현대차 가속페달 밟는다-②
세계적 수준의 친환경차 기술력 확보
그린카 시장서 최고 브랜드 도약 목표
<포춘코리아FORTUNE KOREA 2016년 3월호에 실린 기사입니다.>▶
국내 1위 완성차 업체 현대차는 모든 종류의 친환경차를 개발하고 있다. 엔진으로 움직이는 내연기관 차량에서는 선진국 업체들을 따라가는 입장이었지만 친환경차 개발은 앞장서서 달려가고 있다. 현대차는 2020년까지 일류 친환경차 브랜드로 도약할 계획이다. 하제헌 기자 azzuru@hmgp.co.kr◀
전 세계적으로 친환경차에 대한 관심이 높아지고 있다. 친환경차는 전기동력으로 움직이는 ‘전기차’ 를 말한다. 하이브리드차, 플러그인 하이브리드차, 순수 전기차, 수소연료전지차가 모두 이에 속한다.
국내 1위 완성차 업체인 현대차 역시 친환경차 개발에 공을 들이고 있다. 현대차의 친환경차 개발은 크게 전기차와 수소연료전지차 ‘투트랙’으로 이뤄지고 있다. 이기상 현대차 환경기술센터장이 말한다. “각 나라나 도시별로 환경에 대한 규제가 강화되고 있는 추세 속에 자동차 업계 전체 트렌드가 친환경차 쪽으로 나가고 있습니다. 완성차 메이커 들의 친환경차 개발방향은 아직 명확하지 않습니다. 이에 따라 현대차는 하이브리드, 플러그인 하이브리드, 순수 전기차 그리고 수소연료전지차까지 다양한 친환경 차량들을 개발하고 있습니다.”
현대차는 오는 2020년까지 생산 차종의 평균 연비를 25% 향상하는 것을 핵심으로 하는 차세대 프로젝트 ‘2020 연비 향상 로드맵’을 세워놓고 있다. 2020년까지 친환경차 제품군을 26개 차종으로 확대해 전 세계에서 강화되고 있는 환경규제에 대응한다는 방침이다. 이를 위해 오는 2018년까지 11조3,000억 원을 투자해 다양한 친환경차를 개발하고, 핵심 부품에 대한 원천기술을 확보해 전 세계 친환경차 시장에서 2위권으로 부상하겠다는 목표도 세웠다.
다양한 친환경 차량 전방위적 연구개발
경기도 화성시 현대차 남양연구소에 자리잡고 있는 ‘환경차 성능개발실’은 현대차의 미래를 만들고 있는 곳이다. 친환경차 연구개발을 전문으로 하고 있기 때문이다.
이기상 현대차 환경기술센터장은 지난 1월 남양연구소에서 열린 ‘아이오닉’ 미디어 설명회에서 “현대차는 이미 미국 테슬라 못지않은 기술력을 확보하고 있다”고 자신했다. 현대차는 3~4년 뒤에는 한번 충전으로 300km 이상을 주행할 수 있는 전기차를 개발해 시장에 출시할 수 있을 것으로 내다보고 있다.
현대차가 친환경차 전용 플랫폼을 적용한 아이오닉은 전 세계 친환경차 시장을 석권하기 위한 선발대 역할을 맡았다. 현대차는 아이오닉의 플랫폼을 가지고 전 세계 최초로 하이브리드차, 플러그인 하이브리드차, 순수 전기차 등 세 가지 종류의 친환경차를 모두 출시할 예정이다.
현대차는 이미 아이오닉 하이브리드 차량을 판매 중이다. 아이오닉 하이브리드 모델은 1.6리터 가솔린 직분사 엔진과 전기모터를 탑재하고 있다. 에너지 효율을 높이기 위해 공기저항을 최소화한 공기역학적 디자인을 적용했다. 또한 가벼운 알루미늄과 강한 초고장력 강판을 함께 사용해 효율성 과 안전성을 모두 충족시켰다.
기아차 역시 현대차 아이오닉과 플랫폼을 공유하는 하이브리드 모델 ‘니로’ 출시를 앞두고 있다. 올해 3월 예정된 ‘2016 제네바 모터쇼’에서 첫 선을 보일 니로는 국내 최초의 하이브리드 SUV 차량이다. 3월 국내 출 시와 함께 올해 안에 유럽 시장에도 출시된다.
현대차의 하이브리드차 개발 기술은 세계 최고 수준이다. 하이브리드차는 내연기관과 모터, 배터리, 변속기 같은 부품이 차체에 모두 들어가야 한다. 이 때문에 각 부품의 부피를 어떻게 얼마나 줄이느냐가 중요하다. 현대차는 하이브리드차 동력을 내연기관에서 모터 구동으로 순간적으로 변환시켜주는 엔진 클러치 기술을 확보했다. 이 기술 덕분에 현대차는 도요타가 생산하는 하이브리드차보다 모터 크기를 30% 정도 줄일 수 있었다.
지난해 7월 현대차는 플러그인 하이브리드차 ‘쏘나타 PHEV’를 출시했다. 현대차 최초의 플러그인 하이브리드차인 쏘나타 PHEV는 지난 1월 미국 시장에서 본격 판매에 돌입했다. 쏘나타 PHEV는 1월 미국 전체 플러그인 하이브리드차 판매 대수인 3,137대 중 점유율 5.6%를 차지했다. 플러그인 하이브리드차 부문 판매 7위에 해당하는 성적이다. 성공적인 데뷔전을 치른 셈이다.
현대차는 올해 안에 순수 전기차 모델인 ‘아이오닉 일렉트릭 (IONIQ Electric)’도 내놓는다. 아이오닉 일렉트릭은 아직 공식 인증을 받진 않았다. 하지만 현대차는 고효율 배터리 시스템, 공기저항을 최적화한 차체, 외부로 유출되는 열을 회수해 난방에 활용하는 ‘히트 펌 프 시스템(Heat Pump System)’ 등을 적용해 1회 충전 시 주행 가능거리가 현재 국내 판매 중인 전기차 중 최대인 169km 이상을 달릴 것으로 밝히고 있다.
아이오닉 일렉트릭에 쓰인 히트 펌프 시스템은 세계 최고 수준 기술이다. 히트 펌프 시스템은 전기차 탑승 공간에 따뜻한 바람을 공급하는 일종의 온풍기 시스템이다. 지금까지 나온 전기차는 난방을 위해 별도의 전기히터를 사용했다. 전기소모가 냉방 때보다 더 커서 주행거리를 늘리는데 한계가 있었다. 그러나 현대차는 기존 에어컨 시스템의 냉매순환 경로를 바꿔 기체상태의 냉매가 액체로 변하는 과정에서 발생하는 열을 이용할 수 있게 개발했다. 이에 따라 배터리 효율성을 높일 수 있었다는 게 현대차의 설명이다.
글로벌 완성차 업체 최초로 수소연료전지차 양산
특히 현대차는 세계 최초로 수소연료전지차 양산에 성공한 기술력을 앞세워 새로운 수소연료전지차 개발에도 뛰어들었다. 수소연료전지차는 수소가 공기 중의 산소와 결합하는 과정에서 발생하는 전기를 이용해 달리는 차다. 수소연료전지차 내부 탱크로 수소를 주입하면 차량 내에 설치된 ‘연료전지스택’에서 전기를 발생시킨다. 이렇게 생산된 전기는 모터를 돌려 차를 움직인다. 현대차는 지난 2013년 세계 최초로 수소연료 전지차를 양산했다. 이를 위해 현대차는 울산공장 내에 새로운 생산 공법을 적용한 수소연료전지차 전용 생산공장을 별도로 구축했다.
현대차가 성공한 수소연료전지차 대량생산은 글로벌 완성차 업체에 비해 3년 정도 앞선 것이다. 벤츠·혼다·아우디·GM 등은 2016~2017 년을 상용화 시점으로 잡고 있다. 글로벌 완성차 업체들은 순수 전기차와 함께 수소연료전지차를 미래 자동차 시장 선점을 위한 새로운 블루오션으로 인식하고 있다. 하지만 수소와 산소를 결합해 전기를 생산하는 연료전지스택 개발을 위한 독자 기술력이 부족한 데다, 양산을 위한 생산기술을 확보하지 못해 지금까지 양산에 성공하지 못했다.
얼마 전에는 현대차의 앞선 수소연료전지차 기술력을 다시 확인할 수 있는 기회가 있었다. 지난해 10월 박근혜 대통령 방미 중 경제사절단으로 참석한 정진행 현대차 사장 일행은 10월 15일(현지시간) 워싱턴에서 미국 에너지부 관계자들이 참석한 가운데 수소연료전지차 확산을 위한 한미 협력 방안을 논의했다. 이날 현대차 투싼ix 수소연료전지차 시승회까지 가진 뒤 양측은 수소연료전지차의 대중화를 위한 다양한 안건에 대해 논의한 것으로 알려졌다.
당시 정진행 현대차 사장은 “미국 에너지부에서 주관한 실증사업을 바탕으로 기술을 축적해 투싼ix 수소연료전지차 상용화에 성공할 수 있었다”며 “앞으로도 수소연료전지차와 수소 충전 인프라 기술 분야의 협력관계를 더욱 발전시켜 대중화에 앞장서겠다”고 말했다. 투싼ix 수소연료전지차는 미국 자동차 전문 조사기관인 워즈오토에서 발표하는 ‘2015 10대 엔진’에 수소연료전지차 엔진으로는 최초 선정되는 등 기술력을 인정받기도 했다.
투싼ix 수소연료전지차는 독자 개발한 100Kw의 연료전지스택과 100kW 구동 모터, 24kW의 고전압 배터리, 700기압(bar)의 수소저장 탱크를 탑재했고, 영하 20도 이하에서도 시동을 걸 수 있다. 또한 최 고 속도 시속 160km, 정지상태에서 시속 100km에 도달하는 시간은 12.5초로 내연기관 자동차에 견줄 수 있는 가속 및 동력 성능을 갖췄다. 특히 1회 충전 시 주행거리는 424km로 서울에서 부산까지 한 번에 갈 수 있는 수준이다.
김필수 대림대학교 자동차학과 교수가 말한다. “수소연료전지차는 차세대 친환경차 중 주목받는 차종임에 틀림이 없습니다. 현대차가 수소연료전지차 상용화에 나선 것은 대단한 일입니다. 국내는 물론 미 국, 유럽 등 세계 각지에서 내구성을 쌓아 충분한 실전 테스트를 받았다는 점도 다른 메이커와는 차별화되는 점이죠.”
한발 더 나아가 기아차는 수소연료전지 전용차를 개발할 계획이다. 기존 차량에 기반을 두고 제작한 현대차 투싼ix 수소연료전지차의 개념과 다르게 자체 플랫폼을 제작해 만들 예정이다.
현대차는 친환경 차량에 쓰이는 모터와 배터리, 파워트레인 등 핵심 부품 관련 원천기술을 확보하기 위해 2018년까지 연구개발 인력 7,000여명을 확충할 계획이라고 밝혔다. 현재 상대적으로 수익성이 떨어지는 친환경차의 한계를 원가 절감 및 신기술 개발 투자로 극복한 다는 복안도 밝힌 상태다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
