BYD와 손잡게 된 계기, 가격만이 아니다. BYD의 LFP 배터리를 장착하고 복합 주행거리 433km 달성할 수 있었던 이유

2008년 테슬라가 리튬이온(NCM)배터리를 장착한 전기 스포츠카 ‘로드스터’를 선보이며 전기차의 새로운 시대가 화려한 막을 올렸다. 하지만 전기차의 대중화 혁명은 최근 그 동력을 상실하기 시작했다. 7월까지 국내 전기차 판매량은 누적 9만1825대로 전년 동기 대비 11.2% 증가하며, 지난해 연간 성장률 66%와 비교해 증가 추세가 6분의 1 수준으로 떨어진 것이다.

최근 전기차 시장 성장이 주춤해진 원인으로는 내연기관 차량 대비 접근성이 낮은 가격, 전기차 안전에 대한 신뢰성 부족, 충전 편의성 등 인프라 확보 부진 등이 원인으로 꼽힌다.

전동차의 대중화를 목표로 신차 개발에 착수한 KG모빌리티는 전기차 시장 성장의 돌파구로 전기차의 가격, 안전성, 그리고 전기차의 활용성이란 3가지 요소에서 답을 찾았다. 그 결과물이 바로 20일 시장에 출격한 토레스 EVX다.

토레스 EVX는 여러 가지 매력적인 요소에도 ‘중국산의 BYD LFP(리튬 인산철 블레이드) 배터리’를 적용한 점에 있어 여러 의문점을 갖게 한다. 이러한 의문을 해소하기 위해 토레스 EVX가 LFP 배터리 채택한 이유를 비롯해, KG모빌리티가 이 차량을 필두로 전기차 시장 대중화란 목표 달성의 자신감을 내비치는 근거들을 짚어보았다. 이를 위해 토레스 EVX개발 프로젝트 초기부터 상품 기획을 총괄해 온 양석훈 상품기획실장을 평택 본사에서 만났다.

양석훈 KG모빌리티 상품기획실장. 사진=김예은 기자

- 토레스 플랫폼을 기반으로 EVX가 탄생했다. 초기 기획 단계에서 가장 주안점을 둔 부분은?
"정통 SUV 브랜드로서의 정체성, 안전성, 그리고 합리적 가격입니다.

초기 기획 단계에서 저희는 SUV 전문 제조사가 전기차를 만들면 무엇이 다를 수 있을까를 고민했습니다. 그 결과, 슬릭하고 전기차다운 차량이 아니라 우리의 헤리티지를 그대로 전기 SUV에 반영하는 것이 중요하다는 결론을 내렸습니다.

강인한 SUV 헤리티지에 전동화 신기술을 융합해 SUV 본연의 자유로운 라이프 스타일을 지원해 주고, 기존 전기차의 한계를 뛰어넘는 도전적인 차를 만들고자 하는 게 메인 컨셉이었죠. EVX라는 명칭을 채택한 것도 그러한 이유 때문입니다. 전기차를 뜻하는 EV(Electronic Vehicle)에 SUV 본연의 자유로운 라이프 스타일을 의미하는 익스트림(Extreme)의 X자를 더해, 비포장도로나 레저 활동에 특화돼 터프하지만 전기차다운 승차감을 내는 차를 만들고자 한 것이죠.

아웃도어 활동을 할 때 전기차가 상당히 유리하거든요. 차박을 할 때 내연기관처럼 매연이 안 나오니까 냄새도 안 나고, 텐트를 트렁크 쪽으로 자유롭게 확장해서 쓸 수 있기 때문입니다. 또 실외 V2L(Vehicle-to-Load) 커넥터를 통한 전력 공급으로 가전제품 등을 사용할 수 있다는 점도 매력적이죠.

이러한 아웃도어 활동을 즐기기 위해선 차량의 사이즈 역시 중요한 요소입니다. 따라서 전장·전폭·전고에서 확실한 우위를 가질 수 있는 조건을 갖추도록 해 기존 전기차 사이즈 대비 큰 중형급 자체를 갖추도록 했습니다.

단, 가격 측면에서는 소비자가 접근하기 좋은 합리적인 가격으로 전기차 대중 수요를 끌어들이고자 했어요. 그래서 전기차 전용 프레임 개발로 인해 발생하는 비용과 시간을 단축하고, 경쟁력 있는 가격에 내구성과 안전성을 갖춘 배터리를 확보해 적기에 시장 수요에 대응하고자 했습니다."

토레스 EVX. 사진=KG모빌리티

- EVX에 LFP 배터리를 채택한 이유와 그에 따른 주요 특성은 무엇인가?
"LFP 배터리를 채택한 이유는 오프로드를 자유롭게 활보하는 전기차 SUV를 만드는 입장에서 내구성 및 안전성을 확보하는 것이 최우선 조건이었기 때문입니다. 화재 안전성 측면을 비롯해 비틀림과 외부충격 등에 대한 강성 등 운전 시에 발생하는 모든 위험 요인에 대해 가장 안전하고 적합한 요소를 가진 배터리가 LFP 배터리입니다.

토레스 EVX에 적용한 LFP 배터리의 안정성 테스트를 위해 관통, 비틀림, 외부 충격 등 배터리에서 발생할 수 있는 화재 위험성을 다양한 실험을 통해 검증했습니다. 하지만, 이것을 소비자에게 설명하기 위해서 공학적인 표현을 덧붙이는 것을 대신해 보증기간을 10년에 100만km로 늘림으로써 안전성에 대한 저희의 자신감을 대변하고자 했습니다.

물론, NCM(리튬이온 배터리의 일종) 배터리는 에너지 밀도가 높아서 배터리 용량이나 주행거리 등에서 확실한 성능 보장이 된다는 측면에서 우위를 갖습니다. 하지만 그것이 현재 저희가 추구하는 최우선 조건은 아니었습니다.

또한 배터리란 쓰면 쓸수록 내구성이란 요소가 굉장히 중요합니다. 배터리는 충·방전에 의해 배터리 수명이 매년 떨어지게 됩니다. 배터리 성능 저하로 완충률이 100%에서 70~80%로 떨어진다는 것은 결국 주행거리도 단축된다는 것을 의미하죠. 이같은 SOH(State Of Health), 즉 배터리 충·방전 과정의 배터리 열화에 따른 성능 유지 측면에서 평균적으로 LFP가 NCM 배터리 대비 우위를 갖습니다.

따라서 초기 성능에서는 NCM이 1회 충전당 주행거리에서 20~30km 정도 우위를 가질 수 있지만, 장기적으로 전기차에서 필연적으로 발생하는 배터리 성능 저하 요소까지 고려했을 때, 보유 기간 동안의 전체 실주행 거리는 LFP이 NCM과 큰 차이가 없을 것이라는 것이 저희의 거시적 판단입니다.

장기적으로 전기차 대중화와 보급형 전기차 생산에 있어 안전성과 내구성, 그리고 원가 저감 측면에서 강점을 지니는 LFP 배터리의 채택은 시대적 흐름이 될 것으로 판단하고 있습니다. 최근 테슬라와 현대차그룹의 LFP 배터리 채택 사례가 이를 대변하죠. LFP배터리가 에너지 밀도와 성능 측면에서 기술 고도화를 통해 경쟁력 있는 주행가능거리 확보 등의 발전을 거듭하고 있는 점도 이러한 판단을 뒷받침합니다."

- 전기차 전용 플랫폼 없이 기존 토레스와 동일한 구조체 내에서 전기차로 갈 수 있었던 기술적 차별점은?
"토레스 구조체에 들어갈 수 있는 최적의 배터리를 찾아낸 것이 가장 큰 성공 요인입니다.

일반적으로 전기차 배터리는 셀-모듈-팩이라고 하는 패키징 과정을 거칩니다. 하지만 이는 물리적으로 한정된 공간 내에 넣을 수 있는 배터리 용량도 제한적이고, 배터리 용량을 키우기 위해 배터리가 구조체 내에서 위로 올라올수록 차량의 실내공간 역시 작아지는 한계가 있습니다.

반면, BYD의 LFP 배터리인 블레이드 배터리는 모듈이라는 과정을 빼고 셀투팩(CTP, Cell To Pack) 방식을 사용합니다. 패키징 단계를 한 단계 줄임으로써 배터리가 얇고 더 가벼워질 뿐만 아니라 한정된 공간 안에 더 많은 배터리를 촘촘히 넣을 수 있게 된 것이죠. 이를 통해 차량 내부 공간 확보는 물론, 배터리 용량을 극대화할 수 있게 함으로써 저희가 목표로 한 SUV 본연의 상품성을 갖춘 전기차를 만들 수 있게 되었습니다."

- 배터리 용량과 주행거리(특히 겨울철 주행거리) 등에서 열위를 보일 것이란 전망과 달리 EVX (전륜구동, FF) 복합 주행거리가 433km로 NCM 배터리 기반의 EV6 (사륜구동) 403km보다 우위를 보였다. 이것이 가능하게 된 이유는?

"이 역시도 셀투팩 공법의 배터리 팩 설계로 인한 배터리 시스템 최적화가 가장 큰 영향을 미쳤습니다. 셀투팩 방식은 배터리 셀을 촘촘하게 적재하고 셀과 팩 간에 접합 상태도 보강하게 함으로써 에너지 효율성을 강화하고 외부의 충격에 대한 안전도를 보강하는 역할을 합니다. 그 결과 효율성 측면에서 단위 면적당 에너지 밀도를 20% 증대시켜 주행거리를 433km까지 향상시키고, 동시에 내구성 측면에서도 외부 충격에 강한 배터리 관리 시스템 설계를 가능케 했습니다.

궁극적으로 이러한 차별점이 배터리 개발 단계에서 저희가 LFP 배터리를 생산하는 여러 업체 가운데 배터리 협력사로 BYD와 협업을 하게 된 이유입니다. BYD는 배터리 생산과 전기차 생산을 함께 관할하는 업체로서, 전기차 판매 경험에서 축적한 배터리 최적화 노하우를 보유하고 있어 개발 협력을 통해 LFP 배터리를 고도화할 수 있다는 점이 매력적이었죠."

양석훈 실장은 BYD의 LFP 배터리에 사용된 셀투팩(Cell To Pack) 공법이 기존 LFP 배터리의 에너지 밀도 등의 한계를 보완하고 주행가능거리를 높이는 데 높은 공헌을 했다고 밝혔다. 사진=김예은 기자

- 이를 구현하기 위해 내연기관 토레스에 비해서 재료 같은 강성에서 달라진 점이 있다면?
"전기차 토레스는 외부 충격에서 배터리를 안정적으로 보호하기 위해 기존 프레임은 유지하되 포스코 강판 등의 차체 보강은 더욱 강화했습니다. 특히 차체 보강은 측면 충돌 측면에서 강성 보강을 더 해서 차체의 81%에 고장력 강판을 사용했죠. 기존의 내연기관 토레스는 78%로 이 역시도 상당히 높은 수준이었는데 이보다 더 강한 강성을 갖추도록 했습니다. 초고장력 강판 역시 주요 부위에 47%를 적용해 배터리 안전성을 강화했습니다."

- LFP의 저온 주행거리(영하 7도 조건)가 상온보다 23% 떨어진다는 특성을 어떻게 보완했나?
"우리나라는 혹독한 겨울을 견뎌야 하는 계절적 특수성이 있는 국가이죠. 따라서 BYD와 배터리 초기 개발 단계부터 배터리 열화 현상으로 인한 배터리 내구성 저하 방지를 위해 고전압 배터리의 EV 열관리 시스템을 개발해 왔습니다. EVX 모델에 적용한 고전압 배터리의 열관리 시스템은 대부분 영하에서 작동하는 경쟁사와 달리, 영상 8℃부터 시작하도록 적용했습니다. 이를 통해 겨울철에도 최적의 배터리 성능을 유지할 수 있도록 함으로써 주행거리 약화를 보완했습니다."

- 토레스가 여러 강점에 비해 파워트레인(1.5 터보엔진, 6단 자동변속기 등)이 빈약하다는 평가가 있었다. 이에 대한 의견과 EVX에서 보완한 사항이 있다면?
"전기차는 내연기관과 달리 배터리와 모터를 중심으로 하는 시스템이죠. 이때 모터 측면에서 토레스 EVX는 152.2kW 전륜 구동 모터를 적용하고 감속기를 통해 토크 튜닝을 거쳐 최고 출력 207마력(ps)과 최대 토크 34.6kgf·m의 동력성능을 확보했습니다. 그 결과 내연기관의 토레스(170마력/ 28.6kg·m) 보다 최고 출력은 약 22%, 최대 토크는 21% 상승한 파워를 갖추게 되었죠. 주행모드도 4가지로 다변화함으로써 드라이브 감성도 느낄 수 있도록 했습니다.

속도 측면에서 전기차의 경쟁우위를 논할 경우, 전기차의 속도 강화를 위해서는 모터 출력과 배터리 설계부터 디자인 요소까지 다른 접근법을 요합니다. 하지만 토레스 EVX의 방향성은 스포츠카나 슬릭하고 납작한 전기차와는 개발초기 방향성을 다르게 두었습니다. 초기 디자인 단계에서 공기 저항 계수를 고려한 디자인을 적용했지만 속도에 초점을 맞춘 차량과 대비해서는 공기 저항 계수 측면에서 손해를 보더라도 좀 더 SUV로서 정통성 있고 실내고를 높여 활용도가 높은 전기차를 만들자는 것에 초점을 맞추었죠. 이처럼 이 모델이 추구하는 요소에 최적화된 파워를 갖출 수 있도록 했습니다."

- 전기차로 가면 드라이빙 감성 측면에서 기존의 가솔린 차보다 떨어진다는 느낌이 들진 않는지?
"사람들이 차를 타는 이유 중에 하나가 드라이브 감성, 즉 운전의 즐거움이잖아요. 이것은 전기차로 변화된다고 하더라도 포기할 수 없는 중요한 가치죠. 앞서 말씀드린 바와 같이 토레스 EVX는 내연기관 토레스에 비해 우위를 갖는 마력과 토크 이외에도 내연기관의 드라이빙 감성을 개선하는 측면이 있습니다.

내연기관은 연료가 폭발을 하면서 작동되는 시스템이기 때문에, 엔진에서 진동이 발생하고 출력이 고르지 못하다는 한계를 갖습니다. 내연기관은 1~3단은 힘(토크)은 좋은데 속력이 안나고, 4~6단은 힘은 떨어지는데 마력은 좋아서 속도가 올라가죠.

이에 비해 전기차는 토크 배분 등의 개념이 없이 엑셀을 밟는대로 모터가 돌아가는 힘에 따라 균일하게 출력이 배분되므로, 세밀한 감성의 가속감을 부여합니다. 가속력을 깨끗한 감성으로 느끼며 더 안정감을 느낄 수 있다는 점도 전기차량만이 부여할 수 있는 차별화 된 가치입니다. 이러한 측면에서 내연기관보다 앞선 핸들링을 보여주고 있다는 점이 전기차량이 드라이빙 감성에 새롭게 부여할 가치가 아닐까 합니다."

- 동일한 LFP 기반의 경쟁모델로 꼽히는 테슬라 모델 Y RWD, 경쟁사 유사 수준의 차종 코나 EV, 니로 EV 와 비교했을 때 EVX만의 비교우위가 있다면?
"모델 Y는 5699만 원(보조금 혜택 시 4천만 원대)의 가격에 주행가능거리는 350km입니다. 따라서 가격 대비 주행거리에 있어 토레스 EVX가 우위에 있다고 생각합니다.

주행가능거리와 차량 크기를 비롯한 활용도 측면을 함께 고려했을 경우에도 코나의 417km, 니로의 401km에 비해 토레스 EVX가 비교우위를 갖춘 433km의 주행가능거리를 확보했음에도, 경쟁사 대비 차체가 큰 중형급의 SUV를 구현했다는 점이 강점입니다.

테슬라가 강점을 갖는 자율주행 측면에서 토레스 EVX는 현재 2.5레벨의 ADAS 기술이 적용되었습니다. KG모빌리티는 근미래에 먼저 2.5레벨의 자율주행 기술을 고도화해 확실한 경쟁력을 갖추는 것에 우선순위를 두고 있으며, 이후 3레벨의 자율주행 기술을 안정적으로 구현하고자 합니다."

- 경쟁사 대비 배터리팩의 최저지상고를 강조했는데 이것이 중요한 이유는 무엇인가?
"통상적으로 전기차 배터리는 시트 아래에 장착이 됩니다. 그런데 토레스 EVX의 방향성은 다재다능한 SUV EV 차량으로 비포장도로를 포함한 다양한 지형의 주행에도 원활히 성능을 발휘할 수 있도록 해야 하죠. 하지만 최저지상고가 낮을 경우 배터리팩 부분이 바닥에 닿는 문제가 발생하고, 안전성과 내구성 우려가 심화될 수밖에 없습니다. 따라서 토레스 EVX는 경쟁사인 아이오닉 5(150mm), EV6(158mm)등과 대비해 최저지상고를 174mm까지 높임으로써, 험로 주행에도 불편함 없이 안전한 운행이 가능하도록 했습니다.

이처럼 최저지상고를 높이면 다양한 지형에서도 배터리 안전성을 충분히 방어할 수 있을 뿐 아니라 진입각과 탈출각 역시 좋아지는 효과를 갖게되죠."

양석훈 실장은 토레스 EVX로 국내 전기차 시장의 대중화를 이끌 것이며, 향후에는 전기차 전용 플랫폼을 적용한 다양한 고성능 EV SUV 라인업을 갖출 것이란 계획을 밝혔다. 사진=김예은 기자

- 향후 KG모빌리티 전기차 개발의 방향성은?
"앞으로도 KG모빌리티는 SUV를 중심으로 다양한 체급의 전기차와 하이브리드 라인업을 선보일 계획입니다. 이를 위해 장기적으로 전기차 전용 플랫폼 개발도 추진할 계획입니다. 먼저 토레스 EVX를 통해 전기차의 대중화 수요를 리딩한 후, 전용 플랫폼을 기반으로 첨단 사양과 고성능에 초점을 맞춘 상위 라인업을 출시할 계획입니다. 그 신차 라인업의 방향성에 따라 NCM 등을 비롯해 다양한 배터리와 고성능의 모터 등이 적용된 차량도 출시할 계획이죠."

- 토레스가 출시된 이후 기업이 쌍용자동차에서 KG모빌리티로 변경됐다. 상품기획 전략 측면 등에서 변경된 기조가 있다면?
"KG모빌리티로 사명이 변경된 것은 자동차 산업 트렌드가 변화하는 만큼 단순 이동성을 넘어 그 이동성 안에 새로운 가치를 부여하려고 하는 장기적 시각이 담겨있습니다. KG모빌리티는 앞으로 전동화와 자율주행 기술 확보뿐만 아니라 또 다른 영역인 커넥티드 사업 측면에서도 MaaS(Mobility as a Service)를 기반으로 이동성에 서비스를 연동시키는 기술까지 확장하고자 합니다.

미래에는 차량이 단순 이동 수단이 아니라, 차량 내부에서 개인화된 작업과 콘텐츠의 향유, 서비스 제공 등 다양한 경험을 누리는 공간으로 변모하게 될 것 입니다. 이는 제조사 입장에서는 자동차 하나를 팔았을 때 차량의 하드웨어 판매에 대한 수익뿐 아니라 차량을 소유하는 기간동안 지속적인 부가 수익이 창출되는 것을 의미하죠.

따라서 KG모빌리티는 장기적으로 이러한 거시적 시대 흐름 속에서 전통적인 자동차 제조 및 판매에 머무르지 않고 미래지향적인 기술 개발을 기반으로 이동성 서비스까지 제공하는 종합적인 모빌리티 회사로 나아갈 것입니다. 현재 커넥티드 사업팀, 전장 사업 기획팀 등에서 오픈 플랫폼 기반의 소프트웨어를 개발하고 SDV(Software Defined Vehicle, 소프트웨어 중심 자동차) 등을 고도화하는 업무를 진행 중이며, 내부 사업에서도 이러한 거시적 전략을 실현하는 것에 초점을 맞출 것입니다."

<문화경제 김예은 기자>