현대차·기아, 전기차 모터 기술의 새 기준 세웠다…‘2-스테이지 시스템’ 전면 확산

전기차 시대의 경쟁력은 배터리 용량이나 가격만으로 설명되지 않는다. 주행감, 효율, 성능을 동시에 만족시키는 ‘구동 기술’이 결정적 변수가 되고 있다. 현대차·기아가 공개한 ‘2-스테이지 모터시스템’은 이 질문에 대한 그룹의 선명한 답이다. 고효율 주행과 고출력 가속이라는 상반된 목표를 한꺼번에 달성하며 전기차 구동기술의 패러다임을 다시 쓰고 있다.
현대차·기아는 최근 공식 유튜브 채널에 ‘2-스테이지 모터시스템’ 기술 영상을 공개하고 전기차 구동 핵심 기술을 소비자에게 직접 설명하는 소통에 나섰다. 해당 기술은 지난해 산업통상자원부 주관 ‘대한민국 기술대상’에서 대통령상을 받은 바 있다.

전기차의 구동계는 크게 모터, 감속기, 인버터로 구성된다. 이 중 인버터는 배터리의 직류 전력을 교류로 전환하는 핵심 장치다. 일반적인 전기차는 인버터 내부에 6개의 전력 반도체 스위치를 사용한다. 하지만 현대차·기아는 인버터에 실리콘 전력반도체 6개를 추가로 더해 총 12개의 스위치가 작동하는 ‘2-스테이지 구조’를 마련했다.

인버터에 공급되는 전압은 기존 대비 최대 70%까지 확장된다. 이 덕분에 전기차는 도심에서는 높은 효율을 유지하고, 고속 주행이나 급가속과 같은 상황에서는 출력이 크게 늘어난다. 즉, 같은 배터리를 쓰면서도 더 멀리, 더 강하게 달릴 수 있게 된 셈이다.
기술의 관건은 모드 전환이다. 일반 주행에서는 6개 스위치만 작동해 전력 소모를 최소화하고, 필요할 때 12개가 동시에 작동해 고출력을 낸다. 현대차·기아는 이 과정에서 체감 이질감을 없애기 위해 고유 제어 알고리즘을 적용했다. 전환 구간이 자연스러워야 전기차 특유의 정숙성과 일체감 있는 주행감을 해치지 않기 때문이다.

이 기술은 이미 양산 모델에 적용되고 있다. 기아 EV6 GT, 현대차 아이오닉 5 N과 아이오닉 6 N, 아이오닉 9 등 고성능 전기차가 대표적이다. 현대차·기아는 앞으로 출시될 전기차에도 2-스테이지 모터시스템을 확대 적용한다는 계획이다.

또한 해당 기술은 미국, 유럽, 중국, 일본 등 주요 시장에서 총 47건의 특허를 출원했다. 글로벌 기술 경쟁 환경 속에서도 차별적 모터 시스템 경쟁력을 확보하겠다는 전략으로 풀이된다.

개발자들은 이번 기술에 대해 “전기차에서 고출력과 고효율을 동시에 달성한 세계적으로 유일한 시도”라고 평가하며 “경쟁사가 해당 시스템을 분석하기 위해 직접 차량을 분해했다는 소식은 기술적 가치를 방증하는 사례”라고 밝혔다.
전기차 시장의 성장과 함께 사용자는 ‘더 편안한 주행’과 ‘더 짜릿한 반응’을 동시에 원하고 있다. 현대차·기아의 2-스테이지 모터시스템은 바로 그 모순된 요구를 기술로 풀어내며, 전기차 성능 경쟁의 차원을 한 단계 끌어올리고 있다.




김태우 글로벌이코노믹 기자 ghost427@g-enews.com