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전기차는 내연기관차와 달리 가속페달 하나로 주행이 가능하다. 페달에서 발을 떼면 동력이 끊겨 차가 멈춘다. 차량이 감속하거나 정지할 때 발생하는 운동 에너지를 전기 에너지로 바꿔 배터리를 재충전하는 회생제동 기술이 적용됐기 때문이다. 원패달 드라이빙은 회생제동의 극대화로 연비 개선 효과가 있지만 때로는 전기차 진입을 가로 막는 장애물이 되기도 한다. 강한 감속력이 운전자와 동승자에게 차량이 갑자기 멈추는 듯한 느낌을 줘 멀미를 유발시켜서다.
기아(000270)는 지난 16일 서울 광진구 파이팩토리에서 개최한 ‘더 기아 EV3 테크 데이’에서 이런 문제점을 개선한 ‘아이패달 3.0’ 기술을 선보였다. EV3가 전기차 대중화를 이끌어야 할 주력 차종인만큼 기술 개발도 전기차에 대한 일반 대중의 편견을 해소하는데 맞춰졌다.
아이페달 3.0은 현대차(005380)그룹이 보유한 세계최고 수준의 회생제동 기술을 바탕으로 개발됐다. 가속·감속·정차 등을 가속페달 하나로 제어하는 것은 기존과 같지만 모든 회생제동 단계에서 작동하도록 변화를 줬다. 스티어링 휠 좌측의 패들 시프트를 1초 이상 당겨 회생제동 단계별(0~3단계) 감속도를 기반으로 차량을 정차시킬 수 있다.
이 기능은 후진이 필요한 주차에서도 사용할 수 있다. 메모리 기능이 있어 전원을 껐다 켜도 유지된다. 기존의 아이페달 기능은 가장 높은 회생제동 단계에서만 쓸 수 있지만 EV3에서는 운전자가 각자 선호하는 감속도로 조작하는 게 가능해진 셈이다.
우하영 MSV전기차성능시험팀 연구원은 “아이 페달 3.0은 선호하는 회생단계 선택으로 승차감을 향상할 수 있으며 사용자 편의성도 높였다”고 설명했다.
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EV3에는 현대차그룹 최초로 ‘스마트 회생 시스템 3.0’이 적용됐다. 회생제동에 자율주행 기술을 접목한 시스템으로 운전자가 가속 페달에서 발을 떼면 알아서 자동 감속이 이뤄진다. 센서가 선행 차량과의 거리를 감지하고 내비게이션의 정보를 활용해 적정 수준으로 차량의 속도를 줄여주기 때문이다. 과속 카메라 정보만 활용했던 기존 시스템에 비해 다양한 내비게이션 기반 정보를 활용해 △과속 카메라 △좌·우회전 △커브길 △속도제한 △방지턱 △회전교차로 등 여러 상황에서 자동으로 감속한다.
시속 9km 이하에서는 자동 감속이 되지 않던 기존과 달리 정차 상황까지 자동 감속이 가능해 운전 중 브레이크 페달을 밟아야 하는 빈도를 줄였다. 스티어링 휠 우측의 패들쉬프트를 약 1초간 길게 누르면 스마트 회생 시스템이 활성화된다.
심규빈 기아 차량구동제어개발1팀 연구원은 “스마트크루즈컨트롤(SCC)이 반자율주행이라면,스마트 회생 시스템에서는 직접 운전은 하지만 더 편안한 느낌을 받을 수 있을 것”이라며 “브레이크 밟을 일이 많은 도심 주행에서 특히 사용하기 좋다”고 말했다.
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기아는 EV3에 세계 최초로 개발한 ‘냉난방 공조시스템(THIN HVAC)’도 적용했다. 세로로 배치됐던 열교환기를 가로로 눕혔고, 공조 시스템 내부 도어의 구동 방식을 회전식에서 슬라이딩식으로 바꿨다. 이를 통해 기존 냉난방공조 시스템 대비 높이를 14㎝(33%) 줄여 콕핏 하단으로 튀어나온 부분을 최소화했다. 덕분에 발을 뻗을 수 있는 공간은 동승석 기준 6㎝ 넓어졌다. 동시에 풍량은 5% 늘면서도 소음과 소비 전력은 각각 7%, 25% 낮아졌다.
이윤형 공조시스템설계팀 파트장은 “THIN HVAC의 개발은 EV3 한 차종에 국한되지 않고 디자인과 다양한 고객 경험 시나리오를 구현하는 데 필요한 HVAC 기술의 잠재력을 확보했다는 의미가 있다”고 말했다.
폐배터리의 폐열을 활용한 차세대 열관리 시스템도 눈길을 끈다. 기아는 열관리 효율성을 높이고 히트펌프 성능 향상으로 난방 성능을 더욱 높였다. EV3에 적용된 차세대 열관리 시스템은 냉각수 멀티 밸브를 적용해 냉각수 관련 부품들을 하나로 모듈화하고 냉매 분배 패널을 적용해 부품 수를 44% 줄이고 중량도 4.5% 절감했다.
세계 최초로 외기 열원과 구동 열원을 동시에 활용하는 동시 흡열 방식을 적용해 히트펌프 성능도 강화했다. 외부 공기의 열과 모터, 배터리의 폐열을 동시에 활용해 히트펌프의 성능을 극대화해 더욱 우수한 난방 성능을 확보하고, 겨울철 낮은 기온으로 인한 전비 감소도 최소화했다.
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기아는 EV3(롱레인지 17인치 모델)에 동급 최대 수준의 81.4kWh 4세대 배터리를 탑재해 산업부 인증 기준 1회 충전 시 주행 가능 거리 501km를 달성했다. 4세대 배터리는 셀 단위의 에너지 밀도를 향상시켜 동일한 400V 시스템이 탑재된 니로 EV 대비 약 22% 높은 에너지 밀도를 갖췄다. 배터리 팩 내부를 구성하는 여러 전장품을 2단으로 탑재해 추가 공간을 확보하고 이 공간에 배터리 셀을 추가해 니로 EV 대비 25% 더 많은 셀을 탑재했다.
이밖에도 급속충전 속도를 높이기 위해 충전 중 배터리 온도를 낮추는 수냉식 냉각 시스템을 적용하는 등 배터리 열관리 시스템을 최적화했다. 이를 통해 EV3는 니로 EV 대비 급속충전 시간을 약 12분 단축해 배터리 용량 10%에서 80%까지 31분만에 충전이 가능하다.
EV3는 주행 고급감을 높이고 핸들링 성능을 향상시키기 위해 다양한 사양을 적용했다.
현대차그룹 최초로 3세대 주파수 감응형 밸브가 적용돼 주행 시 노면에서 올라오는 진동을 줄였다. 3세대 주파수 감응형 밸브는 크기를 줄여 중소형 차급에 적합하도록 개발됐다. 주로 고주파수 대역에서 형성되는 노면 주행 진동을 줄이기 위해 고주파수 진동 감지 시 진동을 더 잘 흡수할 수 있도록 감쇠력을 조절한다.
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