‘2-스테이지 모터시스템’으로 고출력·고효율 두 마리 토끼 잡았다

2-스테이지 모터시스템 영상 캡쳐. 사진=현대차·기아
 

현대차·기아가 전기차 구동 성능과 효율을 모두 만족시키는 혁신 기술 ‘2-스테이지 모터시스템’의 원리를 알기 쉽게 설명한 영상을 공개했다.

현대차·기아는 지난해 산업통상자원부 주관 ‘대한민국 기술대상’에서 대통령상을 수상한 2-스테이지 모터시스템 기술을 상세히 소개하는 영상을 현대자동차그룹 공식 유튜브 채널에 게재했다고 10일 밝혔다. 이번 영상은 일반 소비자도 쉽게 이해할 수 있도록 제작됐으며, 기술 중심의 고객 소통 강화 차원에서 기획됐다.

영상은 전기차 구동 시스템의 핵심 구성요소인 모터, 감속기, 인버터의 역할을 설명하며 시작한다. 특히 고출력 중심의 일반 모터 시스템이 도심 주행 시 효율이 떨어지는 문제를 개선하기 위해 현대차·기아는 인버터의 역할에 주목했다.

기존 인버터는 6개의 실리콘 카바이드(SiC) 반도체 스위치를 사용하는데, 현대차·기아는 여기에 실리콘 전력 반도체 6개를 추가해 총 12개의 스위치를 탑재한 ‘2-스테이지 모터시스템’을 개발했다. 이로써 모터에 인가할 수 있는 전압을 최대 70%까지 높였고, 결과적으로 출력이 비약적으로 향상됐다.

일상 주행에서는 기존 6개 스위치만 사용해 에너지 효율을 높이고, 고속·고출력 주행 시에는 12개 스위치를 모두 활용해 성능을 극대화한다. 단순히 스위치 수를 늘리는 데 그치지 않고, 독자 제어 알고리즘과 모드 절환 기술을 적용해 전환 과정의 이질감을 최소화했다.

2-스테이지 모터시스템은 기아 EV6 GT를 시작으로 현대차 아이오닉 5 N, 아이오닉 6 N, 아이오닉 9, 신형 넥쏘 등에 적용되고 있으며, 향후 전기차 라인업 전반으로 확대될 예정이다.

현대차·기아는 이 기술과 관련해 한국을 비롯해 미국, 유럽, 중국, 일본 등에서 총 47건의 특허를 출원했다. 연구진은 “2-스테이지 모터시스템은 전 세계에서 유일하게 고출력과 고효율을 동시에 실현한 기술”이라며 “경쟁사들이 자사 전기차를 분해해 분석할 정도로 높은 기술력을 인정받았다”고 말했다.

< 문화경제 김한준 기자 >