고하중 견딜 수 있게 내구성·내마모성 높여
주행거리 확보 위해 구름저항은 줄여야
PBV 시대 맞이하며 기술 발전 기대
기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.
[서울=뉴스핌] 정승원 기자 = 전기차는 내연기관 자동차와 차이점이 있습니다. 연료를 휘발유, 경유 대신 전기로 쓴다는 것도 큰 차이점이지만 대용량 배터리로 인해 차가 무거워진다는 점 역시 내연기관차와의 차이입니다. 그래서 전기차에는 내연기관차와는 다른 타이어가 필요합니다.
전기차는 내연기관차보다 힘도 좋습니다. 내연기관차에서 거쳐야 되는 복잡한 과정 없이 마치 버튼을 눌렀다 떼는 것처럼 전기 모터를 활용할 수 있기 때문입니다. 내연기관차에 비해 힘이 좋다는 점 역시 전기차용 타이어가 필요한 이유입니다.
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| [사진= 현대자동차] |
아이오닉5·6, EV6를 판매하고 있는 현대자동차그룹에 따르면 핸들링과 제동에서 타이어의 영향력은 50%에 달합니다. 이에 현대차그룹은 타이어 제조사와 긴밀히 협의하며 전기차에 들어가는 타이어를 만들려고 노력합니다.
내연기관차와 전기차의 타이어는 무게와 힘이 다른 사람이 달리기를 할 때 신발로 종종 비유됩니다. 전기차가 더 무겁고 힘이 센 사람이 달리는 일이기 때문에 그 신발(타이어)도 달라야 한다는 것이죠.
전기차용 타이어를 내연기관차에 적용할 수는 있습니다. 하지만 그게 최적의 효율을 낼 수 있는 것은 아닙니다. 전기차용 타이어는 전기차 운전에 필요한 부분을 반영해 만든 타이어라는 의미입니다.
실제 전기차 타이어에서 고려되는 부분은 내구성과 내마모성입니다. 전기차 타이어는 내연기관차와 비교해 20% 가량 마모가 빠릅니다. 이에 전기차 타이어는 기존 내연기관차 타이어에 비해 내마모성이 30% 이상 증가했습니다.
전기차 타이어를 개발할 때 고려할 또 다른 중요한 점은 회전 시 생기는 구름저항(RRC, Rolling Resistance Coefficient)을 줄이는 일입니다. 구름저항이란 타이어가 부하가 걸리는 동안 소모되는 에너지입니다.
구름저항을 줄이는 일이 중요한 이유는 전기차를 고를 때 중요한 기준인 1회 충전 시 주행거리와 관련이 있기 때문입니다. 보통 구름저항 등급을 1.0 줄이면 전기차 주행거리가 5% 늘어난다고 합니다.
그런데 구름저항을 줄이면 접지력이 떨어집니다. 반대로 구름저항을 포기하자니 효율적인 주행을 할 수 없습니다. 이에 현대차그룹은 아이오닉5을 개발할 때 타이어의 구성요소별 역할을 구분했습니다. 타이어 트레드의 접지력은 높이고 타이어 측면의 변형을 줄여 구름저항도 줄였습니다. 여기에 사이드월 고무나 이너라이너에 구름저항을 낮추는 재료가 동원됐습니다. 그 결과 접지력은 높이고 구름저항을 줄일 수 있었습니다. 그 결과 아이오닉5의 구름저항은 6.5 이하로 내려갔습니다.
아이오닉6는 여기에서 더 나아가 고강도 카가스(Carcass)를 적용해 무게를 더욱 줄였습니다. 카가스는 타이어 형태를 유지해주는 기본 골격으로 여기에 신공정이 더해져 구름저항이 5.9까지 낮아졌습니다.이는 사계절 타이어 중 가장 낮은 수준의 구름저항입니다.
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| 내연기관차와 전기차의 하부 구조 [사진= 한국타이어] |
전기차 타이어는 내연기관차 타이어보다 더욱 저소음 기술이 요구되기도 합니다. 이는 전기차가 내연기관차보다 조용해 생기는 역설적인 문제입니다. 기존 내연기관차는 엔진과 구동계에서 발생하는 소음이 50%, 차량이 움직이면서 발생하는 소음(로드 노이즈)이 30% 정도라면 전기차는 전기 모터 소음이 15%, 로드 노이즈가 40%, 풍절음이 30%를 차지한다는 조사 결과도 있습니다.
전기차의 정숙성에 익숙해진 사람들이 그동안 들리지 않았던 소리를 듣게 된다는 것이죠. 전기차 타이어 개발 시 저소움 기술이 필요한 이유입니다.
올해도 국산차와 수입차 브랜드가 전기차 신차를 내놓습니다. 또한 전기차는 기아의 목적기반모빌리티(PBV) 사업처럼 다양한 신차가 도입될 수 있는 영역입니다. 이에 다양한 기술이 여전히 필요합니다.
현대차그룹 타이어설계팀은 전기차를 비롯한 미래 타이어 기술을 선행 개발하고 있습니다. 현대차그룹 관계자는 "미쉐린과 2차 기술협력을 진행하고 유관 부서와 협업해 2025년까지 고하중 전기차, 전기 픽업, 유럽형 올웨더 등 다양한 타이어를 준비할 것"이라며 "친환경/재사용 소재를 적용한 타이어 기술 개발도 준비하고 있으며 도심항공모빌리티(UAM)에 대응할 수 있는 타이어 또한 검토하고 있다"고 밝혔습니다.
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| [사진= 한국타이어] |
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