[기고] 전기차 미래, 전용 변속기가 좌우한다

2020-05-19     김필수 자동차연구소 소장 및 대림대 교수
김필수
지난 120여년 동안 자동차는 내연기관차 중심으로 개발 보급돼 왔다. 즉 엔진의 힘을 변속기라는 장치를 통해 최적의 속도로 변환시켜 바퀴까지 전달되는 과정이라 할 수 있다. 특히 연비와 환경이라는 두 마리의 토끼를 잡기 위해 다양한 기술개발을 이어왔고, 이는 선진 글로벌 메이커로 진입하는 기술 장벽으로 나타났다. 연비를 높이기 위해 직접분사 엔진 등 엔진 자체의 출력과 연비를 높이는 다양한 기술이 적용됐다. 자동차의 속도에 맞는 엔진의 힘을 최적으로 승차감을 높이면서, 고효율로 적용하는 자동변속기의 역할을 통해 고효율·고연비를 구현했다. 이중 내연기관차의 자동변속기는 엔진의 힘을 최적으로 바퀴에 전달하는 핵심 부품으로 엔진과 함께 글로벌 메이커와의 차별화를 만드는 핵심 노하우다. 변속 시점에 발생하는 충격을 최소화하고 승차감을 높이며, 동시에 효율과 연비를 최상위로 끌어올려야 한다. 무게는 가볍고 내구성은 높은 가성비 좋은 자동변속기 구현은 중요한 과제였다. 이러다보니 10단 변속기라는 최고의 변속기가 탑재될 정도가 됐지만, 현재의 변속기는 너무 복잡하고 가격도 높으며, 구조적인 부분도 분해를 후회할 정도로 융합적인 부분이 강조된 첨단 장치가 됐다. 내연기관차의 엔진과 자동변속기는 한계에 와 있다는 뜻이다. 최근 내연기관차를 대신하는 무공해자동차인 전기차가 득세하고 있다. 보급 속도와 단점을 제거하기 위한 속도가 워낙 빠르다보니 생각 이상으로 보급 속도가 높아지고 있다. 글로벌 메이커뿐 아니라 글로벌 기업이 전기차 생산이나 기술개발에 나서고 있다. 또하나의 미래의 먹거리인 자율주행차와 함깨 차별화 전략에 나서는 것은 가장 주목할 부분이다. 수년내 보조금 없이 다양한 민간 비즈니스 모델이 수면 위로 올라올 것으로 확신한다. 경쟁력 높은 전기차의 개발 생산이, 메이커의 생존에 가장 큰 영향을 주는 것이다. 이런 상황에서 주목받는 국내 중소기업이 있다. 바이젠이라는 연구개발 전문 기업으로, 전기차 전용 최첨단 변속기 전문 개발업체다. 직접 전기이륜차에 탑재하는 등 다양한 테스트가 진행돼 효용이 입증됐고, 일반 전기차에도 탑재가 가능할 정도로 완성도가 높은 전기차용 전용 변속기다. 현재 5단 전기차용 변속기가 개발, 해외기업의 접촉 빈도수도 높아지고 있다. 특히 인휠 변속기 타입일 정도로 완성도가 높아 적은 공간에 모터와 감속기, 차동기어는 물론 충격 흡수부품도 함께 탑재된다. 유압방식도 어니어서 완성도가 최고 수준이다. 전기이륜차 바퀴의 적은 공간에 인휠 방식으로 변속기 전체를 넣을 정도이고, 등판능력이나 에너지 효율화도 최고 수준이어서 전기차의 미래 판도를 바꿀 정도의 완성도가 있다. 이 장치를 활용할 경우 배터리 용량은 약 30% 이상 줄고, 모터의 정속 운영으로 과열 등이 발생하지 않는다. 인버터 등 컨트롤러 시스템의 무리한 운영도 없어, 냉각장치도 필요 없다. 유압방식도 아니어서 내구성과 관리적인 장점도 있다. 당연히 무게는 가벼워지고 연비는 높아지며, 완벽한 등판능력, 내구성과 효율화가 가능하다. 이에 따라 연비도 최소한 20~30% 이상 상승하는 것으로 나타났다. 걱정되는 부분은 해외로의 이전이다. 최고의 첨단 기술인 만큼, 해외에 매각된다면 국부 유출의 가능성이 크다. '소 잃고 외양간 고치는' 사례가 되지 않아야 한다.