[IT동아 김동진 기자] 볼보트럭이 최초로 대형 트럭에 스톱·스타트 엔진 기능을 결합, 연비 효율과 친환경성을 강화했다고 밝혔다. 현대차그룹은 전기차 성능과 효율을 강화한 배경 기술로 2-스테이지 모터시스템 기술을 공개했다.

볼보트럭이 새로 도입한 스톱/스타트 엔진 기능은 연료 소비와 이산화탄소 배출을 줄여 연비 효율과 환경 개선에 기여하는 기술이다. 스톱/스타트 기능은 볼보의 지능형 주행 지원 기술인 ‘I-See’와 기존 ‘I-Roll’을 바탕으로 개발됐다. 주행 경로와 도로 곡률 정보를 실시간으로 분석해 내리막 구간이 감지되면 엔진을 자동으로 정지하는 방식으로 작동한다. 해당 구간에서는 연료를 소모하지 않고 배출가스도 발생하지 않는다.

스톱/스타트 기능은 시속 60km 이상에서 작동한다. 이 기능을 탑재한 새로운 ‘I-Roll’은 도로 조건과 기온 등에 따라 최대 1%의 연료 절감과 CO₂ 배출 감축 효과를 추가로 제공한다.

스톱/스타트 기능은 13리터 디젤 엔진이 탑재된 볼보 FH 및 FH에어로 모델에 적용된다. 적용 시점은 국가별로 다를 수 있으며, 보다 자세한 정보는 국내 볼보트럭 공식 판매처를 통해 확인할 수 있다.

한편, 볼보트럭코리아는 최근 수도권역 공공 청소차량용 대형 전기트럭 시범운행을 시작하는 등 친환경 상용차 보급 확대에 박차를 가한다. 더불어, 디젤 엔진 외에도 재생 연료 기반 내연기관, 배터리 전기트럭, 수소연료전지 트럭 등 다양한 탈탄소 운송 솔루션 개발로 ‘제로 에미션 프리덤(Zero Emission Freedom)’ 비전을 실현 중이다.

현대자동차∙기아, 전기차 퍼포먼스와 높은 효율의 배경 '2-스테이지 모터시스템' 공개

현대차그룹은 전기차 퍼포먼스와 높은 효율성을 모두 충족한 배경 기술로 '2-스테이지 모터시스템'을 소개했다.

모터 구동 시스템은 모터, 감속기, 인버터 총 3가지 주요 부품으로 구성된다. 모터는 회전력을 생성하고, 감속기는 그 회전력을 바퀴에 전달하는 역할을 한다. 인버터는 배터리의 직류 전력을 교류로 변환한다.

일반적으로 고출력 위주로 전기차의 모터 구동 시스템을 설계하면 도심 주행에서 효율이 떨어지는 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 현대차∙기아는 인버터 역할에 주목했다.

기존 전기차 인버터에는 실리콘 카바이드 반도체 소자로 구성한 6개 스위치를 적용한다. 현대차∙기아는 여기에 실리콘 전력반도체 6개를 추가, 총 12개의 스위치로 구성한 2-스테이지 모터시스템을 고안했다. 덕분에 모터에 인가할 수 있는 전압을 기존 대비 70%까지 확대했고 이는 곧 출력 증대로 이어졌다.

일상 주행에서는 기존 6개 스위치 한 세트만 사용해 효율을 유지하고, 고속∙고출력 상황에서는 두 세트 모두를 활용해 강력한 성능을 안정적으로 이끌어 내는 방식이다.

현대차∙기아는 인버터 내 스위치 개수를 단순히 2배로 늘리는 것으로 모든 문제가 해결되는 것은 아니라고 설명했다. 스위치가 늘어남에 따라 제어해야 할 범위가 늘어나기 때문이다. 이를 위해 독자 제어기법과 모드 절환 제어 알고리즘을 적용, 각각의 모드가 절환될 때 이질감을 없애는 방식으로 문제를 해결했다.

이같은 2-스테이지 모터시스템은 기아 EV6 GT를 시작으로 현대차 아이오닉 5N, 아이오닉 6N, 아이오닉 9, 올 뉴 넥쏘 등에 적용됐으며, 향후 출시될 전기차에도 이 기술을 확대 적용할 방침이다.

현대차∙기아는 2-스테이지 모터시스템의 핵심기술에 대해 우리나라를 비롯해 미국과 유럽, 중국, 일본 등의 국가에서 총 47건의 특허를 출원했다.

IT동아 김동진 기자 (kdj@itdonga.com)