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전기차의 효율성, 전기차용 변속기 사용하면 개선될까?

  • 기사입력 2021.07.29 08:37
  • 기자명 기노현 기자

[오토트리뷴=기노현 기자] 전기차의 가장 큰 특징 중 하나는 내연기관 자동차와 달리 변속기가 적용되지 않는 것이다. 일정 회전수에서 최고 출력을 발휘하는 내연기관과 달리 구동과 동시에 최대토크를 발휘하고, 허용 회전 범위가 내연기관보다 2~3배 이상 높은 전기모터의 특성 덕분이다. 덕분에 전기차는 전기모터의 토크를 높여줄 감속기를 사용하는 것이 일반적이다.

▲아이오닉 5의 배터리 잔량(사진=기노현 기자)
▲아이오닉 5의 배터리 잔량(사진=기노현 기자)

전기에너지가 구동 모터에 공급되는 순간 최대 토크를 발휘하고, 변속시간도 소요되지 않기 때문에 가속력이 우수하다. 일반적으로 전기차가 동급 내연기관 자동차 대비 경쾌한 가속 능력을 발휘할 수 있는 이유다.

하지만 전기차는 기어비가 고정되어 있어 일반적으로 내연기관 자동차 대비 최고속도가 낮고, 고속에서 효율이 떨어지기 때문에 도심 주행 대비 고속 주행 전비가 낮은 것이 단점이다.

▲비테스코 전동화 구동계 'EMR4'(사진=비테스코)
▲비테스코 전동화 구동계 'EMR4'(사진=비테스코)

때문에 일각에서는 전기차 효율을 높이기 위해 전기차용 변속기 적용이 필요하다고 주장한다. 내연기관 자동차처럼 고속 주행 시 전기모터의 회전수를 낮춰 효율을 높일 필요가 있다는 것이다. 

그러나 아직까지 양산 전기차 모델에서 변속기를 장착한 모델을 찾아보기 어렵고, 탑재 계획 중인 모델도 드물다. 또한 전기차용 변속기를 적극적으로 개발하는 업체를 찾아보기도 쉽지 않다.

전동화 파워트레인 업계 관계자에 따르면 “전동화 파워트레인의 내연기관 대비 간단한 구조가 장점이다. 포르쉐 타이칸 같이 목적이 있는 경우를 제외하면, 일반적인 전기차에 변속기를 적용하는 것은 득보다 실이 많다고 본다. 현재 구동모터, 인버터, 감속기 일체형 시스템이 주력이며, 전기차용 변속기 적용에 대한 요구가 거의 없다.”고 설명했다.

▲2단 변속기가 적용된 포르쉐 타이칸(사진=포르쉐)
▲2단 변속기가 적용된 포르쉐 타이칸(사진=포르쉐)

전기차용 2단 변속기가 탑재된 타이칸은 1단 기어를 통해 빠른 가속력을 확보하고, 2단 기어를 통해 감속비를 변경하고, 250km/h의 높은 최고속도를 발휘한다. 변속기 적용으로 전기차의 장점을 유지하는 동시에 단점을 개선한 대표적 사례다.

하지만 타이칸의 경우 효율 개선이 아닌 성능 확보가 주 목적인 만큼 일반적인 전기차에 2단 변속기를 적용하는 것은 차량 가격만 높일 뿐 큰 의미가 없다.

▲기아 EV6(사진=기아)
▲기아 EV6(사진=기아)

또한 높은 최고속도를 달성하기 위해 변속기가 반드시 필요한 것은 아니다. 기아 고성능 전기차인 EV6 GT는 감속기만으로 최고속도 260km/h를 달성했다. 고출력이 필요한 만큼 최고속도를 오래 유지할 수 없지만, 변속기 없이 충분히 고성능을 구현할 수 있음을 보여줬다.

knh@autotribune.co.kr

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