산하는 동력을 전달할 내연기관들이 사라지게 된 것인데요. 그렇다면 엔진룸 대신 모터가 자리 잡은 곳은 어디일까요? 바로 '바퀴'에 숨어있습니다.

전기버스 일렉시티에 적용된 '휠 모터'는 두 개의 뒷바퀴에 숨어있습니다. 기존의 차량이 엔진에서 각종 동력기관을 통해 네 개의 바퀴에 힘을 분산시켰다면, 전기차에 장착된 휠 모터는 바퀴에 장착된 모터가 직접 힘을 전달하는 방식입니다. 크기가 작아졌으니 힘이 떨어지는 건 아니냐고요? 현재 시내에서 흔히 보는 천연가스 버스가 300마력 수준이지만, 동력원이 두 개로 늘어난 일렉시티는 322마력으로 더 큰 힘을 낼 수 있게 됐습니다.

또한 일렉시티에는 현대로템이 2010년부터 4년간 산업통상자원부 국책 과제로 현대자동차, 현대다이모스와 함께 개발한 휠 모터 구동 시스템이 장착됐습니다. 기존 전기차가 '휠 모터'로 단순히 동력만 전달했다면, 휠 모터 구동 시스템이 장착된 일렉시티는 다양한 시스템이 결합하여 주행 전반적으로 제어할 수 있죠.

휠 모터 구동 시스템은 안정성과 주행감 모두를 향상하는 기능을 합니다. 기존 자동차는 엔진에서 다양한 동력장치를 거친 뒤에야 비로소 바퀴에 힘을 전달하는 과정을 거쳐야 했습니다. 이는 곧 운전자의 주행 명령이 실제 구현되기까지 걸리는 시간이 지연된다는 것을 의미하는데요. 바퀴에서 직접 명령을 내리는 휠 모터 시스템은 명령의 전달 과정이 최소화되어 가파른 내리막에서 미끄럼 현상을 더 빠르게 제어할 수 있고, 급격한 커브 길에서도 운전자의 의도대로 세밀하게 커브를 돌 수 있게 됐죠.

이 외에도 엔진 관련 부품의 수가 줄어들며 차의 전체 무게 또한 경감되며 기존 차량 대비 약 20% 이상의 연비 향상 효과를 거둘 수 있고, 별도의 엔진룸이 필요 없으므로 기존 대비 디자인 활용도 또한 높아질 수 있게 됐습니다.

람보르기니, 캐딜락, 페라리의 공통점

또한, 현대로템은 국내 최초로 개발한 상용차 MR댐퍼(Magnetorheological Fluid Damper)를 '현대 트럭&버스 메가페어'에 전시했습니다.

▲ 자동차 완충작용을 하는 댐퍼(Damper)

자동차에 장착되는 댐퍼(Damper)는 비포장도로와 같이 울퉁불퉁한 도로 환경에서 승차감을 유지하는 충격제어장치입니다. 침대 매트리스에 비교하자면, 침대에 무거운 짐을 떨어뜨릴 경우, 매트리스는 무게에서 비롯되는 충격을 감소시키는 대신 연속적인 출렁임을 동반합니다. 댐퍼는 이러한 연속적인 출렁임을 직접 제어해 스프링이 충격을 흡수한 뒤 더 빠르게 흔들리지 않도록 고정하는 역할을 합니다.

▲ 자성에 따라 자유자재로 점성이 변하는 Magnetic Fluid

'MR댐퍼' 또한 같은 기능을 하지만, 기존보다 빠르고 안정적인 승차감을 유도할 수 있습니다. 기존에 상용화된 댐퍼는 '오일형'으로 기름 분사량을 통해 그 기능을 활용했다면, MR댐퍼는 자기장에 반응하는 특수 액체(Magnetic Fluid)를 활용하는 방식으로 더욱 빠른 반응능력, 높은 충격흡수능력을 지니고 있습니다.

하지만 MR댐퍼는 상대적으로 비싼 가격 탓에 그 활용에 한계가 있어 캐딜락, 람보르기니, 페라리 등 고급 자동차 차량에만 한정적으로 사용됐는데요. 현대로템에서는 비용을 낮춘 MR댐퍼를 개발할 계획으로 일반 소비자 또한 부담 없이 만날 수 있게 될 예정입니다.

현대로템은 2006년부터 MR댐퍼를 개발하여 차륜형 장갑차와 자율주행시험차 등에 적용해 왔는데요. 이런 기술력을 토대로 2016년엔 상용차에도 사용할 수 있는 MR댐퍼를 현대자동차와 공동개발하였습니다. 상용차용 MR 댐퍼를 개발해 이를 적용하면 연속되는 과속방지턱 또는 자갈길에서도 세계 유명 차와 같은 편안한 승차감을 더욱 많은 분이 경험할 수 있게 됐죠.

일렉시티가 가져온 변화, 이제 조금 실감하시겠나요? 하루가 다르게 빠른 속도로 성장하고 있는 전기차 기술! 4차 산업혁명과 함께 미세먼지와 같은 환경오염 문제가 대두되는 지금, 세계는 전기차에 주목하고 있습니다. 하지만 초기 도입 단계이기에 비싼 가격으로 형성된 전기차는 일반 소비자에겐 먼 이야기처럼 느껴지기도 하죠. 다가오는 2018년, 일렉시티를 통해 버스 정류장에서 그 미래를 좀 더 앞당겨 체감할 수 있다면 좋겠네요.