[에너지신문] 그야말로 ‘전기차 전성시대’다. 지난해 글로벌 자동차 판매 8000여만대 중 약 1000만대를 전기차가 차지했다. 올해는 약 1700만대 이상의 판매고를 예상할 정도니, 전기차가 대세라 할 수 있다.
이제는 신차 구입 시 적극적으로 ‘전기차’를 고려하는 소비자가 늘고 있다. 최근 뉴욕타임즈는 올해 하반기, 내연기관차와 전기차의 가격이 비슷해진다고 언급할 정도다.
다만 전기차는 본격 보급된 지 10년도 채 안 된 신생 차종이다. 지난 130여 년간 보급된 내연기관차는 각종 비상 시 대처는 물론 문제 해결까지 모든 대비가 완벽하다. 여전히 배출가스로 인한 한계점이 있지만, 이것이 전기차 전환의 필수사항이라 말할 필요가 없을 것이다.
상대적으로 전기차는 ‘친환경차’라 할 수 있지만 보급기간이 짧은 만큼 문제점 보완에는 시간적 한계가 있다. 전기차 화재, 비상 시 대처방법 등 지금도 해결과정이 필요한 상황.
전기차 발전의 게임체인저는 바로 ‘전기차용 자동변속기’다. 지금의 내연기관차용 변속기가 10단까지 개발돼 연비 등 모든 특성을 만족하고 있지만 모터 등에 의존하고 있는 전기차는 실정이 다르다. 전기차용 변속기의 중요성에 대해서는 필자가 지속적으로 언급했다.
초기에는 전기차용 모터와 감속기를 사용하고 속도는 인버터 등을 활용, 속도제어를 하는데 굳이 변속은 필요 없다고 대부분 주장했다. 물론 이러한 기조는 당연한 논리다.
하지만 3~4년 전부터 양산형 포르쉐 타이칸 후륜에 2단 변속기를 장착, 효과가 크게 입증됐고, 더욱 확대돼 아우디 e트론에도 탑재, 기본적인 핵심장치로 등장한 것이다.
또한 대만의 글로벌 이륜차 제작사인 킴코도 재작년초 전기이륜차에 2단 변속기를 양산형으로 판매하기에 이르렀다.
올해는 본격적으로 미국의 대용량 변속기 전문기업인 이튼에서 전기버스에 새로 개발한 4단 변속기를 양산형으로 보급할 예정이다. 이제는 대다수가 전기차용 변속기 개발에 뛰어든 것이다.
글로벌 시장에서 전기차용 변속기가 본격 보급되기 시작하자, 게임체인저급 전기차용 변속기가 필요하다는 언급이 늘어나고 있다.
전기차용 변속기는 내연기관차와 마찬가지로 엔진의 힘을 바퀴에 전달할 때 가장 효율적으로 힘을 배분하면서 비효율적인 부분을 없애주는 가장 핵심적인 장치다. 전기차의 경우 모터와 인버터 등 자체는 각각 95% 이상의 효율을 자랑하고 있지만 실제 바퀴에 전달되는 효율은 50% 수준에 머물러 비효율적인 부분이 많다.
정격속도와 정격출력만을 사용하는 공장과는 달리 전기차는 고속이나 높은 등판 등 정격을 벗어난 영역을 요구하기 때문이다. 즉 언덕을 올라가기 위해 모터는 최고속도로 올려야 하고 인터버는 무리가 가고 모터온도는 높아지며, 이에 따라 배터리 용량도 1.5배 이상 사용해야 하는 등 일종의 무효전력이 크게 작용한다.
그러나 이 역할을 자동변속기를 이용하면 모터는 정속·정격으로만 운영되고 언덕 등에서 변속기가 역할을 하면서 온도상승도 막으며, 배터리 용량도 최적의 용량만을 사용, 전기차 비용 자체가 낮아지는 효과가 발생한다는 것이다.
또한 변속기는 전기차 가격과 무게를 낮추고 모터 등 각종 장치의 온도 유지가 가능, 냉각장치 역할도 적어 ‘1석 10조’의 효과를 가져온다. 또한 최근 전기차 가격 하락에 대한 경쟁이 크게 유발되고 있는데, 결국 약 40% 비용을 차지하는 배터리 가격이 중요한 변수다.
이를 해결하는 방법 역시 ‘전기차용 자동변속기’다. 지난해 국내 스타트업 기업에서 초격차 기술을 가진 전기이륜차 7단 자동변속기를 개발하고 올해 후반부터 본격적인 양산형 변속기를 보급한다는 계획이다.
지금은 전기이륜차에만 적용하고 있지만 초소형 전기차는 물론 일반 전기차까지 적용하는 데 어려움이 없어 머지않아 전기차 탑재 가능성이 매우 크다고 할 수 있다. 글로벌 기업이 따라오기 힘들 정도로 초격차 기술을 가진 우리나라의 전기차용 변속기 기술이 세계를 주도하는 핵심기술로 자리매김하기를 기대한다.