“페라리급 현대차?” 전기차로 갑자기 슈퍼카 퀄리티 내는 이유

폭발적인 가속력, 손쉬운 슈퍼카 스펙

전기차의 장점 중 하나는 초반 가속력이다. 내연기관에서 느낄 수 없는 초반 토크가 매우 뛰어나다. 해외 매체에서 진행하는 전기차 vs 내연기관 드래그 레이스에서도 전기차가 압도적으로 치고 나가며 승리하는 그림을 어렵지 않게 찾아볼 수 있다. 실제로 기아의 EV6 GT는 드래그 레이스에서 페라리, 포르쉐 등을 가뿐히 이긴 적도 있다. 이게 어떻게 가능한 일일까?

전기모터, 엔진과 공통점 없을 정도

전기차에 쓰이는 전기 모터는 회전수가 낮을 때 높은 토크를 낸다. 요즘 전기차에 주로 쓰이는 영구자석 동기 모터(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)를 예로 들 수 있다. 교류 모터 일종인 PMSM은 이론적으로 회전을 시작할 때부터 특정 회전 영역에 이를 때까지 최대 토크를 발휘한다.

이후 특정 RPM 영역으로 진입하면 전자기 간섭으로 토크 감소 현상이 발생한다.

처음부터 PMSM이 최대 토크를 발휘할 수 있는 이유는 전자기력의 특성 때문이다. 모터 안에 위치한 영구자석이 전자기력에 의해 직접 회전하는 구조인데, 이 영구자석을 감싸고 있는 하우징과 영구자석 간의 극성을 달리해서 영구자석의 회전을 유도하는 원리다. 쉽게 말해 N극과 S극이 서로 밀어내는 힘 덕분에 곧바로 회전하게 되고, 이는 최대 토크로 이어진다.

감속기와 타이어도 퍼포먼스의 핵심

내연기관 차는 변속기가 반드시 필요하다. 변속기는 폭넓은 속도 영역에서 토크를 효과적으로 활용하기 위함인데, 변속 과정에서 일시적으로 토크가 바퀴로 전달되지 않고 끊어지는 순간이 있다. 매우 짧은 순간이기는 하지만 전기차의 가속과 비교했을 때 불리해질 수밖에 없다.

한편 전기차는 간단한 감속 기어만 있어, 모터의 회전력이 큰 손실 없이 바퀴로 잘 전달 된다. 

전기차는 전용 타이어가 필수다. 출발 시 바퀴가 헛돌 수 있기 때문이다. 전기차 전용 타이어는 전기차의 빠른 응답성과 높은 토크에도 대응 가능하도록 개발된다. 따라서 일반 타이어와는 설계부터 소재, 디자인이 다 다르다. 대표적인 예로 한국타이어가 개발한 전기차 타이어 ‘아이온’에 적용된 3D 사이프 기술이다. 트레드 블록 내부에서 변형을 제어해 타이어의 슬립 현상을 최소화는 기술이다.

에디터 한마디

내연기관과 전기차의 동력원에 따른 토크 특성 차이는 위에 언급된 것 이상으로 원리가 훨씬 구체적이며 그 외 고려해야 할 요소들이 많다. 때문에 내연기관과 전기차의 가속 성능을 단순 비교하기엔 무리가 있는 것이 사실이다. 다만, 전기차의 제로백과 같은 지표나 실제 드래그 레이스 결과가 보여주는 사실이 흥미로울 뿐이다.