현대차·기아, ‘2-스테이지 모터시스템’ 영상 공개…최대 70% 전압 상승 혁신

▲2-스테이지 모터시스템 영상 캡쳐 (사진=현대차·기아)

현대자동차·기아가 퍼포먼스와 효율성, 두 마리 토끼를 잡은 전기차 핵심 기술을 영상으로 공개됐다.

현대차·기아는 전기차 모터 구동 기술의 혁신으로 평가받는 '2-스테이지 모터시스템'의 작동 원리를 일반 고객도 쉽게 이해할 수 있도록 제작한 영상을 현대자동차그룹 유튜브 채널에 공개했다고 10일 밝혔다. 이 기술은 지난해 산업부 주관 '대한민국 기술대상'에서 최고상인 대통령상을 수상한 바 있다.

이번 영상은 지난달 공개된 '브레이크 작동 원리' 편에 이어 기술 중심의 고객 소통을 이어가기 위한 현대차·기아의 의지를 보여준다. 영상은 모터 구동 시스템의 3대 구성요소인 모터, 감속기, 인버터의 역할을 설명하며 시작된다. 모터는 회전력을 생성하고 감속기는 그 힘을 바퀴에 전달하며 인버터는 배터리의 직류 전류를 교류로 변환하는 장치다.

전기차의 고출력 성능을 강화하면 도심 주행 효율이 떨어지는 한계가 있다. 현대차·기아는 이를 극복하기 위해 인버터 구조에 주목했다. 기존 인버터에는 실리콘카바이드(SiC) 반도체 소자로 구성된 6개의 스위치가 들어가지만 2-스테이지 모터시스템은 여기에 실리콘 전력반도체 6개를 추가해 총 12개의 스위치를 적용했다. 이를 통해 인가 전압을 기존 대비 최대 70%까지 높일 수 있어 고출력과 고효율을 동시에 확보했다.

이 시스템은 일상 주행에서는 한 세트(6개)의 스위치만 사용해 효율을 유지하고 고속 주행 시에는 두 세트를 모두 활용해 강력한 출력을 안정적으로 낸다. 다만 단순히 스위치 수를 늘리는 것만으로는 제어가 어렵기 때문에 현대차·기아는 자체 제어기법과 모드 절환 알고리즘을 적용해 모드 전환 시 이질감 없이 자연스러운 주행이 가능하도록 했다.

이 기술은 기아 EV6 GT를 시작으로 아이오닉 5 N, 아이오닉 6 N, 아이오닉 9, 올 뉴 넥쏘 등에 이미 적용돼 있으며 향후 차세대 전기차 라인업으로 확대될 예정이다. 현대차·기아는 현재 한국을 비롯해 미국, 유럽, 중국, 일본 등 주요 시장에서 총 47건의 특허를 출원했다.

개발에 참여한 연구진은 "전 세계에서 유일하게 고출력과 고효율을 모두 구현한 혁신적 모터시스템"이라며 "우리 기술을 기반으로 글로벌 완성차들이 참고하거나 분석하고 있다는 점이 큰 자부심"이라고 말했다.