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영상은 전기차 구동 시스템의 기본 구조부터 설명한다. 모터는 회전력을 만들어내고, 감속기는 그 힘을 바퀴에 전달한다. 인버터는 배터리의 직류 전력을 교류로 변환해 모터를 구동하는 핵심 부품이다.
일반적으로 전기차 구동계는 고출력 위주로 설계될수록 도심 주행 시 효율이 떨어지는 한계를 보인다. 현대차·기아는 이 문제의 해법을 인버터에서 찾았다.
기존 인버터에는 실리콘 카바이드 반도체로 구성된 6개의 스위치가 적용돼 있지만, 현대차·기아는 여기에 실리콘 전력반도체 6개를 추가해 총 12개의 스위치로 구성된 ‘2-스테이지 모터시스템’을 개발했다. 이를 통해 모터에 인가되는 전압 범위가 기존 대비 최대 70%까지 확대되며 출력이 크게 향상됐다.
일상 주행 시에는 기존 스위치 한 세트만 사용해 효율을 높이고, 고속·고출력 주행 상황에서는 두 세트를 동시에 구동해 강력한 성능을 안정적으로 발휘한다. 다만 스위치가 늘어나면 제어 범위가 복잡해지기 때문에 현대차·기아는 자체 개발한 제어기법과 모드 전환 알고리즘을 적용해 주행 중에도 이질감 없이 부드럽게 절환되도록 했다.
이러한 2-스테이지 모터시스템은 기아 EV6 GT를 시작으로 현대차 아이오닉 5 N, 아이오닉 6 N, 아이오닉 9, 신형 넥쏘 등에 적용돼 높은 평가를 받고 있다. 현대차·기아는 향후 출시될 전기차 라인업에도 이 기술을 단계적으로 확대 적용할 계획이다.
현대차·기아는 현재 이 시스템의 핵심 기술에 대해 한국을 비롯해 미국, 유럽, 중국, 일본 등에서 총 47건의 특허를 출원했다.
시스템 개발에 참여한 현대차 관계자는 “전 세계에서 유일하게 고출력과 고효율을 동시에 구현한 혁신적인 모터 시스템이라고 자부한다”며 “경쟁사들이 우리 전기차를 분해해 기술을 연구한다는 얘기를 들었을 때 큰 보람을 느꼈다”고 말했다.
