현대차·기아, 고출력·고효율 모두 잡은 혁신 모터시스템 공개

현대자동차·기아는 지난해 '대한민국 기술대상'에서 최고의 영예인 대통령상을 받은 '2-스테이지 모터시스템'을 상세 소개하는 기술 영상을 최근 유튜브 채널에 공개했다고 10일 밝혔다.

이 영상은 전기차에 적용되는 첨단 모터 구동 제어 기술을 일반인도 쉽게 이해할 수 있도록 만들어졌다. 영상에 따르면 일반적으로 고출력 위주로 전기차의 모터 구동 시스템을 설계하면, 도심 주행에서는 효율이 떨어지는 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 현대차·기아는 인버터의 역할에 주목했다.

기존 인버터에는 실리콘 카바이드 반도체 소자로 구성된 6개 스위치가 적용됐지만, 현대차·기아는 실리콘 전력반도체 6개를 추가해 총 12개 스위치로 구성된 시스템을 고안했다. 이에 따라 모터에 적용할 수 있는 전압이 기존 대비 70%까지 확대됐으며, 출력 증대로 이어졌다.

일상 주행에서는 기존 6개 스위치만 사용해 효율을 유지하고, 고속·고출력 상황에서는 모두를 활용해 강력한 성능을 안정적으로 이끌어 내는 것이 가능해졌다.

다만, 스위치 개수를 2배로 늘리는 것만으로 문제를 해결하지는 못했다. 스위치가 늘어남에 따라 제어해야 할 범위가 늘어나기 때문이다. 이를 위해 현대차·기아는 독자 제어기법과 모드 절환(전기·기계에서 회로나 계통을 전환하는 동작) 제어 알고리즘을 적용, 각각의 모드로 절환될 때 이질감 없이 자연스럽게 절환되도록 했다.

현대차·기아는 2-스테이지 모터시스템의 핵심기술에 대해 우리나라를 비롯하여 미국과 유럽, 중국과 일본 등의 국가에서 총 47건의 특허를 출원했다.

현대차 관계자는 "2-스테이지 모터시스템은 기아 EV6 GT를 시작으로 현대차 아이오닉 5N, 아이오닉 6N, 아이오닉 9, 올 뉴 넥쏘 등에 적용돼 호평받고 있다"며 "향후 출시될 전기차에 이 기술을 확대 적용한다는 방침"이라고 말했다.

오현길 기자 ohk0414@asiae.co.kr

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