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삼성SDI, 전기자동차 미래 HEV → PHEV → EV 전망

배터리 기술의 발전과 각국 정부의 친환경 자동차 개발에 대한 관심과 정책, 전기 충전소 인프라 확충에 대한 계획 등이 발표되며 전기자동차에 대한 기대가 커지고 있다. 삼성SDI는 전기자동차 시장이 '하이브리드'에서 '플러그인 하이브리드'를 지나 '순수 전기자동차'로 갈 것으로 내다보고 있다. 26일 삼성SDI에 따르면 전기자동차는 가솔린 자동차보다도 50년 앞선 1832년 스코틀랜드 로버트 앤더슨이 세계 최초로 개발했다. 가솔린 자동차는 1885년 카를 벤츠에 의해 탄생했다. 이후 대량생산과 석유개발 등의 요인으로 전기자동차는 밀려났고, 1900년대부터 100여 년간 가솔린 자동차가 자동차의 원형으로 여겨져 왔다. 100년 만에 자동차 시장에 돌아온 전기자동차가 글로벌 시장의 주도권을 넘보고 있는 것이다. ◇ 하이브리드 전기자동차 (HEV, Hybrid Electric Vehicle) HEV는 현재 우리가 가장 쉽게 접할 수 있는 형태로 토요타의 '프리우스'가 대표적인 모델이다. 화석연료 엔진과 전기모터를 함께 사용하는 것은 플러그인 하이브리드(PHEV)와 동일하지만, 배터리를 따로 충전하지 않는다는 차이가 있다. 정상 주행할 때에는 엔진을 주로 사용하고, 시동을 걸 때나 고속 주행 등 더 큰 출력이 필요할 때에는 전기모터를 보조로 사용하는 방식이다. 운전가 '배터리를 어떻게 관리해야 한다, 충전해야 한다' 등에 대해 고민할 필요가 없고, 특별히 신경 쓰지 않아도 된다는 장점이 있습니다. 배터리 충전이 자체 동력에 의해 이뤄지기 때문에 전기 충전소 등의 인프라가 필요치 않아, 보급이 활발하다. 그러나 최근 발표된 미국의 ZEV(Zero Emission Vehicle) 규제 계획에 따르면, 미국은 2018년부터 HEV를 전기자동차 기준에서 제외할 예정이다. ZEV는 '제조사는 연간 판매량 대비 일정 비율만큼 전기자동차를 판매해야 한다'는 규제로 HEV는 그 대상에서 제외된다는 것이다. 이에 시장에서는 친환경 자동차의 대세가 HEV에서 PHEV, 순수전기자동차(EV)로 넘어갈 것으로 전망하고 있다. ◇ 플러그인 하이브리드 전기자동차 (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle) PHEV는 내연기관과 전기모터를 함께 사용한다. 배터리는 외부전원(Plug)으로 충전할 수 있도록 한 전기자동차 형태다. 전기 콘센트에 플러그를 꽂아 전기로 주행하다가 충전한 전기가 모두 소모되면 화석연료 엔진으로 움직인다. 통상 40~50km의 거리를 전기로 주행할 수 있다. 내연기관을 써야 한다는 점에서 탄소 제로의 대안은 아니지만, 화석연료 자동차에서 EV로 가는 중간 단계로 인식된다. 아직 EV의 주행거리 한계가 있는 만큼, 그 단점을 보완하면서 연비를 늘릴 수 있다는 장점이 있다. 삼성SDI의 배터리가 적용된 BMW i8의 경우, 가솔린 엔진과 전기모터를 함께 사용해 최고출력 362마력의 힘을 낸다. 연비는 47.6km/ℓ로 기존 가솔린 자동차에 비해 2배 이상이다. 한 번 충전으로 600km까지 주행이 가능하다. 소비자 편의, 주행거리, 인프라 등으로 향후 가장 많이 사용될 전기자동차 형태로 주목받고 있다. ◇ 순수 전기자동차 (EV, Electric Vehicle) EV는 화석연료(가솔린,디젤) 엔진 없이 배터리를 통한 전기에너지만을 동력원으로 사용하는 자동차다. 충전된 전기에너지만으로 구동돼, 이산화탄소 등 배출가스가 전혀 발생하지 않는다. 내연기관이 필요 없고 전기모터만 장착하면 되기 때문에 자동차 구조를 단순화할 수 있다. 자동차 앞쪽의 엔진룸이 없어도 돼 해당 공간을 활용해 기존 상식과는 다른 다양한 디자인의 자동차가 등장하고 있다. 또 기존 자동차와 다른 점은 소리가 나지 않는다는 것이다. 때문에 전기자동차를 처음 운전해보면 '부릉부릉' 하는 엔진 소리가 없어서 시동이 걸렸는지, 차가 지나가고 있는지도 모르는 상황이 발생하기도 한다. 이에 전기자동차 제조사들은 일부러 엔진 소리가 나도록 효과음을 넣기도 한다. EV는 배터리만으로 자동차를 구동하므로 배터리 성능이 가장 중요한 요소다. 현재 기술력으로는 한 번 충전으로 최대 160km를 달릴 수 있는 수준이다. 삼성SDI는 지난 1월 디트로이트 모터쇼에서 공개한, 한 번 충전으로 300km 이상 주행이 가능한 대용량 배터리를 개발 중이다. 사측은 머지않아 상용차에도 적용될 것으로 전망하고 있다. ◇ 전기자동차의 미래는? HEV → PHEV → EV 현재 가장 많이 보급돼 있는 전기자동차 유형은 HEV다. 하지만 친환경 이슈 등으로 인해 내연기관 대비 전기모터의 비중이 점차 높아질 것으로 전망이다. 실제 최근 전기자동차 시장은 HEV에서 충전이 가능한 PHEV로 이동하는 추세를 보이고 있다. 글로벌 자동차 제조사들도 HEV 모델보다 PHEV 모델을 늘리고 있는 상황이다. 업계에서는 현재까지는 가격경쟁력과 편의성을 확보한 HEV가 대세지만, 2016년~2017년에는 HEV를 넘어 PHEV가, 2017~2020년에는 EV가 본격 성장할 것으로 내다보고 있다.

2015-03-26 13:55:41 이정필 기자
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BMW i8, 전기차의 미래를 말하다

BMW i8, 전기차의 미래를 말하다 BMW 최초의 플러그인 하이브리드 차량 'BMW i8'이 한국에 출시됐다. BMW 코리아(대표 김효준)는 26일 서울 동대문 디자인플라자에서 BMW i의 두 번째 모델인 i8을 국내에 공식 출시했다. BMW코리아 측은 "BMWi8은 미래 지향적인 디자인과 신소재 개발을 통한 가벼운 차체, 강력하고 효율적인 동력구동장치로 지속가능한 미래 이동수단에 대한 비전을 현실화한 모델"이라고 설명했다. BMW i8은 플러그인 하이브리드 차량으로 전기차와 하이브리드 자동차의 장점이 결합된 것으로 전기 모터와 가솔린 엔진을 모두 가지고 있다. 플러그를 통해 충전된 배터리를 이용해 주행하다가 전기가 모두 소모되면 가솔린 엔진으로 움직이는 방식이다. ◆신소재로 가벼워졌다 BMW i8은 특별히 설계한 드라이브 구조를 적용해 탑승공간인 라이프 모듈과 구동 시스템, 섀시, 배터리 등으로 구성된 드라이브 모듈이 완벽히 분리된 형태를 갖추고 있다. 라이프 모듈은 신소재인 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)으로 제작됐다. 드라이브 모듈은 알루미늄이 사용됐다. 차체에 사용할 수 있는 가장 가벼운 소재인 탄소섬유강화플라스틱은 비틀림 강성이 매우 높으면서도 중량은 강철보다 50%, 알루미늄보다 30%나 가볍다. BMW는 탄소섬유강화플라스틱을 활용한 이 모듈들을 통해 공차중량을 1485kg까지 줄였다. 에어로 플랩과 유선형 스트림 플로우 적용을 통한 BMW i 디자인과 낮은 무게 중심, 균형 잡힌 무게 배분, 0.26Cd의 낮은 공기저항계수를 갖춰 민첩성과 역동성은 물론이고 강렬한 드라이빙 경험까지 제공한다. ◆하이브리드 스포츠카의 획기적 디자인 BMW i8의 디자인은 플러그인 하이브리드 스포츠카라는 콘셉트만큼 획기적이다. 크기는 전장 4689mm, 전폭 1942mm, 전고 1291mm이며 역동적인 비율과 우아한 스포티 라인, 날렵한 실루엣과 혁신적인 디자인 요소를 결합했다. 다양한 표면들이 겹쳐진 레이어링 형태의 디자인은 i8의 독특한 외관을 완성했다. 전기모터와 엔진을 구분하는 콤팩트한 구조를 위해 차체의 앞쪽과 뒤쪽은 매우 낮게 만들었다. 날렵한 차량의 측면은 i8만의 뛰어난 주행성능을 역동적으로 표현했다. 날개처럼 위로 열리는 시저(Scissor) 도어와 함께 BMW i를 상징하는 블랙 벨트가 보닛에서 'V'자 형태로 나타나 루프를 지나 뒤쪽까지 이어져 압도적인 존재감을 보여준다. 이와 함께 풀 LED 헤드라이트와 교통상황에 따라 상향등을 자동으로 전환해주는 하이빔 어시스턴트(Highbeam Assistant) 등 첨단 장비가 기본 장착되어있다. 입체적인 구조는 가벼우면서도 강력한 인상을 준다. 대비가 강한 색상 조합은 강렬함을 더한다. 센터 콘솔의 디자인은 역동적인 곡선을 이룬다. 고급스러운 할로 패키지도 적용됐다. 천연 가죽 시트와 도어, 사이드 트림, 인스트루먼트 패널 가죽 마감에 달버지아 브라운 컬러가 사용됐다. BMW i 고유 블루 컬러는 시트 벨트와 스티칭, 스티어링 휠에 적용돼 BMW i 만의 정체성을 느낄 수 있다. ◆첨단 플러그인 하이브리드 시스템 i8에는 BMW 이피션트 다이내믹스의 최고 수준을 보여주는 첨단 플러그인 하이브리드 시스템이 적용됐다. BMW 직렬 3기통 트윈파워 터보 엔진과 BMW eDrive 기술이 적용된 전기모터의 최적화된 결합이다. 배기량 1.5리터의 직렬 3기통 엔진은 최고출력 231마력과 최대토크 32. 7kg·m의 힘을 발휘한다. 6단 자동 변속기를 통해 뒷바퀴로 전달된다. 전기모터는 최고출력 131마력, 최대토크 25.5kg·m의 힘을 낸다. 이 힘은 2단 자동 변속기를 통해 앞 바퀴로 전달된다. BMW i8의 두 구동시스템의 결합은 총 362마력의 힘을 발휘한다. 정지 상태에서 100km/h까지속력을 내는데 4.4초밖에 걸리지 않는다. BMW i8에 탑재된 리튬이온 배터리는 총 용량이 7.1kWh이다. 전기모터 구동으로만 최대 37km(유럽기준)의 주행이 가능하다. 최고 120km/h의 속도를 낼 수 있다. 두 동력원의 공조를 통해 주행 가능한 거리는 최대 600km(유럽기준)에 달한다. 리튬 이온 고전압 배터리는 일반 가정용 220V 전원과 BMW i 월박스, 공공 충전소 등을 이용해 충전할 수 있다. 배터리 충전시간은 220V 플러그를 사용할 경우 약 2시간반에서 4시간, 월박스를 사용할 경우에는 약 2시간이 걸린다. 플러그인 하이브리드의 특성 상 배터리를 완전히 사용한 후에 내연기관 만으로 주행이 가능하다. ◆스포츠차의 주행성능과 효율성을 하나로 BMW i8은 스포츠, 컴포트, ECO PRO, eDrive 등 총 4가지의 주행 모드를 선택할 수 있다. 컴포트 모드는 역동성과 효율성 사이에서 최적의 균형을 통해 편안한 주행 감각을 제공한다. 스포츠 모드는 전기모터로 출력을 강력하게 증폭시키고 에너지를 체계적으로 회수, 고전압 배터리에 공급해 스포츠카 본연의 주행감각을 느낄 수 있다. ECO PRO 모드는 전기 모드와 하이브리드 모드 모두에서 사용할 수 있다. 최첨단 스포츠카에 어울리는 20인치 BMW i 경합금 휠이 장착됐다. DMB 기능을 갖춘 내비게이션과 컴포트 엑세스 기능, 헤드업 디스플레이, 하만카돈 하이파이 라우더 스피커 시스템 등 프리미엄 옵션도 적용됐다. BMW 커넥티드 드라이브를 통해 이머전시 콜을 비롯한 다양한 기능을 활용할 수 있다. 드라이빙 어시스턴스, 전자식 주차 브레이크, 보행자 보호 사운드 등 다양한 안전 편의 장치들이 탑재되었다. 또한 BMW i 리모트 앱을 통해 스마트폰으로 전기주행가능거리, 충전상태, 잔여연료 등을 확인 할 수 있다. BMW i8은 아이오닉 실버, 프로토닉 블루, 크리스탈 화이트, 그리고 2가지의 하이라이트 컬러 버전을 가진 소피스토 그레이를 포함해 총 5가지 컬러로 선택 가능하다. 국내 출시 가격은 1억 9990만원(VAT 포함)이다. [!{IMG::20150326000074.jpg::C::480::BMW코리아는 26일 BMW 최초의 플러그인 하이브리드 스포츠카 BMW i8을 서울 동대문 디자인 플라자에서 공개했다. / BMW코리아 제공}!]

2015-03-26 10:47:48 양소리 기자