친환경 꿈의 자동차…전기車의 시대가 왔다

2012년 새해 벽두, 국내외 자동차 전문가들은 전기차에 주목하고 있다. 특히 전기차의 개발 원조인 유럽에서 개발된 각종 전기차는 여러모로 눈길을 끌고 있다.

◇전기차는 오래 됐다?=전기자동차가 본격적으로 세간의 이목을 끌게 된 것은 20세기 중반 부터다. 늘어나는 화석연료 자동차로 인해 인간의 생활은 편리해졌으나, 대기오염의 수준이 날로 심해지면서 인간이 대안을 찾게 됐고, 대안으로 전기차가 급부상하고 있다.

사실 전기차는 세상에 태어난 지 꽤 오래 된 차다.

폭스바겐과 포르쉐 등의 자동차 브랜드를 탄생시킨 자동차 공학자 독일의 페르디난트 포르쉐는 1890년 ‘로너 포르쉐’라는 전기차를 만들었다. 로너 포르쉐는 허브 모터를 납축전지로 구동하고 충전용 엔진까지 얹은 차다. 오늘날 기술로 비유하자면 플러그인 하이브리드 자동차에 가깝다. 이것이 세계 최초의 전기차다.

그러나 가솔린과 디젤 등 내연기관 자동차가 빠르게 발전했던 것에 비해 전기차의 동력원인 전기 배터리의 성능은 너무나 조악했다. 차를 오랫동안 강하게 구동시킬 수 있는 배터리는 기술력의 한계에 부딪혀 개발되지 못했다. 결국 성능 향상이 부진했던 전기차는 오래지 않아 거리에서 모습을 감추고 말았다.

그 뒤 전기차는 지극히 특수한 용도에서만 쓰일 뿐 일반 도로 주행을 위한 상용차와는 거리가 멀었다.

◇전기차도 멀리 갈 수 있다?=현실적으로 전기차는 정상적으로 도로를 오가기에 제한사항이 너무나 많다. 가솔린과 디젤 자동차에 비해 주행거리가 짧고, 가속력이 더디며, 내구성이나 안전성 측면에서 검증되지 못했다는 단점이 있다. 요즘 개발되는 전기차는 이러한 단점을 하나씩 해결하고 있다.

GM이 개발한 볼트는 발전용 엔진을 별도로 얹었고, 회생제동장치를 통해 에너지 효율을 높여 운행거리를 늘렸다.

메르세데스 벤츠는 지난해 프랑크푸르트 모터쇼에서 콘셉트 카 F125를 개발했다. F125를 처음 보면 일단 낯설다는 느낌이 든다. 매우 독특한 얼굴에 커다란 걸윙 도어를 가진 차체는 벤츠의 고급형 차종인 S클래스를 연상케 한다.

F125는 앞뒤에 모터를 함께 장착한 4륜구동 방식으로 최고출력 313마력의 동력 성능을 낸다. 이쯤하면 일반 중형차의 출력을 뛰어넘는 놀라운 수준이다.

F125는 종래의 리튬 이온 배터리가 아닌 리튬 황 배터리를 선택했다. 리튬 황 배터리는 높은 에너지밀도에 가격도 낮출 수 있어 전기차용 배터리로 주목받고 있다.

10㎾h의 배터리 용량으로는 1.7톤의 거대한 차체를 원하는 거리 만큼 움직이기 힘들다. 그러나 여기에 수소 연료 전지를 함께 추가시켜 공해물질을 전혀 만들지 않으면서 주행거리를 늘리는 데 성공했다.

F125의 정체를 정확히 설명하자면 수소 연료전지 플러그인 하이브리드라고 할 수 있다. F125의 수소저장탱크는 MOF(Metal Organic Framework) 기술을 활용해 카본 복합소재와 알루미늄으로 만든 차체 바닥부분에 일체화했다. 7.5㎏의 수소를 탱크에 가득 채울 경우 주행거리는 1000㎞에 육박한다. 지금까지 출시된 전기차 중에서는 가장 운행거리가 긴 편이라고 할 수 있다.

◇강해진 동력성능·짧아진 충전시간=또 다른 유럽 브랜드인 BMW도 획기적인 전기차를 개발하고 있다. BMW가 개발한 전기차 i3은 최초의 도심형 소형차다. 길이 3.8m에 너비가 2m를 넘어 쾌적한 실내공간을 자랑한다.

차체는 카본 복합소재를 사용해 무게를 절감했다. 무게를 절감시킨 것은 운행거리를 조금이나마 늘리기 위한 방법 중 하나다.

차체 바닥부분에는 액체냉각 방식으로 온도를 관리하는 배터리를 수납한다. 후륜구동 방식의 모터는 최고출력 170마력, 최대토크 25.5㎏·m의 성능을 낸다. 무엇보다 최고 속도가 시속 150㎞에 이른다는 점이 눈길을 끈다.

배터리를 완전 충전하는 데는 6시간이 걸리지만 1시간이면 80%를 채울 수 있다. 회생제동장치의 20% 개선효과 덕분에 최대 주행가능 거리는 225㎞에 이른다.

아우디도 ‘어반’이라는 이름의 초소형 전기차를 개발했다. 문구점에서 파는 장난감 자동차라고 해도 믿겨질 만큼 귀여운 외모다. 그러나 성능은 매우 뛰어나다. 아우디 어반은 쿠페와 오픈(스파이더) 두 가지 차체로 만들어졌다. 이중 쿠페형은 마치 전투기 캐노피처럼 지붕이 열린다.

어반의 동력 성능은 최고출력이 40마력에 불과하다. 그러나 차체 무게가 500㎏을 밑돌기 때문에 도심에서 타는 데에도 무리가 없다.

리튬 이온 배터리를 얹은 어반은 적은 용량의 배터리를 사용해 나름의 성능을 발휘한다는 장점이 있다. 220V 가정용 전원을 사용해도 1시간, 400V 3상 충전을 이용하면 20분이면 완전 충전된다는 점이 가장 큰 장점이다.