현대자동차∙기아가 자사 전기차의 강력한 퍼포먼스 뒤에 숨은 핵심기술인 ‘2-스테이지 모터시스템’의 상세 작동 원리를 공개했다.
전기차 모터 구동 시스템은 모터–감속기–인버터 세 요소로 구성된다. 모터는 회전력을 생성하고, 감속기는 그 힘을 바퀴로 전달하며, 인버터는 배터리의 직류(DC) 전력을 모터 구동용 교류(AC)로 변환한다. 일반적으로 모터 출력을 높이면 도심 주행 효율이 떨어지는 한계가 있었다. 현대차∙기아는 이에 착안해 인버터 구조 자체를 진화시켰다.
기존 전기차 인버터에는 실리콘 카바이드(SiC) 반도체 소자 6개가 스위치 역할을 담당했다.
현대차∙기아는 여기에 실리콘 전력 반도체 6개를 추가해 총 12개 스위치로 구성된 2-스테이지 시스템을 완성했다. 이로써 모터 인가 전압이 기존 대비 최대 70%까지 상승했으며, 그 결과 고출력 구간에서의 성능 향상은 물론 저속·일상 주행에서의 효율 유지가 가능해졌다. 일상 주행에서는 기존 6개 스위치(1세트)만 작동해 에너지 효율을 극대화하고, 고속·고출력 주행은 12개 스위치(2세트) 동시 작동으로 출력 향상 및 안정적 구동이 가능하다.
스위치가 2배로 늘어나면 제어 범위 역시 크게 확대된다. 이를 해결하기 위해 현대차∙기아는 독자 제어 알고리즘과 모드 절환 제어기법을 도입했다. 각 주행 모드 간 절환 시 이질감 없이 자연스럽게 전환되는 제어 기술을 구현함으로써, 고성능 주행에서도 안정적인 승차감을 확보했다.
‘2-스테이지 모터시스템’은 이미 기아 EV6 GT와 현대 아이오닉 5 N, 아이오닉 6 N, 아이오닉 9, 올 뉴 넥쏘 등에 적용돼 호평을 받고 있다. 현대차∙기아는 향후 출시될 신형 전기차 라인업에도 해당 기술을 확대 적용할 계획이다. 현재까지 이 기술과 관련해 국내외 총 47건의 특허가 출원됐고, 미국·유럽·중국·일본 등 주요 시장에서도 보호를 강화하고 있다.
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