자동차 산업의 전동화 전환과 함께 자동차의 신발이라 할 수 있는 타이어에도 많은 변화가 더해지고 있다. 모빌리티의 발달과 함께 정확한 목적에 부합하는 제품으로 세분화되어 있는 것이다. 그 중 하나가 바로 전기차 전용 타이어다. 한국타이어는 최근 ‘한국타이어 익스피리언스 데이’를 개최하고 전기차 전용 타이어 개발의 현주소를 전했다. 전기차 전용 타이어의 특징과 함께 왜 전기차에는 전용 타이어를 장착해야 하는지 살펴본다.
자동차가 전동화된다는 것은 단순히 동력원이 화석에너지에서 전기에너지로 전환되는 수준을 너머 더 큰 변화를 가져오고 있다. 단 몇 분이면 기름을 가득 채우고 다시 출발할 수 있는 기존 내연기관차와는 달리, 전기차는 아무리 빨라도 재충전에 20~40분은 투자해야 하니 모든 이동에 계획이 필요하다. 바야흐로 전기차를 맞이하는 새로운 태도를 가져야 한다는 뜻이기도 하다.
에너지의 사용 관점에서도 태도의 변화는 필요하다. 단순히 비용 절약의 차원이었던 과거 내연기관차와는 달리 전기차의 에너지 효율은 곧 이동할 수 있는 거리의 변화를 의미한다. 따라서 충전 환경까지 고려하면 전기차 사용자는 좀 더 민감해져야 할 필요가 있다.
다만, 이처럼 동력원이 바뀌고 주행의 주체가 바뀐다고 하더라도 변하지 않는 것은 여전히 자동차는 지면에 닿아 있어야 한다는 것이다. 즉, 여전히 타이어는 필수적인 부품이자 드라이빙의 가장 중요한 역할을 담당한다는 뜻이다. 패러다임의 변화와 자동차를 대하는 태도가 달라짐에 따라 타이어의 진화도 불가피하다.
물론 전기차에도 일반 타이어를 장착해 주행할 수 있다. 사실 큰 문제가 생길 일도 없다. 그러나 중요한 것은 단순한 규격이 아닌, 차이어가 전기차의 특성에 맞춰줄 수 있느냐하는 것이다.
전기차는 일반 차량과 다양한 면에서 차이가 있다. 첫째, 차량의 플랫폼 자체가 완전히 다르다. 엔진이 사라진 대신 차체 바닥에 배터리가 깔리고 전기모터가 올라가게 되었다. 이러한 변화는 운동 특성에 큰 영향을 준다. 둘째, 배터리로 인해 기존 내연기관 대비 전기차가 더 무겁고, 모터의 특성상 더 스포티한 가속 성능을 보인다. 무거워졌지만 초기 토크가 강하기 때문에 많은 고객들이 타이어가 미끄러지는 듯한 느낌을 느끼게 된다. 즉 높은 수준의 마찰력(Tread Grip)이 필요하다.
셋째, 이러한 두 가지 중요한 변화에 따라 핸들링 특성도 달라진다.
이와 함께 전기차를 이용하는 소비자들은 소음에 더 민감하게 반응한다. 그간 내연기관 자동차를 운전했을 때, 엔진 소음에 묻혀 있어 들리지 않았던 다른 기타 소리들이, 엔진의 소음이 줄어들자 더 두드러지게 들리게 된 것이다. 따라서 이에 맞는 저소음 타이어 개발이 필요하게 되었다. 전기차를 처음 타면 모터 소리가 낯설다가 차츰 타이어에 의해 발생하는 로드 노이즈가 들리기 시작한다. 특히 고속 영역에서 엔진 소음 없이 풍절음만 들리기 때문에 이질적이라 느끼는 것도 무리는 아니다. 그래서 전기차 시대엔 타이어의 역할이 더욱 중요해진다.
전기차는 중량이 300~600kg 더 무거워지기 때문에 그에 맞춰 서스펜션 셋업도 바뀌는 경향이 있다. 내연기관과 동일한 셋업을 취할 경우 아무래도 출렁거림이 심해질 테니, 좀 더 딱딱한 셋업으로 바꾸는 편이다. 그러다 보니 자연스럽게 전기차는 승차감이 다소 불편하다는 의견도 생긴다. 이런 특성까지 감안해 최적화된 전기차 전용 타이어가 개발되어 판매되고 있다.
또한 소음을 줄이기 위해서도 타이어 패턴과 피치(Pitch)의 배열, 타이어와 지면이 닿는 접지 형상의 최적화가 더해진다. 특히 횡방향 그루브(Groove)의 설계 형상에 따라 소음을 저감하는 효과가 확실히 드러난다. 이 외에도 타이어 트레드 블록 내부에 홈을 가공해 노이즈 주파수를 상쇄하는 기술도 있다. 이와 함께, 타이어 내부에 스펀지 같은 흡음재(Foam)을 붙이는 기술도 있다. 자동차 회사 측에서도 휠 림에 별도의 홈을 만들어 소음을 상쇄시키는 기술을 시도하기도 하는데, 이 역시 타이어 패턴 설계에 따라 소음의 정도가 달라질 수 있다. 어찌됐건 노면과 마찰하는 것은 타이어이기 때문에 타이어 자체의 기술력이 소음에 있어 가장 중요한 부분을 차지하게 된다.
전기차 구매 시 가장 크게 고려하는 점은 바로 주행거리. 전기차 전용 타이어가 주행거리에 미치는 영향도 큰 관심사다. 전기차의 전비를 높이는 것이 무척 중요하기는 하지만, 타이어만으로 해결하기에는 어려움이 많다. 구름저항을 낮추면 전비 향상에 도움이 되기는 하지만 전기차 주행거리는 그보다 타이어 외적인 면에서 영향을 받는 경우가 대부분이다.
예를 들어 겨울철에 히터를 사용할 경우 배터리 소모량이 크기 때문에 주행거리가 대폭 줄어든다. 결국 주행거리 확대는 배터리나 충전 기술에 크게 좌우된다. 그렇다고 타이어의 역할이 줄어드는 것은 아니다. 배터리나 전기모터의 성능을 개선하는데는 아직까지 시간이 필요하며, 전기차의 전반적인 부분에서 개선을 통해 주행거리를 늘리는 추세다. 전기차 전용 타이어 또한 최저 수준의 회전저항 기술 및 공기저항을 낮추는 공기역학(Aero Dynamics)을 적용해 주행거리를 늘리는 데 도움을 주고 있다.
각기 다른 자동차의 특성에 맞춰 해당 모델에 필요한 성능을 갖추는 게 타이어 개발의 기본이다. 이는 전기차 전용 타이어도 마찬가지다. 특히 성장하고 있는 EV 시장의 흐름에 따라 전기차 전용 타이어도 진화하고 있다.
과거에는 닛산 리프나 BMW i3, 토요타 프리우스처럼 차체가 작고 효율이 좋은 EV가 주류였다면 최근에는 포르쉐 타이칸처럼 고성능을 지향하는 모델도 속속 등장하고 있다. 또한, EV 시장에서도 마찬가지로 최근 출시된 신차의 상당수가 SUV다. 여기에 전기차 보급을 위해 중요한 합리적인 가격의 모델 출시가 현재 전기차 시장의 가장 중요한 과제다. 이제 전기차도 내연기관 자동차만큼이나 다양해졌다고 할 수 있다. EV 타이어에 요구되는 성능을 최상의 수준으로 높이면서 합리적인 가격대에 제공하는 것, 이것이 한국타이어의 전기차 전용 타이어가 추구하는 목표다.
한국타이어는 전기차 상용화 이전부터 고성능 프리미엄 전기차를 타깃 삼아 원천 기술 개발을 진행했으며, 2022년 5월 세계 최초로 풀 라인업을 구축한 전기차 전용 타이어 브랜드 ‘아이온(iON)’을 런칭했다. ‘아이온’은 출시 이후 포트폴리오를 확대해 16인치부터 22인치까지 202개 규격으로 판매되고 있다.
한국타이어는 고유의 전기차 전용 타이어 기술 ‘아이온 이노베이티브 테크놀로지’를 ‘아이온’에 적용했다. ▲아이 사운드 옵저버(저소음 특화) ▲아이 슈퍼 마일리지(마일리지 강화) ▲아이 퍼펙트 그립(완벽한 그립력) ▲아이 익스트림 라이트니스(낮은 회전저항) 등 4대 핵심 기술력을 바탕으로, 전기차에 최적화된 드라이빙 퍼포먼스를 제공하고 있다.
한국타이어는 이미 포르쉐 ‘타이칸’, 아우디 ‘e-트론 GT’, ‘Q4 e-트론’, BMW ‘i4’, 폭스바겐 ‘ID.4’, 현대차 ‘아이오닉 6’, 테슬라 ‘모델Y’, ‘모델3’ 그리고, 최근에는 해외시장에 적극 진출하고 있는 BYD의 차량에도 아이온 브랜드의 타이어가 신차용 타이어를 공급 중이며, 다양한 전기차 브랜드들과 신차용 타이어 공급을 위한 연구 개발을 진행 중이다. ‘아이온’은 전기차 레이싱 대회 ‘ABB FIA 포뮬러 E 월드 챔피언십’에도 공급되고 있다.
다양한 성과를 바탕으로 한국타이어의 전기차 타이어 관련 실적은 눈에 띄는 성장을 보이고 있다. 한국타이어 승용차 및 경트럭 타이어(PC/LT)의 신차용 타이어 공급 내 전기차 타이어 공급 비중은 21년 5%, 22년 11%, 23년 15%로 꾸준히 성장했으며, 올해는 25% 수준까지 끌어올린다는 계획이다.
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