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아이오닉 일렉트릭으로 알아보는 전기차의 모든 것

작성일2016.11.08

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작성자 : 김용지
▲ 드라이빙 디바이스 아이오닉 일렉트릭
▲ 드라이빙 디바이스 아이오닉 일렉트릭

한정된 지하자원을 사용하는 지금의 자동차 시장에서, 전기자동차는 다가오는 미래이자 가장 주목받는 친환경 기술 중 하나이다. 현대자동차의 ‘아이오닉 일렉트릭’을 통해 전기자동차란 무엇이고 어떠한 특성과 디자인을 지녔는지, 지난 9월 오픈한 ‘현대 모터 스튜디오 하남’에서 영현대 기자단이 살펴보았다.


전기자동차


▲ 더욱 가까워진 전기자동차의 시대
▲ 더욱 가까워진 전기자동차의 시대

전기자동차는, 전기를 에너지로 주행하는 자동차를 뜻한다. 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정 과정이 필요 없는, 배터리와 모터를 사용한 주행으로, 일반 차량과 구조적으로 많은 차이가 있다. 일반 자동차에서 나오는 배기가스가 전혀 없으며, 소음이 아주 적다는 장점이 있다.


드라이빙 디바이스, 아이오닉 일렉트릭


▲ 아이오닉 일렉트릭의 프론트 마스크
▲ 아이오닉 일렉트릭의 프론트 마스크


▲ 아이오닉 일렉트릭의 후측면
▲ 아이오닉 일렉트릭의 후측면

아이오닉 일렉트릭(IONIQ electric)은 2016년 6월에 출시된 현대자동차 최초의 양산형 전기자동차다. 같은 해 1월에 출시되었던 하이브리드 자동차 ‘아이오닉’ 의 완전 전기 구동 버전이며, 출시 3개월 만에 1천 대 판매, 누적 3천 대 계약을 돌파해 성공적인 항해를 하고 있다. 연비나 환경을 고려한 디자인이 안팎으로 적용된 독특한 이미지를 가진 차량이다.


▲ 2012 아이오닉 콘셉트(http://insideevs.com/hyundai-ioniq-gets-revealed-wdrivetrain-spy-videos/)
▲ 2012 아이오닉 콘셉트(http://insideevs.com/hyundai-ioniq-gets-revealed-wdrivetrain-spy-videos/)

차명인 아이오닉은 전기적인 힘의 결합과 분리를 통해 새로운 에너지를 만들어내는 이온(ion)과 현대자동차의 독창성(unique)이 결합된 합성어이며, 2012년에 개최된 제네바 모터쇼에서 선보인 플러그인 하이브리드 콘셉트카의 차명을 계승한 것이다.


심장


▲ 아이오닉 일렉트릭의 엔진 룸
▲ 아이오닉 일렉트릭의 엔진 룸


▲ 언뜻 보면 일반적인 엔진 룸 같지만, 내연기관이 완전히 배제되어 있다.
▲ 언뜻 보면 일반적인 엔진 룸 같지만, 내연기관이 완전히 배제되어 있다.


▲ BLUE-DRIVE TECHNOLOGY ‘EV’
▲ BLUE-DRIVE TECHNOLOGY ‘EV’

아이오닉 일렉트릭이 일반 자동차와 가장 다른 점은 바로 엔진이 없다는 점이다. 내연기관이 필요 없는 아이오닉 일렉트릭은 구동계 부품의 수가 일반 차량 대비 상대적으로 적고, 공기 중 탄소 배출이 없는 완전 친환경 차량이다.


▲ 현대 모터 스튜디오 하남의 볼거리, ‘Wired 아이오닉’. 아이오닉 일렉트릭의 절개 모형이다.
▲ 현대 모터 스튜디오 하남의 볼거리, ‘Wired 아이오닉’. 아이오닉 일렉트릭의 절개 모형이다.


▲ 비디오 아트를 통해 전기를 사용하는 차량을 시각적으로 표현하였다.
▲ 비디오 아트를 통해 전기를 사용하는 차량을 시각적으로 표현하였다.


▲ 아이오닉 일렉트릭의 리튬 이온 배터리 (lithium ion battery)
▲ 아이오닉 일렉트릭의 리튬 이온 배터리 (lithium ion battery)

차량 뒷좌석과 트렁크 하단 약 1/3부분까지를 차지한 리튬 이온 배터리(lithium ion battery)가 차량 앞쪽에 장착된 모터를 작동시켜 달리는 아이오닉 일렉트릭은, 한번 충전으로 191km 가량을 주행할 수 있으며, 88.0Kw의 출력으로 시속 165km의 최고속도, 시속 100km 돌파까지 10.2초라는 확보한 준수한 성능을 확보하였다. 대부분의 사람들은, 전기 자동차의 모터는 엔진보다 약하거나 느릴 것이라 생각하지만 일반 내연기관 차량은 일정 rpm(revolution per minute-분당회전수)에 도달해야 최고 출력을 내는 반면, 전기자동차는 출발 직후부터 최대 토크(회전력)가 나와 최고 출력을 뿜어낼 수 있다. 강한 가속력을 만드는 데에는 전기자동차가 유리하며, 이미 슈퍼카 수준의 가속력을 가진 전기자동차 또한 이미 존재한다.


충전


▲ 완속 충전을 위한 차량 앞쪽의 충전구
▲ 완속 충전을 위한 차량 앞쪽의 충전구


▲ 급속 충전을 위한 차량 뒤쪽의 충전구
▲ 급속 충전을 위한 차량 뒤쪽의 충전구

아이오닉 일렉트릭은 완충에 4시간 25분이 걸리고(AC 단상), 급속 충전기를 사용한다면 23~30분 만에 80%까지 충전이 가능하다. 주행 중 주유소에 들러 연료를 채우는 기존의 차량 운행 방식에서, 주차 시에 충전이 진행되는 방식으로 차량 사용의 변화가 이루어지는 것이다.


▲ 충전 스테이션
▲ 충전 스테이션

2015년 교통안전공단의 조사 결과에 따르면 승용차의 일일 주행거리는 평균 37.6km이다. 한 번 충전으로 191km를 주행하는 아이오닉 일렉트릭은 주중에 단 한 번의 충전만으로도 충분한 주행이 가능하다.


고효율


▲ 아이오닉 일렉트릭의 스티어링 휠(steering wheel-핸들)
▲ 아이오닉 일렉트릭의 스티어링 휠(steering wheel-핸들)

아이오닉 일렉트릭은 뛰어난 고효율 시스템 또한 갖추고 있다. 실내 냉방 시에는 일반 차량과 같은 방식의 냉방을 진행하지만, 난방 시에는 냉매의 순환 경로를 변경해 기체 상태의 냉매가 액체로 변하는 과정에서 나오는 열을 이용해 차량을 난방 한다. 상황에 따라 운전석만 부분 냉난방을 실시하는 ‘운전석 개별 공조’ 시스템, 차량의 운동에너지 일부를 다시 에너지로 사용하는 ‘회생제동 시스템‘ 등을 적용해 불필요한 에너지 소모를 최소화했다.


공기 역학- 범퍼


▲ 세단이나 해치백 차량과는 다른 후면부
▲ 세단이나 해치백 차량과는 다른 후면부

공기역학(aerodynamics)이란, 유체역학의 한 부문으로, 기류를 대상으로 하는 학문이며 자동차 디자인에서 빠질 수 없는 공학 요소이다. 공기저항을 최소화해 에너지 효율을 극대화하는 것이 무엇보다 중요한 전기 자동차는, 연비 향상에 많은 디자인적 요소를 사용한다. 실제로 아이오닉은 국산, 수입차를 통틀어 가장 낮은 수준인 0.24Cd의 공기저항 계수를 실현했으며, 고속에서의 풍절음도 거의 없는 수준이다. (일반적인 차량들은 0.3Cd를 웃돈다.)


▲ 세로형 주간 주행등(daytime running lights)옆으로 휠 에어 커튼이 보인다.
▲ 세로형 주간 주행등(daytime running lights)옆으로 휠 에어 커튼이 보인다.

차량 전체의 공기저항 중 약 15% 정도가 바퀴 주위에서 발생한다. 휠 에어 커튼이란, 전면부 범퍼의 양 끝에 마련된 공기 통로를 거쳐 나간 공기가 휠 바깥쪽에 일종의 커튼을 형성해 휠 주변 공기의 저항을 줄이는 역할을 하는 부품이다. 주행 시 브레이크의 온도를 식혀주는 역할 또한 수행한다.


▲ 각진 구성의 범퍼에는 공학적 이유가 있다.
▲ 각진 구성의 범퍼에는 공학적 이유가 있다.


▲ 후면 범퍼
▲ 후면 범퍼

앞, 뒤 범퍼의 형상은 대다수의 일반 차량들과는 조금 다른, 각진 모서리를 지녔는데 이는 여타 현대자동차의 하이브리드 차량들과도 공유하는 디자인 요소이다. 흔히, 둥글게 말려들어가는 모서리가 공기저항에 유리하지 않을까 생각하지만, 실제론 각진 형태의 범퍼가 와류 현상의 시발지를 최대한 뒤로 밀어 공기저항을 줄여준다.

*와류 현상이란, 고속 주행 시 차량이 가른 공기들이 제자리를 찾아가는 과정에서 차량 후미에 진공 상태가 생기게 되고, 그때 벌어지는 빨려 들어가는 듯한 불안정한 공기의 움직임이다.


공기역학- 라디에이터 그릴


▲ 아이오닉 일렉트릭은 라디에이터 그릴(radiator grille-라디에이터 냉각을 위한 구멍)이 없다.
▲ 아이오닉 일렉트릭은 라디에이터 그릴(radiator grille-라디에이터 냉각을 위한 구멍)이 없다.

아이오닉 일렉트릭은 엔진 없이 모터로만 달리는 차량이기에, 엔진의 라디에이터를 식힐 공기를 흡입할 이유가 없다. 따라서, 차량 정면의 라디에이터 그릴이 없으며, 현대자동차를 나타내는 육각 형상만이 남아있다. 깔끔하게 막혀있는 전면부는 공기저항을 극복하는 데에도 도움이 된다.


▲ 라디에이터 그릴이 있는 아이오닉 하이브리드의 전면부
▲ 라디에이터 그릴이 있는 아이오닉 하이브리드의 전면부

그릴의 형태가 헤드램프 하단까지 들어간 독특한 구성은, 친환경 차량인 아이오닉 시리즈에게 타 차량들과의 디자인적 차별성을 부여한다.


공기 역학- 휠


▲ 아이오닉 일렉트릭의 에어로 타입 17인치 휠
▲ 아이오닉 일렉트릭의 에어로 타입 17인치 휠

아이오닉 일렉트릭의 휠 디자인은 에어로 타입(Aero type)의 휠이다. 에어로 타입의 휠은 구멍이 작은 곡면형 디자인으로, 공기저항을 줄이고 브레이크의 열을 빼내는 바람개비 원리의 냉각 효과를 위해 설계된 휠이다. 현대자동차는 대부분의 친환경 차량에 에어로 타입의 휠을 적용하였다.


공기 역학- 루프


▲ 아이오닉 하이브리드의 측면. 아이오닉 시리즈는 공기저항을 덜 받는 패스트백(fastback)타입의 루프 라인을 갖추었다.
▲ 아이오닉 하이브리드의 측면. 아이오닉 시리즈는 공기저항을 덜 받는 패스트백(fastback)타입의 루프 라인을 갖추었다.


▲ 아이오닉 하이브리드의 티저 이미지. 지붕면의 흐름이 트렁크를 거의 남기지 않고 마무리되는 디자인을 보인다.
▲ 아이오닉 하이브리드의 티저 이미지. 지붕면의 흐름이 트렁크를 거의 남기지 않고 마무리되는 디자인을 보인다.

아이오닉 시리즈는 ‘패스트백’(Fastback) 타입의 루프 디자인을 채택하였다. 패스트백이란, 지붕의 흐름이 트렁크 부분을 거의 남기지 않고 마무리되는 디자인 요소인데, 공기저항을 줄여주는 효과를 발휘한다. 아이오닉과 같이 낮은 공기저항을 주 목표로 하는 차량들은 대다수가 유사한 형태의 지붕을 가지고 있다.


공기 역학- 덕테일 형상


▲ 테일램프 사이의 창 위로 치켜 올라간 덕 테일 형상이 있다.
▲ 테일램프 사이의 창 위로 치켜 올라간 덕 테일 형상이 있다.

덕 테일(duck tail)이란, 와류현상을 줄이기 위해 고안된 형상이다. 오리의 꼬리처럼 후미쪽을 위로 추켜올린 것인 그것인데, 이것은 차체를 타고온 공기가 와류를 보다 뒤에서 형성하도록 유도하여 공기저항을 완화시키는 역할을 수행한다.


인테리어


▲ 갈색의 컬러 포인트가 많다.
▲ 갈색의 컬러 포인트가 많다.


▲ 미래적인 디자인의 LCD계기판
▲ 미래적인 디자인의 LCD계기판


▲ 회생제동량 및 감속력 증가
▲ 회생제동량 및 감속력 증가


▲ 회생제동량 및 감속력 감소
▲ 회생제동량 및 감속력 감소

스티어링 휠(steering wheel-핸들) 뒤에 위치한 회생제동용 패들 시프트(paddle Shift-운전대에서 손을 떼지 않고 변속 제어가 가능하게 만든 장치)는 좌측 패들은 ‘회생제동량 및 감속력 증가’, 우측 패들은 ‘회생제동량 및 감속력 감소’를 의미한다. 좌측 패들을 당기면 회생제동량이 올라가며 그에 따라 감속력 역시 증가하며 최대 3단계까지 조절이 가능하다.


▲ 버튼 방식의 전자식 변속 시스템
▲ 버튼 방식의 전자식 변속 시스템

일반 차량에서 기어 노브(gear knob-기어봉)가 있을 위치에는 낯선 전자식 변속 버튼이 자리하고 있다. 이는 현대차 전 차종에서 볼 수 없던 새로운 방식으로, 상당한 소프트웨어적 뒷받침이 있었기에 가능한 기술이다. 자동차가 알아서 주행 상황을 판단해 변속을 수행하고, 상황에 따라 자동으로 P모드(주차 모드)로 들어가는 기능 또한 장착되어 있다.


▲ 독특한 패턴의 내장재
▲ 독특한 패턴의 내장재

친환경 자동차라는 이름에 걸맞은 재활용 소재를 적극 활용한 인테리어를 채택하였다.


마치며


▲ 아이오닉 일렉트릭의 헤드램프
▲ 아이오닉 일렉트릭의 헤드램프

최근 '친환경'이 주목받으면서, 전기 자동차에 대한 세계의 관심 또한 높아지고 있다. 나날이 완성도가 높아지는 전기자동차는 더 이상 영화 속 상상이 아닌, 우리 앞에 놓인 다가오는 미래이자, 자동차 산업의 다음 단계라는 것을 기억하자.


▲ 드라이빙 디바이스, 아이오닉 일렉트릭
▲ 드라이빙 디바이스, 아이오닉 일렉트릭

출시 3개월 만에 판매량 천대를 돌파하고, 누적 3천 대 계약을 돌파한 아이오닉 일렉트릭은, 다가오는 전기 자동차 시대에 현대자동차가 내민 성공적인 첫발로 평가된다. 전기자동차만의 효율성, 경제성 그리고 친환경성이 어우러진 ‘드라이빙 디바이스, 아이오닉 일렉트릭’ 의 전진을 응원한다.


영현대기자단13기 김용지 | 경희대학교
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