전기모터가 생산한 동력, 변속기와 구동축 거치지 않고 바퀴에 직접 전달

[서울경제 파퓰러사이언스] 국제유가가 연일 고공행진을 계속하면서 이제 연비는 자동차를 구매할 때 가장 먼저 고려해야 하는 사항의 하나가 됐다.

또한 지구온난화 등 환경문제가 부각되면서 유해 배기가스 배출을 최소화한 친환경 자동차에 대한 관심도 높아지고 있는 추세다.

세계 각국의 완성차 메이커들이 이 두 가지 화두를 모두 충족시킬 수 있는 하이브리드 카를 차세대 자동차의 핵(核)으로 보고 기술개발에 전력을 기울이고 있는 이유가 여기에 있다.

이와 관련, 볼보자동차가 최근 친환경성과 연비를 획기적으로 높인 신개념의 하이브리드 카를 개발해 전 세계 오너드라이버들의 이목을 집중시키고 있다.

볼보의 C30을 모델로 한 플러그인 방식의 하이브리드 콘셉트 카 ‘리차지(ReCharge)’가 바로 그 주인공.

이 차량은 전기모터를 주 동력원으로, 내연기관 엔진을 보조동력원으로 사용하는데 연비가 무려 1ℓ당 68km에 달한다.

현재 출시된 하이브리드 카 중 가장 뛰어난 것으로 꼽히는 도요타의 뉴 프리우스(35.5km)에 비해 무려 두 배나 높다.

게다가 휘발유가 아닌 디젤 또는 바이오연료 엔진을 채용해 유해가스 배출량은 기존 하이브리드 카에 비해 35%에 불과하다.

일반 휘발유 자동차와 견줘보면 배기가스 배출이 거의 없다고 해도 무방한 수준이다.

리차지의 이 같은 성능 향상을 이끌어낸 원동력은 볼보만의 ‘차륜 모터(wheel motor)’ 기술에 있다.

이 기술은 전기모터가 생산한 동력을 트랜스미션(변속기)과 구동축을 거쳐 바퀴에 전달하는 것이 아니라 각각의 바퀴 속에 소형 전기모터를 내장, 모터가 직접 바퀴를 구동케 하는 것이 핵심.

차륜 모터를 채용한 리차지에는 변속기와 기어박스가 없으며, 컴퓨터로 제어되는 전기장 변속시스템이 그 역할을 대신한다.

바퀴 쪽에는 영구자석, 모터 쪽에는 전자석이 달린 원형 디스크를 부착, 운전자의 가속·감속 명령이 있으면 컴퓨터가 전자석에 전류를 흘려 영구자석과의 간격을 넓히거나 좁히는 방식으로 기어 비(gear ratio)를 통제하는 것.

이렇게 변속기를 제거함으로서 리차지는 동력전달 과정에서 유발되는 10~20%의 에너지 손실 없이 모터가 만들어낸 출력을 100% 바퀴에 전달, 연비를 극대화한다.

배터리에도 막강 연비의 비밀이 숨어있다.

실제 리차지는 리튬 이온전지가 아닌 고성능 리튬 폴리머 전지를 배터리로 사용하는 최초의 플러그인 하이브리드 카다.

소형 휴대기기 이외의 대형장치에 이 전지가 쓰인 것은 이번이 처음으로 이를 통해 리차지는 내연기관 엔진의 도움 없이 배터리의 힘만으로 최대 100km의 주행이 가능하다.

리차지를 출퇴근 용도로만 쓸 경우 평생토록 주유소를 찾아갈 필요가 없다는 얘기다.

친환경 고연비 자동차라고 해서 성능이 떨어질 것이라는 생각 또한 오산이다.

리차지는 정지 상태에서 6초 만에 시속 100km에 도달하며, 최고 속도가 시속 250km에 이르는 등 웬만한 스포츠카에 버금가는 성능을 자랑하기 때문이다.