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탑기어·왓카서 호평받는 기아 EV4
편의성과 성능서 높은 점수 받아
인기 비결엔 첨단 열관리 시스템도 한 몫
현대위아·한온시스템,신기술 도입 속도
글로벌 시장 경쟁 한층 치열해질 전망
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인기 비결엔 첨단 열관리 시스템도 한 몫
현대위아·한온시스템,신기술 도입 속도
글로벌 시장 경쟁 한층 치열해질 전망
[헤럴드경제=김성우 기자] #.경쟁력있는 주행거리와 기술 수준을 보장한다.(왓 카) / 차량 시스템과 인포테인먼트,휴식모드가 극장 수준의 경험을 제공한다.(탑기어) / 실내공간과 기술사양이 인상적이다.(오토익스프레스)
기아 최초의 세단형 전기차 EV4가 출시와 함께 최근 주요 글로벌 자동차 전문지로부터 잇따라 호평을 받고 있다.
EV4는 현대자동차그룹이 자랑하는 다양한 첨단 기술을 대거 탑재하면서도,3만 달러 수준의 저렴한 가격대를 자랑한다.최대 81.4㎾h에 달하는 넉넉한 배터리 성능에 12.3인치 디스플레이로 구현되는 인포테인먼트 시스템이 발군이라는 평가다.이 가운데 EV4가 장착하고 있는‘열관리 시스템’은 앞서 거론됐던 장점들이 극대화하는‘숨은 조연’역할로 주목받고 있다.
5일 자동차 부품업계에 따르면 전기를 동력으로 사용하는 전기차는 열의 발생과 분포가 기존 내연기관차와 다른 특성을 보인다.그만큼 전기차 열관리 시스템에서는 다른 부품과 비교해서도 특별한 전문성과 노하우가 요구된다.
기존 내연기관차는 엔진이 연료를 연소시키는 과정에서 다량의 열이 발생하는데,전기차에서는 구동모터와 배터리,인버터,flex 홀덤온보드 차저 등 다양한 부품에 나눠서 열이 발생한다.차량에서 쓰일 열을 관리하는 역할이 이전대비 더욱 중요해지는 것이다.
단순히 차량을 냉각하는 수준을 넘어선다는 점에서 전기차의 열관리는‘통합 열관리 시스템’(Integrated Thermal Management System)이라는 신규 용어가 쓰일 정도다.
현재 EV4의 열관리 시스템에는 국내 기업인 현대위아와 한온시스템 제품이 탑재돼 있다.이들은 현대차그룹의 전기차 전용 플랫폼인 E-GMP에 어우러진 통합 열관리 시스템을 구축 중이다.글로벌 경쟁자인 테슬라의 열관리 기술‘옥타밸브’(Octovalve),독일 회사들의‘열교환기 시스템’등과 비교했을 때도 우수한 품질을 자랑한다는 평가를 받는다.
우선 현대위아는 열관리에 필요한 핵심부품 중 하나인‘냉각수 허브 모듈’을 공급한다.이 부품은 전기차 배터리와 구동장치의 열을 효율적으로 관리해 성능을 극대화하는 역할을 맡는다.앞서 코나 일렉트릭과 EV9에 적용된 바 있고,EV4 탑재는 그룹 전동화 모델 중에서 세 번째다.
친환경차량은 내연기관 차량과 달리 가용할 열원이 마땅치 않아서 폐열 회수와 활용을 넘어서는 별도의 열관리 장치가 필수적인데,현대위아의 냉각수 허브 모듈이 이를 돕는다.이를 위해 냉각수 회로를 최적화하는 것은 물론 배터리를 적절한 온도로 유지하기 위한‘냉매 열교환기’와‘냉각수 분배 및 공급 부품’을 통합했다.이러한 모듈 구성으로 부품을 최소화하고 엔진룸의 공간 활용도를 극대화했다.
현대위아는 전기차 열관리 기술을 신규 성장 동력으로 삼고,지속적으로 관련 기술을 발전시키고 있다.이와 함께 내년 하반기부터는 실내 공기까지 포함하는 통합 열관리 시스템(ITMS)을 양산한다는 계획도 세웠다.이를 통해 냉각·공조·쿨링 모듈을 하나로 통합하여 차량의 전비 효율을 높이고,공조 시스템을 통해 실내 공기의 질까지 관리하는 것을 도모한다.ITMS 개발을 통해 전비 개선 효과가 13.3% 이상 증가할 것으로 기대된다.
글로벌 점유율 2위 열관리 기업인 한온시스템은 4세대 히트펌프 시스템과 Thin HVAC을 EV4에 공급 중이다.
우선 히트펌프 시스템은 차량에서 발생할 수 있는 열을 최대한 활용할 수 있도록 구성된 시스템이다.전기차에서는 배터리 등 고온의 제품에서 발생한 열을 열이 필요한 차량 곳곳으로 이동하는 역할을 맡는다.배터리를 활용해 열을 내는 것이 아니라,차량에서 발생한 폐열을 이동시키는 것이 골자다.
특히 한온시스템이 자랑하는 4세대 히트펌프 시스템은 외부 공기와 모터와 배터리에서 발생하는 폐열을 동시에 활용하면서,전비와 주행거리를 개선하는 데 성공했다.앞서 EV3에 세계 최초로 적용돼 우수성을 인정받았고,EV4에도 탑재됐다.
HVAC은 히팅(Heating),벤틸레이션(Ventilation)과 에어컨디셔닝(Air Conditioning)을 줄인 약자로,히터와 에어컨·환풍기 역할을 동시에 할 수 있는 차량의 공조 시스템 전반을 지칭한다.
한온시스템이 현대차그룹과의 협업을 통해 개발한‘Thin HVAC 시스템’은 기존 대비 공조장치의 크기를 30% 이상 줄인 것이 특징이다.부피 축소의 경우 일반적으로 공조 성능의 저하를 가져오지만,한온시스템은 기존 세로로 배치되던 열교환기를 가로로 배치하고,2열 공조 경로를 변경하는 등 다양한 방안을 강구하면서 개발에 성공했다.
기존 공조와 비교했을 때 수직으로 배치되던 에바포레이터,이너 컨덴서,고전압 PTC 등 열교환기 부품이 수평으로 배치되고,풍량을 제어하는 도어 부품의 작동 방식을 회전 타입에서 슬라이딩 타입으로 변경했으며,1열과 2열 유로 분리 구조를 통해 2열 토출구의 경로를 전방 대시보드 패널 측으로 형성했다.덕분에 상하 부피 출소를 이뤄냈고,넉넉한 1열 레그룸을 확보하는 데 성공했다.
향후 전기차의 열관리 시스템은 지능화·소형화·고효율화 기조를 띨 것으로 보인다.열관리는 이제 단순한 부품 기술이 아닌,전기차 시대의‘효율 전쟁’을 좌우하는 중심에 서는 추세다.이에 따라 미래 전동화 분야에서 현대위아와 한온시스템의 역할도 점차 커질 것으로 기대된다.
업계 관계자는 “배터리 기술의 발전과 함께 열관리 기술도 고도화돼야 하며,이는 전기차의 주행 거리·안전성·사용자 편의성 등에 직접적인 영향을 미칠 것”이라면서 “통합 열관리 시스템은 차량의 경량화와 에너지 효율 향상에도 기여해 전기차의 경쟁력을 높이는 핵심 요소로 자리잡을 가능성이 크다”고 전망했다.
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